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大范围作业解耦混联机器人

时间:2020-06-16   29

项目名称: 大范围作业解耦混联机器人

来源: 第十二届“挑战杯”作品

小类: 机械与控制

大类: 科技发明制作B类

简介: 该作品的机械系统由一个三自由度基本模块和一个一、二转动自由度的扩充模块组成,其中,三自由度基本模块采用一个二滑块五杆并联机构和垂直于其运动平面的一个上下移动机构构成;控制系统采用数控技术,它由触摸屏、可编程控制器(PLC)、交流伺服电机及其驱动器组成。通过安装不同的功能操作器(例:铣刀、喷枪、焊枪、磨头),可实现切削加工、喷涂、焊接、抛光等大范围平面或空间曲面操作等。

详细介绍: 本作品---大范围作业解耦混联机器人, 由机械系统和控制系统二部分组成:机械系统由一个三自由度基本模块和自由度为一、二转动自由度的扩充模块组成,其中,三自由度基本模块采用一个二滑块五杆并联机构和垂直于其运动平面的一个移动自由度构成;控制系统采用数控技术,它基于触摸屏、可编程控制器(PLC)、脉冲发生器单元(FX2N-1PG)、驱动器和交流伺服电机组成,通过安装不同的功能操作器,它能较理想地实现平面或空间作业,例:切削加工、焊接、材料切割、抛光、测量、喷涂、雕刻等。该混联机器人可模块化设计,结构简单、制造容易且成本低、控制解耦、功能可扩展。 其工作原理是:二个主交流伺服电机(SM130-150-15LFB)及其驱动器(SA3L10B)构成的交流伺服系统,通过同步带驱动二个主滑块作直线移动,使平面并联机构的平动输出连杆作平面运动;同时,固定在输出连杆上的滚珠丝杠传动装置(即Z方向单自由度直线机构)将第三个小电机的旋转运动转换成辅滑块的上下直线运动,构成三自由度的实现空间基本操作; 进一步,如在辅滑块上附加一或二个转动自由度运动,就可以构成四、五轴混联机器人,实现了功能的扩展,可实现任意空间曲面的加工与操作,并力求结构简单、制造成本低。