以下介紹庫(kù)卡機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn):
垂直串聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,如下圖所示。六軸垂直串聯(lián)機(jī)器人具有A1-A6六個(gè)關(guān)節(jié)軸,其中A1、A4、A6為旋轉(zhuǎn)軸,其余A2、A3、A5為擺動(dòng)軸。
機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)注的是對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)鏈末端節(jié)點(diǎn)的控制,即通過6個(gè)關(guān)節(jié)軸角度的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在機(jī)器人六軸末端的工具的姿態(tài)和位置的控制,其控制過程涉及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí),不在本系列文章的內(nèi)容范圍之內(nèi)。
跟其他機(jī)器人一樣,KUKA六軸垂直串聯(lián)機(jī)器人的本體可以分為腕部、小臂、大臂、轉(zhuǎn)盤、底座、平衡杠等組成部分,不是所有六軸垂直串聯(lián)機(jī)器人都配置有平衡缸,它通常只出現(xiàn)在具備中、大負(fù)載能力的機(jī)器人本體上。對(duì)于KUKA工業(yè)機(jī)器人,只有負(fù)載能力在60KG以上的機(jī)器人才配置平衡缸,平衡缸的作用是減輕大臂電機(jī)的載荷壓力,配置了平衡缸的機(jī)器人本體必須按照機(jī)器人本體上標(biāo)示的安裝方式進(jìn)行安裝,比如你不能將一臺(tái)配置了平衡缸的地面安裝形式的機(jī)器人進(jìn)行天花板倒掛安裝,否則機(jī)器人將不能正常工作。機(jī)器人本體各部分的劃分。
1.腕部
六軸垂直串聯(lián)機(jī)器人擁有一個(gè)3軸式腕部,它包括軸4、軸5、軸6。軸6電機(jī)在小臂內(nèi)部直接安裝在機(jī)械手上。該電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)械手,而在軸4和軸5上由安裝在小臂背部的電機(jī)通過連接軸驅(qū)動(dòng)。機(jī)器人腕部有一個(gè)連接法蘭用于加裝工具。當(dāng)機(jī)器人腕部出現(xiàn)故障需要維修更換時(shí),KUKA公司要求客戶更換整個(gè)腕部,而不允許用戶單獨(dú)對(duì)軸4、軸5、軸6進(jìn)行拆卸更換。
2.小臂
小臂是機(jī)器人腕部和大臂之間的連桿。它用于固定手軸4和軸5的電機(jī)。小臂由軸3電機(jī)來驅(qū)動(dòng)。允許的***大擺角采用機(jī)械方式分別由一個(gè)正向和負(fù)向的擋塊加以限制。所屬的緩沖器安裝在小臂上。小臂上有一個(gè)帶4個(gè)用于固定附加負(fù)載的螺紋安裝孔。
3.平衡缸
平衡缸是一套裝于轉(zhuǎn)盤與大臂之間的組件,在機(jī)器人停止和運(yùn)動(dòng)時(shí)盡量減小加在軸2周圍的扭矩,平衡杠采用封閉的液壓氣動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)此目的。該系統(tǒng)包含兩個(gè)儲(chǔ)壓器、一個(gè)液壓缸(含管路)、一個(gè)壓力表和一個(gè)用作防止過載的安全元件的爆破片。使用錯(cuò)誤的方法拆卸、拆解平衡缸可能會(huì)對(duì)操作者造成嚴(yán)重傷害,不建議普通用戶自行拆卸和維修平衡缸。
4.電氣接口
主要包含機(jī)器人本體與控制間的電機(jī)電纜、數(shù)據(jù)電纜連接接口,機(jī)器人末端執(zhí)行器的控制信號(hào)接口,以及壓縮空氣管道接口等。
5.底座
底座是機(jī)器人的基座。它用螺栓與地基固定。電氣設(shè)備的保護(hù)軟管被固定在底座上。此外,電機(jī)和數(shù)據(jù)電纜的接口和拖鏈系統(tǒng)安裝在底座上。
6.轉(zhuǎn)盤
轉(zhuǎn)盤固定軸 A1 和 A2。轉(zhuǎn)盤執(zhí)行軸 1 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤通過軸 1 的傳動(dòng)裝置 與底座用螺栓固定住,并由轉(zhuǎn)盤上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。大臂也在轉(zhuǎn)盤中支承。
7.大臂
大臂是位于轉(zhuǎn)盤和小臂之間的組件。為了達(dá)到不同的工作范圍,KUKA機(jī)器人通常會(huì)提供三個(gè)不同長(zhǎng)度的小臂結(jié)合大臂使用。大臂上有一個(gè)帶4個(gè)用于固定附加負(fù)載的螺紋安裝孔。
機(jī)器人用戶通常會(huì)關(guān)注機(jī)器人的工作范圍、負(fù)載能力、重復(fù)定位精度、IP防護(hù)等級(jí)等性能參數(shù),這些參數(shù)都取決于機(jī)器人本體。另外對(duì)于機(jī)器人本體,還需要關(guān)注本體的重量、安裝形式、底座安裝孔布局尺寸、六軸法蘭安裝孔布局尺寸、各軸的運(yùn)動(dòng)范圍和各軸額定負(fù)載下的***大移動(dòng)速度等參數(shù)。由于篇幅所限,不再對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行介紹,讀者可通過查閱KUKA***的技術(shù)手冊(cè)對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行查閱。
對(duì)于某具體型號(hào)的KUKA機(jī)器人本體,其與本體相關(guān)的各項(xiàng)性能參數(shù)說明以及對(duì)機(jī)器人本體的運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、保養(yǎng)、維修的操作說明都在該款機(jī)器人本體的操作說明書中有詳細(xì)描述。下圖展示了QUANTEC PRO系列機(jī)器人本體的操作說明書封面和部分目錄。
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