长知识！六轴工业机器人原理详细解读！

六轴工业机器人原来是这样工作的，太长见识了~

常见的六轴关节机器人的机械结构如图1所示，六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带轮等驱动六个关节轴的旋转，注意观察一、二、三、四轴的结构，关节一至关节四的驱动电机为空心结构，关节机器人的驱动电机采用空心轴结构应该不常见，空心轴结构的电机一般较大。

采用空心轴电机的优点是：机器人各种控制管线可以从电机中心直接穿过，无论关节轴怎么旋转，管线不会随着旋转，即使旋转，管线由于布置在旋转轴线上，所以具有最小的旋转半径。此种结构较好的解决了工业机器人的管线布局问题。对于工业机器人的机械结构设计来说，管线布局是难点之一，怎样合理的在狭小的机械臂空间中布置各种管线（六个电机的驱动线、编码器线、刹车线、气管、电磁阀控制线、传感器线等），使其不受关节轴旋转的影响，是一个值得深入考虑的问题。

常见的机器人腕部结构如图2～图4所示，在这三种手腕部的结构中，以第一种（RBR型）结构应用最为广泛，它适应于各种工作场合，后两种结构应用范围相对较窄，比如说3R型的手腕结构主要应用在喷涂行业等。

【关节设计】

六轴关节机器人的腕部关节设计较为复杂，因为在腕部同时集成了三种运动。小型的六轴关节机器人的腕部关节主要采用谐波减速器。图4较为详细地描述了常见的六轴关节机器人的腕部结构，其腕部关节用到了两个谐波减速器，两个同步齿型带传动输入，中间还用到了一对锥齿轮副传动。

上图所示的腕部关节用到了两个谐波减速器，两个同步齿型带传动输入，中间还用到了一对锥齿轮副传动。

【六轴机器人的特点】

（1）超大工作空间

具有直角坐标机器人的大行程，大跨度的优点。比如拼装后X轴可达到100m，Y轴20m；总之可以按要求组合成所需工作空间的大型机器人。

（2）灵活的组合形式

混合型机器人的直线运动轴也可以是二维的XY轴结构或XZ轴结构，也可以是龙门式结构。根据每个直线运动轴的行程及承载能力还可以是多根组合来保证各个轴不变形，有足够的强度。最末端的三个旋转轴也可以选择为两个旋转轴。

（3）超大负载能力

直角坐标型的龙门框架结构，承载能力强，可无限扩展，稳定可靠，造价相对低很多。抓取物体的能力主要受三个末端旋转轴的限制。目前配合手爪后可以抓取的物体重量是：50公斤，100公斤和200公斤三种型号。

（4）高定位精度

通常单根直线运动轴的重复定位精度0.05mm，而丝杠驱动型和精密齿轮齿条驱动型可达0.01mm，甚至更高，还可以加位置反馈信号。最后综合精度取决于末端的三个旋转轴。但最后末端的重复定位精度高于同类的关节机器人。

（5）安装调式简单

混合型机器人是模块化结构，在装配厂全部预连接运行，然后拆装出厂。现场通过螺栓简单拼装、调水平即可电气调试，用户甚至可以自行完成机械安装。龙门式框架为整个安装空间，其工作空间也在框架范围内。不需要非常专业人员调式，简单安装，调式和以后服务费用低。

（6）控制系统相对简单

混合型机器人是直角坐标和柱坐标的组合，不仅好理解，控制系统也简单，编程方便开发，不需要特殊的专用高档控制系统。

（7）后期维护费用低

不需要非常专业人员调式，简单安装，调式和后期维护费用低。而关节机器人的编程和操控必须由供应商通过专业培训才能完成（厂家软件编程费用300元/小时），而且特殊软件需要收费。

（8）性价比高

无论首次购买，还是后期服务费用都低于关节型机器人。



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