1、3 主编2b-4a3.1本体的结构形式3.2机身结构与维修3.3手腕结构与维修3.4后驱手腕结构与维修3.5其他典型结构与维修2b-4a3.1本体的结构形式2b-4a3.1.1基本结构与特点2b-4a1.基本说明虽然工业机器人的形态各异,但其本体都是由若干关节和连杆通过不同的结构设计和机械连接所组成的机械装置。2b-4a图3.1-1基本结构2b-4a2.基本结构常用的小规格、轻量级垂直串联的6轴关节型工业机器人的基本结构如图3.1-1所示。这种结构的机器人的所有伺服驱动电机、减速器及其他机械传动部件均安装于内部,机器人外形简洁、防护性能好,机械传动结构简单、传动链短、传动精度高、刚性好,因此,
2、被广泛用于中小型加工、搬运、装配、包装机器人,是小规格、轻量级工业机器人的典型结构。2b-4a图3.1-2本体的内部结构1基座4腰关节5下臂6肘关节11上臂15腕关节16连接法兰18同步带 19肩关节2、8、9、12、13、20伺服电机3、7、10、14、17、21减速器2b-4a3.主要特点图3.1-2所示的机器人,其所有关节的伺服电机、减速器等驱动部件都安装在各自的回转或摆动部位,除腕弯曲摆动使用了同步带外,其他关节的驱动均无中间传动部件,故称为直接传动结构。2b-4a3.1.2其他常见结构2b-4a1.连杆驱动结构用于大型零件重载搬运、码垛的机器人,由于负载的质量和惯性大,驱动系统必须能
3、提供足够大的输出转矩,才能驱动机器人运动,故需要配套大规格的伺服驱动电机和减速器。此外,为了保证机器人运动稳定、可靠,就需要降低重心、增强结构稳定性,并保证机械结构件有足够的体积和刚性,因此,一般不能采用直接传动结构。2b-4a图3.1-36轴大型机器人的结构1下臂摆动电机2腕弯曲电机3上臂摆动电机4平衡缸5腕回转电机6手回转电机7腰部回转电机2b-4a图3.1-45轴大型机器人的结构1腰部回转电机2下臂摆动电机3上臂摆动电机4腕弯曲电机5手回转电机2b-4a2.手腕后驱结构大型机器人较好地解决了上臂质量大、整体重心高,驱动电机和减速器安装内部空间小、散热差,检测、维修、保养困难的问题,但机器
4、人的体积大、质量大;特别是上臂和手腕的结构松散,因此,一般只用于作业空间敞开的大型、重载平面搬运、码垛机器人。2b-4a图3.1-5手腕后驱机器人的结构2b-4a3.1.3MH6机器人结构简述2b-4a1.基本结构一般而言,同类机器人的本体机械结构基本统一,规格不同的机器人只是结构件的外形有所区别,但其传动系统的结构和原理基本相同。例如,直角坐标型机器人多采用龙门式结构,其传动系统大都为滚珠丝杠直线传动;并联型机器人多采用倒置悬挂式结构,其传动系统为连杆摆动;水平串联SCARA型机器人多采用水平伸展结构,其传动系统以同步带为主;而垂直串联型机器人则为关节结构等。2b-4a图3.1-6安川MH6
5、机器人2b-4a图3.1-7MH6的本体机械结构1基座及腰回转2下臂摆动3上臂摆动4手腕回转5腕弯曲与手回转6腕回转电机7上臂摆动电机8下臂摆动电机9腰回转电机10电气连接板2b-4a2.机身机器人的机身通常由基座、定位机构和行走机构组成。工业机器人大多不需要行走,其机身通常只有基座和定位机构。2b-4a表3.1-1MH6机器人机身驱动电机和减速器型号2b-4a3.手腕MH6机器人手腕包括手部和腕部。手部用来安装末端执行器(工具);腕部用来连接手部和上臂。手腕的主要作用是用来改变末端执行器的姿态(作业方向),它是决定机器人作业灵活性的关键部件。2b-4a表3.1-2MH6机器人手腕驱动电机和减
6、速器型号2b-4a3.2机身结构与维修2b-4a3.2.1基座结构与机器人安装2b-4a1.基座结构基座是整个机器人的支持部分,它既是机器人的安装和固定部位,也是机器人的电线电缆、气管油管输入连接部位。MH6机器人的基座结构如图3.2-1所示。2b-4a图3.2-1基座结构图1基座体2RV减速器3、6、8螺钉4润滑管5盖7管线连接盒2b-4a2.地面安装基座底部的安装孔用来固定机器人。由于机器人的工作范围较大,但基座的安装面较小,当机器人直接安装于地面时,为了保证安装稳固,减小地面压强,一般需要在地基和底座间安装图3.2-2所示的过渡板1。2b-4a图3.2-2过渡板安装1过渡板2过渡板连接3
7、地基4地脚螺钉5基座6螺钉7垫圈2b-4a图3.2-3地脚安装1地脚螺钉2过渡板3垫圈4螺钉5基座2b-4a3.倒置安装2b-4a图3.2-4倒置安装1安装顶面2保护架3基座2b-4a3.2.2腰部结构与维修2b-4a1.腰部结构腰部是连接基座和下臂的中间体,腰部可以连同下臂及后端部件在基座上回转,以改变整个机器人的作业面方向。腰部是机器人的关键部件,其结构刚性、回转范围、定位精度等都直接决定了机器人的技术性能。2b-4a图3.2-5腰部结构组成1驱动电机2腰体3线缆管4减速器5润滑油管2b-4a图3.2-6腰部的S轴传动系统结构1驱动电机2减速器输入轴3润滑管4电机座5下臂安装端面6腰体2b
8、-4a2.腰部的维修腰部的机械结构较简单,其主要维修工作为RV减速器和S轴伺服电机的检测、维护和更换,减速器和电机的装拆方法如下。2b-4a图3.2-7S轴减速器装拆1基座2RV减速器3、4螺钉5腰体6减速器输出轴2b-4a图3.2-8S轴电机装拆1、6螺钉2输入轴3电机轴4键5伺服电机7电机座2b-4a3.2.3下臂结构与维修2b-4a1.下臂结构下臂是连接腰部和上臂的中间体,下臂可以连同上臂及后端部件在腰上摆动,以改变参考点的前后及上下位置。2b-4a图3.2-9下臂结构组成1腰体2驱动电机3下臂体4线缆管2b-4a图3.2-10下臂的L轴传动系统结构1驱动电机2减速器输入轴3、4、6、8
9、、9螺钉5下臂体7RV减速器2b-4a2.下臂的维修下臂的维修工作同样主要是RV减速器和伺服电机的检测、维护和更换。L轴伺服驱动电机安装在腰体突耳上,可直接装拆;电机轴上同样需要安装RV减速器的输入轴,输入轴的装拆方法与腰回转驱动电机相同。2b-4a图3.2-11L轴减速器装拆1腰体2减速器输出轴3、4螺钉5减速器针轮6下臂2b-4a3.2.4上臂结构与维修2b-4a1.上臂结构上臂是连接下臂和手腕的中间体,上臂可以连同手腕及后端部件在上臂上摆动,以改变参考点的上下及前后位置。2b-4a图3.2-12上臂结构组成1下臂2线缆管3上臂4驱动电机2b-4a图3.2-13上臂的U轴传动系统结构1驱动
10、电机3RV减速器输入轴2、4、5、8、10、11、12螺钉6上臂7减速器9下臂2b-4a2.上臂维修上臂的维修工作同样主要是RV减速器和伺服电机的检测、维护和更换。安装在上臂左下方的U轴伺服驱动电机可直接装拆;电机轴上同样需要安装RV减速器的输入轴,输入轴的装拆方法与腰回转驱动电机相同。2b-4a图3.2-14U轴减速器装拆1上臂2减速器针轮3、4螺钉5减速器输出轴6下臂2b-4a3.3手腕结构与维修2b-4a3.3.1手腕总体结构2b-4a1.组成与功能工业机器人的手腕主要作用是改变末端执行器的姿态(Working Pose),例如,通过手腕的回转和弯曲,来保证刀具、焊枪等加工工具的轴线与加
11、工面垂直等。当然,改变执行器姿态,也可起到减小定位机构运动干涉区、扩大机器人作业空间等作用。因此,手腕是决定机器人作业灵活性的关键部件。2b-4a2.结构形式为了实现手腕的3自由度控制,工业机器人手腕常用的结构形式有图3.3-1所示的几种。图中,将能够在4象限进行360或接近360回转的旋转轴,称为回转轴(Roll),简称R型轴;将只能在3象限进行270以下回转的旋转轴,称摆动轴(Bend),简称B型轴。2b-4a图3.3-1手腕的结构形式2b-4a3.MH6手腕总体结构安川MH6机器人手腕外观如图3.3-2所示,它采用前驱RBR结构,腕弯曲(B轴)和手回转(T轴)的伺服驱动电机均安装在手腕回
12、转体上,电机通过同步带、伞齿轮等传动部件,将动力传递至腕弯曲的摆动体及末端执行器的安装法兰上,其结构紧凑、传动链短。2b-4a图3.3-2MH6机器人手腕外观2b-4a2b-4a图3.3-4MH6末端执行器安装法兰2b-4a3.3.2R轴结构与维修2b-4a1.R轴结构MH6机器人的手腕回转部件的安装位置如图3.3-5所示。2b-4a图3.3-5手腕回转部件的安装1保护罩2驱动电机3上臂4线缆管5手腕回转体6安装螺钉2b-4a图3.3-6R轴传动系统结构1驱动电机2电机座3谐波减速器4轴承5过渡轴6上臂7CRB8手腕回转体2b-4a2.R轴维修手腕回转轴的维修工作主要是谐波减速器和伺服电机的检
13、测、维护和更换。更换过渡轴前轴承时,需要先取出前端用来固定手腕回转体的8只M660安装螺钉(即图3.3-5中的安装螺钉6),将CRB内圈和手腕回转体分离,取下手腕回转体。然后,可取下CRB的10只M630轴承外圈固定螺钉;这时,如过渡轴5的后端连接已分离,便可从前端取出过渡轴和CRB。2b-4a图3.3-7R轴传动系统安装图1驱动电机2、4、7、11、13螺钉3电机座5上臂6后轴承8连接板9过渡轴10柔轮12刚轮14谐波发生器15键2b-4a3.3.3B轴结构与维修MH6机器人的手腕采用的是前驱结构,其腕弯曲轴B和手回转轴T的伺服驱动电机均安装在手腕回转体上。2b-4a1.B轴结构MH6机器人
14、的腕弯曲B轴传动系统结构如图3.3-8所示。R轴伺服驱动电机2安装在手腕回转体17的后部,电机通过同步带5与安装在手腕前端的谐波减速器8输入轴连接,谐波减速器的柔轮输出连接摆动体12。2b-4a图3.3-8B轴传动系统结构1、4、6、9、10、15螺钉2驱动电机3、7同步带轮5同步带8谐波减速器 11、13轴承12摆动体14支承座16上臂17手腕回转体2b-4a2.B轴维修B轴传动系统的部件安装如图3.3-9所示。B轴传动系统检修时,首先需要松开连接螺钉6和14,取下同步带轮4、13和同步带5,脱开驱动电机1和谐波减速器的连接。然后,可从手腕回转体3的左侧窗口,松开驱动电机1的4只M416安装
15、螺钉2,从窗口中取出驱动电机。2b-4a图3.3-9B轴传动系统安装图1驱动电机2、6、9、12、14、19螺钉3手腕回转体4、13同步带轮5同步带轮7摆动体8、18轴承10连接板11右端盖15谐波发生器16柔轮17刚轮20支承座21左端盖2b-4a3.3.4T轴结构与维修在中小规格的机器人上,手回转轴T的驱动电机一般安装在手腕回转体上,因此,其传动系统由安装在手腕回转体上的中间传动部分和安装在摆动体上的回转减速部分所组成,分别介绍如下。2b-4a1.T轴中间传动MH6机器人手回转轴T的中间传动部分的传动系统结构如图3.3-10所示,这部分传动部件均安装在手腕回转体上。2b-4a图3.3-10
16、T轴中间传动系统结构1驱动电机2、5、7、9、12、15螺钉3手腕回转体4、8同步带轮6同步带10端盖11轴承13支承座14伞齿轮2b-4a2.T轴回转减速MH6机器人手回转轴T的回转和减速部分的传动系统结构如图3.3-11所示。T轴谐波减速器等主要传动部件安装在由壳体7、密封端盖15所组成的封闭空间内。壳体7直接安装在手腕摆动体1上。2b-4a图3.3-11T轴回转减速传动系统结构1摆动体2、8、10、14、16螺钉3伞齿轮4锁紧螺母5垫6、12轴承7壳体9谐波减速器11轴套13安装法兰15密封端盖2b-4a3.T轴维修T轴传动系统的部件安装如图3.3-12所示。T轴传动系统检修时,其中间传
17、动部分和回转减速部分可以分开进行。2b-4a2b-4a3.4后驱手腕结构与维修2b-4a3.4.1上臂结构与维修2b-4a1.基本特点2b-4a图3.4-1后驱机器人外观2b-4a2.上臂结构后驱手腕的工业机器人上臂的一般组成如图3.4-2所示。为了将上臂后部的R、B、T轴驱动电机动力传递到前端手腕,采用后驱手腕结构的机器人,其上臂为中空结构。2b-4a图3.4-2上臂组成1同步带轮2安装法兰3上臂体4R轴减速器5B轴6T轴2b-4a2b-4a3.上臂维修上臂内部的轴承、R轴减速器等部件需要进行维修、更换时,应先取下上臂前端连接手腕体13和R轴减速器输出轴(刚轮14)的螺钉12,将手腕体13连
18、同整个手腕,从上臂5中取下;然后,可进行逐一进行减速器、轴承及其他传动部件的维修或更换。2b-4a3.4.2手腕结构与维修2b-4a图3.4-4手腕组成1手腕体2T轴中间传动部件3T轴回转减速部件4摆动体5B轴驱动部件2b-4a1.手腕组成采用后驱手腕的机器人,其手腕的一般组成如图3.4-4所示。这种手腕的外形紧凑,但内部传动系统相对较复杂。2b-4a2.典型结构后驱机器人的手腕传动系统典型结构如图3.4-5所示。2b-4a2b-4a3.手腕维修手腕的维修一般可在取下后进行。取下手腕前,应先取出手腕体的前端盖13,松开T轴上的伞齿轮固定螺钉,将T轴和手腕分离后才能取下手腕;在此基础上,便可取下
19、手腕体和R轴减速器的连接螺钉,将整个手腕从机器人上取出。2b-4a3.5其他典型结构与维修2b-4a3.5.1RRR/BRR手腕结构与维修2b-4a1.手腕外观采用RRR(3R)或BRR结构手腕的机器人,其手腕上的3个运动轴R、B、T依次为回转轴、回转轴、回转轴,或摆动轴、回转轴、回转轴。手腕外观如图3.5-1所示。2b-4a图3.5-1RRR/BRR手腕结构2b-4a2.B/T轴结构RRR(3R)或BRR结构手腕的B、T轴一般采用串联式结构,其轴心线相互垂直,手腕的典型结构如图3.5-2所示。2b-4a图3.5-2RRR/BRR手腕的B/T轴结构1T轴安装座2、17壳体3、12柔轮4、13刚
20、轮5手腕体6、9、16螺钉7直齿轮8T轴10B轴11、15CRB14安装法兰18伞齿轮19端盖20螺母2b-4a3.B/T轴维修对于图3.5-2所示的典型结构手腕,维修时,可按照以下方法逐一分离手腕,进行传动部件的维护、更换和维修。2b-4a3.5.2前驱SCARA结构与维修2b-4a1.结构特点SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm,平面关节型机器人)是日本山梨大学在1978年发明的一种机器人结构形式,又称水平串联(Horizontal Articulated)结构机器人。SCARA机器人最初为3C行业的电子元器件安装、焊接等作业研制,它具
21、有结构简单、控制容易、垂直方向的定位精度高、运动速度快等优点,但其作业局限性较大,故多用于3C行业的电子元器件安装、小型机械部件装配等轻载、高速平面装配和搬运作业。2b-4a图3.5-3前驱SCARA机器人2b-4a2.典型结构驱动电机安装于关节部位的双摆臂、前驱SCARA机器人的典型传动系统结构如图3.5-4所示。对于有C3轴的4轴、3摆臂SCARA机器人,只需要在C2轴摆臂的前端继续安装与C2轴类似的C3轴传动系统。在图3.5-4所示的前驱SCARA机器人上,C1轴的驱动电机4利用过渡板3,直立安装在减速器安装板29的下方;C2轴的驱动电机18利用过渡板16,倒置安装在C1轴摆臂7的前端上
22、方关节处。2b-4a2b-4a3.装拆与维修对于图3.5-4所示的前驱SCARA机器人,维修时,可按照以下方法逐一分离,进行传动部件的维护、更换和维修。2b-4a3.5.3后驱SCARA结构与维修2b-4a1.结构特点后驱SCARA机器人的摆臂驱动电机都安装在机身上,机器人的外观如图3.5-5所示。2b-4a图3.5-5后驱SCARA机器人2b-4a2.典型结构2b-4a3.装拆与维修对于图3.5-6所示的后驱SCARA机器人,维修时,可先取下C1轴摆臂15上方的盖板1和5,松开同步带轮2和6上的轴端螺钉,取下同步带轮和同步带。然后,可按照以下方法逐一分离C1轴和C2轴传动部件,进行维护、更换
23、和维修。2b-4a4 主编2b-4a4.1CRB与同步带的安装与维护4.2滚珠丝杠的安装与维护4.3滚动导轨的安装与维护2b-4a4.1CRB与同步带的安装与维护2b-4a4.1.1机械核心部件概述2b-4a1.机械核心部件通过第3章对工业机器人结构的分析,我们可以知道,尽管工业机器人的形态各异,但它们都是由若干关节和连杆,通过不同的结构设计和机械连接所组成的机械装置。基本构件结构简单、传动系统组成类似、核心部件种类单一,是工业机器人机械部件组成和结构的基本特点。因此,就机械结构而言,工业机器人与数控机床、FMC、FMS等自动化加工设备相比,实际上只是一种小型、简单的机电一体化设备。2b-4a
24、2.减速器在工业机器人的机械核心部件中,减速器是工业机器人所有回转运动关节都必须使用的关键部件。基本上,减速器的输出转速、传动精度、输出转矩和刚性,实际上就是工业机器人对应运动轴的运动速度、定位精度、承载能力。因此,工业机器人对减速器的要求非常高,传统的普通齿轮减速器、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器等都不能满足工业机器人高精度、大比例减速的要求。为此,它需要使用专门设计的特殊减速器。2b-4a3.通用基础件除了减速器外,工业机器人的机械传动系统同样需要使用轴承、同步皮带、滚珠丝杠、直线导轨等机电一体化设备通用的基础部件。2b-4a4.1.2CRB的安装与维护2b-4a1.结构与特点交叉滚子轴承
25、(Cross Roller Bearing,CRB)是一种滚柱呈90交叉排列、内圈或外圈分割的特殊结构轴承,它与一般轴承相比,具有体积小、精度高、刚性好、可同时承受径向和双向轴向载荷等优点,而且安装简单、调整方便,因此,特别适合于工业机器人、谐波减速器、数控机床回转工作台等设备或部件,它是工业机器人使用最广泛的基础传动部件。2b-4a图4.1-1轴承结构原理2b-4a2.CRB的安装要求根据不同的结构,CRB有图4.1-2所示压圈(或锁紧螺母)固定、端面螺钉固定等安装方式,轴承的间隙可以通过分割内圈或外圈上的调整垫或压圈厚度进行调整。2b-4a图4.1-2CRB的安装2b-4a图4.1-3润滑
26、脂充填孔加工2b-4a图4.1-4螺钉安装顺序2b-4a3.CRB的维护和更换(1)轴承维护2b-4a表4.1-1固定螺钉的拧紧转矩参考表2b-4a表4.1-2轴承精度等级对照表2b-4a4.1.3同步带安装与维护2b-4a1.基本特点同步带传动系统是通过带齿与轮的齿槽的啮合来传递动力的一种带传动系统,它综合了普通带传动、链传动和齿轮传动的优点,具有速比恒定、传动比大,传动无转差、传动平稳,吸振性好、噪声小等诸多优点。因此,在机械制造、汽车、轻工、化工、冶金等各行业得到了广泛的应用,它也是工业机器人常用的传动装置之一。2b-4a2.结构原理同步带传动系统由图4.1-5所示的内周表面有等间距齿形
27、的环行带和具有相应啮合齿形的带轮所组成。2b-4a图4.1-5同步带传动系统组成2b-4a图4.1-6同步带的构成1同步齿2强力层3带背2b-4a3.安装与维护总体而言,同步带传动系统的安装调整较为方便,传动部件安装时需要注意如下几点。2b-4a表4.1-3圆弧同步带允许的最小弯曲直径2b-4a4.2滚珠丝杠的安装与维护2b-4a4.2.1滚珠丝杠的结构原理2b-4a1.结构原理滚珠丝杠是滚珠丝杠螺母副的简称,它是一种以滚珠作为滚动体的螺旋式传动元件。滚珠丝杠的制造工艺成熟、传动效率和传动精度高、安装维修方便,它是机电一体化设备行程6m以下的直线传动系统使用最为广泛的传动形式。2b-4a图4.
28、2-1滚珠丝杠的外形和结构1丝杠2滚珠3螺母4反向器5密封圈2b-4a2.内循环和外循环滚珠丝杠螺母上的回珠滚道形式称为滚珠丝杠的循环方式,它有图4.2-2所示的内循环和外循环两种。2b-4a图4.2-2滚珠丝杠的循环方式2b-4a3.结构改进为了满足现代高速、高精度设备的传动需要,滚珠丝杠制造厂商正在不断采取措施,提高滚珠丝杠的高速性能,瑞士、德国、日本在滚珠丝杠研发和制造方面处于国际领先地位,它们目前所采取的改进措施主要有如下几方面。2b-4a4.2.2滚珠丝杠的预紧滚珠丝杠螺母副的预紧是提高丝杠刚度、减小传动间隙的重要措施。滚珠丝杠使用一段时间后,可能会因为滚珠、滚道的磨合或磨损,而产生
29、变形和间隙,导致运动精度的下降。此时,一般可通过滚珠丝杠的重新预紧,恢复传动精度。2b-4a1.单螺母丝杠预紧单螺母结构的滚珠丝杠预紧主要有图4.2-3所示的增加滚珠直径、螺母夹紧、变位导程三种方法。2b-4a图4.2-3单螺母滚珠丝杠的预紧原理1螺母2滚珠3丝杠4螺栓2b-4a2.双螺母丝杠预紧双螺母滚珠丝杠有两个螺母,只要调整这两个螺母的轴向相对位置,就可使螺母产生整体变位,使螺母中的滚珠分别和丝杠螺纹滚道的两侧面接触,从而消除间隙,实现预紧。双螺母结构的滚珠丝杠的预紧简单可靠、刚性好,其最大预紧力可达到额定动载荷的10%左右或工作载荷的33%。2b-4a图4.2-4垫片预紧原理1、3螺母
30、2垫片2b-4a图4.2-5螺纹预紧原理1、3丝杠螺母2预紧螺母4键2b-4a图4.2-6齿差预紧原理1、4螺母2、3内齿轮2b-4a4.2.3滚珠丝杠的安装与维护2b-4a1.滚珠丝杠的安装滚珠丝杠的安装形式与传动系统的结构、刚度密切相关,工业机器人使用与维护时需要确保支承部件安装可靠、调整合理。2b-4a图4.2-7滚珠丝杠的安装形式2b-4a图4.2-7滚珠丝杠的安装形式(续)2b-4a2.滚珠丝杠的支承2b-4a图4.2-8滚珠丝杠的支承轴承2b-4a3.滚珠丝杠的连接滚珠丝杠和驱动电机的连接方式主要有联轴器和同步带2种,早期的齿轮连接方式目前已较少使用。2b-4a图4.2-9弹性联轴
31、器的结构原理1锥环2球面垫圈3柔性片4轴套5压盖 2b-4a4.滚珠丝杠的使用与维护滚珠丝杠使用时必须有良好的防护措施,以避免灰尘或切屑、冷却液的进入。安装在机电设备上的滚珠丝杠,一般应通过图4.2-10a所示的螺旋弹簧钢带套管或折叠式套管、波纹管等防护罩予以封闭。2b-4a图4.2-10滚珠丝杠的防护2b-4a4.3滚动导轨的安装与维护2b-4a4.3.1滚动导轨的结构原理2b-4a1.组成与特点滚动导轨、直线导轨、线轨都是直线滚动导轨的简称。滚动导轨是高速直线运动系统最为常用的导向部件,其使用已经越来越普遍。2b-4a图4.3-1直线滚动导轨的组成1滑块2滚动体3导轨2b-4a2.结构原理
32、使用滚珠和滚柱的滚动导轨原理相同,它都由导轨、滑块、滚动体、反向器、密封端盖、挡板等部分组成,其结构原理如图4.3-2所示。2b-4a图4.3-2滚动导轨的结构原理1滑块2导轨3滚动体4回珠孔5侧密封6密封盖7挡板8润滑油杯2b-4a3.精度和预载荷滚动导轨的精度一般分为P1、P2、P3、P4、P5、P6共6个等级,P1级精度为最高,工业机器人的直线运动系统一般使用P4、P5级精度,高精度工业机器人可使用P3、P4级。2b-4a表4.3-1推荐的精度和预载荷等级2b-4a4.3.2滚动导轨的安装2b-4a1.导轨固定滚动导轨通常成对使用,其中的一根为基准导轨,起运动部件的主要导向作用;另一根为
33、从动导轨,主要用于支承。2b-4a图4.3-3滚动导轨的定位2b-4a2.导轨安装滚动导轨有均化误差的作用,其运动部件的实际误差通常只有安装基面误差的1/3左右,因此,它对安装基面的精度和表面粗糙度要求并不高,一般只需进行精铣或精刨加工,便可满足要求。2b-4a表4.3-2推荐的拧紧力矩2b-4a4.3.3滚动导轨的使用与维护2b-4a1.导轨的调整滚动导轨是机电设备的通用部件,工业机器人的导轨损坏时,可以使用同规格、同精度等级的产品直接替代。表4.3-3滚动导轨的安装要求及允差表4.3-3滚动导轨的安装要求及允差表4.3-3滚动导轨的安装要求及允差4b-6a2.防护与润滑使用滚动导轨时,应注
34、意工作环境与装配过程中的清洁,导轨表面不能有铁屑、杂质、灰尘等污物粘附。当安装环境可能存在灰尘、冷却水等污物进入时,除导轨本身的密封外,还应增加防护装置。4b-6a4.3.4滚动导轨块的使用与维护4b-6a1.结构原理滚动导轨的灵敏性好、精度高、使用简单,但其抗震性较差、支承刚度有限,用于大行程直线运动轴时需要进行接长,因此,它适合用于轻载、精密、高速、高精度传动;对于重载、长行程的大型机电设备,如重型搬运、码垛机器人的直线变位器等,一般需要采用刚度更高、载荷更大、抗震性更好的滚动导轨块。4b-6a图4.3-4滚动导轨块的结构原理图1安装螺钉2导轨块3运动部件4、7挡板5滚动体6导轨4b-6a2.安装与维护滚动块的精度等级按照其高度误差进行划分,一般分为C、D、E、F共4级,C级为最高,其高度误差在2m以内;D、E、F级的误差依次为3m、5m、10m;为了便于选配,每一精度等级的公差又分为若干组,以保证高度的一致性。
