弧焊机器人本体探究（二）

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　本体分析

　　企业的竞争一方面要装备机器人，提高产品质量；另一方面要减少设备投资，降低产品成本。另外，从技术方面考虑，购置机器人不能脱离应用现场，一旦达不到现场应用要求，就会导致机器人应用失败。因此只有加强人才培养，进一步了解机器人本身，才可以正确选型，合理应用。 MOTOMAN弧焊机器人是极具代表性的一款机器人，其中MOTOMAN-YR-K6型弧焊机器人末端负载为15kg，具有6个自由度，其机械本体主要由机座（1轴）、手臂（2、3轴）、手腕（4、5、6轴）组成，由驱动系统通过传动机构带动，实现机器人末端执行器在空间中所要求的位置和姿态。

　　1.机座和手臂

　　机器人的手臂由动力关节和连接杆件构成，用以支撑和调整手腕和末端执行器的位置。手臂部件一般具有2～3个自由度，包括驱动装置、传动机构、支撑连接件等。机器人手臂安装在机座上，由机座实现手臂的整体回转或升降。

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MOTOMAN-YR-K6型机器人机座部分根据整个机器人本体所受全部重量和工作载荷，采用了回转机座的结构，实现了机器人本体的整体回转，作为一种特殊的手臂，采用高强度材料，保证了足够的刚度、强度和承载能力。

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而手臂部分根据其自由度数、运动形式、承受的载荷和运动精度要求，将小臂驱动电机和减速机安装在大臂上，通过平行四连杆机构将运动和动力传递到小臂上。这种设计的优点是将小臂驱动安装在大臂下端，减轻了小臂重量，也就减轻了大臂负载重量，机器人的运动灵活性同时也得到提高，但是这种结构限制了机器人的工作范围。目前，主流的机器人本体已经采用开链结构，从而大大提高了机器人在空间运动的灵活性。该机器人机座、手臂部分通过加装缓冲和限位装置提高了定位精度，通过可靠的连接，保证了运动精确性和运动刚度，减少了机座与手臂间的运动误差（如图1）。

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图1 弧焊机器人
1—回转机座；2、3—交流伺服电机；4—大臂；5—连杆；6—小臂

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    工作原理：一般交流伺服电机都串接减速器，制动器及编码器，以增大扭矩、提高位姿精度及控制性能。图1中，回转机座1内的伺服电机驱动整个机座进行回转运动，使各手臂随机座回转，伺服电机3驱动大臂4进行前后摆动，伺服电机2直接驱动连杆5，根据四杆原理间接驱动小臂6进行俯仰运动。