由于機器人的結(jié)構(gòu)、用途和用戶要求的不同,機器人的技術(shù)參數(shù)也不同。一般來說,機器人的技術(shù)參數(shù)主要包括自由度、工作范圍、工作速度、承載能力、精度、驅(qū)動方式、控制方式等。
自由度機器人的自由度是指機器人所具有的獨立坐標軸運動的數(shù)目,但是一般不包括手部(末端操作器)的開合自由度。自由度表示了機器人動作靈活的尺度。
機器人的自由度越多,越接近人手的動作機能,其通用性越好;但是自由度越多結(jié)構(gòu)也越復雜。
圖2-2 三自由度機器人
機器人的工作范圍是指機器人手臂或手部安裝點所能達到的空間區(qū)域。因為手部末端操作器的尺寸和形狀是多種多樣的,為了真實反映機器人的特征參數(shù),這里指不安裝末端操作器時的工作區(qū)域。機器人工作范圍的形狀和大小十分重要,機器人在執(zhí)行作業(yè)時可能會因為存在手部不能達到的作業(yè)死區(qū)而無法完成工作任務。機器人所具有的自由度數(shù)目機器組合決定其運動圖形;而自由度的變化量(即直線運動的距離和回轉(zhuǎn)角度的大?。﹦t決定著運動圖形的大小。
工作速度指機器人在工作載荷條件下、勻速運動過程中,機械接口中心或工具中心點在單位時間內(nèi)所移動的距離或轉(zhuǎn)動的角度。產(chǎn)品說明書中一般提供了主要運動自由度的最大穩(wěn)定速度,但是在實際應用中僅考慮最大穩(wěn)定速度是不夠的。這是因為運動循環(huán)包括加速啟動、等速運行和減速制動三個過程。如果最大穩(wěn)定速度高允許的極限加速度小,則加減速的時間就會長一些,即有效速度就要低一些。所以,在考慮機器人運動特性時,除了要注意最大穩(wěn)定速度外,還應注意其最大允許的加減速度。
承載能力指機器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大負載,通??梢杂觅|(zhì)量、力矩、慣性矩來表示。承載能力不僅決定于負載的質(zhì)量,而且還與機器人運行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)。一般低速運行時,承載能力大,為安全考慮,規(guī)定在高速運行時所能抓起的工件質(zhì)量作為承載能力指標。
圖2-4 排爆機器人
定位精度、重復精度和分辨率
定位精度是指機器人手部實際到達位置與目標位置之間的差異。如果機器人重復執(zhí)行某位置給定指令,它每次走過的距離并不相同,而是在一平均值附近變化,變化的幅度代表重復精度。
分辨率是指機器人每根軸能夠?qū)崿F(xiàn)的最小移動距離或最小轉(zhuǎn)動角度。定位精度、重復精度和分辨率并不一定相關(guān),它們是根據(jù)機器人使用要求設計確定的,取決于機器人的機械精度與電氣精度。
驅(qū)動方式是指機器人的動力源形式,主要有液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和電力驅(qū)動等方式。
控制方式指機器人用于控制軸的方式,目前主要分為伺服控制和非伺服控制。