6轴机器人图纸

篇一：六轴关节机器人机械结构

六轴关节机器人机械结构

上图为常见的六轴关节机器人的机械结构,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。

机器人的腕部结构常见有如下几种结构:

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:

对于国外的工业机器人主要制造国家来说,六轴关节机器人的研发设计及制造已经有好几十年的历史了,整个工业机器人的研发制造体系较为完善,他们的技术相对来说比较成熟,他们在相互竞争中可以相互模仿、改善、不断推陈出新,他们的技术对于国内来说,近乎完美.而国内目前这个行业还处在黎明前的黑暗阶段,虽然有不少公司有这个研发意图,或者正在研发途中,不管怎么说,浮出水面公布自己正在研发或者研发成功的公司应该说是极少数,即使宣布自己研发成功,也只是初步试验成功,真正产业化、商品化还有一段相当漫长的路要走.而更多的公司还停留在项目立项、技术评估、投入风险分析的阶段.由于国内做这个行业的很少,相关的结构也没有什么可参考的,技术储备不足,少数的单位或个人有机会能够拆拆别人的机器,拆个一知半解,更多的人只能在旁边看看了(比如说我,想拆都没机会^_^),还好了,网络资源丰富,今搜集到不少机械结构方面的图片,分享给大家参考,希望咱们做机械设计的(我应该也算是个机械工程师啊^_^毕竟我也是做机械的)少走点弯路,做出更好的机器.

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.下面的图片较为详细的描述了常见的六轴关节机器人的腕部结构.

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.

篇二：六轴工业机器人 Bonmet系列说明书

BONMET ROBOT

在当今高度竞争的全球市场，工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着，制造企业所承受的压力日益增大，既要应付低成本国家的对手，还要面临发达国家的劲敌，二后者为增强竞争力，往往不惜重金改良制造技术，扩大生产能力。

制造商工业概况

低成本竞争的加剧，

环境法则的日趋严格，以及从业人员生产技能的降低，

致使制造商承受着越来越大的压力。此外，制造商还面临提高生产效率、产品质量及安全水平的挑战。

在这种形势下，采取可持续的制造解决方案是一条成本效益显著的途径，科实现经济效益、环境效益乃至工厂总体绩效的全面改善

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1、降低劳动力和运营成本；-

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2、提升产品质量与一致性；

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工业机器人应用.案例

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博美德多轴机器人基本参数表

产品简介

博美德公司的BO-6-3型6关节机器人拥有极高的性价比。这种小型机器人是一个高速系统，需要最少的的安装空间从而使其适合安装在一个桌面上、轨道或平台。支持智能示教，编程简单，抓取负载可达3 kg，可用于抛光，码垛，拾料，装配，搬运等应用场合。

BO-6-3由博美德伺服驱动器与博美德控制器之间通过CANopen或EtherCAT总线实现数据通讯，集成EUROMAP， 完成六轴联动、圆弧插补、多轴插补。 机器人工作范围

博美德公司的BO-6-5型6关节机器人是一款可应用于多种场合的机械手。这种小型机器人因其本身的灵巧性，可适用于快速动作的场合。且容易安装在桌面、轨道或平台上。支持智能示教，编程简单，抓取负载可达5 kg，可用于抛光码垛，拾料，装配，搬运等应用场合。

BO-6-5由博美德伺服驱动器与博美德控制器之间通过CANopen或EtherCAT总线实现数据通讯，集成EUROMAP， 完成六轴联动、圆弧插补、多轴插补。

篇三：多种机器人设计原理3D图纸(三维建模)

1.发那科fanuc 430六轴工业机器人模型图纸 名称：发那科fanuc 430六轴工业机器人图纸（非实物）

文件大小：20.1MB(压缩包) 简介： SolidWorks设计，附零件图。

STEP格式，有装配图和

篇四：六轴机器人系统设计

六轴机器人系统设计

第一章 六轴机器人总体方案的设计 ................................................................................. 6

1.1 六轴机器人的设计内容及要求 .............................................................................. 6

1.2 六轴机器人的总体设计 .......................................................................................... 6

1.3 机器人腰部关节的设计 .......................................................................................... 8

1.4 机器人肘部的设计 .................................................................................................. 8

1.5 机器人大小臂设计 .................................................................................................. 9

1.6 机器人腕部的设计 ................................................................................................ 10

1.7 工业机器人驱动方式选择 .................................................................................... 11

1.4谐波减速器介绍 .................................................................................................... 13

1.4.1 谐波齿轮减速器简介 ......................................................................................... 13

1.4.2 谐波减速器基本结构 ......................................................................................... 13

1.4.3 谐波减速器工作原理 ......................................................................................... 14

1.4.4谐波减速器的主要特性 ...................................................................................... 15

1.4.5谐波减速器的减速比 .......................................................................................... 16

1.5 RV减速器介绍 ..................................................................................................... 16

1.5.1 RV 减速器简介 ................................................................................................... 16

1.4.2 RV减速器基本结构 ........................................................................................... 17

1.4.3 RV 减速器传动原理 .......................................................................................... 17

1.4.3 RV 减速器的主要性能特征 .............................................................................. 18

1.4.4 RV 减速器的旋转方向和减速比 ...................................................................... 19

第二章 机器人传动系统设计 ............................................................................................. 22

2.1 机器人简单模型与静力学分析 ............................................................................ 22

2.2 伺服电机和减速器选型计算 ................................................................................ 24

2.3 直齿轮的选择与校核 ............................................................................................ 29

2.4 锥齿轮的选择与校核 ............................................................................................ 34

2.5 传动系统中其余齿轮设计校核 ............................................................................ 38

2.5 轴六的设计 ............................................................................................................ 39

2.6 轴承的校核 ............................................................................................................ 43

第三章 谐波减速器的设计 ................................................................................................. 45

3.1谐波齿轮减速器简要介绍和设计要求 ................................................................. 45

3.2 总体方案设计 ........................................................................................................ 45

3.3 柔轮和刚轮材料的选择 ........................................................................................ 46

3.3.1 柔轮材料选用 ............................................................................................. 46

3.3.2 刚轮材料选用 ............................................................................................. 46

3.3.2 凸轮材料选用 ............................................................................................. 46

3.4 钢轮、柔轮、波发生器的设计计算与校核 ........................................................ 46

3.4.1 各零件的几何尺寸计算 ............................................................................. 46

3.4.2柔轮校核 ...................................................................................................... 48

第四章 RV减速器的设计 ................................................................................................ 50

4.1 RV减速器的简要介绍和设计要求 .............................................................................. 50

4.1.1 减速器概要 ................................................................................................. 50

4.1.2 设计要求 ..................................................................................................... 50

4.2行星齿轮与太阳轮的设计 ..................................................................................... 51

4.2.1.零件材料和热处理的选择： ...................................................................... 51

4.2.2.齿轮齿数的确定 .......................................................................................... 51

4.2.3 齿轮模数的确定 ......................................................................................... 51

4.2.4 校核齿轮 ..................................................................................................... 52

4.2.5齿轮几何尺寸的设计计算 .......................................................................... 53

4.3减速器主体部分的设计计算 ................................................................................. 54

4.3.1 设计要求 ..................................................................................................... 54

4.3.2 材料选择和热处理 ..................................................................................... 54

4.3.3 设计计算 ..................................................................................................... 54

4.3.4 轴承的选择与校核 ..................................................................................... 56

第五章 控制系统设计 ......................................................................................................... 57

5.1固高控制器简介 ..................................................................................................... 57

5.2 软件开发平台 ........................................................................................................ 57

5.3 硬件开发平台 ........................................................................................................ 58

5.4电机控制系统的基本组成 ..................................................................................... 59

5.5 GUC-800 系列运动控制器模式应用 .................................................................... 59

第二章 六轴机器人总体方案的设计

2.1 六轴机器人的设计内容及要求

六轴机器人在工业中有着广泛的应用，机器人的运动机构和运动控制系统是其核心部 分。本文也将这两者作为工作的重心。

主要设计内容：

（1）六轴机器人三维模型的建立。

（2）电机和减速器的选型计算。

（3）机械传动方案设计，设计计算并校核齿轮、轴、轴承等

（4）减速器的设计

（5）控制系统的简单设计

2.2 六轴机器人的总体设计

（1） 机器人的机械部分设计主要包括传动系统设计、电机选型和减速器的选型设计。 机构本体主要包括腰部、大臂、肘关节、小臂和腕部。

本文在设计过程中，参考了埃夫特公司的 ER50-C20 系列机器人。机器人机械系统图如图2.1所示

（2）机器人的工作空间如图 2.2所示

2.3 机器人腰部关节的设计

机器人腰部主要包括底座、基座两个结构件和减速部件，底座一般用地脚螺栓固定在 地面上或用螺栓固定在其他的工作平台上，底座的尺寸要尽量大一点，使其能够承受较大 的倾覆力矩，底座结构上为中空的圆台，利于各种电缆等从中经过；基座为支撑连接大臂 的结构件，也承担着上方的所有重量，故其强度要考虑进去；减速部件为电机加减速器， 将电机的高速低扭转为低速高扭。本文设计的腰部如图 2.3所示

2.4 机器人肘部的设计

机器人肘部主要是电机 4、5、6 的输出与轴 4、5、6的第一段传动的齿轮箱和其中的 各传动部件，其设计要求与普通的减速器类似。本文设计的肘部关节如图 2.4所示。

2.5 机器人大小臂设计

机器人大臂设计应满足强度条件，原则上应对其进行静力学和动力学特性分析，本文由于时间缘故，未做有限元分析，大小臂的设计是参考市场上已有产品进行设计，大臂设计中，

篇五：六轴机器人在机床上下料中的应用

六轴机器人在机床上下料中的应用

现今在很多零件的数控加工过程中，要把第一工序加工完的零件先取下，然后以刚加工完面作为定位基准在同一工作台的另一工装上或另一加工中心上完成第二工序加工。

现今在很多零件的数控加工过程中，要把第一工序加工完的零件先取下，然后以刚加工完面作为定位基准在同一工作台的另一工装上或另一加工中心上完成第二工序加工。通常要把零件翻转和旋转一定角度后，再平移装到另一工装上加工，如此依序完成整个零件的全部加工。有时多个加工中心是在一字摆放，有时为省空间而面对面摆放或二种摆放的任意组合。有的加工用同一种机床，也有用不同类型机床完成整个零件的加工。这时零件从一个工装到另一个工装上装卡时，必须被翻转和旋转。在被翻转和旋转的同时，其位置也要变化。这时传统的方式是把一个六轴关节机器人安装在大型直线运动轨道上。整个机器人系统或安装在地面上或安装在空中，占用大量空间，而且成本很高。所以沈阳莱茵机器人有限公司根据客户实际需求定制研发出一系列新结构形式的六轴混合型机器人。下面就结合两个应用来介绍新结构形式的混合型六轴机器人。

一、混合型六轴机器人介绍

1、混合机器人的组成

如图1所示六自由度混合机器人由基于直角坐标机器人的三个直线运动轴和关节机器人的末端三个转动轴组成。三个直线运动轴分别定义为X轴，Y轴和Z轴，可以是图1中悬臂式三轴直角坐标机器人，也可以是龙门式三轴直角坐标机器人。在Z轴下端的三个转动轴是从上向下以此是旋转轴A轴,摆动轴B轴和B轴末端再带动一个旋转轴C轴。通常C轴的末端装机器人手爪。三个转动轴可以选择两种结构形式，一轴是由图1所示的三个伺服电机在一起，安装在Z轴下端。令一种是三个伺服电机直接安装在对应的减速机上，这样运动位置精度更高。根据实际需要，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。其各个直线运动轴的行程及承载能力可以按要求去做。

图1是一个典型的由悬臂式三维直角坐标机器人和三个旋转轴组成的混合式六轴机器人。图1中在最

末端的旋转轴上安装有手抓。

2、混合型机器人的特点

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。总之混合型机器人完全可以设计成所以的结构形式及工作行程。

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，比如磁珊来提高定位精度。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。

二、在排气管加工中的应用

如图2所示，在立加的一个工作台上有两个工装，分别以不同的方位装夹两个排气管。这样在一个工作台上就可以对排气管的不同位置进行加工。难点在于要先把B工件取下，然后再把A工件取下后经两个方向的旋转放置到B工装上。把从前一加工中心的排气管抓取放置到工装A上。这里另外一个难点是两个排气管四周的空间小，给上下料增加难度。

图2

：一个工作台上带有两个完全不同方位的工装

为了提高效率采用如图3所示，用一台六轴混合机器人给四台立加全自动上下料。根据这些要求，沈阳莱茵机器人有限公司为其量体裁衣设计生产了两套大行程大负载的6D混合式机器人。

图3：一台六自由度混合型机器人给四台立加上下料

整套设备组成：

1、X轴：采用Roboworker品牌的一根加强型RSL300直线运动单元，齿轮齿条传动，其有效行程12米。RSL300安装到机器人支架上。

2、Y轴：采用X轴同样的直线运动单元，其有效行程500mm。

3、Z轴：作为上下运动轴，它是一根独立的RSL300直线运动单元，Z轴安装到Y轴一端，随XY同时水平运动，但可独立上下运动，其有效行程1.4m，额定提升力300公斤。

4、3个旋转轴：采用精密减速机和伺服电机，可以任意角度旋转。 5、手爪：主要由Festo气缸带动手指运动。

6、下料传送带一条，上料工作台一个，桁架和防护。

7、控制系统1台；

三、从工装A到工装B的工作过程

本项目中最大的难点之一是如何把工装A上的排气管取下，经A轴和C轴的各自转动及B轴的摆动后装到工装B上。这里还有考虑机床内部空间对手爪运动轨迹及空间的限制。

具体工作过程是先用手爪从A工装抓取工件，然后顺着A工装方向取下排气管。排气管离开A工装后，被按到B工位的方向。然后手爪按B工装的导向柱把排气管安装到B工装上。图4给出了这一简单过程。

图4：左上图表示从工装A上抓住排气管。右上图表示把排气管取下后升高及转动。左下图表示排气

管被调整到与工装B要求的方向。右下图表示把排气管按55.8度方向装到工装B上。

四、结论

对于这类加工中心上下料任务采用传统的直角坐标机器人是无法完成的。就算在Z轴上加两个旋转轴也没法完成工件的方位变化。而采用轨道加关节式机器人可以完成这类任务，但其占地空间大，采购和维护成本非常高。而沈阳莱茵机器人有限公司开发的这张混合型六自由度机器人结合了直角坐标机器人和关节机器人的优点，非常适合这类上下料任务。此为混合型六轴机器人还非常适合冷冲上下料，大型零件的焊接和切割等复杂任务，它们有非常广阔的应用前期。

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