工业机器人教材.ppt
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1、工业机器人工业机器人 到目前为止,工业机器人是最成熟、应用最到目前为止,工业机器人是最成熟、应用最广泛的一类机器人,全世界目前已经销售广泛的一类机器人,全世界目前已经销售110万台,万台,这是这是1999年的统计,已经进行使用的是年的统计,已经进行使用的是75万台。万台。p日本在工业机器人领域的发展是首位的,成为机日本在工业机器人领域的发展是首位的,成为机器人的王国;器人的王国;p美国发展得也很迅速,目前在新安装的台数方面美国发展得也很迅速,目前在新安装的台数方面已经超过了日本;已经超过了日本;p中国刚开始进入产业化的阶段,已经研制出多种中国刚开始进入产业化的阶段,已经研制出多种工业机器人样机
2、,已有小批量在生产中使用。工业机器人样机,已有小批量在生产中使用。在制造工业部门较为广泛的典型应用:在制造工业部门较为广泛的典型应用:焊接机器人焊接机器人搬运码垛机器人搬运码垛机器人喷涂机器人喷涂机器人装配机器人装配机器人 一、工业机器人的概念一、工业机器人的概念1机械手机械手 机械手是一种模仿人手和人臂的某些动作功能,机械手是一种模仿人手和人臂的某些动作功能,以固以固 定的动作顺序和行程来抓取和搬运物件或操持工定的动作顺序和行程来抓取和搬运物件或操持工具的自动具的自动 操作装置。操作装置。机械手常用于自动生产线上装卸和传送工件,机械手常用于自动生产线上装卸和传送工件,加工中心上更换刀具等。加
3、工中心上更换刀具等。2工业机器人工业机器人 工业机器人是一种能自动检测、可重复编程、多工业机器人是一种能自动检测、可重复编程、多功能、多自由度的操作机,能搬运物件或操持工具完功能、多自由度的操作机,能搬运物件或操持工具完成多种作业。成多种作业。工业机器人常用于机械制造中运送和装卸工件,工业机器人常用于机械制造中运送和装卸工件,完成完成 装配、焊接、浇注、喷涂等工作。装配、焊接、浇注、喷涂等工作。二、工业机器人组成及运动功能二、工业机器人组成及运动功能 1机器人的组成机器人的组成 执行机构执行机构:机身、手臂、手腕、行走机构、机身、手臂、手腕、行走机构、末端执行器末端执行器;驱动系统驱动系统:步
4、进电机或伺服电机、机械传动步进电机或伺服电机、机械传动或液压传动系统或液压传动系统;控制系统控制系统:计算机、传感器、检测元件、信计算机、传感器、检测元件、信号处理电路、操纵台等号处理电路、操纵台等;2.机器人运动形式机器人运动形式 直角坐标式直角坐标式 圆柱坐标式圆柱坐标式 球坐标式球坐标式 多关节式多关节式3机器人运动功能机器人运动功能 点位控制型:用于搬运和装卸物件,点焊及具有固定位置零件的装配工作。连续轨迹控制型:主要用于电弧焊和喷涂等.4机器人程序输入方式机器人程序输入方式三、工业机器人智能传感器三、工业机器人智能传感器 1接近觉传感器接近觉传感器 接近觉传感器能使机器人手爪感知与物
5、体的接接近觉传感器能使机器人手爪感知与物体的接近程度,当近到一定距离时能使高速搜索物体的手近程度,当近到一定距离时能使高速搜索物体的手爪向控制系统发出减速信号,以减少手爪和物体的爪向控制系统发出减速信号,以减少手爪和物体的冲击。冲击。接近觉传感器有光学、超声波和电磁等几种,接近觉传感器有光学、超声波和电磁等几种,一般装在手爪上。一般装在手爪上。2触觉传感器触觉传感器 触觉传感器能使手爪感知与物体已经接触,产生触觉传感器能使手爪感知与物体已经接触,产生接触信号,使手爪不再继续收拢,以免损坏物体。接触信号,使手爪不再继续收拢,以免损坏物体。触觉传感器有微动开关、压电材料和压电元件等触觉传感器有微动
6、开关、压电材料和压电元件等几种。几种。滑觉传感器能使手爪与物体产生滑动时,产生滑滑觉传感器能使手爪与物体产生滑动时,产生滑动信号,由控制系统进行夹紧力自适应调整。动信号,由控制系统进行夹紧力自适应调整。滑觉传感器可用图示的结构,也可用压力传感器滑觉传感器可用图示的结构,也可用压力传感器代用。代用。3滑觉传感器滑觉传感器4视觉传感器视觉传感器 目前主要利用电视摄像机及处理影像数据的目前主要利用电视摄像机及处理影像数据的计算机作机器人的视觉系统。计算机作机器人的视觉系统。在无光之处不能使用一般电视摄像机,可用在无光之处不能使用一般电视摄像机,可用触压式传感器来识别物体的形状和大小。触压式传感器来识
7、别物体的形状和大小。听觉传感器的语言识别系统用来接收和分听觉传感器的语言识别系统用来接收和分 析输入的语音,与储存的各种语言文字进行比析输入的语音,与储存的各种语言文字进行比 较,当输入的字句与内存的字句符合时,机器较,当输入的字句与内存的字句符合时,机器 人即进行与该字句相应的某种动作。人即进行与该字句相应的某种动作。5听觉传感器听觉传感器一、一、焊接机器人系接机器人系统的的组成成 焊接机器人系接机器人系统一般由以下几个部分一般由以下几个部分组成:机器人操作机、成:机器人操作机、变位机、控制器、位机、控制器、焊接系接系统、焊接接传感器、中央控制感器、中央控制计算机和算机和相相应的安全的安全设
8、备等。等。机器人操作机是机器人操作机是焊接机器人系接机器人系统的的执行机构行机构 变位机作位机作为机器人机器人焊接生接生产线及及焊接柔性加工接柔性加工单元的重要元的重要组成部分,其作用是将被成部分,其作用是将被焊工件旋工件旋转(平移平移)到最佳的到最佳的焊接接位置。位置。机器人控制器是整个机器人系机器人控制器是整个机器人系统的神的神经中枢。控制器中枢。控制器负责处理理焊接机器人工作接机器人工作过程中的全部信息和控制其全部程中的全部信息和控制其全部动作。作。焊接系接系统是是焊接机器人得以完成作接机器人得以完成作业的必需装的必需装备,主要由,主要由焊钳或或焊枪、焊接控制器以及水、接控制器以及水、电
9、、气等、气等辅助部分助部分组成。成。传感器的任感器的任务是是实现工件坡口的定位、跟踪以及工件坡口的定位、跟踪以及焊缝熔透熔透信息的信息的获取。取。安全安全设备是是焊接机器人系接机器人系统安全运行的重要保障安全运行的重要保障 。按用途按用途焊接机器人可分接机器人可分为弧弧焊机器人和点机器人和点焊机器人:机器人:弧弧焊机器人在机器人在许多行多行业中得到广泛中得到广泛应用,是工用,是工业机器人最机器人最大的大的应用用领域。弧域。弧焊机器人不只是一台以机器人不只是一台以规划的速度和姿划的速度和姿态携携带焊枪移移动的的单机,机,还包括各种包括各种电弧弧焊附属装置在内附属装置在内的柔性的柔性焊接系接系统。
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