第五部分 机器人应用之一工业机器人

,机器人,的应用,工业机器人定义,和,特点,工业机器人结构与组成,工业机器人种类及应用,工业机器人,1,）工业机器人的定义和特点,定义：工业机器人是一种在自动控制下，能够重复编程完成某些操作或移动作业的多功能、多自由度的机械装置，可以在无人参与下自动的执行搬运、装配、焊接和喷涂等多种操作和移动功能的自动化装置 。,工业机器人,特点：,工业机器人,是机电一体化的工业生产用自动化装置。工业机器人是为工业大生产而设计的,为了适应各种不同的生产应用,其形状多种多样,但,根本没有一点人模样,它具有如下特点：,(1),能高强度,地、,持久地在各种生产和工作环境中从事单调重复的劳动，使人类从繁重体力劳动中解放出来。,(2),对工作环境有很强适应能力，能代替人在有害场所从事危险工作,。,特点：,(3),具有很广泛的通用性，比一般自动化设备有更广的使用，既能满足大批量生产的需要，又能满足产品灵活多变的中、小批量的生产作业。,(,4),具有独特的柔性，它可以通过软件调整等手段加工多种零件，可以灵活、迅速实现多品种、小批量的生产。,(5),动作准确性高，可保证产品质量的稳定性。,(6),能显著地提高生产率和大幅度降低产品成本,工业机器人的基本组成,工业机器人通常由,执行机构,、,驱动系统,、,控制系统,和,传感系统,四部分组成,。,工业机器人各组成部分之间的相互作用关系如图,：,执行机构,执行机构是机器人赖以完成工作任务的实体,。,通常由一系列连杆、关节或其他形式的运动副所组成。,从功能的角度可分为：手部、腕部、臂部、腰部和机座,。,驱动系统,工业机器人的驱动系统是向执行系统各部件提供动力的装置，包括驱动器和传动机构两部分，它们通常与执行机构联成一体。,驱动器通常有电动、液压、气动装置以及把它们结合起来应用的综合系统。,控制系统,控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构完成固定的运动和功能。,若工业机器人不具备信息反馈特征，则为,开环,控制系统；,若具备信息反馈特征，则为,闭环,控制系统。,传感系统,传感系统是机器人的重要组成部分，按其采集信息的位置，一般可分为内部和外部两类传感器。,内部传感器,：,完成机器人运动控制所必须的传感器，如位置、速度传感器等，用于采集机器人内部信息，是构成机器人不可缺少的基本元件。,外部传感器,：,检测机器人所处环境、外部物体状态或机器人与外部物体的关系。常用的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。一些特殊领域应用的机器人还可能需要具有温度、湿度、压力、滑动量、化学性质等感觉能力方面的传感器。,工业机器人的种类及应用,焊接机器人,在工业机器人的末轴法兰上装接焊钳或焊（割）枪，使之能进行焊接的机器人。,目前焊接机器人是最大的工业机器人应用领域，占工业机器人总数的,25%,左右。,焊接机器人系统组成,完整的焊接机器人系统一般由如下几部分组成：机械手、变位机、控制器、焊接系统（专用焊接电源、焊枪或焊钳等）、焊接传感器、中央控制计算机和相应的安全设备等,焊接机器人系统组成,点焊机器人,用于点焊自动作业的工业机器人。,点焊机器人的组成和基本功能,点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒和点焊焊接系统几部分组成。,点焊作业对所用机器人的要求不是很高。因为点焊,只需点位控制,，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求，这也是机器人最早只能用于点焊的原因。点焊机器人需要有足够的负载能力，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作要平稳，定位要准确，以减少移位的时间，提高工作效率。,点焊机器人的组成,1,机械臂,2,进水、出水管线,3,焊钳,4,电极修整装置,5,气管,6,控制电缆,7,点焊定时器,8,机器人控制柜,9,安全围栏,点焊机器人的应用,引入点焊机器人可以取代笨重、单调、重复的体力劳动；能更好地保证焊点质量；可长时间重复工作，提高工作效率,30%,以上；可以组成柔性自动生产系统，特别适合新产品开发和多品种生产，增强企业应变能力。,Fanuc S-420,点焊机器人应用实例,弧焊机器人,用于进行自动弧焊的工业机器人。,弧焊机器人的组成和基本功能,弧焊机器人一般由示教盒、控制盘、机器人本体及自动送丝装置、焊接电源等部分组成。,弧焊过程比点焊过程要复杂得多，焊丝端头的运动轨迹、焊枪姿态、焊接参数都要求精确控制。所以，弧焊机器人应能实现,连续轨迹,控制，并可以利用直线插补和圆弧插补功能焊接由直线及圆弧所组成的空间焊缝，还应具备不同摆动样式的软件功能，供编程时选用，以便作摆动焊，而且摆动在每一周期中的停顿点处，机器人也应自动停止向前运动，以满足工艺要求,。,弧焊机器人组成,1,机械手,2,工作台,3,焊枪,4,防撞传感器,5,送丝机,6,焊丝盘,7,气瓶,8,焊接电源,9,电源,10,机器人控制柜,11,示教盒,弧焊机器人的应用,弧焊机器人的应用范围很广，除了汽车行业之外，在通用机械、金属结构、航天、航空、机车车辆及造船等行业都有应用。,弧焊机器人实例,搬运机器人,主要从事自动化搬运作业的工业机器人。所谓搬运作业是指用一种设备握持工件，从一个加工位置移到另一个加工位置。工件搬运和机床上下料是工业机器人的一个重要应用领域，在工业机器人的构成比例中占有较大的比重。,搬运机器人系统组成,搬运机器人系统由搬运机械手和周边设备组成。搬运机械手可用于搬运重达,几公斤至,1,吨,以上,的负载。微型机械手可搬运轻至,几克甚至几毫克,的样品，用于传送超净实验室内的样品。周边设备包括工件自动识别装置、自动启动和自动传输装置等。,搬运机器人的应用,最早的搬运机器人出现在,1960,年的美国。,八十年代以来，工业发达国家在推广搬运码垛的自动化、机器人化方面得到了显著的进展。日本、德国等国家在大批量生产如机械、家电、食品、水泥、化肥等行业广泛使用搬运机器人。,FUJIACE,搬运机器人,KUKA,机器人在搬运玻璃板,喷漆机器人,用于喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。,喷漆机器人系统组成,主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，配有自动喷枪、供漆装置、变更颜色装置等喷漆设备。,喷漆机器人采用液压驱动较多。液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。,较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面,，,动作速度快、有良好的防爆性能。,喷漆机器人系统组成,1,机械手,2,液压站,3,机器人控制柜,4,，,12,防爆器,5,传送带,6,电动机,7,测速电机,8,喷枪,9,高压静电发生器,10,塑粉回收装置,11,粉桶,/,高压静电发生器,13,电源,14,气源,15,烘道,喷漆机器人的应用,计算机控制的喷漆机器人早在,1975,年就投入运用。由于能够代替人在危险和恶劣环境下进行喷漆作业，所以喷漆机器人日益广泛应用于汽车车体、仪表、家电产品、陶瓷和各种塑料制品的喷涂作业。,MOTOMAN,喷漆机器人在喷漆,装配机器人,为完成装配作业而设计的工业机器人。,装配作业的主要操作是：垂直向上抓起零部件，水平移动它，然后垂直放下插入。通常要求这些操作进行得既快又平稳，因此，一种能够沿着水平和垂直方向移动，并能对工作平面施加压力的机器人是最适于装配作业的。,装配机器人的大量工作是轴与孔的装配，为了在轴与孔存在误差的情况下进行装配，应使机器人具有柔顺性，即自动对准中心孔的能力。与一般工业机器人相比，装配机器人具有,精度高、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套使用,等特点。,机器人化装配生产线,高尔夫生产线机器人,