工业机器人技术-装配机器人及操作应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,工业机器人技术及应用,装配机器人及其操作应用,章节目录,9.1,装配机器人的分类及特点,9.2,装配机器人的系统组成,9.3,装配机器人的作业示教,9.3.1,螺栓紧固作业,9.3.2,鼠标装配作业,思考练习,学习目标 导入案例,扩展与提高 本章小结,课堂认知,9.4,装配机器人的周边设备,.,9.4.1,周边设备,9.4.2,工位布局,返回,目录,1/40,课前回顾,所,处,位,置,如何进行涂装机器人的简单作业编程？,简述涂装机器人周边设备有哪些？,【,课,前,回,顾,】,返回,目录,2/40,学习目标,所,处,位,置,了解装配机器人的分类及,能够识别装配机器人工作,特点。,【,站基本构成。,学,掌握装配机器人的系统组,习,能够进行装配机器人的简,目,成及其功能。,单作业示教。,标,】,熟悉装配机器人作业编程,的基本流程。,熟悉装配机器人典型周边,设备与布局,返回,目录,3/40,认知目标,能力目标,导入案例,机器人助力手表机芯生产线，实现装配自动化,所,处,位,置,【,导,入,案,例,】,目前，国内某公司正式采用,70,多台平面关节型装配机器人完成整个机芯的组装,，手表部件很轻，通过合理设计夹具，额定负载,1KG,的平面关节型装配机器人成为,主要装配机器人。其高精度，高速度及低抖动的特性，确保实现机芯机械部件的装,配，装螺钉，加机油，焊接晶体，并进行安装质量检测。装配机器人与第三方相机,也可以很容易完成通讯。操作界面简单，便于现场维护人员学习，操作。,返回,目录,4/40,9.1,装配机器人的分类及特点,装配机器人是工业生产中用于装配生产线上对零件或部件进行装配的一,所,处,类工业机器人。作为柔性自动化装配的核心设备具有精度高、工作稳定、柔,位,顺性好、动作迅速等优点。归纳起来，装配机器人的主要优点如下：,置,1,）操作速度快，加速性能好，缩短工作循环时间；,【,课,堂,2,）精度高，具有极高重复定位精度，保证装配精度；,认,知,3,）提高生产效率，解放单一繁重体力劳动；,】,4,）改善工人劳作条件，摆脱有毒、有辐射装配环境；,5,）可靠性好、适应性强，稳定性高；,返回,目录,5/40,9.1,装配机器人的分类及特点,装配机器人在不同装配生产线上发挥着强大的装配作用，装配机器人大多由,4-,所,处,6,轴组成，就目前市场上常见的装配机器人以臂部运动形式分,直角式装配机器人,位,和 关节式装配机器人,，关节式装配机器人亦分水平串联关节式、垂直串联关节式,置,和并联关节式。,【,课,堂,认,知,】,b),水平串联关节式,c),垂直串联关节式,d),并联关节式,a),直角式,装配机器人分类,返回,目录,6/40,9.1,装配机器人的分类及特点,所,常见装配机器人以臂部运动形式分,直角式装配机器人 和 关节式装配机器人,。,处,位,直角式装配机器人 亦称单轴机械手，以,XYZ,直角坐标系统为基本数学,置,模型，整体结构模块化设计。可用于零部件移送、简单插入、旋拧等作,业，广泛运用于节能灯装配、电子类产品装配和液晶屏装配等场合。,【,课,堂,认,知,】,直角式装配机器人装配缸体,返回,目录,7/40,9.1,装配机器人的分类及特点,所,常见装配机器人以臂部运动形式分 直角式装配机器人 和 关节式装配机器人。,处,位,关节式装配机器人 关节式装配机器人亦分,水平串联关节式、垂直串联关,置,节式和并联关节式。,1,）水平串联式装配机器人 亦称为平面关节型装配机器人或,SCARA,机器人，是,【,目前装配生产线上应用数量最多的一类装配机器人。它属于精密型装配机器人，,课,堂,具有速度快、精度高、柔性好等特点，驱动多为交流伺服电机，保证其较高的,认,重复定位精度，广泛运用于电子、机械和轻工业等有关产品的装配，适合工厂,知,】,柔性化生产需求。,返回,目录,水平串联关节式装配机器人拾放超薄硅片,8/40,9.1,装配机器人的分类及特点,所,常见装配机器人以臂部运动形式分 直角式装配机器人 和 关节式装配机器人。,处,位,关节式装配机器人 关节式装配机器人亦分,水平串联关节式、垂直串联关,置,节式和并联关节式。,2,）垂直串联式装配机器人 垂直串联式装配机器人多有六个自由度，可在,【,空间任意位置确定任意位姿，面向对象多为三维空间的任意位置和姿势的作,课,堂,业。,认,知,】,返回,垂直串联关节式装配机器人组装读卡器,目录,9/40,9.1,装配机器人的分类及特点,所,常见装配机器人以臂部运动形式分,直角式装配机器人 和 关节式装配机器人,。,处,位,关节式装配机器人 关节式装配机器人亦分,水平串联关节式、垂直串联关,置,节式和并联关节式。,3,）并联式装配机器人 亦称拳头机器人、蜘蛛机器人或,Detla,机器人，是一,【,款轻型、结构紧凑高速装配机器人，可安装在任意倾斜角度上，独特的并联,课,堂,机构可实现快速、敏捷动作且减少了非累积定位误差。其具有小巧高效、安,认,装方便、精准灵敏等优点，广泛运用于,IT,、电子装配等领域。,知,】,目前在装配领域，并联式装配机器人有两种形式可供选择，,3,轴手腕（合,计,6,轴）和,1,轴手腕（合计,4,轴）。,返回,并联式装配机器人组装键盘,目录,10/40,9.1,装配机器人的分类及特点,通常装配机器人本体与搬运、焊接、涂装、装配机器人本体精度制造上,所,处,有一定的差别，原因在于机器人在完成焊接、涂装作业时，机器人没有与作,位,业对象接触，只需示教机器人运动轨迹即可，而装配机器人需与作业对象直,置,接接触，并进行相应动作；搬运、装配机器人在移动物料时运动轨迹多为开,放性，而装配作业是一种约束运动类操作，即装配机器人精度要高于搬运、,【,课,码垛、焊接和涂装机器人。,堂,认,尽管装配机器人在本体上较其它类型机器人有所区别，但在实际运用中无,知,】,论是直角式装配机器人还是关节式装配机器人都有如下特性：,1,）能够实时调节生产节拍和末端执行器动作状态；,2,）可更换不同末端执行器以适应装配任务的变化，方便、快捷；,3,）能够与零件供给器、输送装置等辅助设备集成，实现柔性化生产；,4,）多带有传感器，如视觉传感器、触觉传感器、力传感器等，以保,证装配任务的精准性。,返回,目录,11/40,9.2,装配机器人的系统组成,装配机器人的装配系统主要有,操作机、控制系统、装配系统（手爪、气体发生,所,处,装置、真空发生装置或电动装置）、传感系统 和 安全保护装置,组成。,位,置,【,课,堂,认,知,】,1,机器人控制柜；,2,示教器；,3,气体发生装置；,4,真空发生装置；,5,机器人本体；,6,视觉传感器；,7,气动手爪,装配机器人系统组成,返回,目录,12/40,9.2,装配机器人的系统组成,目前市场的装配生产线多以关节式装配机器人中的,SCARA,机器人和并联机,所,器人为主，在小型、精密、垂直装配上，,SCARA,机器人具有很大优势。,随着社,处,位,会需求增大和技术的进步，装配机器人行业亦得到迅速发展，多品种、少批量生,置,产方式和为提高产品质量及生产效率的生产工艺需求，成为推动装配机器人发展,的直接动力。,【,课,堂,认,知,】,a)KUKA KR 10 SCARA R600,b)FANUC M-2iA,c)ABB IRB 360,d)YASKAWA MYS850L,“四巨头”装配机器人本体,返回,目录,13/40,9.2,装配机器人的系统组成,装配机器人的末端执行器是夹持工件移动的一种夹具，类似于搬运、码垛机器,所,处,人的末端执行器，常见的装配执行器有,吸附式、夹钳式、专用式 和 组合式。,位,置,吸附式 吸附式末端执行器在装配中仅占一小部分，广泛应用于电视、录音机、,鼠标等轻小物品装配场合。,夹钳式 夹钳式手爪是装配过程中最常用的一类手爪，多采用气动或伺服电机驱,【,动，闭环控制配备传感器可实现准确控制手爪起动、停止、转速并对外部信号,课,堂,做出准确反映，具有重量轻、出力大、速度高、惯性小、灵敏度强、转动平滑、,认,力矩稳定等特点。,知,】,返回,夹钳式手爪,目录,14/40,9.2,装配机器人的系统组成,装配机器人的末端执行器是夹持工件移动的一种夹具，类似于搬运、码垛机器,所,处,人的末端执行器，常见的装配执行器有 吸附式、夹钳式、专用式 和 组合式。,位,置,专用式 专用式手爪是在装配中针对某一类装配场合而单独设定的末端执行器，且,部分带有磁力，常见的主要是螺钉、螺栓的装配，同样亦多采用气动或伺服电机,驱动。,【,课,组合式 组合式末端执行器在装配作业中是通过组合获得各单组手爪优势的一类手,堂,认,爪，灵活性较大。多在机器人进行相互配合装配时，可节约时间、提高效率。,知,】,返回,目录,组合式手爪,专用式手爪,15/40,9.2,装配机器人的系统组成,带有传感系统的装配机器人可更好的完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装,所,配作业，在其作业中常用到的传感系统有,视觉传感系统、触觉传感系统。,处,位,置,视觉传感系统 配备视觉传感系统的装配机器人可依据需要选择合适装配零,件，并进行粗定位和位置补偿，可完成零件平面测量、形状识别等检测。,【,课,距离测定器,距离信号,堂,认,知,外,】,图像处理器,界,环,计算机系统,境,变,改,捉,A/D,转换器,量,变,器,视,参,图形信号,视觉捕捉器,觉,数,捕,等,机器人控制装置,视觉系统原理,返回,目录,16/40,9.2,装配机器人的系统组成,带有传感系统的装配机器人可更好的完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装,所,配作业，在其作业中常用到的传感系统有,视觉传感系统、触觉传感系统。,处,位,触觉传感系统 装配机器人的触觉传感系统主要是时刻检测机器人与被装配,置,物件之间的配合，机器人触觉可分为 接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉 等,五种传感器。在装配机器人进行简单工作过程中常见到的有 接触觉、接近觉,和力觉 等。,【,课,1),接触觉传感器 接触觉传感器一般固定在末端执行器的指端，只有末端执,堂,认,行器与被装配物件相互接触时才起作用。接触觉传感器由微动开关组成。,知,】,a),点式,(b),棒式,c),缓冲器式,d),平板式,e),环式,返回,接触觉传感器,目录,17/40,9.2,装配机器人的系统组成,带有传感系统的装配机器人可更好的完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装,所,配作业，在其作业中常用到的传感系统有,视觉传感系统、触觉传感系统。,处,位,触觉传感系统 装配机器人的触觉传感系统主要是时刻检测机器人与被装配,置,物件之间的配合，机器人触觉可分为,接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉,等,五种传感器。在装配机器人进行简单工作过程中常见到的有,接触觉、接近觉,和力觉,等。,【,课,2),接近觉传感器 接近觉传感器同样固定在末端执行器的指端，其在末端执,堂,认,行器与被装配物件接触前起作用，能测出执行器与被装配物件之间的距离、,知,相对角度甚至表面性质等，属于非接触式传感。,】,电,电,光,时,压,感,容,波,间,力,量,量,量,量,量,超,电,气,磁,声,光,场,流,场,波,涡流,反射,电荷,阻力,反射,返回,目录,接近觉传感器,18/40,9.2,装配机器人的系统组成,带有传感系统的装配机器人可更好的完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装,所,配作业，在其作业中常用到的传感系统有 视觉传感系统、触觉传感系统。,处,位,触觉传感系统 装配机器人的触觉传感系统主要是时刻检测机器人与被装配,置,物件之间的配合，机器人触觉可分为,接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉,等,五种传感器。在装配机器人进行简单工作过程中常见到的有,接触觉、接近觉,和力觉,等。,【,课,3),力觉传感器 力觉传感器普遍存在于各类机器人中，在装配机器人中力觉传,堂,认,感器不仅存在末端执行器与环境作用过程中的力测量，而且存在于装配机器人,知,自身运动控制和末端执行器夹持物体的夹持力测量等情况