《工业机器人》PPT课件.ppt

工业机器人 1960年美国AMF公司生产了首台工业生产柱坐标型Versatran机器人 可进行点位和轨迹控制 1979年 Unimation推出PUMA机器人 多关节 全电机驱动 多CPU二级控制 采用VAL专用语言 可配视觉 触觉 力觉传感器 新世纪 智能机器人 更完善的环境感知能力 还具有逻辑思维 判断和决策能力 可根据作业要求与环境信息自主工作 一 工业机器人的历程 机器人的定义我国国家标准GB T12643 90将工业机器人定义为 是一种能自动控制 可重复编程 多功能 多自由度的操作机 能搬运材料 工件或操持工具 用以完成各种作业 工业机器人的基本工作原理工业机器人的基本工作原理 通过操作机上各运动构件的运动 自动的实现手部作业的动作功能及技术要求 二 工业机器人的定义及工作原理 工业机器人由三大部分五个子系统组成 三大部分是机械部分 传感部分和控制部分执行机构 驱动系统 传动系统 控制系统及智能系统部分组成 执行机构是机器人赖以完成各种作业的主体部分 通常为开式空间连杆机构 驱动 传动机构由驱动器和传动机构组成 传动有机械式 电气式 液压式 气动式和复合式等 而驱动器有步进电机 伺服电机 液压马达和液压缸等 三 工业机器人的组成及功能 控制系统一般由操作盘或控制计算机和伺服控制装置组成 前者作用是发出指令协调各有关驱动器之间的运动 同时要完成编程 示教 再现以及和其它环境状况 传感器信号 工艺要求 外部相关设备之间的信息传递和协调工作 而后者是控制各关节驱动器使各杆能按预定的运动规律运动 工业机器人各部分关系 工业机器人的机械部分由三部分组成 即机身 手臂和末端操作器 机身可以是固定的 也可以是移动的 手臂进一步划分为上臂和下臂 上臂与机身形成肩关节 上臂与下臂形成肘关节 下臂与末端操作器形成碗关节 1 机器人的机构与结构系统 具有一个相对自由度的末端操作器 2 机器人手部的机构与结构系统 具有多个自由度的末端操作器 1 直角坐标型它有三个移动关节 可使末端操作器作三个方向的独立位移 该种型式的工业机器人 定位精度较高 空间轨迹规划与求解相对较容易 计算机控制相对较简单 它的不足是空间尺寸较大 运动的灵活性相对较差 运动的速度相对较低 四 工业机器人的分类与性能 圆柱坐标型操作机 它有两个移动关节和一个转动关节 末端操作器的安装轴线之位姿由 z r 坐标予以表示 该种型式的工业机器人 空间尺寸较小 工作范围较大 末端操作器可获得较高的运动速度 它的缺点是末端操作器离z轴愈远 其切向线位移的分辨精度就愈低 2 圆柱坐标型 球坐标型操作机它有两个转动关节和一个移动关节 末端操作器的安装轴线之位姿由 r 坐标予以表示 该种型式的工业机器人 空间尺寸较小 工作范围较大 3 球坐标型 关节型操作型它有三个转动关节 即机身上部相对于下部的转动 肩关节的转动和肘关节的转动 腕关节的转动属于末端操作器的自由度 该种结构的工业机器人 空间尺寸相对较小 工作范围相对较大 还可以绕过机座周围的障碍物 是目前应用较多的一种机型 4 关节型 工业机器人 按用途分类 图例1 焊接机器人 工业机器人图例2 搬运机器人 典型应用是汽车的加工装配 工业机器人图例3 装配机器人 工业机器人图例4 冲压机器人 工业机器人图例5 浇注机器人 工业机器人图例6 喷漆机器人 工业机器人图例7 切削加工机器人 工业机器人 末端执行器干活为主 一般机座不移动或规律移动面向工业应用 比如机械加工 汽车行业 包含基本应用 高速重载 微操作等 注重作业能力 包含 作业范围 负载 精度速度可靠性等指标 国内玩研究热点 各种形式的作业臂 新型驱动 控制方式等 国际成熟产品多 加强国产化研究及工业现场的集成应用 医疗及电子行业等微的问题有待突破 网络遥操作等也是问题 我们对工业机器人的理解 谢谢