工業(yè)機(jī)器人技術(shù)-裝配機(jī)器人及操作應(yīng)用

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1、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 裝配機(jī)器人及其操作應(yīng)用 章節(jié)目錄 9.1 裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 9.2 裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成 9.3 裝配機(jī)器人的作業(yè)示教 9.3.1 螺栓緊固作業(yè) 9.3.2 鼠標(biāo)裝配作業(yè) 思考練習(xí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 導(dǎo)入案例 擴(kuò)展與提高 本章小結(jié) 課堂認(rèn)知 9.4 裝配機(jī)器人的周邊設(shè)備 . 9.4.1 周邊設(shè)備 9.4.2 工位布局 返回 目錄 1/40 課前回顧 所 處 位 置 如何進(jìn)行涂裝機(jī)器人的簡(jiǎn)單作業(yè)編程？ 簡(jiǎn)述涂裝機(jī)器人周邊設(shè)備有哪些？ 【 課 前 回 顧 】 返回 目錄 2/40 學(xué)習(xí)目標(biāo) 所 處 位 置 了解裝配機(jī)器人的分類及 能夠識(shí)別裝配機(jī)器人工作 特點(diǎn)。 【 站基本構(gòu)成。

2、 學(xué) 掌握裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組 習(xí) 能夠進(jìn)行裝配機(jī)器人的簡(jiǎn) 目 成及其功能。 單作業(yè)示教。 標(biāo) 】 熟悉裝配機(jī)器人作業(yè)編程 的基本流程。 熟悉裝配機(jī)器人典型周邊 設(shè)備與布局 返回 目錄 3/40 認(rèn)知目標(biāo)能力目標(biāo) 導(dǎo)入案例 機(jī)器人助力手表機(jī)芯生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)裝配自動(dòng)化 所 處 位 置 【 導(dǎo) 入 案 例 】 目前，國內(nèi)某公司正式采用 70 多臺(tái)平面關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人完成整個(gè)機(jī)芯的組裝 ，手表部件很輕，通過合理設(shè)計(jì)夾具，額定負(fù)載 1KG 的平面關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人成為 主要裝配機(jī)器人。其高精度，高速度及低抖動(dòng)的特性，確保實(shí)現(xiàn)機(jī)芯機(jī)械部件的裝 配，裝螺釘，加機(jī)油，焊接晶體，并進(jìn)行安裝質(zhì)量檢測(cè)。裝配機(jī)器人與第三

3、方相機(jī) 也可以很容易完成通訊。操作界面簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員學(xué)習(xí)，操作。 返回 目錄 4/40 9.1 裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 裝配機(jī)器人是工業(yè)生產(chǎn)中用于裝配生產(chǎn)線上對(duì)零件或部件進(jìn)行裝配的一 所 處 類工業(yè)機(jī)器人。作為柔性自動(dòng)化裝配的核心設(shè)備具有精度高、工作穩(wěn)定、柔 位 順性好、動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)。歸納起來，裝配機(jī)器人的主要優(yōu)點(diǎn)如下： 置 1 ） 操作速度快，加速性能好，縮短工作循環(huán)時(shí)間； 【 課 堂 2 ） 精度高，具有極高重復(fù)定位精度，保證裝配精度； 認(rèn) 知 3 ） 提高生產(chǎn)效率，解放單一繁重體力勞動(dòng)； 】 4 ） 改善工人勞作條件，擺脫有毒、有輻射裝配環(huán)境； 5 ）可靠性好、適應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定性

4、高； 返回 目錄 5/40 9.1 裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 裝配機(jī)器人在不同裝配生產(chǎn)線上發(fā)揮著強(qiáng)大的裝配作用，裝配機(jī)器人大多由 4- 所 處 6 軸組成，就目前市場(chǎng)上常見的裝配機(jī)器人以臂部運(yùn)動(dòng)形式分 直角式裝配機(jī)器人 位 和 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人 ， 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人亦分水平串聯(lián)關(guān)節(jié)式、垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)式 置 和并聯(lián)關(guān)節(jié)式。 【 課 堂 認(rèn) 知 】 b) 水平串聯(lián)關(guān)節(jié)式 c) 垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)式 d) 并聯(lián)關(guān)節(jié)式 a) 直角式 裝配機(jī)器人分類 返回 目錄 6/40 9.1 裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 所 常見裝配機(jī)器人以臂部運(yùn)動(dòng)形式分 直角式裝配機(jī)器人 和 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人 。 處 位 直角式裝配機(jī)器人 亦稱

5、單軸機(jī)械手， 以 XYZ 直角坐標(biāo)系統(tǒng)為基本數(shù)學(xué) 置 模型，整體結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)。 可用于零部件移送、簡(jiǎn)單插入、旋擰等作 業(yè)，廣泛運(yùn)用于節(jié)能燈裝配、電子類產(chǎn)品裝配和液晶屏裝配等場(chǎng)合。 【 課 堂 認(rèn) 知 】 直角式裝配機(jī)器人裝配缸體 返回 目錄 7/40 9.1 裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 所 常見裝配機(jī)器人以臂部運(yùn)動(dòng)形式分 直角式裝配機(jī)器人 和 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人 。 處 位 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人亦分水平串聯(lián)關(guān)節(jié)式、垂直串聯(lián)關(guān) 置 節(jié)式和并聯(lián)關(guān)節(jié)式。 1 ） 水平串聯(lián)式裝配機(jī)器人 亦稱為平面關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人或 SCARA 機(jī)器人，是 【 目前裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)量最多的一類裝配機(jī)器人 。

6、它屬于精密型裝配機(jī)器人， 課 堂 具有速度快、精度高、柔性好等特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)多為交流伺服電機(jī)，保證其較高的 認(rèn) 重復(fù)定位精度，廣泛運(yùn)用于電子、機(jī)械和輕工業(yè)等有關(guān)產(chǎn)品的裝配，適合工廠 知 】 柔性化生產(chǎn)需求 。 返回 目錄 水平串聯(lián)關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人拾放超薄硅片 8/40 9.1 裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 所 常見裝配機(jī)器人以臂部運(yùn)動(dòng)形式分 直角式裝配機(jī)器人 和 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人 。 處 位 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人亦分水平串聯(lián)關(guān)節(jié)式、垂直串聯(lián)關(guān) 置 節(jié)式和并聯(lián)關(guān)節(jié)式。 2 ） 垂直串聯(lián)式裝配機(jī)器人 垂直串聯(lián)式裝配機(jī)器人多有六個(gè)自由度，可在 【 空間任意位置確定任意位姿，面向?qū)ο蠖酁槿S空間的

7、任意位置和姿勢(shì)的作 課 堂 業(yè) 。 認(rèn) 知 】 返回 垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人組裝讀卡器 目錄 9/40 9.1 裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 所 常見裝配機(jī)器人以臂部運(yùn)動(dòng)形式分 直角式裝配機(jī)器人 和 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人 。 處 位 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人亦分水平串聯(lián)關(guān)節(jié)式、垂直串聯(lián)關(guān) 置 節(jié)式和并聯(lián)關(guān)節(jié)式。 3 ） 并聯(lián)式裝配機(jī)器人 亦稱拳頭機(jī)器人、蜘蛛機(jī)器人或 Detla 機(jī)器人 ，是一 【 款輕型、結(jié)構(gòu)緊湊高速裝配機(jī)器人，可安裝在任意傾斜角度上，獨(dú)特的并聯(lián) 課 堂 機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)快速、敏捷動(dòng)作且減少了非累積定位誤差。其具有小巧高效、安 認(rèn) 裝方便、精準(zhǔn)靈敏等優(yōu)點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于 IT 、電子

8、裝配等領(lǐng)域 。 知 】 目前在裝配領(lǐng)域，并聯(lián)式裝配機(jī)器人有兩種形式可供選擇， 3 軸手腕（合 計(jì) 6 軸）和 1 軸手腕（合計(jì) 4 軸）。 返回 并聯(lián)式裝配機(jī)器人組裝鍵盤 目錄 10/40 9.1 裝配機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 通常裝配機(jī)器人本體與搬運(yùn)、焊接、涂裝、裝配機(jī)器人本體精度制造上 所 處 有一定的差別，原因在于機(jī)器人在完成焊接、涂裝作業(yè)時(shí)，機(jī)器人沒有與作 位 業(yè)對(duì)象接觸，只需示教機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡即可，而裝配機(jī)器人需與作業(yè)對(duì)象直 置 接接觸，并進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作；搬運(yùn)、裝配機(jī)器人在移動(dòng)物料時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡多為開 放性，而裝配作業(yè)是一種約束運(yùn)動(dòng)類操作，即裝配機(jī)器人精度要高于搬運(yùn)、 【 課 碼垛、焊接和涂裝機(jī)

9、器人。 堂 認(rèn) 盡管裝配機(jī)器人在本體上較其它類型機(jī)器人有所區(qū)別，但在實(shí)際運(yùn)用中無 知 】 論是直角式裝配機(jī)器人還是關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人都有如下特性： 1 ） 能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)生產(chǎn)節(jié)拍和末端執(zhí)行器動(dòng)作狀態(tài)； 2 ） 可更換不同末端執(zhí)行器以適應(yīng)裝配任務(wù)的變化，方便、快捷； 3 ） 能夠與零件供給器、輸送裝置等輔助設(shè)備集成，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)； 4 ）多帶有傳感器，如視覺傳感器、觸覺傳感器、力傳感器等，以保 證裝配任務(wù)的精準(zhǔn)性。 返回 目錄 11/40 9.2 裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成 裝配機(jī)器人的裝配系統(tǒng)主要有 操作機(jī)、控制系統(tǒng)、裝配系統(tǒng)（手爪、氣體發(fā)生 所 處 裝置、真空發(fā)生裝置或電動(dòng)裝置）、傳感系統(tǒng) 和 安全

10、保護(hù)裝置 組成。 位 置 【 課 堂 認(rèn) 知 】 1 機(jī)器人控制柜； 2 示教器； 3 氣體發(fā)生裝置； 4 真空發(fā)生裝置； 5 機(jī)器人本體； 6 視覺傳感器； 7 氣動(dòng)手爪 裝配機(jī)器人系統(tǒng)組成 返回 目錄 12/40 9.2 裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成 目前市場(chǎng)的裝配生產(chǎn)線多以關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人中的 SCARA 機(jī)器人和并聯(lián)機(jī) 所 器人為主，在小型、精密、垂直裝配上， SCARA 機(jī)器人具有很大優(yōu)勢(shì)。 隨著社 處 位 會(huì)需求增大和技術(shù)的進(jìn)步，裝配機(jī)器人行業(yè)亦得到迅速發(fā)展，多品種、少批量生 置 產(chǎn)方式和為提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的生產(chǎn)工藝需求，成為推動(dòng)裝配機(jī)器人發(fā)展 的直接動(dòng)力 。 【 課 堂 認(rèn) 知 】

11、 a) KUKA KR 10 SCARA R600 b) FANUC M-2iA c) ABB IRB 360 d) YASKAWA MYS850L “四巨頭”裝配機(jī)器人本體 返回 目錄 13/40 9.2 裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成 裝配機(jī)器人的末端執(zhí)行器是夾持工件移動(dòng)的一種夾具，類似于搬運(yùn)、碼垛機(jī)器 所 處 人的末端執(zhí)行器，常見的裝配執(zhí)行器有 吸附式、夾鉗式、專用式 和 組合式 。 位 置 吸附式 吸附式末端執(zhí)行器在裝配中僅占一小部分，廣泛應(yīng)用于電視、錄音機(jī)、 鼠標(biāo)等輕小物品裝配場(chǎng)合。 夾鉗式 夾鉗式手爪是裝配過程中最常用的一類手爪，多采用氣動(dòng)或伺服電機(jī)驅(qū) 【 動(dòng)，閉環(huán)控制配備傳感器可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控

12、制手爪起動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)速并對(duì)外部信號(hào) 課 堂 做出準(zhǔn)確反映，具有重量輕、出力大、速度高、慣性小、靈敏度強(qiáng)、轉(zhuǎn)動(dòng)平滑、 認(rèn) 力矩穩(wěn)定等特點(diǎn) 。 知 】 返回 夾鉗式手爪 目錄 14/40 9.2 裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成 裝配機(jī)器人的末端執(zhí)行器是夾持工件移動(dòng)的一種夾具，類似于搬運(yùn)、碼垛機(jī)器 所 處 人的末端執(zhí)行器，常見的裝配執(zhí)行器有 吸附式、夾鉗式、專用式 和 組合式 。 位 置 專用式 專用式手爪是在裝配中針對(duì)某一類裝配場(chǎng)合而單獨(dú)設(shè)定的末端執(zhí)行器，且 部分帶有磁力，常見的主要是螺釘、螺栓的裝配，同樣亦多采用氣動(dòng)或伺服電機(jī) 驅(qū)動(dòng) 。 【 課 組合式 組合式末端執(zhí)行器在裝配作業(yè)中是通過組合獲得各單組手爪

13、優(yōu)勢(shì)的一類手 堂 認(rèn) 爪，靈活性較大。多在機(jī)器人進(jìn)行相互配合裝配時(shí)，可節(jié)約時(shí)間、提高效率。 知 】 返回 目錄 組合式手爪 專用式手爪 15/40 9.2 裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成 帶有傳感系統(tǒng)的裝配機(jī)器人可更好的完成銷、軸、螺釘、螺栓等柔性化裝 所 配作業(yè)，在其作業(yè)中常用到的傳感系統(tǒng)有 視覺傳感系統(tǒng)、觸覺傳感系統(tǒng) 。 處 位 置 視覺傳感系統(tǒng) 配備視覺傳感系統(tǒng)的裝配機(jī)器人可依據(jù)需要選擇合適裝配零 件，并進(jìn)行粗定位和位置補(bǔ)償，可完成零件平面測(cè)量、形狀識(shí)別等檢測(cè)。 【 課 距離測(cè)定器 距離信號(hào) 堂 認(rèn) 知 外 】 圖像處理器 界 環(huán) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 境 變 改 捉 A/D 轉(zhuǎn)換器 量 變 器 視 參 圖

14、形信號(hào) 視覺捕捉器 覺 數(shù) 捕 等 機(jī)器人控制裝置 視覺系統(tǒng)原理 返回 目錄 16/40 9.2 裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成 帶有傳感系統(tǒng)的裝配機(jī)器人可更好的完成銷、軸、螺釘、螺栓等柔性化裝 所 配作業(yè)，在其作業(yè)中常用到的傳感系統(tǒng)有 視覺傳感系統(tǒng)、觸覺傳感系統(tǒng) 。 處 位 觸覺傳感系統(tǒng) 裝配機(jī)器人的觸覺傳感系統(tǒng)主要是時(shí)刻檢測(cè)機(jī)器人與被裝配 置 物件之間的配合，機(jī)器人觸覺可分為 接觸覺、接近覺、壓覺、滑覺和力覺 等 五種傳感器。在裝配機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)單工作過程中常見到的有 接觸覺、接近覺 和力覺 等。 【 課 1) 接觸覺傳感器 接觸覺傳感器一般固定在末端執(zhí)行器的指端，只有末端執(zhí) 堂 認(rèn) 行器與被裝配物件

15、相互接觸時(shí)才起作用。接觸覺傳感器由微動(dòng)開關(guān)組成。 知 】 a) 點(diǎn)式 (b) 棒式 c) 緩沖器式 d) 平板式 e) 環(huán)式 返回 接觸覺傳感器 目錄 17/40 9.2 裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成 帶有傳感系統(tǒng)的裝配機(jī)器人可更好的完成銷、軸、螺釘、螺栓等柔性化裝 所 配作業(yè)，在其作業(yè)中常用到的傳感系統(tǒng)有 視覺傳感系統(tǒng)、觸覺傳感系統(tǒng) 。 處 位 觸覺傳感系統(tǒng) 裝配機(jī)器人的觸覺傳感系統(tǒng)主要是時(shí)刻檢測(cè)機(jī)器人與被裝配 置 物件之間的配合，機(jī)器人觸覺可分為 接觸覺、接近覺、壓覺、滑覺和力覺 等 五種傳感器。在裝配機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)單工作過程中常見到的有 接觸覺、接近覺 和力覺 等。 【 課 2) 接近覺傳感器 接

16、近覺傳感器同樣固定在末端執(zhí)行器的指端，其在末端執(zhí) 堂 認(rèn) 行器與被裝配物件接觸前起作用，能測(cè)出執(zhí)行器與被裝配物件之間的距離、 知 相對(duì)角度甚至表面性質(zhì)等，屬于非接觸式傳感。 】 電 電 光 時(shí) 壓 感 容 波 間 力 量 量 量 量 量 超 電 氣 磁 聲 光 場(chǎng) 流 場(chǎng) 波 渦流 反射 電荷 阻力 反射 返回 目錄 接近覺傳感器 18/40 9.2 裝配機(jī)器人的系統(tǒng)組成 帶有傳感系統(tǒng)的裝配機(jī)器人可更好的完成銷、軸、螺釘、螺栓等柔性化裝 所 配作業(yè)，在其作業(yè)中常用到的傳感系統(tǒng)有 視覺傳感系統(tǒng)、觸覺傳感系統(tǒng) 。 處 位 觸覺傳感系統(tǒng) 裝配機(jī)器人的觸覺傳感系統(tǒng)主要是時(shí)刻檢測(cè)機(jī)器人與被裝配 置 物件

17、之間的配合，機(jī)器人觸覺可分為 接觸覺、接近覺、壓覺、滑覺和力覺 等 五種傳感器。在裝配機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)單工作過程中常見到的有 接觸覺、接近覺 和力覺 等。 【 課 3) 力覺傳感器 力覺傳感器普遍存在于各類機(jī)器人中，在裝配機(jī)器人中力覺傳 堂 認(rèn) 感器不僅存在末端執(zhí)行器與環(huán)境作用過程中的力測(cè)量，而且存在于裝配機(jī)器人 知 自身運(yùn)動(dòng)控制和末端執(zhí)行器夾持物體的夾持力測(cè)量等情況。常見裝配機(jī)器人力 】 覺傳感器分關(guān)節(jié)力傳感器、腕力傳感器、指力傳感器。 a) Draper Waston 腕力傳感器 b) SRI 六維腕力傳感器 c) 林純一腕力傳感器 d) 非徑向中心對(duì)稱三梁腕力傳感器 腕力傳感器 返回 目錄

18、19/40 9.3 裝配機(jī)器人的作業(yè)示教 TCP 點(diǎn)確定： 所 處 對(duì)于裝配機(jī)器人，末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)不同 TCP 點(diǎn)設(shè)置點(diǎn)亦不同，吸附式、夾 位 置 鉗式可參考搬運(yùn)機(jī)器人 TCP 點(diǎn)設(shè)定；專用式末端執(zhí)行器（擰螺栓） TCP 一般設(shè) 在法蘭中心線與手爪前端平面交點(diǎn)處，組合式 TCP 設(shè)定點(diǎn)需依據(jù)起主要作用的 單組手爪確定。 【 課 堂 認(rèn) 知 】 工具中心在法蘭中心 線與專用手爪前端平 TCP 面交點(diǎn)處 a) 擰螺栓手爪 TCP b) 生產(chǎn)再現(xiàn) 返回 目錄 專用式末端執(zhí)行器 TCP 點(diǎn)及生產(chǎn)再現(xiàn) 20/40 9.3 裝配機(jī)器人的作業(yè)示教 9.3.1 螺栓緊固作業(yè) 所 處 現(xiàn)依工件裝配為例，選擇直角

19、式（或 SCARA 機(jī)器人），末端執(zhí)行器為專用 位 式螺栓手爪。采用在線示教方式為機(jī)器人輸入裝配作業(yè)程序。 置 【 課 堂 認(rèn) 程序點(diǎn) 9 程序點(diǎn) 1 知 傳送帶 程序點(diǎn) 8 】 程序點(diǎn) 5 程序點(diǎn) 6 A 程序點(diǎn) 7 D C B 程序點(diǎn) 2 程序點(diǎn) 4 給料器 程序點(diǎn) 3 裝配運(yùn)動(dòng)軌跡 返回 目錄 21/40 9.3 裝配機(jī)器人的作業(yè)示教 9.3.1 螺栓緊固作業(yè) 所 程序點(diǎn)說明 處 位 程序點(diǎn) 說明 手爪動(dòng)作 程序點(diǎn) 說明 手爪動(dòng)作 置 程序點(diǎn) 1 機(jī)器人原點(diǎn) 程序點(diǎn) 6 裝配作業(yè)點(diǎn) 抓取 程序點(diǎn) 2 取料臨近點(diǎn) 程序點(diǎn) 7 裝配作業(yè)點(diǎn) 放置 【 課 程序點(diǎn) 3 取料作業(yè)點(diǎn) 抓取 程序點(diǎn)

20、8 裝配規(guī)避點(diǎn) 堂 認(rèn) 程序點(diǎn) 4 取料規(guī)避點(diǎn) 抓取 程序點(diǎn) 9 機(jī)器人原點(diǎn) 知 】 程序點(diǎn) 5 移動(dòng)中間點(diǎn) 抓取 登陸程序點(diǎn) 8 示教前的準(zhǔn)備 登陸程序點(diǎn) 9 設(shè)定裝配條件 登陸程序點(diǎn) 7 新建一個(gè)程序 運(yùn)行確認(rèn)（跟蹤） 登錄程序點(diǎn) 1 登陸程序點(diǎn) 6 再現(xiàn)裝配 登錄程序點(diǎn) 2 登錄程序點(diǎn) 5 登錄程序點(diǎn) 3 登錄程序點(diǎn) 4 返回 目錄 螺栓緊固機(jī)器人作業(yè)示教流程流程 22/40 9.3 裝配機(jī)器人的作業(yè)示教 9.3.1 螺栓緊固作業(yè) 所 (1) 示教前的準(zhǔn)備 處 1) 給料器準(zhǔn)備就緒。 位 置 2) 確認(rèn)自己和機(jī)器人之間保持安全距離。 3) 機(jī)器人原點(diǎn)確認(rèn)。 (2) 新建作業(yè)程序 【 點(diǎn)按

21、示教器的相關(guān)菜單或按鈕，新建一個(gè)作業(yè)程序“ Assembly_bolt” 。 課 堂 (3) 程序點(diǎn)的輸入 認(rèn) 螺栓緊固作業(yè)示教 知 】 程序點(diǎn) 示教方法 按第 3 章手動(dòng)操作機(jī)器人要領(lǐng)移動(dòng)機(jī)器人到裝配原點(diǎn)。 程序點(diǎn) 1 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 （機(jī)器人原點(diǎn)） 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 1 為裝配機(jī)器人原點(diǎn)。 手動(dòng)操作裝配機(jī)器人到取料作業(yè)臨近點(diǎn)，并調(diào)整末端執(zhí)行器姿態(tài)。 程序點(diǎn) 2 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 （取料臨近點(diǎn)） 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 2 為裝配機(jī)器人取料臨近點(diǎn)。 手動(dòng)操作裝配機(jī)器人移動(dòng)到取料作業(yè)點(diǎn)且保持末端執(zhí)行器位姿不變。 程序點(diǎn) 3 插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 返回 （取料作業(yè)點(diǎn)）

22、再次確認(rèn)程序點(diǎn)，保證其為取料作業(yè)點(diǎn)。 目錄 23/40 9.3 裝配機(jī)器人的作業(yè)示教 9.3.1 螺栓緊固作業(yè) 所 螺栓緊固作業(yè)示教 處 位 置 程序點(diǎn) 示教方法 手動(dòng)操作裝配機(jī)器人到取料規(guī)避點(diǎn)。 程序點(diǎn) 4 插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 【 （取料規(guī)避點(diǎn)） 課 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 4 為裝配機(jī)器人取料規(guī)避點(diǎn)。 堂 認(rèn) 手動(dòng)操作裝配機(jī)器人到移動(dòng)中間點(diǎn)，并適度調(diào)整末端執(zhí)行器姿態(tài)。 知 程序點(diǎn) 5 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 】 （移動(dòng)中間點(diǎn)） 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 5 為裝配機(jī)器人移動(dòng)中間點(diǎn)。 手動(dòng)操作裝配機(jī)器人移動(dòng)到裝配作業(yè)點(diǎn)且調(diào)整抓手位姿以適合安放螺栓。 插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 程序點(diǎn) 6 再

23、次確認(rèn)程序點(diǎn)，保證其為裝配作業(yè)開始點(diǎn)。 （裝配作業(yè)點(diǎn)） 若有需要可直接輸入裝配作業(yè)命令。 返回 目錄 24/40 9.3 裝配機(jī)器人的作業(yè)示教 9.3.1 螺栓緊固作業(yè) 所 處 位 螺栓緊固作業(yè)示教 置 程序點(diǎn) 示教方法 手動(dòng)操作裝配機(jī)器人到裝配作業(yè)點(diǎn)。 【 程序點(diǎn) 7 課 插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 堂 ( 裝配作業(yè)點(diǎn) ) 認(rèn) 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 7 為裝配機(jī)器人作業(yè)終止點(diǎn)。 知 】 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到裝配作業(yè)規(guī)避點(diǎn)。 程序點(diǎn) 8 插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ( 裝配規(guī)避點(diǎn) ) 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 8 為裝配機(jī)器人作業(yè)規(guī)避點(diǎn)。 手動(dòng)操作裝配機(jī)器人到機(jī)器人原點(diǎn)。 程序點(diǎn) 9 插補(bǔ)方式選擇“ PT

24、P ”。 ( 機(jī)器人原點(diǎn) ) 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 9 為裝配機(jī)器人原點(diǎn)。 返回 目錄 25/40 9.3 裝配機(jī)器人的作業(yè)示教 9.3.1 螺栓緊固作業(yè) 所 處 (4 ）設(shè)定作業(yè)條件 位 置 1) 在作業(yè)開始命令中設(shè)定裝配開始規(guī)范及裝配開始動(dòng)作次序； 2) 在作業(yè)結(jié)束命令中設(shè)定裝配結(jié)束規(guī)范及裝配結(jié)束動(dòng)作次序； 3) 依據(jù)實(shí)際情況，在編輯模式下合理選擇配置裝配工藝參數(shù)及選擇 【 課 合理的末端執(zhí)行器 堂 認(rèn) (5 ）檢查試運(yùn)行 知 】 1) 打開要測(cè)試的程序文件。 2) 移動(dòng)光標(biāo)到程序開頭位置。 3) 按住示教器上的有關(guān)【跟蹤功能鍵】，實(shí)現(xiàn)裝配機(jī)器人單步或連 續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 (6 ）再現(xiàn)裝配 1) 打開

25、要再現(xiàn)的作業(yè)程序，并將光標(biāo)移動(dòng)到程序的開始位置，將示 教器上的【模式開關(guān)】設(shè)定到“再現(xiàn) / 自動(dòng)”狀態(tài)。 2) 按示教器上【伺服 ON 按鈕】，接通伺服電源。 3) 按【啟動(dòng)按鈕】，裝配機(jī)器人開始運(yùn)行。 返回 目錄 26/40 9.3 裝配機(jī)器人的作業(yè)示教 9.3.2 鼠標(biāo)裝配作業(yè) 所 處 在垂直方向上的裝配作業(yè)，直角式和水平串聯(lián)式裝配機(jī)器人具有無可比擬 位 的優(yōu)勢(shì)，但在裝配行業(yè)中，垂直串聯(lián)式和并聯(lián)式裝配機(jī)器人仍具有重要地位。 置 現(xiàn)依簡(jiǎn)化后的鼠標(biāo)裝配為例，末端執(zhí)行器選擇組合式。 吸附手爪 【 課 專用手爪 堂 認(rèn) 知 】 夾鉗手爪 成品托盤 程序點(diǎn) 1 程序點(diǎn) 8 程序點(diǎn) 7 程序點(diǎn) 5 裝

26、配工作臺(tái) 程序點(diǎn) 6 專用裝配夾具 程序點(diǎn) 4 程序點(diǎn) 2 程序點(diǎn) 3 A B C 給料器 返回 鼠標(biāo)裝配機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡 目錄 27/40 9.4 裝配機(jī)器人的周邊設(shè)備與工位布局 9.4.1 周邊設(shè)備 所 處 常見的裝配機(jī)器人輔助裝置有 零件供給器、輸送裝置 等。 位 置 零件供給器 零件供給裝置的主要作用是提供機(jī)器人裝配作業(yè)所需零部 件，確保裝配作業(yè)正常進(jìn)行。目前運(yùn)用最多的零件供給器主要有給料器 和托盤，可通過控制器編程控制。 【 1) 給料器 用振動(dòng)或回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將零件排齊，并逐個(gè)送到指定位置，通常 課 給料器以輸送小零件為主。 堂 認(rèn) 2 ）托盤 裝配結(jié)束后，大零件或易損壞劃傷零件應(yīng)放入托盤

27、中進(jìn)行運(yùn)輸。 知 】 返回 托盤 目錄 振動(dòng)式給料器 28/40 9.4 裝配機(jī)器人的周邊設(shè)備與工位布局 9.4.1 周邊設(shè)備 所 處 輸送裝置 在機(jī)器人裝配生產(chǎn)線上，輸送裝置承擔(dān)將工件輸送到各作業(yè)點(diǎn)， 位 在輸送裝置中以傳送帶為主。 置 9.4.2 工位布局 在實(shí)際生產(chǎn)中，常見的裝配工作站可采用回轉(zhuǎn)式和線式布局。 回轉(zhuǎn)式布局 回轉(zhuǎn)式裝配工作站可將裝配機(jī)器人聚集在一起進(jìn)行配合裝配， 【 課 亦可進(jìn)行單工位裝配，靈活性較大，可針對(duì)一條或兩條生產(chǎn)線， 具有較小 堂 認(rèn) 的輸送線成本，減小占地面積，廣泛運(yùn)用于大、中型裝配作業(yè) 。 知 線式布局 線式裝配機(jī)器人是依附于生產(chǎn)線，排布于生產(chǎn)線的一側(cè)或兩 】

28、 側(cè)， 具有生產(chǎn)效率高、節(jié)省裝配資源、節(jié)約人員維護(hù)，一人便可監(jiān)視全 線裝配等優(yōu)點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于小物件裝配場(chǎng)合 。 返回 目錄 回轉(zhuǎn)式布局 線式布局 29/40 裝配機(jī)器人技術(shù)的新發(fā)展 1. 機(jī)器人系統(tǒng) 所 處 位 操作機(jī) 日本川田工業(yè)株式會(huì)社推出的 NEXTAGE 裝配機(jī)器人，打破機(jī)器人 置 定點(diǎn)安裝的局限，機(jī)器人底部配有移動(dòng)導(dǎo)向輪，可適應(yīng)裝配生產(chǎn)線不同結(jié)構(gòu) 形式， NEXTAGE 裝配機(jī)器人具有 15 個(gè)軸，每只手臂 6 、頸部 2 、腰部 1 ， 且“頭部”類似于人頭部配有 2 個(gè)立體視覺傳感器，每只“手爪”亦配有立 【 體視覺傳感器，極大程度上保證裝配任務(wù)的順利進(jìn)行 。 YASKAWA 機(jī)

29、器人公 擴(kuò) 展 司亦推出雙臂機(jī)器人 SDA10F ，亦具有 15 個(gè)軸，并配備 VGACCD 攝像頭 。 與 提 高 】 NEXTAGE 裝配機(jī)器人 YASKAWA SDA10F 裝配機(jī)器人 返回 目錄 30/40 裝配機(jī)器人技術(shù)的新發(fā)展 1. 機(jī)器人系統(tǒng) 所 處 控制器 裝配生產(chǎn)線隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)，促進(jìn)機(jī)器人新機(jī)型不斷涌 位 現(xiàn)和控制器處理能力不斷增強(qiáng)。 2013 年安川機(jī)器人正式推出更加適合取 置 放動(dòng)作能力的控制器 FS100L 。該控制器主要針對(duì)負(fù)載在 20Kg 以上中大 型取放機(jī)器人，控制器內(nèi)部單元與基板均高密度實(shí)裝，節(jié)省空間，與之 【 前同容量機(jī)種相比體積小近 22% ；處理能

30、力提高，具有 4 倍高速生產(chǎn)能 擴(kuò) 力，縮短 I/O 應(yīng)答時(shí)間。 展 與 提 高 】 FS100L 控制器 返回 目錄 31/40 裝配機(jī)器人技術(shù)的新發(fā)展 2. 傳感技術(shù) 所 處 控制器 機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)是機(jī)器人視覺與機(jī)器人控制的有機(jī)結(jié)合， 位 為非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，涉及圖像處理、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué) 置 等多學(xué)科，常見包括位置視覺伺服系統(tǒng)和圖像視覺伺服系統(tǒng)。 【 擴(kuò) 展 攝像機(jī)系統(tǒng) 與 攝像機(jī)系統(tǒng) 提 高 】 圖像特 位姿期 征期望 望值 值 + 基于位置控 + 基于圖像控 關(guān)節(jié)控制器 關(guān)節(jié)控制器 制器 制器 - - 圖像 圖像特 當(dāng)前位 征值 姿估算 圖像特 圖像 圖像特征提 值

31、征值 圖像特征提 取 位姿估計(jì) 取 返回 位置視覺伺服系統(tǒng) 圖像視覺伺服系統(tǒng) 目錄 32/40 裝配機(jī)器人技術(shù)的新發(fā)展 2. 傳感技術(shù) 所 處 位 多傳感器融合技術(shù) 多傳感器融合技術(shù)是將分布在機(jī)器人不同位置的多個(gè) 置 同類或不同類傳感器所提供的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析，消除各傳感器之 間可能存在的冗余和矛盾，加以互補(bǔ)，降低其不確定性，獲得被操作對(duì)象 一致性解釋與描述，獲得比各組成部分更充分信息的一門實(shí)踐性較強(qiáng)的應(yīng) 【 用技術(shù)。 擴(kuò) 展 1 ）數(shù)據(jù)層融合 數(shù)據(jù)層融合是采集到的原始數(shù)據(jù)對(duì)未經(jīng)太多加工的傳感器 與 提 觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析，此層融合是最低層次融合，如通過模糊圖像進(jìn)行 高 】 圖像處理

32、和模式識(shí)別，但可以保存較多的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息，能提供其他融合層 次不能提供的細(xì)微信息。 傳感器 1 數(shù) 特 據(jù) 關(guān) 征 識(shí) 聯(lián)合識(shí)別結(jié)果 層 傳感器 2 提 聯(lián) 別 融 取 合 傳感器 N 返回 數(shù)據(jù)層融合過程 目錄 33/40 裝配機(jī)器人技術(shù)的新發(fā)展 2. 傳感技術(shù) 所 處 位 多傳感器融合技術(shù) 多傳感器融合技術(shù)是將分布在機(jī)器人不同位置的多個(gè) 置 同類或不同類傳感器所提供的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析，消除各傳感器之 間可能存在的冗余和矛盾，加以互補(bǔ)，降低其不確定性，獲得被操作對(duì)象 一致性解釋與描述，獲得比各組成部分更充分信息的一門實(shí)踐性較強(qiáng)的應(yīng) 【 用技術(shù)。 擴(kuò) 展 與 2 ）特征層融合 特征層融合

33、是將傳感器獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行提取的表示量 提 和統(tǒng)計(jì)量作為特征信息，對(duì)它們進(jìn)行分類和綜合。特征層融合屬于融合技 高 】 術(shù)中的中間層次，主要用于多傳感器目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域。 傳感器 1 特 特 征 征 關(guān) 識(shí) 聯(lián)合識(shí)別結(jié)果 層 傳感器 2 提 聯(lián) 別 融 取 合 傳感器 N 返回 特征層融合過程 目錄 34/40 裝配機(jī)器人技術(shù)的新發(fā)展 2. 傳感技術(shù) 所 處 位 多傳感器融合技術(shù) 多傳感器融合技術(shù)是將分布在機(jī)器人不同位置的多個(gè) 置 同類或不同類傳感器所提供的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析，消除各傳感器之 間可能存在的冗余和矛盾，加以互補(bǔ)，降低其不確定性，獲得被操作對(duì)象 一致性解釋與描述，獲得比各組成部分更

34、充分信息的一門實(shí)踐性較強(qiáng)的應(yīng) 【 用技術(shù)。 擴(kuò) 展 3 ） 決策層融合 決策層融合是利用來自各種傳感器的信息對(duì)目標(biāo)屬性進(jìn)行 與 提 獨(dú)立決策，并對(duì)各自得到的決策結(jié)果進(jìn)行融合，以得到整體一致的決策。決 高 策層融合屬于融合技術(shù)中的最高層次，具有較高的靈活性、實(shí)時(shí)性，抗干擾 】 能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 傳感器 1 I/D1 識(shí)別 1 決 特 策 征 關(guān) 聯(lián)合識(shí)別結(jié)果 層 傳感器 2 I/D2 識(shí)別 2 提 聯(lián) 融 取 合 I/DN 識(shí)別 N 傳感器 N 返回 目錄 決策層融合過程 35/40 本章小結(jié) 所 裝配機(jī)器人以臂部運(yùn)動(dòng)形式分直角式裝配機(jī)器人和 處 位 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人，關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人亦分水平串聯(lián)

35、關(guān) 置 節(jié)式、垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)式和并聯(lián)關(guān)節(jié)式。 裝配機(jī)器人多依附于生產(chǎn)線進(jìn)行裝配，形成相應(yīng)裝 【 本 配工作站，常見有回轉(zhuǎn)式和線式。末端執(zhí)行器以被抓取 章 小 物料不同而有不同的結(jié)構(gòu)形式，常見有吸附式、夾鉗式、 結(jié) 】 專用式和組合式，為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確無誤的裝配作業(yè)，裝配機(jī) 器人需配備多種傳感系統(tǒng)，以保證裝配作業(yè)順利進(jìn)行， 在簡(jiǎn)單示教型裝配機(jī)器人中多為視覺傳感器和觸覺傳感 器，觸覺傳感器又包含接觸覺、接近覺、壓覺、滑覺和 力覺等五種傳感器，各個(gè)傳感器相互配合、作用，可完 成相應(yīng)裝配動(dòng)作。 返回 目錄 36/40 思考練習(xí) 1. 填空 所 處 位 (1) 按臂部運(yùn)動(dòng)形式分，裝配機(jī)器人可分為 、 。 置 (

36、2) 裝配機(jī)器人常見的末端執(zhí)行器主要有 、 專用式和 。 (3) 裝配機(jī)器人系統(tǒng)主要由 、 、 、 和安全保護(hù)裝置等組成。 【 思 考 2. 選擇 練 習(xí) 】 (1) 裝配工作站可分為（ ）。 全面式裝配 回轉(zhuǎn)式裝配 一進(jìn)一出式裝配 線式裝配 A. B. C. D. (2) 對(duì)裝配機(jī)器人而言，通?？刹捎玫膫鞲邢灯饔校?）。 視覺傳感器 力覺傳感器 聽覺傳感器 滑覺傳感器 接近覺傳感器 接觸覺傳感器 壓覺傳感器 A. B. C. D. 返回 目錄 37/40 思考練習(xí) 3. 判斷 所 (1) 目前應(yīng)用最廣泛的裝配機(jī)器人為 6 軸垂直關(guān)節(jié)型，因?yàn)槠淙嵝?處 位 化程度最高，可精確到達(dá)動(dòng)作范圍內(nèi)任意

37、位置。（ ） 置 (2) 機(jī)器人裝配過程較為簡(jiǎn)單根本不需要傳感器協(xié)助。（ ） (3) 吸附式末端執(zhí)行器 TCP 多設(shè)在法蘭中心線與吸盤所在平面交點(diǎn) 處。（ ） 【 思 考 4. 綜合應(yīng)用 練 習(xí) 】 (1) 簡(jiǎn)述裝配機(jī)器人本體與焊 接、涂裝機(jī)器人本體有何不 同。 (2) 依據(jù)下圖畫出 、 托盤 上零件裝配運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。 (3) 依圖并結(jié)合 、 托盤上 零件進(jìn)行示教完成下表（請(qǐng) 在相應(yīng)選項(xiàng)下打“ ”或選 擇序號(hào)）。 題 4 圖 返回 目錄 38/40 思考練習(xí) 裝配作業(yè)示教 四、綜合應(yīng)用 所 處 位 裝配作業(yè) 插補(bǔ)方式 末端執(zhí)行器 置 原點(diǎn)中間點(diǎn) 吸附式 程序點(diǎn) 作業(yè)點(diǎn) 規(guī)避點(diǎn)臨近 PTP 直線插補(bǔ) 夾鉗式專 點(diǎn) 用式 【 思 程序點(diǎn) 1 考 練 程序點(diǎn) 2 習(xí) 】 程序點(diǎn) 3 程序點(diǎn) 4 程序點(diǎn) 5 程序點(diǎn) 6 程序點(diǎn) 7 程序點(diǎn) 8 返回 目錄 39/40 思考練習(xí) 四、綜合應(yīng)用 所 處 裝配作業(yè)示教 位 置 裝配作業(yè) 插補(bǔ)方式 末端執(zhí)行器 原點(diǎn)中間點(diǎn) 程序點(diǎn) 吸附式夾 作業(yè)點(diǎn) 規(guī)避點(diǎn)臨近 PTP 直線插補(bǔ) 【 鉗式專用式 點(diǎn) 思 考 程序點(diǎn) 9 練 習(xí) 程序點(diǎn) 10 】 程序點(diǎn) 11 程序點(diǎn) 12 程序點(diǎn) 13 程序點(diǎn) 14 程序點(diǎn) 15 程序點(diǎn) 16 返回 目錄 40/40