《工業(yè)機器人操作與編程（張春芝）》配套PPT課件

《工業(yè)機器人操作與編程（張春芝）》配套PPT課件,工業(yè)機器人操作與編程（張春芝）,工業(yè),機器人,操作,編程,張春芝,配套,PPT,課件 坐標系的定義及機器人坐標系的分類坐標系的定義及機器人坐標系的分類1.1.機器人機器人坐標系坐標系n定義n分類1 1/10/10主要內容主要內容主要內容主要內容認識坐標系的定義，了解機器人常用坐標系的分類以及每種坐標系的適用范圍。2 2/10/10坐標系的定義坐標系的定義坐標系的定義坐標系的定義坐標系是從一個稱為原點的固定點通過軸定義的平面或空間。機器人目標和位置是通過沿坐標系軸的測量來定位。1.11.13 3/10/10坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類機器人系統(tǒng)中可使用若干坐標系，每一坐標系都適用于特定類型的控制或編程：分類基坐標系基坐標系位于機器人基座，最便于機器人從一個位置移動到另一個位置的坐標系。工件坐標系工件坐標系與工件有關，通常是最適于對機器人進行編程的坐標系。工具坐標系工具坐標系定義機器人到達預設目標時所使用工具的位置。大地坐標系大地坐標系可定義機器人單元，所有其他的坐標系均與大地坐標系直接或間接相關。它適用于手動操縱、一般移動以及處理具有若干機器人或外軸移動機器人的工作站和工作單元。用戶坐標系用戶坐標系在表示持有其他坐標系的設備（如工件）時非常有用。1.21.24 4/10/10坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類大地坐標系大地坐標系大地坐標系在工作單元或工作站中的固定位置有相應的零點。有助于處理若干個機器人或由外軸移動的機器人。在默認情況下，大地坐標系與基坐標系是一致的。1.21.25 5/10/10坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類基坐標系基坐標系基坐標系在機器人基座中有相應的零點。操縱桿向前和向后使機器人沿X軸移動。操縱桿向兩側使機器人沿Y軸移動。旋轉操縱桿使機器人沿Z軸移動。1.21.26 6/10/10坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類工具坐標系工具坐標系工具坐標系將工具中心點設為零點，由此定義工具的位置和方向。工具坐標系縮寫為TCPF（Tool Center Point Frame）。工具坐標系中心點縮寫為TCP（Tool Center Point）。所有機器人在六軸法蘭盤原點處都有一個預定義工具坐標系，即tool0。新工具坐標系的位置是預定義工具坐標系tool0的偏移值1.21.27 7/10/10坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類坐標系的分類工件坐標系工件坐標系工件坐標系對應工件，其定義位置是相對于大地坐標系（或其他坐標系）的位置。機器人可以擁有若干工件坐標系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。1.21.28 8/10/10總結總結總結總結通過學習坐標系的定義及機器人坐標系的分類的相關知識，認識坐標系的定義，了解機器人常用坐標系的分類以及每種坐標系的適用范圍。9 9/10/10THANKS!THANKS!華航科技華航科技 致真唯實致真唯實工業(yè)機器人概述工業(yè)機器人概述1.1.工業(yè)機器人工業(yè)機器人1.1工業(yè)機器人發(fā)展歷史1.2行業(yè)應用2.2.工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成 1 1/25/251 1工業(yè)機器人工業(yè)機器人工業(yè)機器人工業(yè)機器人工業(yè)機器人是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行。幾種常見品牌的工業(yè)機器人2 2/25/251.11.1工業(yè)機器人的發(fā)展歷史工業(yè)機器人的發(fā)展歷史 1954年喬治迪沃申請了第一個機器人的專利（于1961年授予），制作機器人的第一家公司是Unimation，Unimation機器人也被稱為可編程移機。1969年，維克多沙因曼在斯坦福大學發(fā)明了斯坦福大學的手臂。1973年，庫卡機器人建立了自己的第一個機器人，被稱為FAMULUS。1990年10月，國際機器人工業(yè)人士在丹麥首都哥本哈根召開了一次工業(yè)機器人國際標準大會，并在這次大會上通過了一個文件，把工業(yè)機器人分為四類：順序型、沿軌跡作業(yè)型、遠距作業(yè)型和智能型。我國工業(yè)機器人起步于上世紀1970年初期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個階段：70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的適用化期。3 3/25/25 工業(yè)機器人正向著智能化方向發(fā)展，而智能工業(yè)機器人將成為未來的技術制高點和經(jīng)濟增長點。我國要想跟上未來工業(yè)發(fā)展，首要任務是提高工業(yè)機器人的智能化技術。智能化技術可以提高機器人的工作能力和使用性能。工業(yè)機器人技術是先進制造技術的代表。智能化技術的發(fā)展將推動著機器人技術的進步，未來智能化水平將標志著機器人的水平，雖然目前還有很多問題需要解決，但隨著科學技術的進步，會逐漸改進發(fā)展?，F(xiàn)今我國工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展迅速，必將逐漸成為工廠自動化生產(chǎn)線的主要發(fā)展形式。4 4/25/251.11.1工業(yè)機器人的發(fā)展歷史工業(yè)機器人的發(fā)展歷史 勞動力成本的逐年上漲，將刺激第二產(chǎn)業(yè)對機器人的需求。目前，汽車行業(yè)使用工業(yè)機器人最多，醫(yī)藥等行業(yè)的增長需求甚至達到100%以上，2013年全球機器人銷量16.8萬臺。1.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用 工業(yè)機器人與自動化成套裝備是生產(chǎn)過程的關鍵設備，可用于制造、安裝、檢測、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并廣泛應用于汽車整車及汽車零部件、工程機械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè)，應用領域非常廣泛。5 5/25/25汽車汽車制造業(yè)制造業(yè) 在中國，50%的工業(yè)機器人應用于汽車制造業(yè)，其中50%以上為焊接機器人；在發(fā)達國家，汽車工業(yè)機器人占機器人總保有量的53%以上。中國正由制造大國向制造強國邁進，需要提升加工手段，提高產(chǎn)品質量，增加企業(yè)競爭力，這一切都預示機器人的發(fā)展前景巨大。6 6/25/251.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用電子電氣電子電氣行業(yè)行業(yè) 電子類的IC、貼片元器件，工業(yè)機器人在這些領域的應用均較普遍。在手機生產(chǎn)領域，視覺機器人，例如分揀裝箱、撕膜系統(tǒng)、激光塑料焊接、高速四軸碼垛機器人等適用于觸摸屏檢測、擦洗、貼膜等一系列流程的自動化系統(tǒng)的應用。專區(qū)內機器人均由國內生產(chǎn)商根據(jù)電子生產(chǎn)行業(yè)需求所特制，小型化、簡單化的特性實現(xiàn)了電子組裝高精度、高效的生產(chǎn)，滿足了電子組裝加工設備日益精細化的需求，而自動化加工更是大大提升生產(chǎn)效益。7 7/25/251.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用橡膠橡膠及塑料工業(yè)及塑料工業(yè) 塑料工業(yè)的合作緊密而且專業(yè)化程度高：塑料的生產(chǎn)、加工和機械制造緊密相連。要躋身塑料工業(yè)需符合極為嚴格的標準。這對機器人來說當然毫無問題。它不僅最佳適用于在凈室環(huán)境標準下生產(chǎn)工具，而且也可在注塑機旁完成高強度作業(yè)。即使在高標準的生產(chǎn)環(huán)境下，它也將可靠地提高各種工藝的經(jīng)濟效益。因為機器人掌握了一系列操作、拾放和精加工作業(yè)。8 8/25/251.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用鑄造鑄造行業(yè)行業(yè) 在極端的工作環(huán)境下進行多班作業(yè)鑄造域的作業(yè)使工人和機器遭受沉重負擔。機器人以其模塊化的結構設計、靈活的控制系統(tǒng)、專用的應用軟件能夠滿足鑄造行業(yè)整個自動化應用領域的最高要求。它不僅防水，而且耐臟、抗熱。它甚至可以直接在注塑機旁、內部和上方用于取出工件。此外它還可以可靠地將工藝單元和生產(chǎn)單元連接起來。另外在去毛邊、磨削或鉆孔等精加工作業(yè)以及進行質量檢測方面，機器人表現(xiàn)非凡。9 9/25/251.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用食品食品行業(yè)行業(yè) 目前人們已經(jīng)開發(fā)出的食品工業(yè)機器人有包裝罐頭機器人，自動午餐機器人和切割牛肉機器人等。切割牛肉的機器人將要加工的牛的肢體與數(shù)據(jù)庫中存儲的以前的牛的肢體的切割信息進行比較來加工每一頭牛，這樣就可以順著每刀切割所定的初始路線方向來確定刀的起點和終點，然后用機器人驅動刀切入牛的身體里面。傳感器系統(tǒng)監(jiān)視切割時所用力量的大小，來確定刀是否是在切割骨頭，同時把信息反饋給機器人控制系統(tǒng)，以控制刀片只順著骨頭的輪廓移動，從而避免損壞刀片。1010/25/251.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用化工化工行業(yè)行業(yè) 化工行業(yè)是工業(yè)機器人主要應用領域之一。目前應用于化工行業(yè)的主要潔凈機器人及其自動化設備有大氣機械手、真空機械手、潔凈鍍膜機械手、潔凈 AGV、RGV及潔凈物流自動傳輸系統(tǒng)等。很多現(xiàn)代化工業(yè)品生產(chǎn)要求精密化、微型化、高純度、高質量和高可靠性，在產(chǎn)品的生產(chǎn)中要求有一個潔凈的環(huán)境，潔凈度的高低直接影響產(chǎn)品的合格率，潔凈技術就是按照產(chǎn)品生產(chǎn)對潔凈生產(chǎn)環(huán)境的污染物的控制要求、控制方法以及控制設施的日益嚴格而不斷發(fā)展。1111/25/251.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用家用電器家用電器行業(yè)行業(yè) 使用機器人可以更經(jīng)濟有效地完成白色家電生產(chǎn)、加工、搬運、測量和檢驗工作。原因是多方面的：因其具有最高的生產(chǎn)率、重復性的高精確度、很高的可靠性以及光學和觸覺性能，機器人幾乎可以運用到家用電器生產(chǎn)工藝流程的所有方面。1212/25/251.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用冶金冶金行業(yè)行業(yè) 無論是輕金屬、彩色金屬、貴金屬、特殊金屬，還是鋼金屬工業(yè)離不開鑄造廠和鋼金屬加工。而且如果沒有自動化和多班作業(yè)，就無法確保生產(chǎn)的經(jīng)濟效益和競爭力并減輕員工繁重的工作。工業(yè)機器人在冶金行業(yè)的主要工作范圍包括鉆孔、銑削或切割以及折彎和沖壓等加工過程。此外它還可以縮短焊接、安裝、裝卸料過程的工作周期并提高生產(chǎn)率。1313/25/251.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用煙草煙草行業(yè)行業(yè) 工業(yè)機器人在煙草行業(yè)的應用我國煙草行業(yè)多年來不斷加強技術改造，促進技術進步，重點卷煙企業(yè)的生產(chǎn)設備已達到國際90年代初期水平。但是，先進的生產(chǎn)設備必須配備與之相應的管理方法和后勤保障系統(tǒng)，才能真正發(fā)揮設備的高效益，如卷煙原、輔料的配送，就需要先進的自動化物流系統(tǒng)來完成，傳統(tǒng)的人工管理，人工搬運極易出錯，又不準時，已不能適應生產(chǎn)發(fā)展的需要。精準的工業(yè)機器人被應用于這個領域。1414/25/251.21.2行業(yè)應用行業(yè)應用工業(yè)機器人1-機械結構系統(tǒng)2-驅動系統(tǒng)3-控制系統(tǒng)工業(yè)機器人通常由機械結構系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、和控制系統(tǒng)三部分組成。2 2工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成1515/25/251.1.機械結構系統(tǒng)機械結構系統(tǒng)工業(yè)機器人的機械結構系統(tǒng)主要由末端執(zhí)行器、手腕、手臂、腰部和基座組成。末端執(zhí)行器手腕手臂腰部基座1616/25/252 2工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成機械結構機械結構系統(tǒng)系統(tǒng)末端末端執(zhí)行器執(zhí)行器末端執(zhí)行器是機器人直接用于抓取和握緊（或吸附）工件或夾持專用工具（如噴槍、扳手、焊接工具）進行操作的部件，它具有模仿人手動作的功能，并安裝于機器人手臂的前端。末端執(zhí)行器大致可分為以下幾類：末端執(zhí)行器大致可分為以下幾類：夾鉗式取料手；吸附式取料手；專用操作器及轉換器；仿生多指靈巧手。1717/25/252 2工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成機械結構機械結構系統(tǒng)系統(tǒng)手腕手腕手腕是連接末端執(zhí)行器和手臂的部件，它的作用是調整或改變工件的方位，因而它具有獨立的自由度，以使機器人末端執(zhí)行器適應復雜的動作要求。1818/25/252 2工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成機械結構機械結構系統(tǒng)系統(tǒng)手臂手臂手臂是機器人執(zhí)行機構中重要的部件，它的作用是將被抓取的工件運送到給定的位置上。1919/25/252 2工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成機械結構機械結構系統(tǒng)系統(tǒng)腰部腰部和基座和基座腰部又稱立柱，是支撐手臂的部件，其作用是帶動臂部運動，可以在基座上轉動，也可以與基座制成一體。與臂部運動結合，把腕部傳遞到需到的工作位置。基座是機器人的基礎支持部分，起支撐作用。整個執(zhí)行機構和驅動裝置都是安裝在基座上的，有固定式和移動式兩種。所以該部件必須具有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性。2020/25/252 2工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成2.2.驅動驅動系統(tǒng)系統(tǒng)傳動機構能夠帶動機械結構系統(tǒng)產(chǎn)生運動，常用的傳動機構有：諧波減速器、滾珠絲桿、鏈、帶以及各種齒輪系。驅動裝置是驅使工業(yè)機器人機械機構系統(tǒng)運動的機構，按照控制系統(tǒng)發(fā)出的信號指令，借助動力元件使機器人產(chǎn)生動作，作用就相當于人類的肌肉、筋絡通常有：電機驅動，包括直流伺服電機、步進電機、交流伺服電機，液壓驅動和氣動驅動。傳動機構驅動裝置工業(yè)機器人的驅動系統(tǒng)包括驅動裝置和傳動機構兩部分，它們通常與機械結構連成機器人本體。2121/25/252 2工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成3.3.控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)，相當于機器人的“大腦”，要有效地控制工業(yè)機器人，它的控制系統(tǒng)就必須具備以下兩種功能，也是工業(yè)機器人控制系統(tǒng)所必需的基本功能。示教再現(xiàn)功能是指在執(zhí)行新的任務之前，預先將作業(yè)的操作過程示教給工業(yè)機器人，然后讓工業(yè)機器人再現(xiàn)示教的內容，以完成作業(yè)任務。運動控制功能是指對工業(yè)機器人末端執(zhí)行器的位姿、速度、加速度等項的控制。示教再現(xiàn)功能運動控制功能2222/25/252 2工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成3.3.控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)主要包括硬件和軟件兩個方面?？刂葡到y(tǒng)硬件傳感裝置控制裝置關節(jié)伺服驅動部分軟件算法運動軌跡規(guī)劃關節(jié)伺服控制算法動作程序2323/25/252 2工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人的組成總結總結總結總結通過對工業(yè)機器人的系統(tǒng)組成的的學習，了解常用工業(yè)機器人的系統(tǒng)構成，能夠識別工業(yè)機器人的基本組成部分。通過對工業(yè)機器人的發(fā)展歷史和行業(yè)中的應用，能夠對工業(yè)機器人進行簡單地了解。2424/25/25THANKS!THANKS!華航科技華航科技 致真唯實致真唯實工業(yè)機器人的工業(yè)機器人的分類分類1.1.工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人的分類2.2.按機械結構分類按機械結構分類2.1串聯(lián)機器人 2.2并聯(lián)機器人3.3.按按用途分類用途分類 1 1/30/30主要內容主要內容主要內容主要內容了解工業(yè)機器人按機械結構分類的適用領域。了解工業(yè)機器人按用途分類的適用領域。2 2/30/30工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人的分類機器人種類機器人種類簡要解釋簡要解釋操作型機器人操作型機器人能自動控制可重復編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用于相關自動化系統(tǒng)中程控型機器人程控型機器人按預先的要求及順序條件，依次控制機器人的機械動作示教再現(xiàn)型機器人示教再現(xiàn)型機器人通過引導或其它方式，先教會機器人動作，輸入工作程序，機器人則自動重復進行作業(yè)數(shù)控型機器人數(shù)控型機器人不必使機器人動作，通過數(shù)值、語言等對機器人進行示教，機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)感覺控制型機器人感覺控制型機器人利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作適應控制型機器人適應控制型機器人機器人能適應環(huán)境的變化，控制其自身的行動學習控制型機器人學習控制型機器人機器人能“體會”工作的經(jīng)驗，具有一定的學習功能，并將所“學”的經(jīng)驗用于工作中智能機器人智能機器人以人工智能決定其行動的機器人1 13 3/30/30以下是按照設備的機械結構（坐標形式）和用途對機器人進行分類。機械結構（坐標形式）用途1 1工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人的分類4 4/30/30串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人1 1根據(jù)機械結構（坐標形式）分類根據(jù)機械結構（坐標形式）分類根據(jù)機械結構（坐標形式）分類根據(jù)機械結構（坐標形式）分類5 5/30/30串聯(lián)機器人是開式運動鏈，它是由一系列連桿通過轉動關節(jié)或移動關節(jié)串聯(lián)而成。關節(jié)由驅動器驅動，關節(jié)的相對運動導致連桿的運動，使手爪到達一定的位姿。串聯(lián)串聯(lián)機器人機器人2.12.1串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人6 6/30/30串聯(lián)串聯(lián)機器人機器人柱坐標機器人球坐標機器人笛卡爾坐標機器人多關節(jié)型機器人串聯(lián)機器人的機構運動特征是用其坐標特性來描述的。串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.17 7/30/301.1.串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人柱柱坐標機器人坐標機器人當水平臂或桿架安裝在一垂直柱上，而該柱又安裝在一個旋轉基座上，這種結構可稱為柱坐標機器人柱坐標機器人。其運動特點如下：手臂可伸縮（沿r方向）滑動架（或托板）可沿柱上下移動（z軸方向）水平臂和滑動架組合件可作為基座上的一個整體而旋轉（繞z軸）串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.18 8/30/302.2.串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人球球坐標機器人坐標機器人球坐標機器人球坐標機器人的空間位置分別由旋轉、擺動和平移3個自由度確定。由于機械和驅動連線的限制，機器人的工作包絡范圍是球體的一部分。其工作特點如下：手臂可伸出縮回范圍R，類似于可伸縮的望遠鏡套筒 在垂直面內繞軸旋轉 在基座水平內轉動角度為串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.19 9/30/303.3.串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人笛笛卡爾坐標機器人卡爾坐標機器人笛卡爾坐標機器人笛卡爾坐標機器人也稱為直角坐標機器人，這是一種最簡單的結構，其機械手的連桿按線性方式移動。串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.11010/30/303.3.串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人笛笛卡爾坐標機器人卡爾坐標機器人懸臂笛卡爾式機器人懸臂笛卡爾式機器人這種機器人的機械手構件受到約束，只在平行于笛卡爾坐標軸X、Y、Z的方向上移動串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.11111/30/303.3.串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人笛笛卡爾坐標機器人卡爾坐標機器人門形門形笛卡爾式機器人笛卡爾式機器人門形笛卡爾式機器人也稱為桁架機器人，一般在需要精確移動及負載較大的場合使用，這類機器人常常安裝在頂板（天花板）上。串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.11212/30/304.4.串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人多多關節(jié)機器人關節(jié)機器人多關節(jié)型機器人由多個旋轉和擺動機構組合而成。純球狀平行四邊形球狀圓柱狀串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.11313/30/304.4.串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人多多關節(jié)機器人關節(jié)機器人純球狀純球狀優(yōu)點：優(yōu)點：機械臂可以夠得著機器人基座附近的地方，并越過其工作范圍內的人和障礙物。這類結構的機器人的工作包絡范圍大體上是球狀的。串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.11414/30/304.4.串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人多多關節(jié)機器人關節(jié)機器人平行四邊形平行四邊形球狀球狀優(yōu)點：優(yōu)點：允許關節(jié)驅動器位置靠近機器人的基座或裝在機器人的基座上。這種結構的機器人剛度比其它大多數(shù)機械手大。缺點：缺點：平行四邊形結構的機器人與相應的球狀關節(jié)坐標機器人的工作范圍相比，受到較大限制。串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.11515/30/304.4.串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人多多關節(jié)機器人關節(jié)機器人圓柱狀圓柱狀優(yōu)點：優(yōu)點：機器人精密且快速。缺點：缺點：一般垂直作用范圍有限（Z方向）。串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人2.12.11616/30/30并聯(lián)機器人可以定義為動平臺和定平臺通過至少兩個獨立的運動鏈相連接，機構具有兩個或兩個以上自由度，且以并聯(lián)方式驅動的一種閉環(huán)機器人。并聯(lián)并聯(lián)機器人機器人2.22.2并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人1717/30/30并聯(lián)并聯(lián)機器人機器人兩自由度并聯(lián)機構三自由度并聯(lián)機構四自由度并聯(lián)機構五自由度并聯(lián)機構六自由度并聯(lián)機構按照并聯(lián)機構的自由度分類：并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人2.22.21818/30/30并聯(lián)并聯(lián)機器人機器人按照并聯(lián)機構的自由度分類兩自由度并聯(lián)機構兩自由度并聯(lián)機構由5個轉動副首尾相連，5個轉動副的軸線匯交于一點（轉動中心），這種機構的輸出參考點具有沿球面移動的2個自由度。球面2自由度5R對稱并聯(lián)機構并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人2.22.21919/30/30并聯(lián)并聯(lián)機器人機器人按照并聯(lián)機構的自由度分類三三自由度并聯(lián)機構自由度并聯(lián)機構（1）平面三自由度并聯(lián)機構，如3-RPR機構。（2）球面三自由度并聯(lián)機構，如3-RRR球面機構、3-UPS-1-S球面機構。（3）三自由度移動并聯(lián)機構，如Star Like并聯(lián)機構、T阿斯并聯(lián)機構和DELTA機構（4）空間三自由度并聯(lián)機構，如典型的3-RPS機構（5）還有一類是增加輔助桿件和運動副的空間機構，如德國漢諾威大學研制的并聯(lián)機床采用的3-UPS-1-PU球坐標式三自由度并聯(lián)機構并聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)機器人機器人機器人機器人2.22.22020/30/30并聯(lián)并聯(lián)機器人機器人按照并聯(lián)機構的自由度分類四四自由度并聯(lián)機構自由度并聯(lián)機構四自由度并聯(lián)機構大多不是完全并聯(lián)機構，如2-UPS-1-RRRR機構，運動平臺通過3個支鏈與定平臺相連，有2個運動鏈是相同的，各具有1個虎克鉸U、1個移動副P，其中P和其中一個的R是驅動副，因此這種機構不是完全并聯(lián)機構。并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人2.22.22121/30/30并聯(lián)并聯(lián)機器人機器人按照并聯(lián)機構的自由度分類五五自由度并聯(lián)機構自由度并聯(lián)機構國際上一直認為不存在全對稱五自由度并聯(lián)機器人機構。相對而言，非對稱五自由度并聯(lián)機構比較容易綜合。Lee和Park在1999年提出一種結構復雜的雙層5自由度并聯(lián)機構，Jin等在2001年綜合出具有三個移動自由度和兩個轉動自由度的非對稱5自由度并聯(lián)機構，高峰等在2002年通過給六自由度并聯(lián)機構添加一個五自由度約束分支的方法，綜合出兩種5自由度并聯(lián)機構。并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人2.22.22222/30/30并聯(lián)并聯(lián)機器人機器人按照并聯(lián)機構的自由度分類六六自由度并聯(lián)機構自由度并聯(lián)機構六自由度并聯(lián)機構是并聯(lián)機器人機構中的一大類，是國內外學者研究的最多的并聯(lián)機構，如圖1-14所示，為六自由度并聯(lián)機器人中的一種，它們廣泛應用在飛行模擬器、6維力與力矩傳感器和并聯(lián)機床等領域。但這類機構有很多關鍵性技術沒有或沒有完全得到解決，比如其運動學正解、動力學模型的建立以及并聯(lián)機床的精度標定等。并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人2.22.22323/30/30搬運機器人噴涂機器人焊接機器人裝配機器人工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度機器人。其按用途可以分為搬運機器人、噴涂機器人、焊接機器人和裝配機器人等。根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類3 32424/30/301.1.搬運機器人搬運機器人這種機器人用途很廣，一般只需點位控制。即被搬運零件無嚴格的運動軌跡要求，只要求始點和終點位姿準確。如圖所示，為ABB IRB 6620LX工業(yè)機器人，用于機器管理和物料搬運。3 3根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類2525/30/302.2.噴涂機器人噴涂機器人這種機器人多用于噴漆生產(chǎn)線上，重復位姿精度要求不高。但由于漆霧易燃，一般采用液壓驅動或交流伺服電機驅動，如圖所示，為ABB IRB 52噴涂機器人，廣泛應用于各行業(yè)中小零部件的噴涂。3 3根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類2626/30/303.3.焊接機器人焊接機器人這是目前使用最多的一類機器人，它又可分為點焊和弧焊兩類，如圖所示為ABB IRB1410焊接工業(yè)機器人。3 3根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類2727/30/304.4.裝配機器人裝配機器人這類機器人要有較高的位姿精度，手腕具有較大的柔性。目前大多用于機電產(chǎn)品的裝配作業(yè)，如圖所示，為ABB IRB 360裝配工業(yè)機器人。3 3根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類根據(jù)用途分類2828/30/30總結總結總結總結通過對工業(yè)機器人的分類及功能的學習，了解工業(yè)機器人按用途分類的適用領域。2929/30/30THANKS!THANKS!華航科技華航科技 致真唯實致真唯實工件坐標數(shù)據(jù)工件坐標數(shù)據(jù)wobjdatawobjdata1.1.工件工件坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)wobjdatawobjdata的的定義定義2.2.在在軌跡編程應用中的軌跡編程應用中的優(yōu)點優(yōu)點3.3.工件坐標數(shù)據(jù)工件坐標數(shù)據(jù)wobjdatawobjdata的設定的設定方法方法1 1/9/9主要內容主要內容主要內容主要內容掌握工件坐標掌握工件坐標wobjdatawobjdata的定義。的定義。理解工件坐標理解工件坐標wobjdatawobjdata在軌跡編程應用中的優(yōu)點。在軌跡編程應用中的優(yōu)點。掌握工件坐標掌握工件坐標wobjdatawobjdata的設定方法。的設定方法。2 2/9/9工件工件工件工件坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)wobjdatawobjdatawobjdatawobjdata的定義的定義的定義的定義工件坐標對應工件，它定義工件相對于大地坐標的位置。機器人可以有若干工件坐標系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。定義：定義：1 13 3/9/9在軌跡編程應用中的優(yōu)點在軌跡編程應用中的優(yōu)點在軌跡編程應用中的優(yōu)點在軌跡編程應用中的優(yōu)點優(yōu)點：優(yōu)點：重新定位工作站中的工件時，只需更改工件坐標的位置，所有路徑將即刻隨之更新。允許操作以外部軸或傳送導軌移動的工件，因為整個工件可連同其路徑一起移動。對機器人進行編程時就是在工件坐標中創(chuàng)建目標和路徑，這帶來很多優(yōu)點：2 24 4/9/9實例：實例：如圖所示，A是機器人的大地坐標系，為了方便編程，給第一個工件建立了一個工件坐標B，并在這個工件坐標B中進行軌跡編程。如果臺子上還有一個一樣的工件需要走一樣的軌跡，那只需建立一個工件坐標C，將工件坐標B中的軌跡復制一份，然后將工件坐標從B更新為C，則無需對一樣的工件進行重復軌跡編程了。如圖所示，如果在工件坐標B中對A對象進行了軌跡編程，當工件坐標位置變化成工件坐標D后，只需在機器人系統(tǒng)重新定義工件坐標D，則機器人的軌跡就自動更新到C，不需要再次軌跡編程。因A相對于B，C相對于D的關系是一樣的，并沒有因為整體偏移而發(fā)生變化。2 2在軌跡編程應用中的優(yōu)點在軌跡編程應用中的優(yōu)點在軌跡編程應用中的優(yōu)點在軌跡編程應用中的優(yōu)點5 5/9/9工件工件工件工件坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)wobjdatawobjdatawobjdatawobjdata的設定方法的設定方法的設定方法的設定方法設定方法：設定方法：工件坐標系設定時，通常采用三點法三點法。只需在對象表面位置或工件邊緣角位置上，定義三個點位置，來創(chuàng)建一個工件坐標系。其設定原理如下：（1）手動操縱機器人，在工件表面或邊緣角的位置找到一點X1，作為坐標系的原點；（2）手動操縱機器人，沿著工件表面或邊緣找到一點X2，X1、X2確定工件坐標系的X軸的正方向，（X1和X2距離越遠，定義的坐標系軸向越精準）；（3）手動操縱機器人，在XY平面上并且Y值為正的方向找到一點Y1，確定坐標系的Y軸的正方向；3 36 6/9/9利用三點法設定3D工作臺上如圖所示的坐標系，作為wobj1。練習：練習：工件工件工件工件坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)坐標數(shù)據(jù)wobjdatawobjdatawobjdatawobjdata的設定方法的設定方法的設定方法的設定方法3 37 7/9/9總結總結總結總結 通過本次學習，掌握工件坐標wobjdata的定義。理解工件坐標wobjdata在軌跡編程應用中的優(yōu)點。掌握工件坐標wobjdata的設定方法。8 8/9/9THANKS!THANKS!華航科技華航科技 致真唯實致真唯實機器人常用信息與事件日志的查看機器人常用信息與事件日志的查看1.1.機器人常用機器人常用信息信息2.2.事件日志的查看事件日志的查看1 1/7/7主要內容主要內容主要內容主要內容學習機器人常用信息和事件日志的查看2 2/7/7機器人常用信息機器人常用信息機器人常用信息機器人常用信息1 13 3/7/7示教器操作界面上的狀態(tài)欄（如圖所示）顯示機器人工作狀態(tài)的信息，在操作過程中可以通過查看這些信息了解機器人當前所處的狀態(tài)以及一些存在的問題。1-1-機器人的狀態(tài)2-2-機器人系統(tǒng)信息3-3-機器人電機狀態(tài)4-4-機器人程序運行狀態(tài)5-5-當前機器人或外軸的使用狀態(tài) 132451 14 4/7/7常用信息如下：機器人的狀態(tài)，會顯示有手動、自動兩種狀態(tài)。機器人系統(tǒng)信息。機器人電機狀態(tài)，按下使能鍵第一擋會顯示電機開啟，松開或按下第二擋按下會顯示防護裝置停止。機器人程序運行狀態(tài)，顯示程序的運行或停止。當前機器人或外軸的使用狀態(tài)。機器人常用信息機器人常用信息機器人常用信息機器人常用信息機器人的狀態(tài)手動自動機器人系統(tǒng)信息機器人電動機狀態(tài)使能鍵第一檔按下會顯示電動機開啟松開第一檔或第二檔按下會顯示防護裝置停止機器人程序運行狀態(tài)程序的運行或停止機器人或外軸的使用狀態(tài)事件日志的查看事件日志的查看事件日志的查看事件日志的查看遇到機器人系統(tǒng)報錯時，通過分析報錯記錄可以方便地找到解決方法。事件日志的查看方法：2 25 5/7/7單擊示教器界面上方的“狀態(tài)欄”。進入到事件日志界面，會顯示出機器人運行的事件記錄，包括時間日期等，為分析相關事件和問題提供準確的信息，如圖所示?？偨Y總結總結總結認識機器人示教器的狀態(tài)欄。掌握事件日志的查看。6 6/7/7THANKS!THANKS!華航科技華航科技 致真唯實致真唯實機器人控制柜的組成機器人控制柜的組成1.1.控制柜內部控制柜內部組成組成l主計算機l機器人驅動器l軸計算機l安全面板l系統(tǒng)電源l配電板l電源模塊l電容l接觸器接口板lI/O板2.2.面板上的按鈕面板上的按鈕1 1/18/18主要內容主要內容主要內容主要內容通過對控制柜內部硬件組成的認識，了解控制柜中每個模塊的功能及作用。本節(jié)以ABB IRC5標準控制柜為例，介紹控制柜的組成。ABB IRC5控制器的所有部件都集成在一個機柜中，如圖所示。2 2/18/18控制柜內部由機器人系統(tǒng)所需部件和相關附件組成，包括主計算機、機器人驅動器、軸計算機、安全面板、系統(tǒng)電源、配電板、電源模塊、電容、接觸器接口板、I/O板等?？刂乒駜炔恐饔嬎銠C機器人驅動器軸計算機安全面板系統(tǒng)電源配電板電源模塊電容接觸器接口板I/O板控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 13 3/18/18（1）DSQC 1000主計算機 其相當于電腦的主機，用于存放系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 14 4/18/18（2）DSQC 668軸計算機 用于計算機器人每個軸的轉數(shù)?？刂乒駜炔拷M成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 15 5/18/18（3）DSQC 406機器人驅動器 用于驅動機器人各個軸的電機。控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 16 6/18/18（4）DSQC 643安全面板 在控制柜正常工作時，安全面板上所有指示燈點亮，急停按鈕可從這里接入?？刂乒駜炔拷M成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 17 7/18/18（5）DSQC 661 I/O電源板 給I/O輸入輸出板提供電源?？刂乒駜炔拷M成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 18 8/18/18（6）DSQC 662配電板 給機器人各軸運動提供電源?？刂乒駜炔拷M成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 19 9/18/18（7）DSQC 609 24V電源模塊 給24V電源接口板提供電源，24V電源接口板可直接供電外部I/O信號?？刂乒駜炔拷M成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 11010/18/18（8）電容 用于機器人關閉電源后，保存數(shù)據(jù)后再斷電，相當于延時斷電功能?？刂乒駜炔拷M成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 11111/18/18（9）DSQC 611 接觸器接口板 機器人I/O信號通過接觸器接口板來控制接觸器的啟停?？刂乒駜炔拷M成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 11212/18/18（10）DSQC 651 I/O模塊 用于外部I/O信號與機器人系統(tǒng)的通訊連接?？刂乒駜炔拷M成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 11313/18/18IRC5控制柜下方面板出廠時基本配備的接口包括XS1機器人電源接口和XS2機器人SMB連接接口。XS1機器人電源接口XS2機器人SMB連接接口控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成控制柜內部組成1 11414/18/18電源開關急停按鈕電機上電按鈕模式選擇開關網(wǎng)絡接口示教器電纜接口IRC5IRC5標準標準控制柜控制柜面板上的按鈕和開關包括機器人電源開關、急停按鈕、電機上電按鈕、模式選擇開關、網(wǎng)絡接口和示教器電纜線接口。面面板上的按鈕和開關板上的按鈕和開關面板上的按鈕面板上的按鈕面板上的按鈕面板上的按鈕2 21515/18/18IRC5IRC5緊湊型緊湊型控制柜控制柜面板上的按鈕和開關包括機器人電源開關、急停按鈕、上電按鈕、模式選擇開關等。面面板上的按鈕和開關板上的按鈕和開關1-開關旋鈕 2-模式選擇開關 3-緊急停止按鈕 4-松開抱閘按鈕 5-上電按鈕面板上的按鈕面板上的按鈕面板上的按鈕面板上的按鈕2 21616/18/18總結總結總結總結通過學習控制柜的組成的相關知識，通過對控制柜內部硬件組成的認識，了解控制柜中每個模塊的功能及作用。1717/18/18THANKS!THANKS!華航科技華航科技 致真唯實致真唯實機器人的機器人的IOIO指令指令1.1.機器人的機器人的IOIO指令指令uSet數(shù)字信號置位指令uReset數(shù)字信號復位指令uSetAOuSetDOuSetGOuWaitAIuWaitDIuWaitGI1 1/14/14主要內容主要內容主要內容主要內容了解機器人常用的I/O控制指令。通過實例具體掌握I/O控制指令的應用操作。2 2/14/14I/OI/O控制指令用于控制控制指令用于控制I/OI/O信號信號以達到與機器人周邊設備進行通以達到與機器人周邊設備進行通信的目的信的目的在工業(yè)機器人工作站中，I/O通訊是很重要的學習內容，主要是指通過對PLC的通訊設置來實現(xiàn)信號的交互。機器人的機器人的機器人的機器人的IOIOIOIO指令指令指令指令1 13 3/14/14SetSetSetSet數(shù)字信號置位指令數(shù)字信號置位指令數(shù)字信號置位指令數(shù)字信號置位指令Set數(shù)字信號置位指令用于將數(shù)字輸出（Digital Output）置位為“1”。參數(shù)參數(shù)含義含義do1do1數(shù)字輸出信號Set do1指令解析1 14 4/14/14Reset Reset Reset Reset 數(shù)字信號復位指令數(shù)字信號復位指令數(shù)字信號復位指令數(shù)字信號復位指令Reset 數(shù)字信號復位指令用于將數(shù)字輸出（Digital Output）置位為“0”。如果在Set、Reset指令前有運動指MoveL、MoveJ、MoveC、MoveAbsJ的轉彎區(qū)數(shù)據(jù)，必須使用fine才可以準確地輸出I/O信號狀態(tài)的變化。1 15 5/14/14SetAOSetAOSetAOSetAO例如：SetAO ao2,5.5;將信號ao2設置為5.5。用于改變模擬信號輸出信號的值。1 16 6/14/14SetDOSetDOSetDOSetDO例如：SetDO do1,1;將信號do1設置為1。用于改變數(shù)字信號輸出信號的值。1 17 7/14/14SetGOSetGOSetGOSetGO例如：SetGO go1,12;將信號go1設置為12。在教材4.2.4中定義go1占用8個地址位，即go1輸出信號的地址位4-7和0-1設置為0，地址位2和3設置為1，其地址的二進制編碼為00001100。用于改變一組數(shù)字信號輸出信號的值。1 18 8/14/14WaitAIWaitAIWaitAIWaitAIWaitAI：即Wait Analog Input用于等待，直至已設置模擬信號輸入信號值。例如：WaitAI ai1,GT,5;僅在ai1模擬信號輸入具有大于5的值之后，方可繼續(xù)程序執(zhí)行。其中即GT即Greater Than，LT即Less Than。1 19 9/14/14WaitDIWaitDIWaitDIWaitDIWaitDI數(shù)字輸入信號判斷指令 WaitDI數(shù)字輸入信號判斷指令用于判斷數(shù)字輸入信號的值是否與目標一致。在程序執(zhí)行此指令時，等待di1的值為1。如果di1為1，則程序繼續(xù)往下執(zhí)行；如果達到最大等待時間300s以后，di1的值還不為1，則機器人報警或進入出錯處理程序。參數(shù)參數(shù)含義含義di1di1數(shù)字輸入信號1 1判斷的目標值1 11010/14/14WaitDOWaitDOWaitDOWaitDOWaitDO數(shù)字輸出信號判斷指令 WaitDO數(shù)字輸出信號判斷指令用于判斷數(shù)字輸出信號的值是否與目標一致。在程序執(zhí)行此指令時，等待do1的值為1。如果do1為1，則程序繼續(xù)往下執(zhí)行；如果達到最大等待時間300s以后，do1的值還不為1，則機器人報警或進入出錯處理程序。1 11111/14/14WaitGIWaitGIWaitGIWaitGIWaitGI：即Wait Analog Input用于等待，直至已設置模擬信號輸入信號值。例如：WaitAI ai1,GT,5;僅在ai1模擬信號輸入具有大于5的值之后，方可繼續(xù)程序執(zhí)行。其中即GT即Greater Than，LT即Less Than。1 11212/14/14總結總結總結總結通過學習，了解機器人常用的I/O控制指令，通過實例具體掌握I/O控制指令的應用操作。1313/14/14THANKS!THANKS!華航科技華航科技 致真唯實致真唯實