工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用(教案)5-搬運(yùn)機(jī)器人及其操作應(yīng)用.doc

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______________________________________________________________________________________________________________ 第五章 搬運(yùn)機(jī)器人及其操作應(yīng)用 5.1 搬運(yùn)機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 5.2 搬運(yùn)機(jī)器人的系統(tǒng)組成 5.3 搬運(yùn)機(jī)器人的作業(yè)示教 5.3.1 冷加工搬運(yùn)機(jī)器人 5.3.2 熱加工搬運(yùn)機(jī)器人 學(xué)習(xí)目標(biāo) 導(dǎo)入案例 課堂認(rèn)知 擴(kuò)展與提高 本章小結(jié) 思考練習(xí) 5.4 搬運(yùn)機(jī)器人的周邊設(shè)備 5.4.1 周邊設(shè)備 5.4.1 周邊設(shè)備 課前回顧 如何使用在線示教方式進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人任務(wù)編程 ？ 如何進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人離線作業(yè)示教再現(xiàn) ？ 學(xué)習(xí)目標(biāo) 認(rèn)知目標(biāo) 了解搬運(yùn)機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 掌握搬運(yùn)機(jī)器人的系統(tǒng)組成及其功能 熟悉搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)示教的基本流程 熟悉搬運(yùn)機(jī)器人的周邊設(shè)備與布局 能力目標(biāo) 能夠識(shí)別搬運(yùn)機(jī)器人工作站基本構(gòu)成 能夠進(jìn)行搬運(yùn)機(jī)器人的簡(jiǎn)單作業(yè)示教 導(dǎo)入案例 機(jī)器人助力機(jī)床上下料，國(guó)產(chǎn)高效智能壓鑄裝備研制成功 智能壓鑄島是以壓鑄機(jī)為核心設(shè)備構(gòu)成的一組智能化生產(chǎn)單元，以無(wú)人化生產(chǎn)管理方式自動(dòng)完成從原材料到合格鑄件成品間的工藝生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)壓鑄生產(chǎn)的程序化、數(shù)字化和遠(yuǎn)程控制。 高效智能壓鑄島以壓鑄機(jī)為 核心，配備 3-10 個(gè)機(jī)器人和多部 AGV 小車，集成多個(gè)控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)于一體，包括鋁液智能熔化系統(tǒng)、伺服定量澆注系統(tǒng)、爐料回收系統(tǒng)、智能熔體含氣量檢測(cè)系統(tǒng)、真空壓鑄系統(tǒng)自動(dòng)模溫機(jī)、 自動(dòng)三維伺服噴涂機(jī)械手、耐高溫抗腐蝕的裝件取件機(jī)器人、鑲嵌自動(dòng)快速加熱和均溫裝置、自動(dòng)型芯冷卻系統(tǒng)、自動(dòng)余料去除及飛邊清理裝置、大型精密壓鑄模具、輸送帶、冷卻裝置、在線智能檢測(cè)系統(tǒng)、 激光打標(biāo)機(jī)、智能轉(zhuǎn)運(yùn)小車、壓鑄生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)、嵌入式專用控制器、壓鑄專家系統(tǒng)等設(shè)備和系統(tǒng)。 課堂認(rèn)知 5.1 搬運(yùn)機(jī)器人的分類及特點(diǎn) 搬運(yùn)機(jī)器人具有通用性強(qiáng)、工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，且操作簡(jiǎn)便、功能豐富，逐漸向第三代智能機(jī)器人發(fā)展，其主要優(yōu)點(diǎn)有。 動(dòng)作穩(wěn)定和提高搬運(yùn)準(zhǔn)確性 。 提高生產(chǎn)效率，解放繁重體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人”或“少人”生產(chǎn) 。 改善工人勞作條件，擺脫有毒、有害環(huán)境 。 柔性高、適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多形狀、不規(guī)則物料搬運(yùn) 。 定位準(zhǔn)確，保證批量一致性 。 降低制造成本，提高生產(chǎn)效益。 從結(jié)構(gòu)形式上看，搬運(yùn)機(jī)器人可分為 龍門式搬運(yùn)機(jī)器人、懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人、側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人、擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人和關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人 。 龍門式搬運(yùn)機(jī)器人 其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。其多采用模塊化結(jié)構(gòu)，可依據(jù)負(fù)載位置、大小等選擇對(duì)應(yīng)直線運(yùn)動(dòng)單元及組合結(jié)構(gòu)形式，可實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)大物料、重噸位搬運(yùn)，采用直角坐標(biāo)系，編程方便快捷， 廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)線轉(zhuǎn)運(yùn)及機(jī)床上下料等大批量生產(chǎn)過(guò)程。 懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。其也可隨不同的應(yīng)用采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式 。 廣泛運(yùn)用于臥式機(jī)床、立式機(jī)床及特定機(jī)床內(nèi)部和沖壓機(jī)熱處理機(jī)床自動(dòng)上下料。 龍門式搬運(yùn)機(jī)器人 懸臂式搬運(yùn)機(jī)器人 側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人 其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。其也可隨不同的應(yīng)用采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式。主要運(yùn)用于立體庫(kù)類，如檔案自動(dòng)存取、全自動(dòng)銀行保管箱存取系統(tǒng)等。 擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。 Z 軸主要是升降，也稱為主軸。 Y 軸的移動(dòng)主要通過(guò)外加滑軌， X 軸末端連接控制器，其繞 X 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn) 4 軸聯(lián)動(dòng)。 廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家，是關(guān)節(jié)式機(jī)器人的理想替代品，但其負(fù)載程度相對(duì)于關(guān)節(jié)式機(jī)器人小。 側(cè)壁式搬運(yùn)機(jī)器人 擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人 關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人 關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人是當(dāng)今工業(yè)產(chǎn)業(yè)中常見(jiàn)的機(jī)型之一，其擁有 5~6 個(gè)軸，行為動(dòng)作類似于人的手臂，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、相對(duì)工作空間大、自由度高等特點(diǎn)，適合于幾乎任何軌跡或角度的工作。 關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人 龍門式、懸臂式、側(cè)壁式和擺臂式搬運(yùn)機(jī)器人均在直角式坐標(biāo)系下作業(yè)，其適應(yīng)范圍相對(duì)較窄、針對(duì)性較強(qiáng)，適合定制專用機(jī)來(lái)滿足特定需求。 直角式（桁架式）搬運(yùn)機(jī)器人和關(guān)節(jié)式機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)用中都有如下特性 : 1 ）能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)動(dòng)作節(jié)拍、移動(dòng)速率、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)物料形狀的不同，方便、快捷。 3 ）能夠與傳送帶、移動(dòng)滑軌等輔助設(shè)備集成，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。 4 ）占地面積相對(duì)小、動(dòng)作空間大，減少?gòu)S源限制。 5.2 搬運(yùn)機(jī)器人的系統(tǒng)組成 搬運(yùn)機(jī)器人是一個(gè)完整系統(tǒng)。以關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人為例，其工作站主要有 操作機(jī)、控制系統(tǒng)、搬運(yùn)系統(tǒng)（氣體發(fā)生裝置、真空發(fā)生裝置和手爪等）和安全保護(hù)裝置組成。 搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)組成 關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人常見(jiàn)的本體有 4-6 軸。 6 軸搬運(yùn)機(jī)器人本體部分具有回轉(zhuǎn)、抬臂、前伸、手腕旋轉(zhuǎn)、手腕彎曲和手腕扭轉(zhuǎn) 6 個(gè)獨(dú)立旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，多數(shù)情況下 5 軸搬運(yùn)機(jī)器人略去手腕旋轉(zhuǎn)這一關(guān)節(jié)， 4 軸搬運(yùn)機(jī)器人則略去了手腕旋轉(zhuǎn)和手腕彎曲這兩個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。 搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸 常見(jiàn)的搬運(yùn)機(jī)器人末端執(zhí)行器有 吸附式 、 夾鉗式 和 仿人式 等。 吸附式 吸附式末端執(zhí)行器依據(jù)吸力不同可分為 氣吸附 和 磁吸附 。 1) 氣吸附 主要是利用吸盤內(nèi)壓力和大氣壓之間壓力差進(jìn)行工作，依據(jù)壓力差分為真空吸盤吸附、氣流負(fù)壓氣吸附、擠壓排氣負(fù)壓氣吸附等。 通過(guò)連接真空發(fā)生裝置和氣 體發(fā)生裝置實(shí)現(xiàn)抓取和釋放 工件，工作時(shí)，真空發(fā)生裝置將吸盤與工件之間的空氣吸走使其達(dá)到真空狀態(tài)，此時(shí)，吸盤內(nèi)的大氣壓小于吸盤外大氣壓，工件在外部壓力的作用下被抓取。 1 — 橡膠吸盤； 2 — 固定環(huán)； 3 — 墊 片4 — 支撐桿； 5 — 螺母； 6 — 基板 真空吸盤吸附 利用流體力學(xué)原理，通過(guò) 壓縮空氣（高壓）高速流 動(dòng)帶走吸盤內(nèi)氣體（低壓）使吸盤內(nèi)形成負(fù)壓，同樣利用吸盤內(nèi)外壓力差完成取件動(dòng)作，切斷壓縮空氣隨即消除吸盤內(nèi)負(fù)壓，完成釋放工件動(dòng)作。 1 — 橡膠吸盤； 2 — 心套； 3 — 透氣螺 釘4 — 支撐架； 5 — 噴嘴； 6 — 噴嘴套 氣流負(fù)壓氣吸附利用吸盤變形和拉 桿移動(dòng)改變吸盤內(nèi) 外部壓力完成工件 吸取和釋放動(dòng)作。 1 — 橡膠吸盤； 2 — 彈簧； 3 — 拉桿 擠壓排氣負(fù)壓氣吸附 利用磁力線通路的連續(xù)性及 磁場(chǎng)疊加性而工作，永磁吸 盤的磁路為多個(gè)磁系，通過(guò) 磁系之間的相互運(yùn)動(dòng)來(lái)控制 工作磁極面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度的 強(qiáng)弱進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工件的吸附和 釋放動(dòng)作。 2) 磁吸附 利用磁力進(jìn)行吸取工件， 常見(jiàn)的磁力吸盤分為 永磁吸盤、電磁吸盤、電永磁吸盤等。 1 — 非導(dǎo)磁體； 2 — 永磁鐵； 3 — 磁軛； 4 — 工件 永磁吸附 利用內(nèi)部激磁線圈通 直流電后產(chǎn)生磁力， 而吸附導(dǎo)磁性工件。 1 — 直流電源； 2 — 激磁線圈； 3 — 工件 電磁吸附 電永磁吸附 是利用永磁磁鐵產(chǎn)生磁力，利用激磁線圈對(duì)吸力大小進(jìn)行 控制，起到“開(kāi)、關(guān)”作用。 磁吸附只能吸附對(duì)磁產(chǎn)生感應(yīng)物體起作用，故對(duì)于要求不能有剩磁的工 件無(wú)法使用，且磁力受高溫影響較大，故在高溫下工作亦不能選擇磁吸附， 所以在使用過(guò)程中有一定局限性。常適合要求抓取精度不高且在常溫下工作 的工件。 根據(jù)被抓取工件形狀、大小及抓取部位的不同，爪面形式常有平滑爪面、齒形爪面和柔性爪面。 平滑爪面:指爪面光滑平整，多數(shù)用來(lái)加持已加工好的工件表面，保證加工表面無(wú)損傷。 齒形爪面:指爪面刻有齒紋，主要目的是增加與加持工件的摩擦力，確保加持穩(wěn)固可靠，常用于加持表面粗糙毛坯或半成品工件。 柔性爪面:內(nèi)鑲有橡膠、泡沫、石棉等物質(zhì)，起到增加摩擦、保護(hù)已加工工件表面、隔熱等作用。多用于加持已加工工件、熾熱工件、脆性或薄壁工件等。 夾鉗式:通過(guò)手爪的開(kāi)啟閉合實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾取，由手爪、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接和支 承元件組成。多用于負(fù)載重、高溫、表面質(zhì)量不高等吸附式無(wú)法進(jìn)行工作的場(chǎng)合。常見(jiàn)手爪前端形狀分 V 型爪、平面型爪、尖型爪 等。 1) V 型爪 常用于圓柱形工件，其加持穩(wěn)固可靠，誤差相對(duì)較小。 2) 平面型爪 多數(shù)用于加持方形工件（至少有兩個(gè)平行面如方形包裝盒等），厚板形或者短小棒料。 3) 尖型爪 常用于加持復(fù)雜場(chǎng)合小型工件，避免與周圍障礙物相碰撞，也可加持 熾熱工件，避免搬運(yùn)機(jī)器人本體受到熱損傷。 V 型爪 平面型爪 尖型爪 仿人式 仿人式末端執(zhí)行器是針對(duì)特殊外形工件進(jìn)行抓取的一類手爪，其主要包括 柔性手和 多指靈巧手 。 1) 柔性手 柔性手的抓取是多關(guān)節(jié)柔性手腕，每個(gè)手指有多個(gè)關(guān)節(jié)鏈組成，有摩擦輪和牽引絲組成，工作時(shí)通過(guò)一根牽引線收緊另一根牽引線放松實(shí)現(xiàn)抓取，其抓取不規(guī)則、圓形等輕便工件。 2) 多指靈巧手 多指靈巧手包括多根手指，每根手指都包含 3 個(gè)回轉(zhuǎn)自由度且為獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)精確操作，廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、航天工業(yè)等高精度作業(yè)。 柔性手 靈巧手 搬運(yùn)機(jī)器人夾鉗式、仿人式手爪需要連接相應(yīng)外部信號(hào)控制裝置及傳感系統(tǒng)，以控制搬運(yùn)機(jī)器人手爪實(shí)時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)及力的大小，其手爪驅(qū)動(dòng)方式多為 氣動(dòng)、電動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)，對(duì)于輕型和中型的零件采用氣動(dòng)的手爪，對(duì)于重型的零件采用液壓手爪，對(duì)于精度要求高或復(fù)雜的場(chǎng)合采用伺候的手爪。 依據(jù)手爪開(kāi)啟閉合狀態(tài)的傳動(dòng)裝置可分為 回轉(zhuǎn)型 和 移動(dòng)型。 夾鉗式手爪常用形式，是通過(guò)斜楔、滑槽、連桿、齒輪螺桿或蝸輪蝸桿等機(jī)構(gòu)組合形成，可適時(shí)改變傳動(dòng)比以實(shí)現(xiàn)對(duì)夾持工件不同力的需求。 手爪做平面移動(dòng)或者直線往復(fù)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟閉合，多用于夾持具有平行面的工件，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，應(yīng)用不如回轉(zhuǎn)型手爪廣泛。 搬運(yùn)機(jī)器人主要包括機(jī)器人和搬運(yùn)系統(tǒng)組成。機(jī)器人由搬運(yùn)機(jī)器人本體及完成搬運(yùn)路線控制的控制柜組成。而搬運(yùn)系統(tǒng)中末端執(zhí)行器主要有吸附式、夾鉗式和仿人式等形式。 5.3 搬運(yùn)機(jī)器人的作業(yè)示教 搬運(yùn)機(jī)器人主要適應(yīng)對(duì)象為大批量、重復(fù)性強(qiáng)或是工件重量較大以及工作環(huán)境 具有高溫、粉塵等條件惡劣情況。 特點(diǎn)： 定位精確、生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、工作節(jié)拍可調(diào)、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、維修方便。 TCP 點(diǎn)確定： 末端執(zhí)行器不同而設(shè)置在不同位置，就吸附式而言其 TCP 一般設(shè)在法蘭中心線與吸盤平面交點(diǎn)處；夾鉗式其 TCP 一般設(shè)在法蘭中心線與手爪前端面交點(diǎn)處。 吸盤式 TCP 生產(chǎn)再現(xiàn) TCP 點(diǎn)確定： 末端執(zhí)行器不同而設(shè)置在不同位置，就吸附式而言其 TCP 一般設(shè)在法蘭中心 線與吸盤平面交點(diǎn)處；夾鉗式其 TCP 一般設(shè)在法蘭中心線與手爪前端面交點(diǎn)處。 夾鉗式 TCP 生產(chǎn)再現(xiàn) 5.3.1 冷加工搬運(yùn)作業(yè) 以機(jī)加工件搬運(yùn)為例，選擇龍門式（ 5 軸），末端執(zhí)行器為氣吸附，采用在線示教方式為機(jī)器人輸入搬運(yùn)作業(yè)程序。 搬運(yùn)運(yùn)動(dòng)軌跡圖例 程序點(diǎn)說(shuō)明 程序點(diǎn) 說(shuō)明 吸盤動(dòng)作 程序點(diǎn) 說(shuō)明 吸盤動(dòng)作 程序點(diǎn) 1 機(jī)器人原點(diǎn) 程序點(diǎn) 8 搬運(yùn)中間點(diǎn) 吸取 程序點(diǎn) 2 移動(dòng)中間點(diǎn) 程序點(diǎn) 9 搬運(yùn)中間點(diǎn) 吸取 程序點(diǎn) 3 搬運(yùn)臨近點(diǎn) 程序點(diǎn) 10 搬運(yùn)作業(yè)點(diǎn) 放置 程序點(diǎn) 4 搬運(yùn)作業(yè)點(diǎn) 吸取 程序點(diǎn) 11 搬運(yùn)規(guī)避點(diǎn) 程序點(diǎn) 5 搬運(yùn)中間點(diǎn) 吸取 程序點(diǎn) 12 移動(dòng)中間點(diǎn) 程序點(diǎn) 6 搬運(yùn)中間點(diǎn) 吸取 程序點(diǎn) 13 機(jī)器人原點(diǎn) 程序點(diǎn) 7 搬運(yùn)中間點(diǎn) 吸取 冷加工搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)示教流程 5.3.1 冷加工搬運(yùn)作業(yè) ( 1) 示教前的準(zhǔn)備 1) 確認(rèn)自己和機(jī)器人之間保持安全距離。 2) 機(jī)器人原點(diǎn)確認(rèn)。 (2) 新建作業(yè)程序 點(diǎn)按示教器的相關(guān)菜單或按鈕，新建一個(gè)作業(yè)程序，如“ Handle_cold” 。 (3) 程序點(diǎn)的登錄 示教模式下，手動(dòng)操作移動(dòng)龍門搬運(yùn)機(jī)器人軌跡設(shè)定程序點(diǎn) 1 至程序點(diǎn) 13 ，程序點(diǎn) 1 和程序點(diǎn) 13 需設(shè)置在同一點(diǎn)，可方便編寫(xiě)程序，此外程序點(diǎn) 1 至程序點(diǎn) 13 需處于與工件、夾具互不干涉位置。 冷加工搬運(yùn)作業(yè)示教 程序點(diǎn) 示教方法 程序點(diǎn) 1 （機(jī)器人原點(diǎn)） ? 按第 3 章手動(dòng)操作機(jī)器人要領(lǐng)移動(dòng)機(jī)器人到搬運(yùn)原點(diǎn)。 ? 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 程序點(diǎn) 2 （移動(dòng)中間點(diǎn)） ?確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 1 為搬運(yùn)機(jī)器人原點(diǎn)。 ?手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到移動(dòng)中間點(diǎn)，并調(diào)整吸盤姿態(tài)。 ?插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 程序點(diǎn) 3 ( 搬運(yùn)臨近點(diǎn) ) ?確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 2 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)移動(dòng)中間點(diǎn)。 ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到搬運(yùn)作業(yè)臨近點(diǎn)，并調(diào)整吸盤姿態(tài)。 ?插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 程序點(diǎn) 4 （搬運(yùn)作業(yè)點(diǎn)） ?確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 3 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)臨近點(diǎn)。 ?手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人移動(dòng)到搬運(yùn)起始點(diǎn)且保持吸盤位姿不變。 ?插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ?再次確認(rèn)程序點(diǎn)，保證其為作業(yè)起始點(diǎn)。 ?若有需要可直接輸入搬運(yùn)作業(yè)命令。 程序點(diǎn) 5 （搬運(yùn)中間點(diǎn)） ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到搬運(yùn)中間點(diǎn)，并適度調(diào)整吸盤姿態(tài)。 ? 插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ? 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 5 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)中間點(diǎn)。 程序點(diǎn) 6-9 （搬運(yùn)中間點(diǎn)） ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到搬運(yùn)中間點(diǎn)，并適度調(diào)整吸盤姿態(tài)。 ? 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 ? 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 6-9 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)中間點(diǎn)。 程序點(diǎn) 10 （搬運(yùn)作業(yè)點(diǎn)） ?手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人移動(dòng)到搬運(yùn)終止點(diǎn)且調(diào)整吸盤位姿以適合安放工件。 ? 插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ? 再次確認(rèn)程序點(diǎn)，保證其為作業(yè)終止點(diǎn)。 ? 若有需要可直接輸入搬運(yùn)作業(yè)命令。 程序點(diǎn) 11 ( 搬運(yùn)規(guī)避點(diǎn) ) ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到搬運(yùn)作業(yè)規(guī)避點(diǎn)。 ? 插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ? 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 11 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)規(guī)避點(diǎn)。 程序點(diǎn) 12 （移動(dòng)中間點(diǎn)） ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到移動(dòng)中間點(diǎn)，并調(diào)整吸盤姿態(tài)。 ? 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 ? 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 12 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)移動(dòng)中間點(diǎn)。 程序點(diǎn) 13 ( 機(jī)器人原點(diǎn) ) ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到機(jī)器人原點(diǎn)。 ? 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 ? 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 13 為搬運(yùn)機(jī)器人原點(diǎn)。 (4) 設(shè)定作業(yè)條件 1 ）在作業(yè)開(kāi)始命令中設(shè)定搬運(yùn)開(kāi)始規(guī)范及搬運(yùn)開(kāi)始動(dòng)作次序。 2 ）在搬運(yùn)結(jié)束命令中設(shè)定搬運(yùn)結(jié)束規(guī)范及搬運(yùn)結(jié)束動(dòng)作次序。 3 ）手動(dòng)調(diào)節(jié)相應(yīng)大小的負(fù)壓。依據(jù)實(shí)際情況，在編輯模式下合理選擇配置 搬運(yùn)工藝參數(shù)。 (5) 檢查試運(yùn)行 1 ）打開(kāi)要測(cè)試的程序文件。 2 ）移動(dòng)光標(biāo)到程序開(kāi)頭位置。 3 ）按住示教器上的有關(guān)【跟蹤功能鍵】，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)器人單步或連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 (6) 再現(xiàn)搬運(yùn) 1 ）打開(kāi)要再現(xiàn)的作業(yè)程序，并將光標(biāo)移動(dòng)到程序的開(kāi)始位置，將示教器上 的【模式開(kāi)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】，搬運(yùn)機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)行。 5.3.2 熱加工搬運(yùn)作業(yè) 模鍛工件搬運(yùn)為例，選擇關(guān)節(jié)式（ 6 軸），末端執(zhí)行器為夾鉗式，采用在線示教方式為機(jī)器人輸入搬運(yùn)作業(yè)程序，此程序由編號(hào) 1 至 10 的 10 個(gè)程序點(diǎn)組 成。 熱加工搬運(yùn)機(jī)器人軌跡圖例 (1) 示教前的準(zhǔn)備 1 ）確認(rèn)自己和機(jī)器人之間保持安全距離。 2 ）機(jī)器人原點(diǎn)確認(rèn)。通過(guò)機(jī)器人機(jī)械臂各關(guān)節(jié)處的標(biāo)記或調(diào)用原點(diǎn)程序復(fù)位機(jī)器人。 (2) 新建作業(yè)程序 點(diǎn)按示教器的相關(guān)菜單或按鈕，新建一個(gè)作業(yè)程序，如“ Handle_hot ”。 (3) 程序點(diǎn)的登錄 示教模式下，手動(dòng)操作移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人軌跡設(shè)定程序點(diǎn) 1 至程序點(diǎn) 10 ，程序點(diǎn) 1 和程序點(diǎn) 10 需設(shè)置在同一點(diǎn)，可方便編寫(xiě)程序，此外程序點(diǎn) 1 至程序點(diǎn) 10 需處于與工件、夾具互不干涉位置。 熱加工搬運(yùn)作業(yè)示教 程序點(diǎn) 示教方法 程序點(diǎn) 1 （機(jī)器人原點(diǎn)） ? 按第 3 章手動(dòng)操作機(jī)器人要領(lǐng)移動(dòng)機(jī)器人到搬運(yùn)原點(diǎn)。 ? 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 ? 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 1 為搬運(yùn)機(jī)器人原點(diǎn)。 程序點(diǎn) 2 ( 搬運(yùn)臨近點(diǎn) ) ?手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到搬運(yùn)作業(yè)臨近點(diǎn)，并調(diào)整夾鉗姿態(tài)。 ? 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 ? 確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 2 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)臨近點(diǎn)。 程序點(diǎn) 3 （搬運(yùn)作業(yè)點(diǎn)） ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人移動(dòng)到搬運(yùn)起始點(diǎn)且保持夾鉗位姿不變。 ?插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ?再次確認(rèn)程序點(diǎn)，保證其為作業(yè)起始點(diǎn)。 ? 若有需要可直接輸入搬運(yùn)作業(yè)命令。 程序點(diǎn) 4 （搬運(yùn)中間點(diǎn)） ?手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到搬運(yùn)中間點(diǎn)，并適度調(diào)整夾鉗姿態(tài)。 ?插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ?確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 4 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)中間點(diǎn)。 程序點(diǎn) 5-6 （搬運(yùn)中間點(diǎn)） ?手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到搬運(yùn)中間點(diǎn)，并適度調(diào)整夾鉗姿態(tài)。 ?插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 ?確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 5-6 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)中間點(diǎn)。 程序點(diǎn) 7 （搬運(yùn)中間點(diǎn)） ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到搬運(yùn)中間點(diǎn)，并適度調(diào)整夾鉗姿態(tài)。 ?插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ?確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 7 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)中間點(diǎn)。 程序點(diǎn) 8 （搬運(yùn)作業(yè)點(diǎn)） ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人移動(dòng)到搬運(yùn)終止點(diǎn)且調(diào)整夾鉗位姿以適合安放工件。 ?插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ?再次確認(rèn)程序點(diǎn)，保證其為作業(yè)終止點(diǎn)。 ?若有需要可直接輸入搬運(yùn)作業(yè)命令。 程序點(diǎn) 9 ( 搬運(yùn)規(guī)避點(diǎn) ) ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到搬運(yùn)作業(yè)規(guī)避點(diǎn)。 ?插補(bǔ)方式選擇“直線插補(bǔ)”。 ? 確認(rèn)并保存程序點(diǎn)9 為搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)規(guī)避點(diǎn)。 程序點(diǎn) 10 ( 機(jī)器人原點(diǎn) ) ? 手動(dòng)操作搬運(yùn)機(jī)器人到機(jī)器人原點(diǎn)。 ? 插補(bǔ)方式選擇“ PTP ”。 ?確認(rèn)并保存程序點(diǎn) 10 為搬運(yùn)機(jī)器人原點(diǎn)。 5.4.1 周邊設(shè)備 常見(jiàn)的搬運(yùn)機(jī)器人輔助裝置有增加移動(dòng)范圍的 滑移平臺(tái)、合適的 搬運(yùn)系統(tǒng)裝 置 和 安全保護(hù)裝置 等。 1) 滑移平臺(tái) 增加滑移平臺(tái)是搬運(yùn)機(jī)器人增加自由度最常用的方法，可安裝在 地面上或龍門框架上。 2) 搬運(yùn)系統(tǒng) 主要包括 真空發(fā)生裝置、氣體發(fā)生裝置、液壓發(fā)生裝置 等，此部 分裝置均為標(biāo)準(zhǔn)件，企業(yè)常用空氣控壓站對(duì)整個(gè)車間提供壓縮空氣和抽真空。 5.4.2 工位布局 常見(jiàn)搬運(yùn)機(jī)器人工作站可采用 L 型、環(huán)狀、“品”字、“一”字 等布局。 L 型布局 將搬運(yùn)機(jī)器人安裝在龍門架上，使其行走在機(jī)床上方，大限度節(jié)約地面資源。 L 型布局 環(huán)狀布局 又稱“島式加工單元”，以關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人為中心，機(jī)床圍繞其周圍形成環(huán)狀，進(jìn)行工件搬運(yùn)加工，可提高生產(chǎn)、節(jié)約空間，適合小空間廠房作業(yè)。 環(huán)狀布局 “一”字布局 直角桁架機(jī)器人通常要求設(shè)備成一字排列，對(duì)廠房高度、長(zhǎng)度具有一定要求，工作運(yùn)動(dòng)方式為直線編程，很難能滿足對(duì)放置位置、相位等有特別要求工件的上下料作業(yè)需要。 “一”字排列布局 擴(kuò)展與提高 搬運(yùn)機(jī)器人技術(shù)的新發(fā)展 1 ．機(jī)器人系統(tǒng) 操作機(jī) 日本 FANUC 公司推出的 FANUC R-2000iB ，有緊湊的手腕結(jié)構(gòu)、狹小的后部干涉區(qū)域、可高密度布置機(jī)構(gòu)等特點(diǎn)；瑞士 ABB 公司推出的 IRB 6660- 100/3.3 ，解決坯件大、重、距離長(zhǎng)等壓機(jī)上下料的難題，縮短生產(chǎn)節(jié)拍，是處理大坯件最快速的壓機(jī)上下料機(jī)器人。 FANUC R-2000iB ABB IRB 6660-100/3.3 控制器 實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)幾臺(tái)機(jī)器人和幾個(gè)外部軸的協(xié)同控制，如 FANUC 推出的機(jī)器人控制柜R-30iA ，可實(shí)現(xiàn)散堆工件搬運(yùn)，大幅度提高 CPU 的處理能力，增加最新軟件功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能化與網(wǎng)絡(luò)化，有高速動(dòng)作性能、內(nèi)置視覺(jué)功能、散堆工件取出功能、故障診斷功能優(yōu)點(diǎn)。 散堆工件的拾取與搬運(yùn) 示教器 COMAU 公司的無(wú)線示教器 WiTP 與機(jī)器人控制單元之間的連接 “配對(duì)－解配 對(duì)”安全連接程序，多個(gè)控制器可由一個(gè)示教器控制。它可與其他 Wi- Fi 資源實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送與接收，有效范圍達(dá) 100m ，且各系統(tǒng)間無(wú)干擾。 COMAU 無(wú)線示教器 WiTP 2 ．傳感技術(shù) 傳感技術(shù)運(yùn)用到搬運(yùn)機(jī)器人中，拓寬了搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用范圍，提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可追溯性。 3． 維廣域傳感器 搬運(yùn)機(jī)器人視覺(jué)傳感系統(tǒng) 搬運(yùn)機(jī)器人傳感系統(tǒng)的流程是：視覺(jué)系統(tǒng)采集被測(cè)目標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)，控制柜內(nèi)置相應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行圖象處理和數(shù)據(jù)分析，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)據(jù)量，傳給搬運(yùn)機(jī)器人，機(jī)器人以接收到的數(shù)據(jù)為依據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)作業(yè)。 小型工件散堆拾取 3 ．AGV 搬運(yùn)車 AGV 搬運(yùn)車是一種無(wú)人搬運(yùn)車 (Automated Guided Vehicle) ，指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車。通常AGV 搬運(yùn)車可分為 列車型、平板車型、帶移載裝置型、貨叉型 及 帶升降工作臺(tái)型。 列車型 最早開(kāi)發(fā)的產(chǎn) 品，由牽引車和拖車組 成，一輛牽引車可若干 節(jié)拖車，適合成批量小 件物品長(zhǎng)距離運(yùn)輸，在 倉(cāng)庫(kù)離生產(chǎn)車間較遠(yuǎn)時(shí) 運(yùn)用廣泛。 列車型 AGV 平板車型 多需要人工 卸載，載重量 500Kg 以 下的輕型車主要用于小 件物品搬運(yùn)，適用于電 子行業(yè)、家電行業(yè)、食 品行業(yè)等場(chǎng)所。 平板型 AGV 帶移載裝置型 帶移載 裝置型 AGV 車裝有輸送 帶或輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)等類型 移載裝置，通常和地面 板式輸送機(jī)或輥?zhàn)訖C(jī)配 合使用，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人化 自動(dòng)搬運(yùn)作業(yè)。 帶移栽裝置型 AGV 貨叉型 貨叉型 AGV 類 似于人工駕駛的叉車起 重機(jī)，本身具有自動(dòng)裝 卸載能力，主要用于物 料自動(dòng)搬運(yùn)作業(yè)以及在 組裝線上做組裝移動(dòng)工 作臺(tái)使用。 貨叉型 AGV 帶升降工作臺(tái)型 帶升 降工作臺(tái)型 AGV 主要應(yīng) 用于機(jī)器制造業(yè)和汽車 制造業(yè)的組裝作業(yè)，因 車帶有升降工作臺(tái)可使 操作者在最佳高度下作 業(yè)，提高工作質(zhì)量和效 率。 帶升降工作臺(tái)型 AGV 本章小結(jié) 搬運(yùn)機(jī)器人亦為工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中一員，通過(guò)軸之間的相互配合可將搬運(yùn)手爪準(zhǔn)確移動(dòng)到預(yù)定空間位置，實(shí)現(xiàn)物件的抓取和釋放動(dòng)作，按結(jié)構(gòu)形式分，搬運(yùn)機(jī)器人可分為龍門式、懸臂式、側(cè)壁式、擺臂式和關(guān)節(jié)式等。 搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)編程簡(jiǎn)單，主要為運(yùn)動(dòng)軌跡、作業(yè)條件和作業(yè)順序的示教。對(duì)于搬運(yùn)作業(yè)而言，其機(jī)器人控制點(diǎn) (TCP) 可依據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行設(shè)置，如吸盤類手爪多設(shè)置為法蘭中心線與吸盤底面的交點(diǎn)處，夾鉗類手爪多設(shè)置在法蘭中心線與手爪前端面的交點(diǎn)處，作業(yè)時(shí)要求機(jī)器人手爪貼近工件實(shí)現(xiàn)抓取動(dòng)作。 思考練習(xí) 1 、填空 (1) 從結(jié)構(gòu)形式上看，搬運(yùn)機(jī)器人可分為 __________ 、 __________ 、 __________ 、 __________ 和關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人。 (2) 搬運(yùn)機(jī)器人常見(jiàn)的末端執(zhí)行器主要有 __________ 、 __________ 和 __________ 等。 (3) 下圖所示為吸附式搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)組成示意圖。其中，編號(hào) 1 表示 __________ ，編 號(hào) 2 表示 __________ ，編號(hào) 3 表示 __________ ，編號(hào) 6 表示 __________ 。 題 3 圖 2 、選擇 (1) 依據(jù)壓力差不同，可將氣吸附分為（ ）。 ①真空吸盤吸附 ②氣流負(fù)壓氣吸附 ③擠壓排氣負(fù)壓氣吸附 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③ (2) 搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)編程主要是完成（ ）的示教。 ①運(yùn)動(dòng)軌跡 ②作業(yè)條件 ③作業(yè)順序 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③ 3 、判斷 (1) 根據(jù)車間場(chǎng)地面積，在有利于提高生產(chǎn)節(jié)拍的前提下，搬運(yùn)機(jī)器人工作站可采用 L 型、環(huán)狀、“品”字、“一”字等布局。（ ） (2) 關(guān)節(jié)式搬運(yùn)機(jī)器人本體在負(fù)載較輕的情況下可以與其它通用關(guān)節(jié)機(jī)器人本體進(jìn)行互換。（ ） (3) 關(guān)于搬運(yùn)機(jī)器人 TCP 點(diǎn)，吸盤類一般設(shè)置在法蘭中心線與吸盤底面的交點(diǎn)處，而夾鉗類通常設(shè)置在法蘭中心線與手爪前端面的交點(diǎn)處。（ ） 4 、綜合應(yīng)用 ( 1 ) 簡(jiǎn)述氣吸附與磁吸附的異同點(diǎn)。 ( 2 ) 下圖是某品牌游戲機(jī)鈑金件生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線主要由 5 臺(tái)沖壓機(jī)床和 6 臺(tái)垂直多關(guān) 節(jié)搬運(yùn)機(jī)器人組成。產(chǎn)品采用 Q235 冷板材，生產(chǎn)工序依次為落料 → 一次拉伸 → 二次拉伸→ 沖孔（大孔） → 沖孔（周邊小孔），各工序間物料搬運(yùn)均由機(jī)器人完成。依圖畫(huà)出落料至一次拉伸工序間機(jī)器人物料搬運(yùn)軌跡示意圖并完成下表（請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)選項(xiàng)下打“ √ ”或選擇序號(hào)）  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