《工業(yè)機(jī)器人教材.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《工業(yè)機(jī)器人教材.ppt(34頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、工業(yè)機(jī)器人,,到目前為止,工業(yè)機(jī)器人是最成熟、應(yīng)用最廣泛的一類機(jī)器人,全世界目前已經(jīng)銷售110萬臺,這是1999年的統(tǒng)計(jì),已經(jīng)進(jìn)行使用的是75萬臺。 日本在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展是首位的,成為機(jī)器人的王國; 美國發(fā)展得也很迅速,目前在新安裝的臺數(shù)方面已經(jīng)超過了日本; 中國剛開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的階段,已經(jīng)研制出多種工業(yè)機(jī)器人樣機(jī),已有小批量在生產(chǎn)中使用。,,在制造工業(yè)部門較為廣泛的典型應(yīng)用: 焊接機(jī)器人 搬運(yùn)碼垛機(jī)器人 噴涂機(jī)器人 裝配機(jī)器人,,一、工業(yè)機(jī)器人的概念,1機(jī)械手 機(jī)械手是一種模仿人手和人臂的某些動作功能,以固 定的動作順序和行程來抓取和搬運(yùn)物件或操持工具的自動 操作裝置。 機(jī)械手常
2、用于自動生產(chǎn)線上裝卸和傳送工件,加工中心上更換刀具等。 2工業(yè)機(jī)器人 工業(yè)機(jī)器人是一種能自動檢測、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī),能搬運(yùn)物件或操持工具完成多種作業(yè)。 工業(yè)機(jī)器人常用于機(jī)械制造中運(yùn)送和裝卸工件,完成 裝配、焊接、澆注、噴涂等工作。,,二、工業(yè)機(jī)器人組成及運(yùn)動功能 1機(jī)器人的組成, 執(zhí)行機(jī)構(gòu):機(jī)身、手臂、手腕、行走機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器; 驅(qū)動系統(tǒng):步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)、機(jī)械傳動或液壓傳動系統(tǒng); 控制系統(tǒng):計(jì)算機(jī)、傳感器、檢測元件、信號處理電路、操縱臺等;,,2. 機(jī)器人運(yùn)動形式, 直角坐標(biāo)式 圓柱坐標(biāo)式 球坐標(biāo)式 多關(guān)節(jié)式,,3機(jī)器人運(yùn)動功能, 點(diǎn)位控制型:用于搬運(yùn)和裝卸物
3、件,點(diǎn)焊及具有固定位置零件的裝配工作。 連續(xù)軌跡控制型:主要用于電弧焊和噴涂等.,4機(jī)器人程序輸入方式,,三、工業(yè)機(jī)器人智能傳感器 1接近覺傳感器,接近覺傳感器能使機(jī)器人手爪感知與物體的接近程度,當(dāng)近到一定距離時(shí)能使高速搜索物體的手爪向控制系統(tǒng)發(fā)出減速信號,以減少手爪和物體的沖擊。 接近覺傳感器有光學(xué)、超聲波和電磁等幾種,一般裝在手爪上。,,2觸覺傳感器,觸覺傳感器能使手爪感知與物體已經(jīng)接觸,產(chǎn)生接觸信號,使手爪不再繼續(xù)收攏,以免損壞物體。 觸覺傳感器有微動開關(guān)、壓電材料和壓電元件等幾種。,,滑覺傳感器能使手爪與物體產(chǎn)生滑動時(shí),產(chǎn)生滑動信號,由控制系統(tǒng)進(jìn)行夾緊力自適應(yīng)調(diào)整。 滑
4、覺傳感器可用圖示的結(jié)構(gòu),也可用壓力傳感器代用。,3滑覺傳感器,,4視覺傳感器,目前主要利用電視攝像機(jī)及處理影像數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)作機(jī)器人的視覺系統(tǒng)。 在無光之處不能使用一般電視攝像機(jī),可用觸壓式傳感器來識別物體的形狀和大小。,,聽覺傳感器的語言識別系統(tǒng)用來接收和分 析輸入的語音,與儲存的各種語言文字進(jìn)行比 較,當(dāng)輸入的字句與內(nèi)存的字句符合時(shí),機(jī)器 人即進(jìn)行與該字句相應(yīng)的某種動作。,5聽覺傳感器,,焊接機(jī)器人,一、焊接機(jī)器人系統(tǒng)的組成 焊接機(jī)器人系統(tǒng)一般由以下幾個(gè)部分組成:機(jī)器人操作機(jī)、變位機(jī)、控制器、焊接系統(tǒng)、焊接傳感器、中央控制計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的安全設(shè)備等。,,機(jī)器人操作機(jī)是焊接機(jī)器人
5、系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 變位機(jī)作為機(jī)器人焊接生產(chǎn)線及焊接柔性加工單元的重要組成部分,其作用是將被焊工件旋轉(zhuǎn)(平移)到最佳的焊接位置。 機(jī)器人控制器是整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的神經(jīng)中樞??刂破髫?fù)責(zé)處理焊接機(jī)器人工作過程中的全部信息和控制其全部動作。 焊接系統(tǒng)是焊接機(jī)器人得以完成作業(yè)的必需裝備,主要由焊鉗或焊槍、焊接控制器以及水、電、氣等輔助部分組成。 傳感器的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)工件坡口的定位、跟蹤以及焊縫熔透信息的獲取。 安全設(shè)備是焊接機(jī)器人系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障 。,,二、分類,按用途焊接機(jī)器人可分為弧焊機(jī)器人和點(diǎn)焊機(jī)器人: 弧焊機(jī)器人在許多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,是工業(yè)機(jī)器人最大的應(yīng)用領(lǐng)域?;『笝C(jī)器人不只是一臺以規(guī)劃的速
6、度和姿態(tài)攜帶焊槍移動的單機(jī),還包括各種電弧焊附屬裝置在內(nèi)的柔性焊接系統(tǒng)。在弧焊作業(yè)中,焊槍應(yīng)跟蹤工件焊道運(yùn)動,并不斷填充金屬形成焊縫。因此運(yùn)動過程中速度穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項(xiàng)重要指標(biāo)。同時(shí),由于焊槍姿態(tài)對焊縫質(zhì)量也有一定影響,因此希望焊槍姿態(tài)的可調(diào)范圍盡量大。 (2) 點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)典型的應(yīng)用領(lǐng)域是汽車工業(yè)。汽車車體裝配時(shí),約60%的焊點(diǎn)是由機(jī)器人來完成的。,,6公斤弧焊機(jī)器人是沈陽新松公司為嘉陵集團(tuán)摩托車車身生產(chǎn)線設(shè)計(jì)制造的輕型弧焊機(jī)器人。設(shè)計(jì)者在參考國外同類產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國情況,本著“突出自己的特色、塑造自身的品牌”的原則,完成了產(chǎn)品的形象設(shè)計(jì)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中,在重視產(chǎn)品實(shí)
7、用性和可靠性的同時(shí),兼顧了產(chǎn)品的先進(jìn)性。設(shè)計(jì)者根據(jù)多年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn),從本體到控制器全部進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。嘉陵摩托車生產(chǎn)線將裝備多臺這種6公斤弧焊機(jī)器人,,120公斤點(diǎn)焊機(jī)器人是以一汽紅旗車身焊裝生產(chǎn)線為應(yīng)用背景,瞄準(zhǔn)國際上典型機(jī)器人產(chǎn)品技術(shù)性能開發(fā)的一種具有先進(jìn)性、可靠性的實(shí)用機(jī)器人產(chǎn)品。該機(jī)器人具有工作空間大、運(yùn)動速度快和負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)。機(jī)器人設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊,外觀宜人,運(yùn)動平穩(wěn)快捷,大大地提高了點(diǎn)焊作業(yè)的生產(chǎn)率。用戶對國產(chǎn)機(jī)器人給予了這樣的評價(jià):機(jī)器人運(yùn)行良好,操作、維修方便,“皮實(shí)、好用、能擺弄,”提高了生產(chǎn)效率,,一汽“紅旗”轎車機(jī)器人焊接線,,搬運(yùn)、碼垛機(jī)器人,自動搬運(yùn)工作站由搬運(yùn)機(jī)器人和
8、周邊設(shè)備組成。 搬運(yùn)機(jī)器人可用于搬運(yùn)重達(dá)幾公斤至1 t以上的負(fù)載。微型機(jī)械手可搬運(yùn)輕至幾克甚至幾毫克的樣品,用于傳送超純凈實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的樣品。 周邊設(shè)備包括工件自動識別裝置、自動啟動及自動傳輸裝置等。為適應(yīng)對不同種類工件的抓取,根據(jù)用戶要求可配備不同的手爪,如機(jī)械手爪、真空吸盤及電磁吸盤等 。,,一、紙漿成品搬運(yùn)機(jī)器人,紙漿生產(chǎn)線最后一道工序中搬運(yùn)機(jī)器人的配置。此機(jī)器人的任務(wù)是將打捆好的紙漿成品包從裝運(yùn)小車上搬下來,放到傳送帶上去。捆包的尺寸為600 mm 80 mm500 mm,重量為250 kg,過去,這項(xiàng)工作要由兩個(gè)工人來翻轉(zhuǎn)。,,二、汽車搬運(yùn)機(jī)器人,1、立體停車庫機(jī)械搬運(yùn)系統(tǒng)的組成 立
9、體停車庫的機(jī)械搬運(yùn)系統(tǒng)一般由運(yùn)輸平臺、汽車搬運(yùn)機(jī)器人、出、入口回轉(zhuǎn)定位平臺和快速卷簾門等部分組成。 2、立體停車庫的電氣控制系統(tǒng) 一般由搬運(yùn)控制系統(tǒng)、出、入口控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)等組成。,,3、汽車搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu) 汽車搬運(yùn)機(jī)器人的外形為扁平長方體, 高度為170 mm, 長、 寬分別為1 750 mm及1 430 mm。在其四個(gè)角上有4個(gè)嵌在內(nèi)部的輪子用來作水平行走。,,三、碼垛機(jī)器人,1、碼垛機(jī)器人的適用范圍 碼垛貨物時(shí)通常使用托盤。碼垛機(jī)器人是能將不同外形尺寸的包裝貨物,整齊、自動地碼(或拆)在托盤上的機(jī)器人,所以也稱為托盤碼垛機(jī)器人。 為充分利用托盤的面積和保證碼堆物料的穩(wěn)
10、定性,機(jī)器人具有物料碼垛順序、排列設(shè)定器。 通過自動更換工具,碼垛機(jī)器人可以適應(yīng)不同的產(chǎn)品,并能夠在惡劣環(huán)境下工作。碼垛機(jī)器人對各種形狀的產(chǎn)品(箱、罐、包或板材類等)均可作業(yè),還能根據(jù)用戶要求進(jìn)行拆垛作業(yè)。,,2、分類,根據(jù)碼垛機(jī)構(gòu)的不同,碼垛機(jī)器人可以分為多關(guān)節(jié)坐標(biāo)型、直角坐標(biāo)型等;根據(jù)抓具形式的不同可以分為側(cè)夾型、底拖型及真空吸盤型等。此外,碼垛機(jī)器人還可分為固定型和移動型。,,德國庫卡公司的庫卡拆、碼垛機(jī)器人工作站,,四、噴涂機(jī)器人,計(jì)算機(jī)控制的噴涂機(jī)器人早在1975年就投入運(yùn)用,它可以避免危害人體的健康,提高經(jīng)濟(jì)效益(如節(jié)省油漆)和噴涂質(zhì)量。由于具有可編程能力,所以噴涂機(jī)器人能適應(yīng)于各
11、種應(yīng)用場合。例如,在汽車工業(yè)上,可利用噴涂機(jī)器人對下車架和前燈區(qū)域、輪孔、窗口、下承板、發(fā)動機(jī)部件、門面以及行李箱等部分進(jìn)行噴漆。由于能夠代替人在危險(xiǎn)和惡劣環(huán)境下進(jìn)行噴涂作業(yè),所以噴涂機(jī)器人得到了日益廣泛的應(yīng)用。,,涂機(jī)器人已經(jīng)成功地應(yīng)用于中、小型電動機(jī)、汽車后橋、照明燈、衛(wèi)生陶瓷和電器開關(guān)的噴涂作業(yè)。機(jī)器人自動噴涂的應(yīng)用不僅提高、穩(wěn)定了噴涂質(zhì)量,更重要的是把涂裝工人從惡劣的噴涂工作環(huán)境中解放出來,具有重大的社會效益。,,噴涂機(jī)器人應(yīng)用在大連電動機(jī)廠的出口電動機(jī)自動噴涂生產(chǎn)線上的應(yīng)用情況。該自動噴涂生產(chǎn)線上應(yīng)用了兩臺噴涂機(jī)器人,一臺機(jī)器人噴涂底漆,另外一臺噴涂面漆。,,五、裝配機(jī)器人,裝配作業(yè)的主要操作是:垂直向上抓起零部件,水平移動它,然后垂直放下插入。,,電動機(jī)自動裝配線 操作包括: (1) 把油封和軸承裝上轉(zhuǎn)子。 (2) 把轉(zhuǎn)子裝至法蘭盤。 (3) 加上端蓋。 (4) 插入固定螺栓。 (5) 裝上螺線和墊圈,并把它們固緊。,,,5kg搬運(yùn)機(jī)器人,采用五軸伺服電機(jī)驅(qū)動控制,實(shí)現(xiàn)五軸空間聯(lián)動,配置不同工具包可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)、碼垛、焊接、裝配等工作,具有較高的柔性自動化水平,,設(shè)備主要參數(shù)驅(qū)動方式:交流伺服軸數(shù):最大4軸重復(fù)精度:0.02-0.05mm 工作范圍:600mm-1000mm 用途:搬運(yùn)、裝配、上下料,,,