工业机器人应用基础教学内容.ppt

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1、工业机器人应用基础1.1工业机器人的定义1、日本工业机器人协会（JIRA）：工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行装置的、能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。它又分以下两种情况来定义：①工业机器人是“一种能够执行与人的上肢类似动作的多功能机器”。②智能机器人是“一种具有感觉和识别能力，并能够控制自身行为的机器”。2、美国机器人协会（RIA）：机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能操作机”。3、国际标准化组织（ISO）：机器人是“一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机，这种操作

2、机具有几个轴，能够借助可编程操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务”。为了达到其功能要求，工业机器人的功能组成中应该有以下部分：1、为了完成作业要求，工业机器人应该具有操作末端执行器的能力，并能正确控制其空间位置、工作姿态及运动程序和轨迹。2、能理解和接受操作指令，并把这种信息化了的指令记忆、存储，并通过其操作臂各关节的相应运动复现出来。3、能和末端执行器（如夹持器或其他操作工具）及其他周边设备（加工设备、工位器具等）协调工作。1.2工业机器人的发展1.2.1国外工业机器人的发展图1-1ABBIRB120型机器人图1-2YaskawaMH3F型机器

3、人图1-3KUKAKR16型机器人图1-4OTCNV62-NCFN型机器人1.2.2国内工业机器人的发展我国工业机器人起步于20世纪70年代初期，经过40多年发展，大致经历了4个阶段：70年代萌芽期，80年代的开发期、90年代的应用期和21世纪的发展期。1.3工业机器人的应用1、汽车制造是一个技术和资金高度密集的产业，也是工业机器人应用最广泛的行业，几乎占到整个工业机器人的一半以上。2、工业机器人除了在汽车行业的广泛应用，在电子，食品加工，非金属加工，日用消费品和木材家具加工等行业对工业机器人的需求也快速增长。3、在未来几年，传感技术，激光技术，工程网络技术将会被广

4、泛应用在工业机器人工作领域，这些技术会使工业机器人的应用更为高效，高质，运行成本低。1.4安全操作规程1、示教和手动机器人1)请不要戴手套操作示教盘和操作盘。2)在点动操作机器人时要采用较低的倍率速度以增加对机器人的控制机会。在编程、测试及维修时必须注意，即使在低速时，机器人动量也很大，必须将机器人置于手动模式。3)在按下示教盘上的点动键之前要考虑到机器人的运动趋势。4)手动模式下，不用移动机器人及运行程序时，须及时释放使能器。5)要预先考虑好避让机器人的运动轨迹，并确认该线路不受干涉。机器人处于自动模式时，不允许进入其运动所及的区域。6)机器人周围区域必须清洁，无

5、油、水及杂质等。2、生产运行1)在开机运行前，须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务。2)须知道所有会影响机器人移动的开关、传感器和控制信号的位置与状态。3)必须知道机器人控制器和外围控制设备上的紧急停止按钮的位置，准备在紧急情况下按这些按钮。急停开关不允许被短接。4)不要误认为机器人没有移动其程序就已经完成，因为这时机器人很有可能是在等待让它继续移动的输入信号。5)在得到停电通知时，要预先关断机器人的主电源及气源。6)突然停电后，要赶在来电之前预先关闭机器人的主电源开关，并及时取下夹具上的工件。3、不可使用机器人场合1)燃烧的环境2)有爆炸可能的环境3)无线电

6、干扰的环境4)水中或其他液体中5)运送人或动物6)不可攀附7)其他第2章工业机器人结构原理工业机器人一般由机械本体（机械手）、驱动系统和控制系统三个基本部分组成（如图2-1所示），是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化的自动化生产设备。图2-1工业机器人基本组成2.1机械手2.1.1机械手的自由度自由度或者称坐标轴数，是指描述物体运动所需要的独立坐标数。1、刚体的自由度图2-2刚体运动的六个自由度2、机器人的自由度机器人机械手的手臂一般具有三个自由度，其他的自由度数为末端执行装置所具有。如图2-3所示，机械手是由六个转轴组成的空间

7、六杆开链机构，有三个基轴（轴1、轴2、轴3）和三个臂轴（轴4、轴5、轴6）六个自由度，即分别为沿X轴、Y轴、Z轴的平移和绕X轴、Y轴、Z轴的转动。理论上可达到运动范围内空间任何一点。图2-3机器人的自由度2.1.2机械手的坐标系图2-4机器人坐标系关节坐标系：机器人由多个运动关节组成，在关节坐标系下的运动，机械手的每一个轴都可以进行独立的操作，各个关节可以独立运动图2-5关节坐标系下各个轴的运动图2-6工业机器人绝对坐标系绝对坐标系：绝对坐标系的原点定义为机器人的安装面和第一转动轴的交点。X轴向前，Z轴向上，Y轴按右手规则定义。在绝对坐标系下，机器人末端轨迹沿定