工业机器人课件备课讲稿.ppt

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1、工业机器人课件5.1工业机器人的发展历史5.1.1工业机器人发展概况通常所说的工业机器人一般指用于工业制造环境中，模拟人的手臂的部分动作，按照预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。1948年，机械式的主从机械手1951年，美国麻省理工学院（MIT）成功开发了第一代数控机床（CNC）。1954年，美国人乔治·德沃尔（GeorgeDevol）设计并研制了世界上第一台可编程的工业机器人样机，将之命名为“UniversalAutomation”，并申请了该项机器人专利。Devol与Engerlberge合作创建了美国万能自动化公司（Unimation），于1

2、962年生产了第一台机器人，取名Unimate。美国机床与铸造公司（AMF）于1960年生产了一台被命名为Versation的圆柱坐标型的数控自动机械，并以IndustrialRobot（工业机器人）的名称进行宣传。通常认为这是世界上最早的工业机器人。Unimate和Versation这两种型号的机器人以“示教再现”的方式在汽车生产线上成功地代替工人进行传送、焊接、喷漆等作业，Unimate和Versation作为商品开始在世界市场上销售。此后，美国工业机器人技术的发展，大致经历了如下几个阶段：1963~1967年为实验定型阶段。1963~1966年，万能自动化公司制造的工业机器人

3、供用户做工艺实验。1967年，该公司生产的工业机器人定型为1900型。1968~1970年为实际应用阶段。从20世纪60年代后期开始，搬运、喷漆、弧焊机器人相继在生产中得以应用，并且出现了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元（FMC）。1970~1980年为技术发展和推广应用阶段。1970年4月，第一次国际工业机器人会议在美国伊利斯工学院举行，工业机器人多种卓有成效的实用范例促进了机器人应用领域的进一步扩展。1980年至今为产业化、实用化、商品化阶段。随着大规模集成电路技术的飞速发展，微型计算机的普遍应用和性能飞跃，机器人的控制性能得到了大幅度地提高，成本不断下降，于是产生了不

4、同用途的机器人。工业机器人进入了商品化和实用化阶段，形成了大规模的机器人产业。日本、俄罗斯、西欧等，大都是从1967、1968年开始以美国的Unimate和Versation型机器人为蓝本开始进行研制。其中日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。20世纪80年代以来，国际机器人以平均25%~30%的年增长率发展。这是由于工业自动化正向着“柔性生产”方向发展，以适应多品种、中小批量生产或混流生产的需要。到2002年，全世界服役的机器人大约有100万台。5.1.2中国工业机器人研制情况我国工业机器人起步于70年代初期，经过30多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代

5、的开发期和90年代的适用化期。我国于1972年开始研制自己的工业机器人。20世纪80年代，我国机器人技术的发展得到政府的重视和支持，机器人步入了跨越式发展时期。1986年我国开展了“七五”机器人攻关计划。1987年我国“863”高技术计划将机器人方面的研究开发列入其中。从90年代初期起，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地。到目前为止，我国在机器人的技术研究方面已经相继取得了一些重要成果，在某些技术领域已经接近国际前沿水平。但从总体上看，我国在智能

6、机器人方面的研究可以说还是刚刚起步，机器人传感技术和机器人专用控制系统等方面的研究还比较薄弱。另外，在机器人的应用方面，我国就显得更为落后。5.2工业机器人的基本组成工业机器人通常由执行机构、驱动系统、控制系统和传感系统四部分组成。工业机器人各组成部分之间的相互作用关系如图：5.2.1执行机构执行机构是机器人赖以完成工作任务的实体，通常由一系列连杆、关节或其他形式的运动副所组成。从功能的角度可分为：手部、腕部、臂部、腰部和机座。手部：腕部：1—手部2—腕部3—臂部4—腰部5—机座工业机器人的手部也叫做末端执行器，是装在机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件。工业机器人的腕部是连接

7、手部和臂部的部件，起支承手部的作用。机器人一般具有六个自由度才能使手部达到目标位置和处于期望的姿态，腕部的自由度主要是实现所期望的姿态，并扩大臂部运动范围。臂部：工业机器人的臂部是连接腰部和腕部的部件，用来支撑腕部和手部，实现较大运动范围。臂部一般由大臂、小臂（或多臂）所组成。腰部：腰部是连接臂部和基座的部件，通常是回转部件。由于它的回转，再加上臂部的运动，就能使腕部作空间运动。机座：机座是整个机器人的支持部分，有固定式和移动式两类。5.2.2驱动系统工业机器人的驱动