工業(yè)機器人教材.ppt

工業(yè)機器人 http:/ 到目前為止，工業(yè)機器人是最成熟、應(yīng)用最 廣泛的一類機器人，全世界目前已經(jīng)銷售 110萬臺 ，這是 1999年的統(tǒng)計，已經(jīng)進行使用的是 75萬臺。 日本在工業(yè)機器人領(lǐng)域的發(fā)展是首位的，成為機 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； 中國剛開始進入產(chǎn)業(yè)化的階段，已經(jīng)研制出多種 工業(yè)機器人樣機，已有小批量在生產(chǎn)中使用。 http:/ 在制造工業(yè)部門較為廣泛的典型應(yīng)用： 焊接機器人 搬運碼垛機器人 噴涂機器人 裝配機器人 http:/ 一、工業(yè)機器人的概念 1機械手 機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物件或操持工 具的自動 操作裝置。 機械手常用于自動生產(chǎn)線上裝卸和傳送工件， 加工中心上更換刀具等。 2工業(yè)機器人 工業(yè)機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，能搬運物件或操持工具完 成多種作業(yè)。 工業(yè)機器人常用于機械制造中運送和裝卸工件， 完成 裝配、焊接、澆注、噴涂等工作。 http:/ 二、工業(yè)機器人組成及運動功能 1機器人的組成 執(zhí)行機構(gòu) :機身、手臂、手腕、行走機構(gòu)、 末端執(zhí)行器 ; 驅(qū)動系統(tǒng) :步進電機或伺服電機、機械傳動 或液壓傳動系統(tǒng) ; 控制系統(tǒng) :計算機、傳感器、檢測元件、信 號處理電路、操縱臺等 ; http:/ 2. 機器人運動形式 直角坐標式 圓柱坐標式 球坐標式 多關(guān)節(jié)式 http:/ 3機器人運動功能 點位控制型：用于搬運和裝卸物件，點焊及具 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 . 鍵盤輸入 磁帶輸入 穿孔卡輸入 穿孔帶輸入 編程輸入 示教輸入4機器人程序輸入方式 http:/ 三、工業(yè)機器人智能傳感器 1接近覺傳感器 接近覺傳感器能使機器人手爪感知與物體的接 近程度，當(dāng)近到一定距離時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。 http:/ 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。 http:/ 滑覺傳感器能使手爪與物體產(chǎn)生滑動時，產(chǎn)生滑 動信號，由控制系統(tǒng)進行夾緊力自適應(yīng)調(diào)整。 滑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 http:/ 4視覺傳感器 目前主要利用電視攝像機及處理影像數(shù)據(jù)的 計算機作機器人的視覺系統(tǒng)。 在無光之處不能使用一般電視攝像機，可用 觸壓式傳感器來識別物體的形狀和大小。 http:/ 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行比 較，當(dāng)輸入的字句與內(nèi)存的字句符合時，機器 人即進行與該字句相應(yīng)的某種動作。 5聽覺傳感器 http:/ 焊接機器人 一、焊接機器人系統(tǒng)的組成 焊接機器人系統(tǒng)一般由以下幾個部分 組成：機器人操作機、變位機、控制器、 焊接系統(tǒng)、焊接傳感器、中央控制計算機 和相應(yīng)的安全設(shè)備等。 http:/ 機器人操作機是焊接機器人系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu) 變位機作為機器人焊接生產(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。 機器人控制器是整個機器人系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。控制器負責(zé) 處理焊接機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)備是焊接機器人系統(tǒng)安全運行的重要保障 。 http:/ 二、分類 按用途焊接機器人可分為弧焊機器人和點焊機器人： 弧焊機器人在許多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，是工業(yè)機器人 最大的應(yīng)用領(lǐng)域。弧焊機器人不只是一臺以規(guī)劃的速度和 姿態(tài)攜帶焊槍移動的單機，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 運動，并不斷填充金屬形成焊縫。因此運動過程中速度穩(wěn) 定性和軌跡精度是兩項重要指標。同時，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) 點焊機器人系統(tǒng)典型的應(yīng)用領(lǐng)域是汽車工業(yè)。汽車車 體裝配時，約 60%的焊點是由機器人來完成的 。 http:/ 6公斤弧焊機器人是沈陽新松公司 為嘉陵集團摩托車車身生產(chǎn)線設(shè)計 制造的輕型弧焊機器人。設(shè)計者在 參考國外同類產(chǎn)品優(yōu)點的基礎(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。在產(chǎn)品設(shè) 計開發(fā)過程中，在重視產(chǎn)品實用性 和可靠性的同時，兼顧了產(chǎn)品的先 進性。設(shè)計者根據(jù)多年的開發(fā)經(jīng)驗 ，從本體到控制器全部進行了重新 設(shè)計。嘉陵摩托車生產(chǎn)線將裝備多 臺這種 6公斤弧焊機器人 http:/ 120公斤點焊機器人是以一汽紅旗 車身焊裝生產(chǎn)線為應(yīng)用背景，瞄準 國際上典型機器人產(chǎn)品技術(shù)性能開 發(fā)的一種具有先進性、可靠性的實 用機器人產(chǎn)品。該機器人具有工作 空間大、運動速度快和負荷能力強 等特點。機器人設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，外 觀宜人，運動平穩(wěn)快捷，大大地提 高了點焊作業(yè)的生產(chǎn)率。用戶對國 產(chǎn)機器人給予了這樣的評價：機器 人運行良好，操作、維修方便，“ 皮實、好用、能擺弄，”提高了生 產(chǎn)效率 http:/ 一汽“紅旗”轎車機器人焊接線 http:/ 搬運、碼垛機器人 自動搬運工作站由搬運機器人和周邊設(shè)備組成 。 搬運機器人可用于搬運重達幾公斤至 1 t以上的 負載。微型機械手可搬運輕至幾克甚至幾毫克 的樣品，用于傳送超純凈實驗室內(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，如機械 手爪、真空吸盤及電磁吸盤等 。 http:/ 一、紙漿成品搬運機器人 紙漿生產(chǎn)線最后一道工序中搬運機器人的配置。此機器人的 任務(wù)是將打捆好的紙漿成品包從裝運小車上搬下來，放到傳 送帶上去。捆包的尺寸為 600 mm 80 mm 500 mm，重 量為 250 kg，過去，這項工作要由兩個工人來翻轉(zhuǎn)。 http:/ 二、汽車搬運機器人 1、 立體停車庫機械搬運系統(tǒng)的組成 立體停車庫的機械搬運系統(tǒng)一般由運輸 平臺、汽車搬運機器人、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) 一般由搬運控制系統(tǒng)、出、入口控制系 統(tǒng)和計算機信息管理系統(tǒng)等組成。 http:/ 3、汽車搬運機器人的結(jié)構(gòu) 汽車搬運機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。在其四個角上有 4 個嵌在內(nèi)部的輪子用來作水平行走。 http:/ 三、碼垛機器人 1、碼垛機器人的適用范圍 碼垛貨物時通常使用托盤。碼垛機器人是能將不同外形尺 寸的包裝貨物，整齊、自動地碼 (或拆 )在托盤上的機器人 ，所以也稱為托盤碼垛機器人。 為充分利用托盤的面積和保證碼堆物料的穩(wěn)定性，機器人 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 行拆垛作業(yè)。 http:/ 2、分類 根據(jù)碼垛機構(gòu)的不同，碼垛機器人可以分為 多關(guān)節(jié)坐標型、直角坐標型等；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，碼垛機器人還可分為固定型 和移動型。 http:/ 德國庫卡公司的庫卡拆、碼垛機器人工作 站 http:/ 四、噴涂機器人 計算機控制的噴涂機器人早在 1975年就投入運用 ，它可以避免危害人體的健康，提高經(jīng)濟效益 (如 節(jié)省油漆 )和噴涂質(zhì)量。由于具有可編程能力，所 以噴涂機器人能適應(yīng)于各種應(yīng)用場合。例如，在 汽車工業(yè)上，可利用噴涂機器人對下車架和前燈 區(qū)域、輪孔、窗口、下承板、發(fā)動機部件、門面 以及行李箱等部分進行噴漆。由于能夠代替人在 危險和惡劣環(huán)境下進行噴涂作業(yè)，所以噴涂機器 人得到了日益廣泛的應(yīng)用。 http:/ 涂機器人已經(jīng)成功地應(yīng)用于中、小型電動 機、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。 http:/ 噴涂機器人應(yīng)用在大連電動機廠的出口電動機自動噴涂生 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 機器人，一臺機器人噴涂底漆，另外一臺噴涂面漆。 http:/ 五、裝配機器人 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。 http:/ 電動機自動裝配線 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。 http:/ http:/ 5kg搬運機器人，采用 五軸伺服電機驅(qū)動控 制，實現(xiàn)五軸空間聯(lián) 動，配置不同工具包 可實現(xiàn)搬運、碼垛、 焊接、裝配等工作， 具有較高的柔性自動 化水平 http:/ 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、裝配、 上下料 http:/ http:/