58工业机器人

工业机器人湖北工业大学机械工程学院主讲：张铮第一章概论1.1工业机器人定义及工作环境1.2工业机器人基本组成及技术参数1.3工业机器人的分类及应用1.4工业机器人的未来1.1工业机器人的定义及工作环境美国机器人工协会提出的工业机器人定义为：“工业机器人是用来进行搬运材料.零件.工具.等可再编程的多功能机械手，或通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置。”国际标准化（ISO）曾于1987年对工业机器人给出了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能够完成各种作业的可编程操作机。”一、工业机器人定义及特点（ISO8373）对工业机器人给出了定更具体的解释：“机器人具备自动控制及可在编程、多用途功能，机器人操作机具有三个或三个以上的可编程轴，在工业自动化应用中，机器人的底座课固定也可移动。”工业机器人最显著特点：（1）可编程（2）拟人化（3）通用性（4）机电一体化一个工业机器人所具有的功能在本质上是由其机械部分.传感部分.控制部分内部集成所决定的.但是,工业机器人的作业能力还决定于与外部环境的联系和配合,即工业机器人与环境的交互能力.工业机器人与外部环境的交互包括硬件环境和软件环境:(1)与硬件环境的交互主要是与外部设备的通信.工作域中障碍和自由空间的描述.操作对象物的描述.(2)与软件环境的交互主要是与生产单元监控计算机所提供的管理信息的通信.二、工业机器人与环境交互1.2工业机器人基本组成及技术参数一、工业机器人的基本组成工业机器人系统由三大部分六个子系统组成。六个子系统机身手臂末端操作器三大部分：机械部分传感器部分控制部分机械结构三大件二、工业机器人技术参数技术参数是各工业机器人制造商在产品供货时所提供的技术数据。工业机器人的主要技术参数一般都应有：自由度。重复定位精度、工作范围、最大工作速度、承载能力等。1.自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不应包括手爪的开合自由度。工业机器人精度是指定位精度和重复定位精度。定位精度只指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。重复定位精度是指机器人重复定位其手部与同一目标位置的能力，可以用标准偏差这个统计量来表示，它是衡量一列误差值的密集度，即重复度。2重复定位精度（a）重复定位精度的测定（b）合理定位精度，良好重复定位精度（c）良好定位精度，很差重复定位精度（d）很差定位精度。良好重复定位精度4.最大工作速度最大工作速度,有的厂家指工业机器人主要自由度上最大的稳定速度,有的厂家指手臂末端最大的合成速度,通常都在技术参数中加以说明。5.承载能力承载能力是指机器人在工作范围内的任何位置上所能承受的最大质量。承载能力不仅决定于负载的质量,而且还与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关。1.3工业机器人的分类及应用一、工业机器人的分类(一)按工业机器人的结构分类1.五种基本坐标式机器人1.3工业机器人的分类及应用一、工业机器人的分类(一)按工业机器人的结构分类1.五种基本坐标式机器人1.3工业机器人的分类及应用一、工业机器人的分类(一)按工业机器人的结构分类1.五种基本坐标式机器人1.3工业机器人的分类及应用一、工业机器人的分类(一)按工业机器人的结构分类1.五种基本坐标式机器人1.3工业机器人的分类及应用一、工业机器人的分类(一)按工业机器人的结构分类1.五种基本坐标式机器人(E)平面关节式机器人可以看成是关节坐标式机器人的特例,它只有平行的肩关节和肘关节,关节轴线共面,如图2.两种冗余自由度结构机器人(1)整体控制的柔软臂机器人,也叫象鼻子机器人,如左下下图所示。(2)每一关节独立控制的冗余自由度机器人,如图1-11所示。3.模块化结构机器人工业机器人模块化的主要含义是机器人由一些可供选择的标准化模块拼装而成的,标准化模块是具有标准化接口的机械结构模块、驱动模块、控制模块、传感器模块,并已经系列化。4.并联机器人从机构学角度可将机器人机构分为开环机构和闭环机构两大类:以开环机构为机器人机构原型的叫串联机器人;以闭环机构为机器人原型的叫并联机器人。二、工业机器人的应用领域及优点(一)工业机器人的应用领域1.恶劣工作环境,危险工作场合这个领域的作业是一种有害于健康,并危及生命或不安全因素很大而不宜于人去干的作业,用工业机器人去干是最适宜的。2.特殊作业场合3.自动化生产领域早期工业机器人在生产上主要用于:机床上下料、点焊和喷漆。随着柔性自动化的出现,机器人扮演了更重要的角色,如:焊接机器人,材料搬运机器人,检测机器人,装配机器人,喷漆和喷涂,其他诸如密封和粘接、清砂和抛光、熔模铸造和压铸、锻造等等也有广泛的应用。