_工业机器人总结

2. 工业机器人的组成
工业机器人一般由执行机构、控制系统和驱动系统 组成。工业机器人的典型结构如下图所示。
1) 执行机构 执行机构是一种具有和人手臂相似的动作功能。可在 空间抓放物体或执行其他操作的机械装置，通常包括机 座、手臂、手腕和末端执行器。 (1) 机座：机器人承受载荷的基础部件。可分为固定 式和移动式(平移和旋转)。旋转的机座也称“腰”。 (2) 手臂：分为大臂、小臂和手腕，完成各种动作。 (3) 手腕：连接手臂与末端执行器的部件，用来调整 末端执行器的方位和姿态。
自动锻造工作站示意图
5) 其他应用 水下机器人：用于海底矿物探测、打捞沉船、在海 上或干式船坞中修理船舶等。 军用机器人：海军和空军对移动式消防机器人感兴 趣，由于配有红外传感器，在紧急关头，能够作出比人 更快的反应。还有装炮弹机器人等。 发电厂机器人：在核发电厂，由于核燃料有放射作 用，很多工作更适合于机器人操作。如：给活动筛附属 装置上润滑油；阀门密封件的检修等。 家用机器人： 组装机器人： 自动工厂中的机器人：机器人的未来用途是成为全 自动化工厂或加工车间的一个组成部分
本田车厂焊接机器人 三维激光切割与焊接
2) 喷漆：喷漆易引发火灾，同时有害于身体健康，因 此，喷漆作业是机器人特有的用途。使用喷漆机器人的 另一个优点是涂层比人工喷涂的更加均匀。 机器人喷漆视频 机器人喷脱模剂视频
3) 磨削：利用工业机器人对焊缝或工作表面进行磨削。 机器人磨刀视频 机器人磨削汽车变速箱零件视频 机器人抛光视频1 机器人抛光视频2
4) 按信息输入方式分
(1) 人工操作机械手 (2) 固定程序机器人 (3) 可变程序机器人 (4) 程序控制机器人 (5) 示教再现机器人 示教－>记忆－>再现 (6) 智能机器人 具有发现问题并能自主解决问题的能力
机器人的分类视频1 机器人的分类视频2
பைடு நூலகம்
4. 工业机器人的用途与发展
用于一切可替代人操作的场合，尤其是劳动强度大、 重复性高、环境恶劣的地方。 工业、农业、服务业、科研 1)焊接：主要是指利用机器人进行点焊和弧焊。 点焊时要求机器人手腕握持焊接工具准确地对准所 要求的焊点，焊枪不与部件的其它部位接触。通常，这 些机器人所夹持的焊接工具大而重，同时还要求机器人 有一个比较大的活动范围。 弧焊是对材料进行连续焊接，焊接前首先要将复杂 的运行轨迹示教给机器人，在需要处理较宽的焊缝时， 可以编程使机器人作编织状的横摆运动。汽车工业运用 这种类型的机器人最多。
第七章 工业机器人
教学目的及要求
了解工业机器人的定义、分类和组成，了 解工业机器人的机械系统。 了解工业机器人的相关控制技术 了解机器人的视觉及机器人的智能
第一节 概述
1. 工业机器人的定义
• 美国机器人协会(RIA)：“机器人是一种能自动控制、 可重复编程、多功能多自由度的操作机，用于搬运材料、 工件、工具的专用装置。” • 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。 • 中国：机器人是一种拟人功能的机械电子装置。
垂直方向上的 刚性好，适于 装配工作
水平多关节型
动作范围宽； 结构刚度低； 精度较低； 装配、搬运、 弧焊、喷涂、 点焊等
垂直多关节
2) 按控制方式分
(1) 点位控制(Point to Point) 运动是连接两点之间的直线运动，关心的是末端执 行器在两个给定点的位置精度和姿态，具体运动轨迹如 何、运动时执行器的姿态并不是重点。 控制方式简单，适用于上下料、点焊等作业。 (2) 连续轨迹控制(Continuous Path) 运动轨迹可以是空间内的任意连续曲线，在整个运 动过程中，机器人和末端执行器均处于可控制状态。
(4) 末端执行器：又称“手”，是直接执行工作的装置， 可以是拟人的手掌、手指和夹持器等，也可以是各种作 业工具，如焊枪、喷漆枪等。
2) 控制系统 控制工业机器人按照规定要求动作，可分为开环控制 系统和闭环控制系统。多采用计算机控制。 计算机控制系统按内部功能划分的不同，可细分为： 决策级：识别环境、建立模型、任务分解。 策略级：按关节坐标协调变化的规律，将动作转化 为各关节的运动参数，传递给伺服控制系统。 执行级：按给定指令执行动作。 3) 驱动系统 按照控制指令，放大驱动信号，驱动执行机构动作。 常用的有：机械、液压、气动和电气四种。 机器人的组成视频
3. 工业机器人的分类
1) 按坐标形式分 (1) 直角坐标式 执行器通过沿三个 互相垂直的轴线移动 改变位置，机器人主 体结构的关节都是移 动关节。 位置精度高，控制 无耦合，简单可靠 结构庞大，动作范 围小，灵活性差
(2) 圆柱坐标型 圆柱坐标式机器人主体 结构具有三个自由度：腰 转、升降和伸缩，亦即具 有一个旋转运动和两个直 线运动。 通用性强，结构紧凑 机器人腰转时将手臂缩 回，减少了转动惯量 受结构限制，手臂不能 抵达底部，减少了工作范 围
4) 零部件装卸和传送：常用于生产线上。将零件从一 个位置移至工作区的另一个位置，有码放和卸货两种操 作，或在金属加工中，将零件从一个工作区送至另一个 工作区。下页图表示用机器人传送锻造毛坯的工作流程： 进料器将工件送至A点→机器人R1将工件送至B点→ 涂膜并转至C点→机器人R1将工件送至D点（干燥台） 并旋转至E点正好干燥→大机器人将工件从E移至F点 （加热转台）旋转一周至G点→从G点至H点锻打→机器 人R2将加工好的工件料箱或传送带上。
(3) 球面坐标式(极坐标 式) 机器人主体结构具有 三个自由度，两个旋转运 动和一个直线运动。 结构紧凑，位置精度 尚可，工作范围大，占地 面积小，控制系统复杂。
(4) 关节坐标式 主要由立柱、大臂 和小臂组成，形成腰关 节、肩关节和肘关节。 工作范围大、动作 灵活，但位置精度低， 控制有复杂的耦合问题。
3) 按驱动方式分
(1) 液压驱动 精度高，反应速度快，输出力或力矩大 液压机构维护复杂，成本高 (2) 气压驱动 由气动机构产生动力驱动关节运动。动作迅速，结 构简单，但受空气可压缩性影响，稳定性差，定位精度 低，抓取力小 (3) 电力驱动 能完成高速运动，具有传动机构少，成本低等优点， 在现代工业生产中已基本普及。 步进电动机直流伺服电动机交流伺服电动机