工业机器人 码垛机器人末端执行器应用
【精品论文】码垛机器人多功能末端执行器的设计
【精品论文】码垛机器人多功能末端执行器的设计摘要：码垛机器人是一种用于物料的自动堆叠或拆卸的机器人。
末端执行器是码垛机器人中起到抓取和堆叠物料的重要组成部分。
本论文在对码垛机器人末端执行器的功能需求进行分析的基础上，设计了一种多功能末端执行器。
该末端执行器具有抓取、旋转、推动、举升等功能，并能够根据不同的物料进行灵活的调整。
通过对末端执行器的力学和电气设计的详细分析，验证了其设计的可行性。
实验结果表明，该多功能末端执行器能够满足各种物料的堆叠需求，并具有较好的抓取稳定性和操作精度。
关键词：码垛机器人；末端执行器；多功能；抓取稳定性；操作精度1. 引言码垛机器人作为现代物流领域中的重要装备，能够提高物料的堆垛效率和减少人工劳动，广泛应用于仓库、物流中心等场所。
末端执行器作为码垛机器人中与物料直接接触的部分，其功能的设计和性能的优化对整个系统的效率和稳定性有着重要影响。
2. 码垛机器人末端执行器的功能需求分析针对码垛机器人的末端执行器，其主要功能需求包括抓取、旋转、推动、举升等。
首先，末端执行器需要具有足够的抓取力和抓取稳定性，以确保能够稳定地抓取不同形状和材料的物料。
其次，末端执行器还需要能够对物料进行旋转调整位置，以适应不同堆叠方式的需求。
此外，末端执行器还需要能够推动物料，以便将其准确地堆叠到目标位置。
最后，末端执行器还需要能够对物料进行举升，以便于在堆叠过程中调整高度。
3. 多功能末端执行器的设计在对末端执行器的功能需求进行分析的基础上，设计了一种多功能末端执行器。
该末端执行器由机械臂、抓取器、旋转装置、推动装置和举升装置组成。
机械臂负责控制末端执行器的运动轨迹，抓取器负责抓取物料，旋转装置通过驱动装置实现物料的旋转，推动装置通过轮胎或滚轮实现物料的推动，举升装置通过液压或电动机实现物料的举升。
各个部件之间通过传感器和执行器进行信息传递和控制。
4. 多功能末端执行器的力学设计针对多功能末端执行器的力学设计，进行了详细的分析和计算。
工业机器人末端执行器的类型及应用。
工业机器人末端执行器的类型及应用。
工业机器人末端执行器是指安装在机器人末端的用于完成特定任务的执行部件。
根据不同的应用需求，工业机器人末端执行器有多种类型，每种类型都有其特定的功能和应用领域。
一、夹持型末端执行器夹持型末端执行器主要用于夹持、抓取物体。
它们通常具有可调节的夹持力和灵活的夹持方式，可以适应不同形状、不同尺寸的物体。
夹持型末端执行器广泛应用于装配线、物流仓储、食品加工等领域，用于自动抓取和搬运物体。
二、剪切型末端执行器剪切型末端执行器主要用于切割、剪切材料。
它们通常具有高速、高精度的切割能力，可以在短时间内完成大量的切割任务。
剪切型末端执行器广泛应用于金属加工、纺织工业、塑料加工等领域，用于自动切割和剪裁材料。
三、焊接型末端执行器焊接型末端执行器主要用于焊接工艺。
它们通常具有稳定的电弧、精确的定位和高速的焊接速度，可以实现高质量的焊接效果。
焊接型末端执行器广泛应用于汽车制造、船舶建造、建筑结构等领域，用于自动焊接和焊接工艺。
四、喷涂型末端执行器喷涂型末端执行器主要用于涂装、喷涂工艺。
它们通常具有均匀的喷涂效果、可调节的喷涂厚度和高速的喷涂速度，可以实现高质量的涂装效果。
喷涂型末端执行器广泛应用于汽车制造、家具制造、建筑装饰等领域，用于自动喷涂和涂装工艺。
五、钻削型末端执行器钻削型末端执行器主要用于钻孔、铣削等工艺。
它们通常具有高速、高精度的钻削能力，可以在短时间内完成复杂的加工任务。
钻削型末端执行器广泛应用于机械制造、航空航天、电子零部件等领域，用于自动钻削和加工工艺。
六、测量型末端执行器测量型末端执行器主要用于测量、检测工艺。
它们通常具有高精度的测量能力和灵活的测量方式，可以实现精确的尺寸测量和质量检测。
测量型末端执行器广泛应用于质量控制、精密加工、医疗器械等领域，用于自动测量和检测工艺。
工业机器人末端执行器的类型多样化，每种类型都有其特定的功能和应用领域。
这些末端执行器的应用可以大幅提高生产效率、降低劳动强度，并且具有一定的灵活性和适应性，能够适应不同的工业生产需求。
工业机器人技术与应用练习题(附参考答案)
工业机器人技术与应用练习题（附参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.在标准配置中，I/O电源由内部电源给定，约1.5A的DC24V的内部电源可供输入/输出控制使用。
使用中若超出 1.5A电流时，应使用24V的外部电源。
A、正确B、错误正确答案：A2.液压传动的工作原理是帕斯卡定律。
A、正确B、错误正确答案：A3.机械位移传感器是用来测量位移、距离、位置、尺寸等几何量的一种传感器。
A、正确B、错误正确答案：B4.ABB 机器人DSQC651标准板提供8个数字输入信号，地址范围是0-7。
A、正确B、错误正确答案：A5.2：1是缩小比例。
A、正确B、错误正确答案：B6.对称三相Y接法电路，线电压最大值是相电压有效值的3倍。
A、正确B、错误正确答案：B7.换向阀靠近弹簧一侧的方框(位)为常态。
A、正确B、错误正确答案：A8.安装线槽时必须使用至少两个带垫圈的螺丝。
A、正确B、错误正确答案：A9.直流伺服电机的调节特性：是指转矩恒定时，电动机的转速随控制电压变化的关系。
A、正确B、错误正确答案：A10.ABB标准I0板DSCQ651为8入8出的数字板，并且8个输出为继电器输出。
A、正确B、错误正确答案：B11.直⾓坐标机器⾓的⾓作范围为圆柱形状。
A、正确B、错误正确答案：B12.液压系统的工作压力决定于外负载。
A、正确正确答案：A13.ABB机器人可以长时间进行工作，无需定期重启系统。
A、正确B、错误正确答案：A14.直流电机只能顺时针方向旋转。
A、正确B、错误正确答案：B15.球面坐标机器人的空间位置分别由旋转、摆动和横移3个自由度确定。
A、正确B、错误正确答案：A16.通过示教器直接按下posn可以查看机器人当前轴位置。
A、正确B、错误正确答案：A17.完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
A、正确B、错误正确答案：A18.交流伺服电机由于结构简单、成本低廉、无电刷磨损、维修方便，被认为是一种理想的侗服电机。
码垛机器人的组成及工作原理
码垛机器人的组成及工作原理
码垛机器人（Palletizing Robot）是一种自动化设备，用于将产品（如货物、箱子、袋子等）按照指定的方式码放到托盘或货架上。
其组成和工作原理主要包括下面几个方面：
1. 机械臂：码垛机器人通常采用多轴机械臂，具有灵活的运动能力和大范围的工作空间。
机械臂通常由基座、多个可移动的关节和末端执行器（如夹爪、吸盘等）组成。
2. 控制系统：码垛机器人的控制系统由电脑和相关软件组成，可以通过编程指令来实现自动化操作。
操作人员可以通过人机界面与机器人进行交互和指令输入。
3. 感知系统：码垛机器人通常配备有多种感知设备，如视觉系统、激光距离传感器等，用于实时感知和检测工作环境、托盘位置、物体形状等信息。
4. 动力系统：码垛机器人通常需要配备适当的动力系统，如电动机、液压系统等，用于驱动机械臂的运动。
码垛机器人的工作原理一般包括以下几个步骤：
1. 环境感知：通过感知系统获取工作环境、托盘位置、物体位置和形状等信息。
2. 路径规划：根据感知到的信息和设定的码垛方式，机器人会通过控制系统中的规划算法来规划机械臂的路径，以保证码垛
过程的准确性和高效性。
3. 抓取动作：机器人根据路径规划结果，控制机械臂的末端执行器（夹爪、吸盘等）进行相应的抓取动作，将物体从原始位置取下。
4. 码垛动作：机器人将抓取到的物体按照设定的方式，准确地码放到目标位置上。
5. 完成动作：完成码垛后，机器人会进行后续的动作处理，如松开抓取物体的夹爪、返回初始位置等。
通过上述的组成和工作原理，码垛机器人能够实现高效、准确、连续地自动码垛操作，提高工作效率和减轻人工劳动强度。
《工业机器人应用系统集成》项目三搬运码垛机器人应用系统集成
搬运机器人应用系统集成
2 搬运机器人的分类
根据结构形式不同
搬运机器人
龙门式搬运 机器人
悬臂式搬运 机器人
侧壁式搬运 机器人
关节式搬运 机器人
摆臂式搬运 机器人
搬运机器人应用系统集成
（1）龙门式搬运机器人：其坐标系主要由x轴、 y轴和z轴组成，多采用模块化结构，可依据负载位 置与大小选择对应的直线运动单元及组合结构形式 （在移动轴上增加旋转轴便可延伸成四轴或五轴形 式），且其结构形式决定了其负载能力。该类机器 人可实现大物料、重吨位搬运，采用直角坐标系， 编程方便快捷，广泛运用于生产线自动转运、机床 上下料等大批量生产过程。
工业机器人 应用系统集成
（第2版）
项目三
搬运码垛机器人 应用系统集成
项目导读
随着我国社会老龄化的发展和工厂用工成本的不断增 加，物流自动化日益受到工业企业的关注。搬运码垛机器 人应用系统作为工业机器人在物料自动化领域的一种典型 应用，近年来取得了长足的发展，在提高物流效率、降低 物流成本方面表现优异。搬运码垛机器人应用系统因与当 下制造业小批量、多种类的发展模式相吻合，而备受市场 青睐。本项目先从任务分析、硬件选型和软件配置三个方 面分别认识搬运与码垛机器人应用系统的集成，然后通过 任务实施深入学习系统集成的一般流程与注意事项。
CONTENTS
1 搬运机器人应用系统集成 2 砖垛机器人应用系统集成
搬运机器人 应用系统集成
搬运机器人应用系统集成
1960 年 ， 美 国 出 现 了 最 早 的 搬 运 机 器 人 ， 即 Unimate和Versatran两种机器人。它们首次被用于搬运 作业，并实现了将工件从一个位置移动到另一个位置的 操作。随着科技的发展，在搬运机器人上安装不同的末 端执行器，可以完成各种不同形状和不同状态工件的搬 运作业。2012年以后，全球搬运机器人发展迅速并持续 增长，预计2022年全球搬运机器人产量将达到283 740 台，所创造的收入高达85.94亿美元。由此可以看出，科 学技术的突飞猛进，给人类经济社会的发展带来了极大 的推动，也证实了我党提出的“科学是第一生产力”的 科学论断。作为当代青年，我们要始终拥护党的领导， 用科学知识武装自己，为实现中华民族伟大复兴的中国 梦贡献力量。
工业机器人技术基础-第八章-码垛机器人
任务二 码垛机器人及其操作应用
对码垛机器人而言,TCP随末端执行器不同而设置在不同的位 置。就吸附式末端执行器而言,其TCP一般设在法兰中心线与吸盘 所在平面交点的连线上并延伸一端距离,该距离的长短依据吸附物 料高度确定,如图3-2-9a所示,生产再现如图3-2-9b所示;夹板式末端 执行器和抓取式末端执行器的TCP一般设在法兰中心线与手爪前 端面交点处,其中抓取式末端执行器的TCP如图3-2-10a所示,生产再 现如图3-2-10b所示;而组合式末端执行器的TCP设定需依据主要作 用的单组手爪确定。
机械手爪：真空吸附式机械手爪
说明：该类手爪主要用于适合吸盘吸取的码放物，如覆膜包装盒， 装啤酒箱，塑料箱，纸箱等。
24
任务二 码垛机器人及其操作应用
2.夹板式末端执行器 夹板式末端执行器(手爪)是码垛过程中最常用的一类手爪,常见的夹板
式手爪有单板式和双板式两种结构,如图3-2-6所示。 夹板式手爪主要用于整箱或规则盒的码垛,可用于各行各业。 夹板式手爪的夹持力度比吸附式手爪大,可一次码一箱(盒)或多箱(盒),
任务二 码垛机器人及其操作应用
一、码垛机器人的分类及特点
解放出来,已在各个行业的包装物流线中发挥重大作用。归纳起来,码垛 机器人主要有以下几个方面的优点: 1)占地面积小,动作范围大,减少厂源浪费。 2)能耗低,降低运行成本。 3)提高生产率,使劳动者摆脱繁重体力劳动,实现“无人”或“少人”码垛。
码垛机器人的系统组成
通常码垛机器人主要有 操作机、控制系统、码垛系统（气体发生装置、液压发 生装置）和安全保护装置组成 。
3
1
6
2
5
4 7
1 — 机器人控制柜； 2 — 示教器； 3 — 气体发生装置； 4 — 真空发生装置； 5 — 操作
码垛机器人技术方案
六、效益分析
1.提高生产效率：码垛机器人可连续24小时工作，大大提高生产效率。
2.降低劳动成本：减少人工参与，降低企业人力成本。
3.提高码垛质量：机器人具有高精度、高稳定性，可减少货物损坏。
4.保障作业安全：降低工人劳动强度，减少安全事故的发生。
二、需求分析
1.提升堆垛速度和准确性，减少人工干预。
2.适应不同尺寸、形状和重量的货物。
3.确保作业过程安全可靠，降低劳动强度。
4.提高系统适应性和灵活性，满足多样化生产需求。
三、系统设计原则
1.先进性：采用国内外先进的码垛技术和设备。
2.可靠性：确保系统长期稳定运行，降低故障率。
3.安全性：遵循国家和行业安全标准，保障人员和设备安全。
5.安全防护：配备紧急停止装置、安全光栅等，确保作业过程安全。
五、技术方案详述
1.机器人本体选型：
-根据货物特性和码垛要求，选择合适的型号，满足速度、精度和负载需求。
-考虑到维护便捷性，选择易损件少、维护简单的机器人本体。
2.控制系统设计：
-运动控制：采用高性能运动控制卡，实现机器人的精确运动控制。
本方案将为企业的码垛作业带来革命性的改进，推动自动化、智能化生产的发展。在实施过程中，应严格遵循设计方案，确保系统的合法合规运行。
码垛机器人技术方案
第1篇
码垛机器人技术方案
一、背景
随着工业生产自动化程度的不断提高，码垛作业作为物流搬运环节的重要组成部分，对提高生产效率、降低劳动强度具有重要意义。为满足企业高效、稳定、安全的码垛需求，本方案提出一种基于现代控制技术的码垛机器人系统。
二、目标
1.提高生产效率，降低劳动成本。
工业机器人末端执行器的类型及应用。
工业机器人末端执行器的类型及应用。
工业机器人末端执行器是指机器人系统中连接机械臂和工作对象的部件，也称为机械手或机器人手。
末端执行器的选择和设计直接影响到机器人的功能和应用范围。
目前市场上常见的工业机器人末端执行器主要有夹爪型、磁力型、吸盘型和喷涂型等。
夹爪型末端执行器是最常见的一种类型，它通过夹爪来抓取、抱持和放置物体。
夹爪型末端执行器具有较强的抓取能力和灵活性，适用于物体抓取、装配、搬运等各种应用场景。
夹爪型末端执行器根据需要可以设计成单指夹爪、多指夹爪、平行夹爪等多种形式，以适应不同形状和尺寸的物体。
磁力型末端执行器是利用磁力吸附物体的一种执行器。
它通常使用电磁铁或永磁体来产生磁力，将物体吸附在机器人末端执行器上。
磁力型末端执行器适用于需要固定或悬挂物体的应用，如焊接、喷涂、装配等。
磁力型末端执行器具有较大的吸附力和稳定性，能够在机器人运动过程中保持物体的位置和姿态。
吸盘型末端执行器是利用负压原理将物体吸附在执行器表面的一种执行器。
吸盘型末端执行器通常由吸盘、真空泵和气路控制系统组成。
它适用于需要抓取平面物体的应用，如玻璃板、金属板等。
吸盘型末端执行器具有较强的抓取能力和稳定性，可以通过调整吸盘数量和排列方式来适应不同形状和尺寸的物体。
喷涂型末端执行器是专门用于涂装和喷涂应用的一种执行器。
它通常由喷枪、喷嘴、喷涂控制系统等组成。
喷涂型末端执行器具有精准的喷涂控制和均匀的喷涂效果，适用于汽车、家具、电子产品等行业的涂装和喷涂工艺。
工业机器人末端执行器的应用非常广泛。
在制造业中，工业机器人末端执行器可以用于自动装配、物料搬运、焊接、喷涂、加工等各个环节。
在汽车工业中，工业机器人末端执行器可以用于汽车零部件的生产和组装，提高生产效率和品质稳定性。
在电子工业中，工业机器人末端执行器可以用于电子产品的组装和测试，提高生产速度和产品质量。
在食品工业中，工业机器人末端执行器可以用于食品加工和包装，提高生产效率和卫生安全性。
工业机器人技术--装配机器人及操作应用
9.2 装配机器人的系统组成
所
装配机器人的末端执行器是夹持工件移动的一种夹具，类似于搬运、码垛机器
处 位
人的末端执行器，常见的装配执行器有 吸附式、夹钳式、专用式 和 组合式 。
置 ———
➢吸附式 吸附式末端执行器在装配中仅占一小部分，广泛应用于电视、录音机、
—
鼠标等轻小物品装配场合。
【 ➢ 夹钳式 夹钳式手爪是装配过程中最常用的一类手爪，多采用气动或伺服电机驱
工业机器人技术--装配机 器人及操作应用
章节目录
学习目标 导入案例
9.1 装配机器人的分类及特点
9.2 装配机器人的系统组成
9.3 装配机器人的作业示教
9.3.1 螺栓紧固作业 9.3.2 鼠标装配作业
课堂认知 扩展与提高 本章小结
思考练习
9.4 装配机器人的周边设备 ….
9.4.1 周边设备 9.4.2 工位布局
处 配作业，在其作业中常用到的传感系统有 视觉传感系统、触觉传感系统 。
位 置
➢触觉传感系统 装配机器人的触觉传感系统主要是时刻检测机器人与被装配
——— 物件之间的配合，机器人触觉可分为 接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉 等
—
五种传感器。在装配机器人进行简单工作过程中常见到的有 接触觉、接近觉
【
和力觉 等。
2 ） 精度高，具有极高重复定位精度，保证装配精度； 3 ） 提高生产效率，解放单一繁重体力劳动；
4 ） 改善工人劳作条件，摆脱有毒、有辐射装配环境；
5 ）可靠性好、适应性强，稳定性高；
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9.1 装配机器人的分类及特点
所 装配机器人在不同装配生产线上发挥着强大的装配作用，装配机器人大多由 4-
工业机器人技术及应用第六章答案
（ 1 ）根据车间场地面积，在有利于提高生产节拍的前提下，搬运机器人工作 站可采用 L 型、环状、“品”字、“一”字等布局。（√ ）
（ 2 ）关节式码垛机器人本体与关节式搬运机器人没有任何区别，在任何情况 下都可以互换。（ ×）
（ 3 ）关于码垛机器人 TCP 点，吸附式多设在法兰中心线与吸盘所在平面交点 思 的连线上并延伸一段距离使这段距离等同于物料高度，而夹板式同抓取式多设在 练 法兰中心线与手爪前端面交点处。（√ ）
1 、填空
第六章 作业
（ 1 ）从结构形式上看，码垛机器人可分为摆臂式码垛机器人 、龙门式码垛机器人和 关节式码垛机器人。
（ 2 ）码垛机器人常见的末端执行器分 _吸附式_ 、 _夹板式_ 、 _抓取式_ 进一出_ 、 _一进两出_ 、 _两进两出_ 和四进四出等形式。
2 、选择
（ 1 ）在实际生产当中常见的码垛机器人工作站工位布局是（ A）。 ①全面式码垛 ②集中式码垛 ③一进一出式码垛 ④两进两出式码垛⑤一进 两出式码垛 ⑥三进三出式码垛 A. ①② B. ①②③ C. ③④⑤⑥ D. ③④⑤ （ 2 ）对医药品码垛工作站而言，码垛辅助设备主要有（D ）。 ①金属检测机 ②重量复检机 ③自动剔除机 ④倒袋机 ⑤整形机 ⑥待码 输送机 ⑦传送带 ⑧码垛系统装置 ⑨安全保护装置 A. ①②③⑦⑧⑨ B. ①③⑤⑦⑧⑨ C. ②③④⑦⑧⑨ D. ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨
工业机器人的几大主要应用场景
工业机器人的几大主要应用场景机器人码垛：包装的种类、工厂环境和客户需求等将码垛变成包装工厂里一个头痛的难题，选用码垛机器人最大的优势是解放劳动力，一台码垛机至少可以代替三四个工人的工作量，大大削减了人工成本。
码垛机器人是将包装货物整齐的、自动的码垛，在末端执行器安装有机械接口，可以跟换抓手，使码垛机器人应用在更多的场合，其应用在工业生产和立体化仓库，码垛机器人的使用无疑会大大的提高生厂力，降低工人的工作强度，在个别恶劣的工作环境下还对工人的人身安全起到有效保障的作用。
机器人冲压：冲压机器人能代替人工作业的繁琐重复劳动以实现生产的机械全自动化，能在不同的环境下高速运作的情况下还能确保人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等企业，因为这些行业在生产过程中的重复动作相对比较多，所以在这些行业中利用冲压机器人的价值会很高，这些行业利用冲压机器人生产商品的效率会很高，从而为企业带来更高的利润。
机械手全自动化解决方案：节省人力物力，降低企业在生产过程中的成本。
取出生产好的产品放置在输送带或承接台上传送到指定目标地点，只要1人管理或一人同时看两台甚至更多台注塑机，可大大节省人工，节约人工工资成本，做成自动流水线更能节省厂地的使用范围。
机器人分拣分拣工作是内部物流最复杂的一环，往往人工工时耗费最多。
自动分拣机器人能够实现24 小时不间断分拣；占地面积小，分拣效率高，可减少70%人工；精准、高效，提升工作效率，降低物流成本。
机器人高速分拣可以在快速流水线作业中准确跟踪传送带的速度，通过视觉智能识别物体的位置、颜色、形状、尺寸等，并按照特定的要求进行装箱、分拣、排列等工作，以其快速灵活的特点大大提高了企业生产线的效率，降低了企业的运营成本。
性能：支持RS232 / 485、TCP / IP 自定义通信；支持EtherCAT、Modbus 485、Modbus TCP 标准总线通信；运动控制模块负责机器运动学、路径规划等算法的处理及运动控制；视觉模块包含视觉标定、模版匹配、图像处理；跟踪模块匹配视觉处理结果和外部输送线运行情况，进行动态跟踪，实现机器与视觉的无缝对接。
工业机器人定义
7.吸附式分为气吸附和磁吸附;气吸附利用吸盘鱼大气压之间压差工作，分为:真空吸盘吸附、气流负压气吸附、挤压排气负气压吸附等
8.磁吸附:分为电磁吸盘、永磁吸盘、电永磁吸盘
9.电磁吸盘:在内部激磁线圈通直流电产生磁力，吸附导磁性工件
10.永磁吸盘:利用磁力线通路的连续性及磁场叠加性工作，通过磁系之间的相互运动控制工作磁极面上的磁场强度，进而实现工件的吸附和释放动作
4.工业机器人应用:机器人搬运、码垛、焊接、涂装、装配
第二章
1.三大核心零部件:伺服电动机、减速器、控制系统
2.第一代工业机器人组成:操作机、控制器、示教器:第二、三代还包括:感知系统、分析决策系统，分别由传感器及软件实现
*3.操作机(机器人本体):是工业机器人的机械主体，用来完成各种作业的执行机构。主要由:机械臂、驱动装置、传动单元、内部传感器等组成
11.电永磁吸附:利用永磁磁铁产生磁力，利用激磁线圈对吸力大小进行控制，达到“开、关”作用12.常见手爪前端6表5-4
13.搬运机器人工作站采用:L型、环型、“品”字、“一”字等布局
第六章
1.码垛机器人的末端执行器是夹持物品移动的一种装置，常见形式:吸附式、夹板式、抓取式、组合式2.夹板式:常见的夹板式有单板式和双板式。主要用于整箱或规则盒码垛，需要单独机构控制，工作状态下爪钩与侧板成90度，起到承托物件防止脱落作用。
8.手动操纵工业机器人:是通过手动操控示教器上的机器人运动轴按键，将机器人在某一或某几个坐标系下移动到某个位置的方法。一般采用点动、连续移动实现;点动:主要用在离目标较近场合;连续移动:用在离目标较远场合
第四章
*1.示教基本工作原理:示教---再现;示教:也称导引，由操作者直接或间接导引机器人，一步步按实际作业要求告知机器人应该完成的动作和作业的具体内容，机器人在引导过程中以程序的形式将其记忆下来，并存储在机器人控制装置内;再现:是通过存储内容的回放，使机器人能在一定精度范围之内按照程序展现所示教的动作和赋予的作业内容
工业机器人末端执行器名词解释
工业机器人末端执行器名词解释一、末端执行器的定义末端执行器，又称末端工具，是指安装到机器人末端的执行器设备，用于完成机器人的具体操作任务。
末端执行器是机器人的“手”，负责实现各种动作和操作，根据不同的任务需求，末端执行器可以采用不同的形式和结构，如夹爪、夹具、吸盘、焊枪、喷嘴等。
它们是机器人系统中最重要的组成部分之一。
二、末端执行器的作用1.实现精确操作末端执行器可以根据预设的程序和指令，通过机器人系统实现精确的动作和操作。
无论是抓取、装配、焊接还是喷涂，末端执行器都能够完成精准的动作，保证产品质量和生产效率。
2.适应多样化需求末端执行器可以设计和制造成不同形式和结构，以满足不同的生产任务需求。
无论是小零件的装配、大型零件的搬运，还是对不同形状、尺寸产品的加工和处理，末端执行器都能够适应多样化的生产需求。
3.提高生产效率末端执行器的自动化操作能够有效地提高生产效率，减少劳动力成本，降低人为操作错误率，实现全天候、连续性的生产，提高工厂的整体生产效率。
三、末端执行器的分类根据不同的功能和应用需求，末端执行器可以分为以下几类：1.夹爪类夹爪类末端执行器通常用于抓取、夹持和搬运工件，常见的有平行夹爪、角形夹爪、气动夹爪等，适用于各种不同形状的工件抓取和夹持。
2.夹具类夹具类末端执行器是一种专用的夹紧设备，通常用于夹持、固定和定位特定形状的工件，在装配、加工和检测过程中发挥重要作用。
3.吸盘类吸盘类末端执行器采用真空吸盘技术，用于对平面、曲面或异形工件的吸附和搬运，具有对工件表面无损伤的优点，适用于玻璃、金属、塑料等材料的搬运操作。
4.焊枪类焊枪类末端执行器主要用于焊接任务，根据不同的焊接方法和要求，可以设计成气体保护焊枪、电弧焊枪、激光焊枪等不同形式。
5.喷嘴类喷嘴类末端执行器通常用于涂覆、喷涂和喷粉等操作，根据不同的涂装材料和方法，可以设计成喷漆枪、涂胶枪、喷粉枪等不同类型的喷嘴。
四、末端执行器的选择要点在选择末端执行器时，需要考虑以下几个要点：1.任务需求根据实际的生产任务需求，确定末端执行器所需的功能和性能参数，包括抓取力、夹持范围、夹持方式、工作精度等。
码垛机器人多功能末端执行器的设计
收稿日期:2011-02-07作者简介:李晓刚(1977-),男,江西瑞昌人,北京林业大学讲师,主要从事包装机械、运输包装的教学和研究。
码垛机器人多功能末端执行器的设计李晓刚,刘晋浩(北京林业大学,北京100083)摘要:为满足码垛机器人完成不同类型和规格包装件的码垛作业要求,提出了一种新型的码垛机器人多功能末端执行器的设计方案。
该方案采用气动驱动,通过夹持机构、抓取机构和吸附机构,实现各类包装件和托盘以及垫纸等的夹持、抓取、吸持等动作。
在总体方案的基础上,通过详细设计分析与计算,完成了末端执行器的结构设计,并在SolidWor ks 软件平台上建立了末端执行器的三维CA D 模型,最后进行了气缸选型和气动系统设计。
该末端执行器设计合理,迎合了实际情况和需求,具有良好的应用前景。
关键词:码垛机器人;末端执行器;包装件;CA D 模型;结构设计;气动系统中图分类号:T B486+.03 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2011)07-0080-05De sign of M ultifunctional End Effector of Palletizing Rob otsL I X iao -gang ,L I U J in -hao(Beijing F orestr y U niv ersity ,Beijing 100083,China)Ab stract:A new design scheme of mult ifunctio nal end effecto r of palletizing r obots was presented to satisfy the r equirements of palletizing different types and specificatio ns packag es.Clamping of box es,g r asping o f bag s,pallets and pails,sucking o f sheets w ere implemented by the clamping,g rasping and sucking mechanisms dr iven by pneumatics.By analyzing and calculatio n,the structure o f t he end effecto r was desig ned and 3D CA D models w ere set up in SolidWo rks platfo rm based o n g enera l plan.F inally the cy linder type selection w as com pleted and the pneumatic system of the end effecto r was desig ned.T he general design is r easo nable and meets the actual situatio ns and r equir ements.It has a g ood applicatio n pro spect.Key word s:palletizing ro bo t;end effector ;packag e;CA D model;structur al design;pneumat ic system现代企业集团化、生产能力规模化、多品种少批量的生产方式,使得码垛机器人的应用需求越来越大,对机器人工作能力的要求也不断提高,不仅要求码垛机器人向高速化方向发展,而且要求机器人具备处理多种产品的能力,实现一机多产品、一机多盘、一机多线的功能[1]。
项目二任务2、分拣机器人末端执行器应用
工业机器人末端执行器的分类与应用分拣机器人末端执行器应用项目二工业机器人末端执行器的分类与应用任务二导入●分拣展示工作站的组成和工作原理？●分拣机器人末端执行器由哪些部分组成？目录学习目标知识准备任务实施主题讨论12学习目标掌握分拣展示工作站的工作原理掌握分拣机器人末端执行器的结构知识目标典型分拣展示工作站的工作原理在本任务中：“眼药水瓶分拣单元”采用FANUC M-1iA “多种零件混线分拣单元”采用FANUC M-2iA 多轴XYZ 控制平台示意图包括M-1iA 、M-2iA 、M-3iA 三个型号，最大负重、动作范围都依次增大。
▲FANUC iA 系列并联机器人定义二：单一数值机器人在工作范围内的任何位置姿态上所能承受的最大重量。
显然，该值是负载曲线中的最小值。
▲机器人最大负重的定义——关于上页表中的参数“最大负重”定义一：机器人负载曲线机器人末端处于不同位置时所能承受的最大载荷。
如右图，在6公斤到10公斤之间，手臂伸出越多，负载能力越弱。
“最大负重”是工件和末端执行器的重量之和。
工作流程1.“眼药水瓶分拣单元”的组成和工作原理；2.“多种零件混线分拣单元”的组成和工作原理；3.两种分拣单元末端执行器的对比。
任务实施一、眼药水瓶分拣单元1.眼药水瓶分拣单元的组成本单元硬件系统由以下几部分组成：1）2并联4轴机器人；2）末端执行器2套；3）1部视觉相机；4）上料输送线1条；5）下料输送线1条；软件系统包括：（2D视觉系统）1套；2）Visual Tracking（视觉跟踪系统）1套。
在该单元中，2台机器人共享FANUC iRVision （2D视觉系统）和Visual Tracking（视觉跟踪功能）的数据，共用一个视觉相机及编码器数据；一、眼药水瓶分拣单元2.视觉定位和视觉跟踪功能1）FANUC iRVision （2D视觉系统）对杂乱摆放的零件进行视觉定位。
根据事先设定的零件特征，捕捉传送带上的零件，计算零件的位置和摆放角度，将这些位置和角度作为偏移量赋值给机器人程序，使机器人末端执行器能够准确达到目标零件上方，进行抓取；2）Visual Tracking（视觉跟踪功能）视觉跟踪技术使用编码器将传送带速度实时传输给机器人控制器，因此机器人执行器可以同步跟踪传送带的运动，从而保证输送线一直运动，无需停止，即可抓取零件；通过上述两项技术的结合，实现对杂乱摆放、且处于运动状态下的零件抓取，展示了机器人最新的分拣自动化技术，以适应大批量、高速运行的自动化流水线的生产需求。
工业机器人 焊接机器人末端执行器应用
任务实施
2.“焊接机器人工作站”主要设备的作用
7）焊枪： 作为焊接机器人的末端执行器，
焊枪集提供焊接电流、送丝、供气于 一体。焊枪安装在焊接机器人末端的 安装法兰上。
一般焊枪与机器人安装法兰之间 装有碰撞传感器，当焊枪与工件或设 备发生碰撞时，碰撞传感器会发出信 号，使焊接中断。
任务实施
2.“焊接机器人工作站”主要设备的作用
3）变位机： 可以有1轴或2轴。
作为机器人的附加轴， 变位机与机器人协同动 作，完成具有空间复杂 轨迹的焊缝焊接。
附加轴的运动在机 器人程序中通过专门附 加轴指令控制。
4）清枪装置 机器人焊枪经过一段时间焊接
后，在高温电弧的作用下，会出现 堵塞，粘丝、烧蚀等情况。因此， 在机器人程序中，需要设置专门指 令，控制机器人将焊枪送至清枪装 置，对焊枪头部进行清理。
知识准备
三、焊枪与机器人的连接方式
焊枪与机器人本体有多种连接方式，常见方式如图所示：
固定支架连接焊枪夹持方式准备
四、FANUC Robot M-10iA机器人简介
该型机器人可以在搬运、码垛、装配、喷涂、 焊接等多领域应用。配置所需的焊接设备及软件 后，该机器人可作为焊接机器人使用。
任务实施
2.“焊接机器人工作站”主要设备的作用
5）送气系统： 目前机器人气
体保护焊主要采用 的是富氩气体，即 90%氩气加10%二 氧化碳。该气体通 过瓶装，由专业工 业气体供应商提供。
6）焊丝卷： 焊接机器人所用的焊丝一般
有直径0.8，1.0，1.2，1.6mm等 几种，由焊丝供应商成卷提供。 焊丝直径根据被焊接材料的厚度 及焊接速度的要求选择。
8）排烟系统： 焊接过程会产生大量有毒烟雾，
工业机器人末端执行器的类型及应用。
工业机器人末端执行器的类型及应用。
工业机器人末端执行器是指安装在机器人机械臂末端的装置，用于完成各种任务和操作。
根据其类型和功能不同，工业机器人末端执行器可以分为夹爪、工具换装器、传感器、涂装枪等多种类型。
夹爪是工业机器人末端执行器中最常见的一种。
夹爪主要用于抓取、夹持和搬运物体。
根据不同的应用需求，夹爪的形状和材质也各不相同，例如常见的有机械爪、磁性夹爪和气动夹爪等。
夹爪通常通过机械臂的控制系统来控制开合和力度，可以适应不同形状和重量的物体，广泛应用于装配、包装、物料搬运等领域。
工具换装器是一种用于在机器人末端快速更换工具的装置。
工具换装器通常由工具盘、换装机构和控制系统组成。
通过工具换装器，机器人可以在不停机的情况下，快速更换不同的工具，实现不同工艺的自动化操作。
例如，在汽车制造过程中，机器人可以通过工具换装器实现焊接枪、切割器等工具的快速切换，提高生产效率和灵活性。
传感器也是工业机器人末端执行器中常见的一种类型。
传感器可以安装在机器人末端，用于感知环境和物体的信息。
根据不同的需求，传感器可以分为视觉传感器、力传感器、触觉传感器等。
视觉传感器可以用于物体检测和定位，力传感器可以用于力控操作和力矩测量，触觉传感器可以模拟人类的触觉感知能力，实现精细操作。
传感器的应用可以使机器人具备更强的感知能力和适应性，在装配、检测、精密加工等领域发挥重要作用。
涂装枪也是一种常见的工业机器人末端执行器。
涂装枪主要用于在汽车制造、家电制造等行业的涂装过程中，实现自动化喷涂操作。
涂装枪通常由喷枪、喷嘴和控制系统组成，通过机器人的精确控制，可以实现均匀、高效的涂装效果。
涂装枪的应用不仅提高了生产效率，还减少了涂装过程中的人为误差，保证了涂装质量的一致性。
工业机器人末端执行器的类型多样，应用广泛。
夹爪用于抓取和夹持物体，工具换装器实现工具的快速更换，传感器增强机器人的感知能力，涂装枪实现自动化涂装操作。
随着工业机器人应用的不断发展和创新，末端执行器的类型和功能也将不断丰富和完善，为工业生产带来更高的效率和质量。
《码垛机器人及其操作应用》课件模板
1 ）打开要再现的作业程序，并将光标移动到程序的开始位置，将示教器上的
【模式开关】设定到“再现 / 自动”状态。
2 ）按示教器上【伺服 ON 按钮】，接通伺服电源。
3 ）按【启动按钮】，码垛机器人开始运行。
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6.3 码垛机器人的作业示教
所
码垛机器人编程时运动轨迹上的关键点坐标位置可通过示教或坐标赋值方式进
、摆臂式码垛机器人和龙门式码垛机器人 。
【
课
堂
认
知
】
关节式码垛机器人
龙门式码垛机器人 码垛机器人分类
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摆臂式码垛机器人
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6.2 码垛机器人的系统组成
所
通常码垛机器人主要有 操作机、控制系统、码垛系统（气体发生装置、液压发
处 生装置）和安全保护装置组成 。
位
置
———
3
—
1
6
2
【
5
课
堂
认
— 面交点处；而组合式 TCP 设定点需依据起主要作用的单组手爪确定。
【 课 堂 认 知 】
工具中心在法兰
中心线与手爪前
TCP
端面的交点处
抓取式 TCP
抓取式 TCP 点及生产再现
生产再现
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6.3 码垛机器人的作业示教
所 处
以袋料码垛为例，选择关节式（ 4 轴），末端执行器为抓取式，采用在线示教
返回
目录
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6.1 码垛机器人的分类及特点
所 处
码垛机器人与搬运机器人在本体结构上没有过多区别，通常可认为码垛机
位 器人本体较搬运机器人大，在实际生产当中码垛机器人多为四轴且多数带有辅
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任务实施
2. 码垛参数的设置
左上图是在参数界面中指定行、列、层数； 左下图是在示教（即输入记录）4个典型位置
任务实施
3.抓抱式末端执行器的结构（例源自）：当末端执行器到达抓取位置后， 程序指令给气缸左腔供气，活塞杆 伸出，推动摇臂绕翻转轴顺时针旋 转。摇臂、翻转轴和爪臂三者刚性 连接，由此带动手爪绕翻转轴中心 顺时针转动；
工业机器人末端执行器的分类 与应用
任务三
项目二 工业机器人末端执行 器的分类与应用
码垛机器人末端执行器应用
导入
机器人码垛展示工作站的组成和工作原理？ 码垛机器人末端执行器的结构和工作原理？
目录
学习目标
知识准备
任务实施
主题讨论
学习目标
学习目标
知识目标
1 掌握码垛展示工作站的工作原理 2 掌握码垛机器人末端执行器的结构
任务实施
2. 码垛参数的设置
对于FANUC机器人的码垛功能模块，码垛一 个4行、3列、5层的料垛（如图），只需要在程 序中指定料垛的4个典型位置即可：
P(1,1,1)——底层原点 P(1,3,1)——底层1行3列点 P(4,1,1)——底层4行1列点 P(1,1,5)——5层原点
设定这4个典型位置之后，料垛中的其它位 置全部由机器人自动运算得出，无需再人工示教。
学习重点
典型码垛机器人末端执行器的结构
知识准备
▲FANUC M-410iB/140H机器人
是一款具有5自由度的高速码 垛机器人；
最大负载为140kg； 工作范围可达2850mm； J1轴有360度旋转空间； 该机器人具有本体小、手 臂细长、手腕灵活的特点，大大 提高了码垛的生产效率。
知识准备
工作流程
同理，另一侧手爪反向旋转， 两侧手爪相对运动，实现对料包的 抓抱。
任务实施
3.抓抱式末端执行器的结构（例2）：
当末端执行器到达抓取位置后，程 序指令给气缸右腔供气，活塞杆缩回， 带动摇臂绕翻转轴逆时针旋转。摇臂、 翻转轴和爪臂三者刚性连接，由此带 动手爪绕翻转轴中心逆时针转动；
同理，另一侧手爪反向旋转，两 侧手爪相对运动，实现对料包的抓抱。
任务实施
请观看微课视频：“码垛机器人末端执行器应用”
主题讨论
讨论问题
抓抱式末端执行器有哪些部分组成？ 码垛的主要参数有哪些？
小结
通过对码垛工作站及末端执行器的学习，使我们进 一步学习了机器人末端执行器的结构和工作原理， 并了解码垛参数设置的基本原理。
谢谢观看
1.“机器人高速码垛展示单元”的组成和工作原理； 2. 码垛参数的设置原理； 3. 抓抱式末端执行器的结构。
任务实施
1.机器人高速码垛展示单元的组成 物料包由滚筒式输送线传送到机器人 工作区域，码垛机器人将物料包按照规定 的顺序在堆垛托盘上进行码垛。
观察视频，注意抓抱式末端执行器从滚筒式输 送线上抓取物料包时，执行器的手指靠下，插入到 滚筒间隙中，然后向上提升，将物料包托离滚筒。 这种抓取方式避免了物料包被手指戳破的情况发生。