單元一工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站的認(rèn)識

1、工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成主講教師：汪勵單元一 工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站的認(rèn)識工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電工作任務(wù)描述:由機(jī)器人完成工件的搬運(yùn)，就是將輸送線輸送過來的工件搬運(yùn)到平面?zhèn)}庫中，并進(jìn)行碼垛。學(xué)習(xí)目標(biāo):通過本任務(wù)學(xué)習(xí)，應(yīng)能：1.了解機(jī)器人搬運(yùn)工作站的組成與特點。2.熟悉機(jī)器人搬運(yùn)工作站外圍控制系統(tǒng)的作用。3.熟悉工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站的工作過程。4.了解機(jī)器人末端執(zhí)行器的作用與分類。工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電 搬運(yùn)機(jī)器人【transfer robot】是可以進(jìn)行自動化搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)

2、機(jī)器人。最早的搬運(yùn)機(jī)器人出現(xiàn)在1960年的美國，Versatran和Unimate兩種機(jī)器人首次用于搬運(yùn)作業(yè)。 搬運(yùn)作業(yè)是指用一種設(shè)備握持工件，從一個加工位置移到另一個加工位置的過程。如果采用工業(yè)機(jī)器人來完成這個任務(wù)，整個搬運(yùn)系統(tǒng)則構(gòu)成了工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站。給搬運(yùn)機(jī)器人安裝不同類型的末端執(zhí)行器，可以完成不同形態(tài)和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作。搬運(yùn)機(jī)器人工作站的定義知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電搬運(yùn)機(jī)器人工作站的定義 目前世界上使用的搬運(yùn)機(jī)器人逾10萬臺，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床上下料、沖壓機(jī)自動化生產(chǎn)線、自動裝配流水線、碼垛搬運(yùn)集裝箱等的自動搬運(yùn)。部分發(fā)達(dá)國家已制定

3、出人工搬運(yùn)的最大限度，超過限度的必須由搬運(yùn)機(jī)器人來完成。知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電搬運(yùn)機(jī)器人工作站的特點(1) 應(yīng)有物品的傳送裝置，其形式要根據(jù)物品的特點選用或設(shè)計；(2) 可使物品準(zhǔn)確地定位，以便于機(jī)器人抓??；(3) 多數(shù)情況下設(shè)有物品托板，或機(jī)動或自動地交換托板；(4) 有些物品在傳送過程中還要經(jīng)過整型，以保證碼垛質(zhì)量；(5) 要根據(jù)被搬運(yùn)物品設(shè)計專用末端執(zhí)行器；(6) 應(yīng)選用適合于搬運(yùn)作業(yè)的機(jī)器人；知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電 搬運(yùn)機(jī)器人工作站由是一種集成化的系統(tǒng)，它包括工業(yè)機(jī)器人、控制器、PL

4、C 、機(jī)器人手爪、托盤等，并與生產(chǎn)控制系統(tǒng)相連接,以形成一個完整的集成化的搬運(yùn)系統(tǒng)。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電 案例1：機(jī)器人在加工中心上散裝工件的搬運(yùn)散裝工件是指沒有排序的待加工的工件。因此，機(jī)器人抓手在取件過程中會遇到很多困難。具有內(nèi)置視覺感測功能的機(jī)器人，散裝工件取出時，不需要工件排序裝置，可以減少加工場地和設(shè)備投入。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電 機(jī)器人在加工中心上散裝工件的搬運(yùn)一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集

5、成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電案例2：板材折彎的搬運(yùn)機(jī)器人1）以PC為基礎(chǔ)的機(jī)器人控制系統(tǒng)2）真空吸持器、氣動工作吸盤3）貨盤架4）上下料輸送裝置5）控制系統(tǒng)監(jiān)測6）控制器7）電器柜8）安全圍欄及安全門一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電 板材折彎的搬運(yùn)機(jī)器人一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電 案例3：沖壓件搬運(yùn)機(jī)器人 沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。生產(chǎn)中為滿足

6、沖壓零件形狀、尺寸、精度、批量、原材料性能等方面的要求，采用多種多樣的沖壓加工方法。 因此，沖壓加工的節(jié)拍快、加工尺寸范圍較大、沖壓件的形狀較復(fù)雜，所以工人的勞動強(qiáng)度大，并且容易發(fā)生工傷。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電 案例3：沖壓件搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)器人的周邊設(shè)備：1）機(jī)器人行走導(dǎo)軌2）真空吸盤3）工件輸送裝置4）供料倉5）系統(tǒng)總控制柜6）安全圍欄7）安全門開關(guān)一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電 沖壓件搬運(yùn)機(jī)器人一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器

7、人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站由工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)、PLC控制柜、機(jī)器人裝底座、輸送線系統(tǒng)、平面?zhèn)}庫、操作按鈕盒等組成。整體布置如圖所示。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 1 1搬運(yùn)機(jī)器人及控制柜搬運(yùn)機(jī)器人及控制柜 安川MH6機(jī)器人是通用型工業(yè)機(jī)器人，既可以用于弧焊又可以用于搬運(yùn)。搬運(yùn)工作站選用安川MH6機(jī)器人，完成工件的搬運(yùn)工作。 MH6機(jī)器人系統(tǒng)包括MH6機(jī)器人本體、DX100控制柜以及示教編程器。DX100控制柜通過供電電纜和編碼器電纜與機(jī)器人連接。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的

8、組成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 1 1搬運(yùn)機(jī)器人及控制柜搬運(yùn)機(jī)器人及控制柜 DX100控制柜集成了機(jī)器人的控制系統(tǒng)，是整個機(jī)器人系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。它由計算機(jī)硬件、軟件和一些專用電路構(gòu)成，其軟件包括控制器系統(tǒng)軟件、機(jī)器人專用語言、機(jī)器人運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)軟件、機(jī)器人控制軟件、機(jī)器人自診斷及保護(hù)軟件等。控制器負(fù)責(zé)處理機(jī)器人工作過程中的全部信息和控制其全部動作。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 1 1搬運(yùn)機(jī)器人及控制柜搬運(yùn)機(jī)器人及控制柜 機(jī)器人示教編程器是操作者與機(jī)器人間的主要交流界面。操作者通

9、過示教編程器對機(jī)器人進(jìn)行各種操作、示教、編制程序，并可直接移動機(jī)器人。機(jī)器人的各種信息、狀態(tài)通過示教編程器顯示給操作者。此外,還可通過示教編程器對機(jī)器人進(jìn)行各種設(shè)置。 由于搬運(yùn)的工件是平面板材，所以采用真空吸盤來夾持工件。故在安川MH6機(jī)器人本體上安裝了電磁閥組、真空發(fā)生器、真空吸盤等裝置。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 2 2輸送線系統(tǒng)輸送線系統(tǒng) 輸送線系統(tǒng)的主要功能是把上料位置處的工件傳送到輸送線的末端落料臺上，以便于機(jī)器人搬運(yùn)。 上料位置處裝有光電傳感器，用于檢測是否有工件，若有工件，將起動輸送線，輸送工件。輸送線的末端

10、落料臺也裝有光電傳感器，用于檢測落料臺上是否有工件，若有工件，將起動機(jī)器人來搬運(yùn)。 輸送線由三相交流電動機(jī)拖動，變頻器調(diào)速控制。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成2 2輸送線系統(tǒng)輸送線系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 3 3平面?zhèn)}庫平面?zhèn)}庫 平面?zhèn)}庫用于存儲工件。平面?zhèn)}庫有一個反射式光纖傳感器用于檢測倉庫是否已滿，若倉庫已滿將不允許機(jī)器人向倉庫中搬運(yùn)工件。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 4 4

11、PLCPLC控制柜控制柜 PLC控制柜用來安裝斷路器、PLC、變頻器、中間繼電器、變壓器等元件器，其中PLC是機(jī)器人搬運(yùn)工作站的控制核心。搬運(yùn)機(jī)器人的啟動與停止、輸送線的運(yùn)行等，均由PLC實現(xiàn)。一、搬運(yùn)機(jī)器人工作站的組成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器也叫做機(jī)器人手爪，它是裝在工業(yè)機(jī)器人手腕上直接抓握工件或執(zhí)行作業(yè)的部件。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 1 1末端執(zhí)行器的分類末端執(zhí)行器的分類(1) 按用途分1) 手爪 具有一定的通用性，它的主要功能是：抓住工件，握持工件

12、，釋放工件。抓住在給定的目標(biāo)位置和期望姿態(tài)上抓住工件，工件在手爪內(nèi)必須具有可靠的定位，保持工件與手爪之間準(zhǔn)確的相對位，以保證機(jī)器人后續(xù)作業(yè)的準(zhǔn)確性。握持確保工件在搬運(yùn)過程中或零件在裝配過程中定義了的位置和姿態(tài)的準(zhǔn)確性。釋放在指定點上除去手爪和工件之間的約束關(guān)系。2) 工具 是進(jìn)行某種作業(yè)的專用工具，如噴漆槍，焊具等。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 1 1末端執(zhí)行器的分類末端執(zhí)行器的分類(2) 按夾持原理分如圖所示，為機(jī)械類、磁力類和真空類三種手爪的分類。機(jī)械類手爪包括靠摩擦力夾持和吊鉤承重兩類，前者是有指手爪，后者是無指手爪。產(chǎn)生夾

13、緊力的驅(qū)動源可以有氣動、液動、電動和電磁四種；磁力類手爪主要是磁力吸盤，有電磁吸盤和永磁吸盤兩種；真空類手爪是真空式吸盤，根據(jù)形成真空的原理可分為真空吸盤、氣流負(fù)壓吸盤、擠氣負(fù)壓吸盤三種。磁力手爪及真空手爪是無指手爪。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 1 1末端執(zhí)行器的分類末端執(zhí)行器的分類(3) 按手指或吸盤數(shù)目分機(jī)械手爪可分為：二指手爪、多指手瓜。機(jī)械手爪按手指關(guān)節(jié)分：單關(guān)節(jié)手指手爪、多關(guān)節(jié)手指手爪。吸盤式手爪按吸盤數(shù)目分：單吸盤式手爪、多吸盤式手爪。(4) 按智能化分1) 普通式手爪 手爪不具備傳感器。2) 智能化手爪 手爪具備一

14、種或多種傳感器，如力傳感器、觸覺傳感器、滑覺傳感器等，手爪與傳感器集成成為智能化手爪。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 2 2末端執(zhí)行器設(shè)計和選用的要求末端執(zhí)行器設(shè)計和選用的要求手爪設(shè)計和選用最主要的是滿足功能上的要求，具體來說要在下面幾個方面進(jìn)行考慮。(1) 被抓握的對象物手爪設(shè)計和選用首先要考慮的是什么樣的工件要被抓握。因此,必須充分了解工件的幾何形狀、機(jī)械特性。(2) 物料的饋送器或存儲裝置與機(jī)器人配合工作的零件饋送器或儲存裝置對手爪必需的最小和最大爪鉗之間的距離以及必需的夾緊力都有要求，同時，還應(yīng)了解其他可能的不確定的因素對手

15、爪工作的影響。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 2 2末端執(zhí)行器設(shè)計和選用的要求末端執(zhí)行器設(shè)計和選用的要求(3) 手爪和機(jī)器人匹配手爪一般用法蘭式機(jī)械接口與手腕相連接，手爪自重也增加了機(jī)械臂的載荷，這兩個問題必須給予仔細(xì)考慮。手爪是可以更換的，手爪形式可以不同，但是與手腕的機(jī)械接口必須相同，這就是接口匹配。手瓜自重不能太大，機(jī)器人能抓取工件的重量是機(jī)器人承載能力減去手爪重量。手爪自重要與機(jī)器人承載能力匹配。(4) 環(huán)境條件在作業(yè)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境狀況很重要，比如高溫、水、油等環(huán)境會影響手爪工作。一個鍛壓機(jī)械手要從高溫爐內(nèi)取出紅熱的鍛件坯必須

16、保證手爪的開合、驅(qū)動在高溫環(huán)境中均能正常工作。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 3 3不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合(1) 機(jī)械式手爪機(jī)械式手爪通常采用氣動、液動、電動和電磁來驅(qū)動手指的開合。氣動手爪目前得到廣泛的應(yīng)用，因為氣動手爪有許多突出的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、容易維修，而且開合迅速，重量輕。其缺點是空氣介質(zhì)的可壓縮性,使爪鉗位置控制比較復(fù)雜。液壓驅(qū)動手爪成本稍高一些。電動手爪的優(yōu)點是手指開合電機(jī)的控制與機(jī)器人控制可以共用一個系統(tǒng),但是夾緊力比氣動手爪、液壓手爪小、開合時間比它們長。電磁力手爪控制信號簡單，但是

17、夾緊的電磁力與爪鉗行程有關(guān)，因此，只用在開合距離小的場合。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 3 3不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合(2) 磁力吸盤磁力吸盤有電磁吸盤和永磁吸盤兩種。磁力吸盤是在手部裝上電磁鐵，通過磁場吸力把工件吸住。電磁吸盤只能吸住鐵磁材料制成的工件(如鋼鐵件)，吸不住有色金屬和非金屬材料的工件。磁力吸盤的缺點是被吸取工件有剩磁，吸盤上常會吸附一些鐵屑，致使不能可靠地吸住工件，而且只適用于工件要求不高或有剩磁也無妨的場合。對于不準(zhǔn)有剩磁的工件，如鐘表零件及儀表零件，不能選用磁力吸盤，可用真空吸盤。另外鋼

18、、鐵等磁性物質(zhì)在溫度為723以上時磁性就會消失，故高溫條件下不宜使用磁力吸盤。磁力吸盤要求工件表面清潔、平整、干燥，以保證可靠地吸附。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 3 3不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合(3) 真空式吸盤真空式吸盤主要用在搬運(yùn)體積大、重量輕的如像冰箱殼體、汽車殼體等零件；也廣泛用在需要小心搬運(yùn)的如顯像管、平板玻璃等物件。真空式吸盤對工件表面要求平整光滑、干燥清潔。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 3 3不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合不同末端執(zhí)行器

19、的應(yīng)用場合根據(jù)真空產(chǎn)生的原理，真空式吸盤可分為：1) 真空吸盤 圖所示為產(chǎn)生負(fù)壓的真空吸盤控制系統(tǒng)。吸盤吸力在理論上決定于吸盤與工件表面的接觸面積和吸盤內(nèi)外壓差，實際上與工件表面狀態(tài)有十分密切的關(guān)系，它影響負(fù)壓的泄露。真空泵的采用,能保證吸盤內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生負(fù)壓，所以這種吸盤比其他形式吸盤吸力大。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器1-電機(jī)； 2-真空泵； 3、4-電磁閥； 5-吸盤； 6-通大氣工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 3 3不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合2) 氣流負(fù)壓吸盤 氣流負(fù)壓吸盤的工作原理如圖所示，壓縮空氣進(jìn)入噴嘴后利用伯努利效應(yīng)使橡膠皮腕

20、內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。在工廠一般都有空壓機(jī)站或空壓機(jī)，空壓機(jī)氣源比較容易解決，不需專為機(jī)器人配置真空泵，所以氣流負(fù)壓吸盤在工廠使用方便。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 3 3不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合3) 擠氣負(fù)壓吸盤 如圖所示為擠氣負(fù)壓吸盤的結(jié)構(gòu)。當(dāng)吸盤壓向工件表面時，將吸盤內(nèi)空氣擠出；松開時，去除壓力，吸盤恢復(fù)彈性變形使吸盤內(nèi)腔形成負(fù)壓，將工件牢牢吸住，機(jī)械手即可進(jìn)行工件搬運(yùn)，到達(dá)目標(biāo)位置后，或用碰撞力P或用電磁力使壓蓋2動作，破壞吸盤腔內(nèi)的負(fù)壓，釋放工件。此種擠氣負(fù)壓吸盤不需真空泵系統(tǒng)也不需壓縮空氣氣源，是比較經(jīng)濟(jì)

21、方便的，但可靠性比真空吸盤和氣流負(fù)壓吸盤差。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器1-吸盤架 2-壓蓋 3-密封墊 4-吸盤 5-工件工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 3 3不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合不同末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合目前有兩種真空吸盤的新設(shè)計： 自適應(yīng)性吸盤 如圖1-11所示，該吸盤具有一個球關(guān)節(jié)，使吸盤能傾斜自如，適應(yīng)工件表面傾角的變化，這種自適應(yīng)吸盤在實際應(yīng)用上獲得良好的效果。 異形吸盤 如圖1-12所示，是異形吸盤中的一種。通常吸盤只能吸附一般平整工件，而該異形吸盤可用來吸附雞蛋、錐頸瓶等這樣的物件，擴(kuò)大了真空吸盤在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器異形

22、吸盤自適應(yīng)性吸盤 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 4 4工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的特點工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的特點(1) 手部與手腕相連處可拆卸。手部與手腕有機(jī)械接口，也可能有電、氣、液接頭，當(dāng)工業(yè)機(jī)器人作業(yè)對象不同時，可以方便地拆卸和更換手部。(2) 手都是工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行作器。它可以像人手那樣具有手指，也可以是不具備手指的手；可以是類人的手爪，也可以是進(jìn)行專業(yè)作業(yè)的工具，比如裝在機(jī)器人手腕上的噴漆槍、焊接工具等。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 4 4工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的特點工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)

23、行器的特點(3) 手部的通用性比較差。工業(yè)機(jī)器人手部通常是專用的裝置，比如：一種手爪往往只能抓握一種或幾種在形狀、尺寸、重量等方面相近似的工件；一種工具只能執(zhí)行一種作業(yè)任務(wù)。(4) 手部是一個獨(dú)立的部件。假如把手腕歸屬于手臂，那么工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的三大件就是機(jī)身、手臂和手部(末端執(zhí)行器)。手部對于整個工業(yè)機(jī)器人來說是完成作業(yè)好壞、作業(yè)柔性好壞的關(guān)鍵部件之一。具有復(fù)雜感知能力的智能化手爪的出現(xiàn)，增加了工業(yè)機(jī)器人作業(yè)的靈活性和可靠性。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 5 5末端執(zhí)行器的設(shè)計原則末端執(zhí)行器的設(shè)計原則(1) 末端執(zhí)行器要根據(jù)

24、機(jī)器人作業(yè)的要求來設(shè)計，盡量選用已定型的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)件，如氣缸、油缸、傳感器等，配以恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)相聯(lián)接件組合成適于生產(chǎn)作業(yè)要求的末端執(zhí)行器。一種新的末端執(zhí)行器的出現(xiàn)，就可以增加一種機(jī)器人新的應(yīng)用場所。(2) 末端執(zhí)行器的質(zhì)量要盡可能地輕、并力求結(jié)構(gòu)緊湊。(3) 正確對待末端執(zhí)行器的萬能性與專用性。萬能的末端執(zhí)行器在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)復(fù)雜，幾乎根本不可能實現(xiàn)。目前在實際應(yīng)用中，仍是那些結(jié)構(gòu)簡單、萬能性不強(qiáng)的末端執(zhí)行器最為適用，因此要著重開發(fā)各種各樣專用的、高效率的末端執(zhí)行器，加上末端執(zhí)行器的快速更換裝置，從而實現(xiàn)機(jī)器人的多種作業(yè)功能。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電

25、知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站機(jī)器人搬運(yùn)的工件是平面板材，尺寸3802705，重量1Kg。所以采用真空吸盤來夾持工件，且斷電后吸緊的工件不會掉落。末端執(zhí)行器的相關(guān)組件如電磁閥組、真空發(fā)生器、真空吸盤等裝置安裝在MH6機(jī)器人本體上。 二、機(jī)器人末端執(zhí)行器51032451134521真空吸盤真空發(fā)生器末端執(zhí)行器氣動控制回路如圖所示（圖中只畫出了一組真空吸盤的控制氣路，共二組）。工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計氣

26、動控制回路工作原理：當(dāng)YV1電磁閥線圈得電時，真空吸盤吸工件；YV2電磁閥線圈得電時，真空吸盤釋放工件；當(dāng)YV1、YV2電磁閥線圈都不得電時，保持原來的狀態(tài)。電磁閥不能同時得電。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(1) 電磁閥選型1) 形式選擇 根據(jù)使用要求與使用條件，選擇閥的形式：直動式還是選導(dǎo)式。2) 控制方式選擇 根據(jù)使用的控制要求，選擇閥的形式：氣控、電控、人控或機(jī)械控制。3) 閥的機(jī)能選擇 按工作要求選擇閥的機(jī)能：兩位兩通、兩位三通、兩位五通、三位五通；或

27、是中封式、中泄式、中間加壓式等。閥的機(jī)能見表。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計二、機(jī)器人末端執(zhí)行器機(jī)能控制內(nèi)容符號（先導(dǎo)式為例）2位置單線圈斷電后，恢復(fù)原來位置2位置雙線圈某一側(cè)供電時，則閥芯切換至該側(cè)的位置，若斷電時，能保持?jǐn)嚯娗暗奈恢?位置（中位封閉）雙線圈兩側(cè)同時不供電，供氣口及氣缸口同時封堵，氣缸內(nèi)的壓力便不能排放出來2位（中位排氣）雙線圈兩側(cè)同時不供電，供氣口被封堵，從氣缸口向大氣排放2位置（中位加壓）雙線圈兩側(cè)同時不供電，供氣口同時向兩個氣缸口通氣工業(yè)

28、機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計4) 型號規(guī)格選擇 根據(jù)使用的流量要求選擇閥的型號、規(guī)格大小。5) 安裝方式選擇 根據(jù)閥的安轉(zhuǎn)要求選擇安裝放式：管接式、集裝式；6) 電氣參數(shù)選擇 根據(jù)實際使用要求選擇閥的電氣規(guī)格：電壓、功率、出線形式。機(jī)器人搬運(yùn)工作站選擇的電磁閥型號是亞德客公司的4V120-M5，二位五通，雙電控電磁閥， 閥的具體規(guī)格、電氣性能參數(shù)見表。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬

29、運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工作介質(zhì)空氣（經(jīng)40m上濾網(wǎng)過濾）保證耐用力1.5Mpa動作方式先導(dǎo)式工作溫度-2070接口管徑進(jìn)氣=出氣=M5本體材質(zhì)鋁合金有效截面積5.5mm2（Cv=0.31）潤滑不需要位置數(shù)五口二位最高動作頻率5次/秒使用壓力范圍0.150.8Mpa重量（g）1754V120-M54V120-M5規(guī)格規(guī)格工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計二、機(jī)器人末端執(zhí)行器4V120-M54V120-M5電氣性能參數(shù)電氣性能參數(shù)項目具體參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)電壓DC24V使

30、用電壓范圍10%耗電量2.5W保證等級IP65耐熱等級B級接電型式DIN插座式勵磁時間0.05秒工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計 末端執(zhí)行器用了兩個二位五通的雙電控電磁閥。這兩個電磁閥帶有手動換向和加鎖鈕，有鎖定（LOCK）和開啟（PUSH）2個位置。加鎖鈕在LOCK位置時，手控開關(guān)向下凹進(jìn)去，不能進(jìn)行手控操作。只有在PUSH位置，可用工具向下按，信號為“1”，等同于該側(cè)的電磁信號為“1”；常態(tài)時，手控開關(guān)的信號為“0”。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時，可以使用手控開關(guān)對閥進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對相應(yīng)

31、氣路的控制。 兩個電磁閥是集中安裝在匯流板上的。匯流板中兩個排氣口末端均連接了消聲器，消聲器的作用是減少壓縮空氣在向大氣排放時的噪聲。這種將多個閥與消聲器、匯流板等集中在一起構(gòu)成的一組控制閥的集成稱為閥組，而每個閥的功能是彼此獨(dú)立的。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計閥組的結(jié)構(gòu)如圖所示。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(2) 真空吸盤的

32、選擇選擇真空吸盤應(yīng)從以下幾個方面考慮。1) 了解所吸工件的重量，確定吸盤的盤徑（S=Mg/P）； 2) 了解工作的面積，確定吸盤的盤徑和用幾個吸盤來吸；3) 了解工作的材質(zhì)和形狀，確定用什么材質(zhì)的吸盤和什么款式的吸盤。真空吸盤有三種基本形狀： 扁平吸盤 、波紋吸盤、具有特殊工作原理的吸盤。機(jī)器人搬運(yùn)工作站選擇的真空吸盤為SMC的ZPT25US-A6，盤徑為25，扁平型、硅橡膠、外螺紋M61。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計真空吸盤見圖所示。二、機(jī)器人末端執(zhí)行器a)實物 b)符號真空吸盤工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備 6 6搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計搬運(yùn)工作站機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(3) 真空發(fā)生器選型真空發(fā)生器就是利用正壓氣源產(chǎn)生負(fù)壓的一種新型，高效，清潔，經(jīng)濟(jì)，小型的真空元器件，這使得在有壓縮空氣的地方，或在一個氣動系統(tǒng)中同時需要正負(fù)壓的地方獲得負(fù)壓變得十分容