機(jī)器人應(yīng)用之一-工業(yè)機(jī)器人

機(jī)器人應(yīng)用之一---工業(yè)機(jī)器人第一頁，共29頁。工業(yè)機(jī)器人定義和特點(diǎn)工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與組成工業(yè)機(jī)器人種類及應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人第二頁，共29頁。1）工業(yè)機(jī)器人的定義和特點(diǎn)定義：工業(yè)機(jī)器人是一種在自動控制下，能夠重復(fù)編程完成某些操作或移動作業(yè)的多功能、多自由度的機(jī)械裝置，可以在無人參與下自動的執(zhí)行搬運(yùn)、裝配、焊接和噴涂等多種操作和移動功能的自動化裝置。工業(yè)機(jī)器人第三頁，共29頁。特點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人是機(jī)電一體化的工業(yè)生產(chǎn)用自動化裝置。工業(yè)機(jī)器人是為工業(yè)大生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的,為了適應(yīng)各種不同的生產(chǎn)應(yīng)用,其形狀多種多樣,但根本沒有一點(diǎn)人模樣,它具有如下特點(diǎn)：(1)能高強(qiáng)度地、持久地在各種生產(chǎn)和工作環(huán)境中從事單調(diào)重復(fù)的勞動，使人類從繁重體力勞動中解放出來。(2)對工作環(huán)境有很強(qiáng)適應(yīng)能力，能代替人在有害場所從事危險(xiǎn)工作。第四頁，共29頁。特點(diǎn)：(3)具有很廣泛的通用性，比一般自動化設(shè)備有更廣的使用，既能滿足大批量生產(chǎn)的需要，又能滿足產(chǎn)品靈活多變的中、小批量的生產(chǎn)作業(yè)。(4)具有獨(dú)特的柔性，它可以通過軟件調(diào)整等手段加工多種零件，可以靈活、迅速實(shí)現(xiàn)多品種、小批量的生產(chǎn)。(5)動作準(zhǔn)確性高，可保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。(6)能顯著地提高生產(chǎn)率和大幅度降低產(chǎn)品成本第五頁，共29頁。工業(yè)機(jī)器人通常由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)四部分組成。工業(yè)機(jī)器人各組成部分之間的相互作用關(guān)系如圖：第六頁，共29頁。執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體。通常由一系列連桿、關(guān)節(jié)或其他形式的運(yùn)動副所組成。從功能的角度可分為：手部、腕部、臂部、腰部和機(jī)座。第七頁，共29頁。

驅(qū)動系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)是向執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動力的裝置，包括驅(qū)動器和傳動機(jī)構(gòu)兩部分，它們通常與執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)成一體。驅(qū)動器通常有電動、液壓、氣動裝置以及把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng)。第八頁，共29頁?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成固定的運(yùn)動和功能。

若工業(yè)機(jī)器人不具備信息反饋特征，則為開環(huán)控制系統(tǒng)；

若具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。第九頁，共29頁。傳感系統(tǒng)

傳感系統(tǒng)是機(jī)器人的重要組成部分，按其采集信息的位置，一般可分為內(nèi)部和外部兩類傳感器。

內(nèi)部傳感器：完成機(jī)器人運(yùn)動控制所必須的傳感器，如位置、速度傳感器等，用于采集機(jī)器人內(nèi)部信息，是構(gòu)成機(jī)器人不可缺少的基本元件。

外部傳感器：檢測機(jī)器人所處環(huán)境、外部物體狀態(tài)或機(jī)器人與外部物體的關(guān)系。常用的外部傳感器有力覺傳感器、觸覺傳感器、接近覺傳感器、視覺傳感器等。一些特殊領(lǐng)域應(yīng)用的機(jī)器人還可能需要具有溫度、濕度、壓力、滑動量、化學(xué)性質(zhì)等感覺能力方面的傳感器。第十頁，共29頁。焊接機(jī)器人

在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭上裝接焊鉗或焊（割）槍，使之能進(jìn)行焊接的機(jī)器人。

目前焊接機(jī)器人是最大的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，占工業(yè)機(jī)器人總數(shù)的25%左右。焊接機(jī)器人系統(tǒng)組成

完整的焊接機(jī)器人系統(tǒng)一般由如下幾部分組成：機(jī)械手、變位機(jī)、控制器、焊接系統(tǒng)（專用焊接電源、焊槍或焊鉗等）、焊接傳感器、中央控制計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的安全設(shè)備等第十一頁，共29頁。焊接機(jī)器人系統(tǒng)組成第十二頁，共29頁。點(diǎn)焊機(jī)器人

用于點(diǎn)焊自動作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。點(diǎn)焊機(jī)器人的組成和基本功能

點(diǎn)焊機(jī)器人由機(jī)器人本體、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、示教盒和點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)幾部分組成。

點(diǎn)焊作業(yè)對所用機(jī)器人的要求不是很高。因?yàn)辄c(diǎn)焊只需點(diǎn)位控制，至于焊鉗在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動軌跡沒有嚴(yán)格要求，這也是機(jī)器人最早只能用于點(diǎn)焊的原因。點(diǎn)焊機(jī)器人需要有足夠的負(fù)載能力，而且在點(diǎn)與點(diǎn)之間移位時速度要快捷，動作要平穩(wěn)，定位要準(zhǔn)確，以減少移位的時間，提高工作效率。第十三頁，共29頁。點(diǎn)焊機(jī)器人的組成1—機(jī)械臂

2—進(jìn)水、出水管線

3—焊鉗

4—電極修整裝置

5—?dú)夤?—控制電纜

7—點(diǎn)焊定時器

8—機(jī)器人控制柜

9—安全圍欄第十四頁，共29頁。點(diǎn)焊機(jī)器人的應(yīng)用

引入點(diǎn)焊機(jī)器人可以取代笨重、單調(diào)、重復(fù)的體力勞動；能更好地保證焊點(diǎn)質(zhì)量；可長時間重復(fù)工作，提高工作效率30%以上；可以組成柔性自動生產(chǎn)系統(tǒng)，特別適合新產(chǎn)品開發(fā)和多品種生產(chǎn)，增強(qiáng)企業(yè)應(yīng)變能力。FanucS-420點(diǎn)焊機(jī)器人應(yīng)用實(shí)例第十五頁，共29頁?；『笝C(jī)器人

用于進(jìn)行自動弧焊的工業(yè)機(jī)器人?；『笝C(jī)器人的組成和基本功能弧焊機(jī)器人一般由示教盒、控制盤、機(jī)器人本體及自動送絲裝置、焊接電源等部分組成?；『高^程比點(diǎn)焊過程要復(fù)雜得多，焊絲端頭的運(yùn)動軌跡、焊槍姿態(tài)、焊接參數(shù)都要求精確控制。所以，弧焊機(jī)器人應(yīng)能實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，并可以利用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能焊接由直線及圓弧所組成的空間焊縫，還應(yīng)具備不同擺動樣式的軟件功能，供編程時選用，以便作擺動焊，而且擺動在每一周期中的停頓點(diǎn)處，機(jī)器人也應(yīng)自動停止向前運(yùn)動，以滿足工藝要求。第十六頁，共29頁?；『笝C(jī)器人組成1—機(jī)械手

2—工作臺

3—焊槍

4—防撞傳感器

5—送絲機(jī)

6—焊絲盤7—?dú)馄?/p>

8—焊接電源

9—電源

10—機(jī)器人控制柜

11—示教盒第十七頁，共29頁?；『笝C(jī)器人的應(yīng)用

弧焊機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣，除了汽車行業(yè)之外，在通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)、航天、航空、機(jī)車車輛及造船等行業(yè)都有應(yīng)用?；『笝C(jī)器人實(shí)例第十八頁，共29頁。第十九頁，共29頁。搬運(yùn)機(jī)器人

主要從事自動化搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。所謂搬運(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。工件搬運(yùn)和機(jī)床上下料是工業(yè)機(jī)器人的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，在工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成比例中占有較大的比重。搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)組成

搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)由搬運(yùn)機(jī)械手和周邊設(shè)備組成。搬運(yùn)機(jī)械手可用于搬運(yùn)重達(dá)幾公斤至1噸以上的負(fù)載。微型機(jī)械手可搬運(yùn)輕至幾克甚至幾毫克的樣品，用于傳送超凈實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的樣品。周邊設(shè)備包括工件自動識別裝置、自動啟動和自動傳輸裝置等。第二十頁，共29頁。搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用最早的搬運(yùn)機(jī)器人出現(xiàn)在1960年的美國。八十年代以來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家在推廣搬運(yùn)碼垛的自動化、機(jī)器人化方面得到了顯著的進(jìn)展。日本、德國等國家在大批量生產(chǎn)如機(jī)械、家電、食品、水泥、化肥等行業(yè)廣泛使用搬運(yùn)機(jī)器人。FUJIACE搬運(yùn)機(jī)器人第二十一頁，共29頁。KUKA機(jī)器人在搬運(yùn)玻璃板第二十二頁，共29頁。噴漆機(jī)器人

用于噴漆或噴涂其他涂料的工業(yè)機(jī)器人。噴漆機(jī)器人系統(tǒng)組成

主要由機(jī)器人本體、計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成，配有自動噴槍、供漆裝置、變更顏色裝置等噴漆設(shè)備。

噴漆機(jī)器人采用液壓驅(qū)動較多。液壓驅(qū)動的噴漆機(jī)器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機(jī)等。

較先進(jìn)的噴漆機(jī)器人腕部采用柔性手腕，既可向各個方向彎曲，又可轉(zhuǎn)動，其動作類似人的手腕，能方便地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)表面，動作速度快、有良好的防爆性能。第二十三頁，共29頁。噴漆機(jī)器人系統(tǒng)組成1—機(jī)械手

2—液壓站

3—機(jī)器人控制柜

4，12—防爆器

5—傳送帶

6—電動機(jī)

7—測速電機(jī)

8—噴槍9—高壓靜電發(fā)生器

10—塑粉回收裝置

11—粉桶/高壓靜電發(fā)生器

13—電源

14—?dú)庠?/p>

15—烘道第二十四頁，共29頁。噴漆機(jī)器人的應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制的噴漆機(jī)器人早在1975年就投入運(yùn)用。由于能夠代替人在危險(xiǎn)和惡劣環(huán)境下進(jìn)行噴漆作業(yè)，所以噴漆機(jī)器人日益廣泛應(yīng)用于汽車車體、儀表、家電產(chǎn)品、陶瓷和各種塑料制品的噴涂作業(yè)。MOTOMAN噴漆機(jī)器人在噴漆第二十五頁，共29頁。裝配機(jī)器人

為完成裝配作業(yè)而設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)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。通常要求這些操作進(jìn)行得既快又平穩(wěn)，因此，一種能夠沿著水平和垂直方向移動，并能對工作平面施加壓力的機(jī)器