工業(yè)機(jī)器人操作及應(yīng)用課件

工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用

任課教師：張培艷Email：py_zhang1976@Tel:54742932-834上海地點：工程訓(xùn)練中心思源樓綜合實驗室（101）《工程技術(shù)探究》系列項目之工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用

任課教師：張培艷《工程技術(shù)探究》課程主要內(nèi)容課程安排講授內(nèi)容工業(yè)機(jī)器人組成基本理論概述：運動學(xué)基本理論、運動規(guī)劃、離線編程及計算機(jī)控制；工業(yè)機(jī)器人傳感器；工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用ABB：基本操作和示教控制;靈巧機(jī)械手：圖形化編程實踐環(huán)節(jié)操作ABB機(jī)器人進(jìn)行示教動作；操作ABB機(jī)器人畫圖使用“靈巧機(jī)械手仿真軟件”課程主要內(nèi)容課程安排工業(yè)機(jī)器人國內(nèi)外主要生產(chǎn)廠商工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備在工業(yè)界廣泛應(yīng)用。國際：國內(nèi)：工業(yè)機(jī)器人國內(nèi)外主要生產(chǎn)廠商工業(yè)機(jī)工業(yè)機(jī)器人及其組成工業(yè)機(jī)器人（通用及專用）一般指用于機(jī)械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求的工作，如汽車制造、摩托車制造、某些家電產(chǎn)品（電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)）、化工等行業(yè)自動化生產(chǎn)線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人機(jī)械本體（執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動機(jī)構(gòu)）驅(qū)動器控制器末端執(zhí)行器工業(yè)機(jī)器人及其組成工業(yè)機(jī)器人（通用及專用）一般指用于機(jī)械制造組成示例1：傳動機(jī)構(gòu)齒輪傳動同步帶傳動焊接機(jī)器人機(jī)械本體驅(qū)動電機(jī)控制裝置末端執(zhí)行器（焊槍）組成示例1：傳動機(jī)構(gòu)齒輪傳動同步帶傳動焊接機(jī)器人機(jī)械本體驅(qū)動組成示例2：示教盒用于輸入控制命令或控制程序控制系統(tǒng)用于控制操作機(jī)各關(guān)節(jié)內(nèi)伺服電機(jī)的運動機(jī)械本體在控制系統(tǒng)的控制下，實現(xiàn)各種復(fù)雜運動。每個關(guān)節(jié)內(nèi)有電動機(jī)和減速器組成示例2：示教盒控制系統(tǒng)機(jī)械本體各組成部分的關(guān)系驅(qū)動-傳動機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作系統(tǒng)控制系統(tǒng)位行檢測智能系統(tǒng)各組成部分的關(guān)系驅(qū)動-傳執(zhí)行工作系統(tǒng)控制系統(tǒng)位行檢測智能系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)自由度：機(jī)器人所具有的獨立坐標(biāo)軸運動的數(shù)目工作精度：包括定位精度和重復(fù)定位精度定位精度：重復(fù)定位精度：工作范圍：機(jī)器人末端操作器所能到達(dá)的區(qū)域工作速度：指機(jī)器人各個方向的移動速度或轉(zhuǎn)動速度。這些速度可以相同，可以不同承載能力：機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)自由度：機(jī)器人所具有的工業(yè)機(jī)器人所涉及的理論內(nèi)容運動學(xué)、動力學(xué)基本理論運動規(guī)劃在線示教、離線編程和計算機(jī)控制機(jī)器人傳感器工業(yè)機(jī)器人所涉及的理論內(nèi)容運動學(xué)、動力學(xué)基本理運動學(xué)、動力學(xué)基本理論機(jī)構(gòu)形式位姿描述、齊次變換運動學(xué)正逆解（D-H連桿坐標(biāo)系）動力學(xué)問題工作空間、操作靈活性等問題坐標(biāo)系……運動學(xué)、動力學(xué)基本理論機(jī)構(gòu)形式直角坐標(biāo)型（PPP型)圓柱坐標(biāo)型（PPR型）球坐標(biāo)型（RRP型）關(guān)節(jié)型(RRR型）直角坐標(biāo)型（PPP型)圓柱坐標(biāo)型（PPR型）球坐標(biāo)型（RRP運動規(guī)劃任務(wù)規(guī)劃和動作規(guī)劃

屬機(jī)器人高級規(guī)劃的范疇，先進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃，再進(jìn)行動作規(guī)劃。路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃

商用的工業(yè)機(jī)器人已實現(xiàn)底層的軌跡規(guī)劃，用戶僅需要對手部的路徑進(jìn)行規(guī)劃，機(jī)器人控制器會自動進(jìn)行各關(guān)節(jié)軌跡的規(guī)劃。運動規(guī)劃任務(wù)規(guī)劃和動作規(guī)劃運動規(guī)劃舉例倒一杯水取一個杯子找到水壺打開水壺把水倒入杯中提起水壺到杯口上方把水壺傾斜把水壺豎直把水壺放回原處手部從A點移到B點關(guān)節(jié)從A點移到B點任務(wù)規(guī)劃層動作規(guī)劃層路徑規(guī)劃層軌跡規(guī)劃層運動規(guī)劃舉例倒一杯水取一個杯子找到水壺打開水壺把水倒入杯中提在線示教、離線編程、計算機(jī)控制在線示教

Teach-Play離線編程

各種機(jī)器人編程語言圖形化編程計算機(jī)控制計算機(jī)與機(jī)器人控制器的通訊網(wǎng)絡(luò)控制在線示教、離線傳感器內(nèi)部傳感器內(nèi)部傳感器，控制自身的運動外部傳感器

加裝外部傳感器，感知外部環(huán)境信息，如視覺傳感器、力傳感器、觸覺傳感器等。編碼器力傳感器觸覺傳感器傳感器內(nèi)部傳感器編碼器力傳感器觸覺傳感器應(yīng)用工作站使用一臺或多臺機(jī)器人，配以相應(yīng)的周邊設(shè)備，用于完成某一特定工序作業(yè)的獨立生產(chǎn)系統(tǒng)，也可稱為機(jī)器人工作單元

生產(chǎn)線

機(jī)器人生產(chǎn)線是由兩個或兩個以上的機(jī)器人工作站、物流系統(tǒng)和必要的非機(jī)器人工作站組成，完成一系列以機(jī)器人作業(yè)為主的連續(xù)生產(chǎn)自動化系統(tǒng)

應(yīng)用領(lǐng)域：

焊接、涂膠、搬運、碼/拆垛、噴涂、切割等應(yīng)用工作站應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用例：焊接車身焊接線應(yīng)用例：焊接車身焊接線應(yīng)用例：焊接車身焊接應(yīng)用例：焊接車身焊接應(yīng)用例：涂膠車燈涂膠應(yīng)用例：涂膠車燈涂膠應(yīng)用例：搬運、碼/拆垛核廢料處理搬運桶裝水應(yīng)用例：搬運、碼/拆垛核廢料處理應(yīng)用例：噴涂車身噴涂系統(tǒng)金屬桶噴漆應(yīng)用例：噴涂車身噴涂系統(tǒng)應(yīng)用例：激光焊接應(yīng)用例：激光焊接應(yīng)用例：切割應(yīng)用應(yīng)用例：切割應(yīng)用應(yīng)用例：其他應(yīng)用例：其他應(yīng)用例：其他應(yīng)用例：其他應(yīng)用例：其他應(yīng)用例：其他工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性，便于操作與維護(hù)），而單機(jī)價格不斷下降向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人中的傳感器作用日益重要工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性技術(shù)拓展：家用服務(wù)機(jī)器人技術(shù)拓展：家用服務(wù)機(jī)器人技術(shù)拓展：移動機(jī)器人技術(shù)拓展：移動機(jī)器人自主研發(fā)教學(xué)機(jī)器人自主研發(fā)教學(xué)機(jī)器人自主研發(fā)靈巧機(jī)械手自主研發(fā)靈巧機(jī)械手類人機(jī)器人表演類人機(jī)器人表演類人機(jī)器人踢球類人機(jī)器人踢球RoboCup2003中型組比賽片斷RoboCup2003中型組比賽片斷RoboCup2003SonyAibo比賽片斷RoboCup2003實踐環(huán)節(jié)安全問題：注意不要在機(jī)器人的工作空間內(nèi)操縱機(jī)器人。實踐環(huán)節(jié)安全問題：實踐內(nèi)容1：ABB基本操作和示教控制實踐內(nèi)容1：ABB基本操作和示教ABB機(jī)器人操作面板功能ABB機(jī)器人操作面板功能ABB機(jī)器人示教器ABB機(jī)器人示教器運動單元切換直線、姿態(tài)模式選擇1、2組單軸模式選擇運動單元切換手動操縱順序1打開主電源開關(guān)<手動操縱><在線示教編程>2按下示教盒使能器/2新建例行程序3選擇運動模式/3插入指令4操縱搖桿/4示教動作/5重復(fù)/3、/4步驟/6測試test手動操縱順序1打開主電源開關(guān)工業(yè)機(jī)器人操作及應(yīng)用ppt課件工業(yè)機(jī)器人操作及應(yīng)用ppt課件工業(yè)機(jī)器人操作及應(yīng)用ppt課件工業(yè)機(jī)器人操作及應(yīng)用ppt課件在線示教編程操作順序1打開主電源開關(guān)

<手動操縱><在線示教編程>2按下示教盒使能器/2新建例行程序3選擇運動模式/3插入指令4操縱搖桿/4示教動作/5重復(fù)/3、/4步驟/6測試test在線示教編程操作順序1打開主電源開關(guān)程序測試步驟→菜單鍵File→7CheckProgram→菜單鍵View→5Testt，進(jìn)入測試窗口功能鍵Start 啟動程序，機(jī)器人按程序連續(xù)運行。FWD 機(jī)器人程序向前單步運行。BWD 機(jī)器人程序向后單步運行。 ModPos 修正機(jī)器人運行位置。Instr-> 切換至指令窗口運行模式選擇Cont 連續(xù)運行模式，程序自動循環(huán)執(zhí)行。Cycle 單循環(huán)模式，程序運行完自動停止。

程序測試步驟→菜單鍵File→7CheckProg按S-Stop鍵停止測試，盡量避免直接放開使能器（Enablingdevice）。按S-Stop鍵停止測試，盡量避免直接放開上機(jī)內(nèi)容：1、操作示教器完成進(jìn)行直線、圓弧以及單軸運動2、編一段程序?qū)崿F(xiàn)點到點的運動上機(jī)內(nèi)容：1、操作示教器完成進(jìn)行直線、圓弧以及單軸運動實踐內(nèi)容2：機(jī)器人畫圖上機(jī)內(nèi)容：操作軟件畫圖“眼睛”人臉圖像信息漫畫圖像處理算法(或畫圖程序)機(jī)器人路徑規(guī)劃算法“大腦”“手”實踐內(nèi)容2：機(jī)器人畫圖上機(jī)內(nèi)容：操作軟件畫圖“眼睛”人臉圖像坐標(biāo)系坐標(biāo)系實踐內(nèi)容2：靈巧機(jī)械手仿真軟件機(jī)械手特點體積小、重量輕；5＋1自由度，靈巧設(shè)計，手指由舵機(jī)驅(qū)動，通過手掌內(nèi)四連桿機(jī)構(gòu)帶動手指做張合動作；工作空間半徑：390mm工作空間高度：410mm各軸均由微型伺服馬達(dá)（舵機(jī)）驅(qū)動，計算機(jī)控制，定位精確。實踐內(nèi)容2：靈巧機(jī)械手仿真軟