工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試-KUKA機(jī)器人 課件 ch01 KUKA機(jī)器人的基礎(chǔ)操作

第一章KUKA機(jī)器人的基礎(chǔ)操作高等院校公共課系列精品教材工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試機(jī)器人的定義、分類及應(yīng)用。KUKA機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn)。KUKA機(jī)器人示教器基本構(gòu)造及原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)2技能目標(biāo)認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)的各組成部件。掌握KUKA機(jī)器人示教器的基本操作。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)。任務(wù)2KUKA機(jī)器人示教器的基本操作。任務(wù)3KUKA機(jī)器人的手動(dòng)操作。工作任務(wù)01認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)PARTONE學(xué)習(xí)機(jī)器人的基本概念，認(rèn)知機(jī)器人的基本構(gòu)成。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)一任務(wù)提出本任務(wù)旨在讓學(xué)習(xí)者對(duì)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)有個(gè)金面的認(rèn)識(shí)，因此完成這一任務(wù)需要逐一學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人的本體、控制器、示教器的結(jié)構(gòu)及其作用等相關(guān)內(nèi)容。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)二任務(wù)分析任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(shí)(一)機(jī)器人的定義

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)對(duì)機(jī)器人的定義較為全面和準(zhǔn)確，它涵蓋如下內(nèi)容：①機(jī)器人的動(dòng)作機(jī)構(gòu)具有類似于人或其他生物體的某些器官(肢體、感受等)的功能；②機(jī)器人具有通用性，工作種類多樣，動(dòng)作程序靈活易變；③機(jī)器人具有不同程度的智能性，如記憶、感知、推理、決策、學(xué)習(xí)等；④機(jī)器人具有獨(dú)立性，完整的機(jī)器人系統(tǒng)在工作中可以不依賴于人的干預(yù)。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(shí)(二)機(jī)器人的分類國(guó)際上通常將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人兩大類。我國(guó)機(jī)器人專家將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人兩大類，見表1-1。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(shí)(三)工業(yè)機(jī)器人的分類根據(jù)工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的連接方式不同，工業(yè)機(jī)器人可以分為串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人。1.串聯(lián)機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)器人(1)SCARA機(jī)器人(平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人)(2)直角坐標(biāo)機(jī)器人(3)圓柱坐標(biāo)機(jī)器人(4)球坐標(biāo)機(jī)器人(5)任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(shí)2.并聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和固定基座間通過至少兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈并聯(lián)連接，是一種以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)的閉環(huán)機(jī)器人。并聯(lián)機(jī)器人常見的有Delta機(jī)器人，如圖1-8所示。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(shí)(四)工業(yè)機(jī)器人的自由度工業(yè)機(jī)器人自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，不包括手爪(末端操作器)的開合自由度。工業(yè)機(jī)器人的每個(gè)自由度是由其本體中的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，由于關(guān)節(jié)在實(shí)際構(gòu)造上是由回轉(zhuǎn)或移動(dòng)的軸來完成的，所以又習(xí)慣稱為軸。因此，就有了6自由度、6關(guān)節(jié)或6軸工業(yè)機(jī)器人的命名方法。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(shí)(五)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用及發(fā)展工業(yè)機(jī)器人發(fā)展到現(xiàn)階段，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)和各種領(lǐng)域，其在中國(guó)應(yīng)用的主要領(lǐng)域如圖1-11所示。工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用包括機(jī)械加工、焊接、噴涂、裝配、采集和放置(例如，包裝、碼垛和SMT)、產(chǎn)品檢驗(yàn)和測(cè)試等。所有工作的完成都具有高效性、持久性、速度快和準(zhǔn)確性。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(shí)(六)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)(控制柜)、工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)、示教器(編程器)以及各部分的連接線組成，如圖1-18所示。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(shí)(七)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械主體，是用來完成各種動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)械手、基座和末端執(zhí)行器。其中，機(jī)械手是機(jī)械系統(tǒng)的主體，它由眾多活動(dòng)的、相互連接在一起的關(guān)節(jié)(軸)組成，具有多個(gè)自由度，它也被稱之為運(yùn)動(dòng)鏈。工業(yè)機(jī)器人基座，是工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)部分，起支撐作用。末端執(zhí)行器即工業(yè)機(jī)器人最后一根軸的機(jī)械接口，可安裝不同的機(jī)械操作裝置，如夾爪、吸盤等。任務(wù)1認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)三相關(guān)知識(shí)(八)KUKA機(jī)器人控制系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)是機(jī)器人的“大腦”，它通過各種控制電路硬件和軟件的結(jié)合來操縱機(jī)器人，并協(xié)調(diào)機(jī)器人與生產(chǎn)系統(tǒng)中其他設(shè)備之間的關(guān)系。02KUKA機(jī)器人示教器的基本操作PARTONE任務(wù)2KUKA機(jī)器人示教器的基本操作一任務(wù)分析本任務(wù)旨在讓學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人示教器插入和拔出、語言設(shè)置進(jìn)行編輯操作。因此，完成這一任務(wù)需要了解示教器的顯示屏功能菜單、狀態(tài)欄、主菜單等的組成及功能，掌握示教器的握法并進(jìn)行相關(guān)任務(wù)的設(shè)置。任務(wù)2KUKA機(jī)器人示教器的基本操作二相關(guān)知識(shí)(一)示教器顯示屏界面任務(wù)2KUKA機(jī)器人示教器的基本操作二相關(guān)知識(shí)(二)示教器的狀態(tài)欄及功能任務(wù)2KUKA機(jī)器人示教器的基本操作二相關(guān)知識(shí)(三)示教器主菜單介紹任務(wù)2KUKA機(jī)器人示教器的基本操作二相關(guān)知識(shí)(四)示教器的握法第一種方法，兩手握住示教器，四指按在使能鍵上，對(duì)于慣用右手的人來說，則左手手指按下使能鍵，右手進(jìn)行屏幕和按鈕的操作，或者右手手指按下使能鍵，左手進(jìn)行操作；第二種方法，左手按使能鍵，右手進(jìn)行屏幕和按鈕的操作。任務(wù)2KUKA機(jī)器人示教器的基本操作三任務(wù)實(shí)施1.拔下示教器任務(wù)2KUKA機(jī)器人示教器的基本操作三任務(wù)實(shí)施2.插入示教器任務(wù)2KUKA機(jī)器人示教器的基本操作三任務(wù)實(shí)施3.示教器的言設(shè)置示教器出廠時(shí)，默認(rèn)的顯示語言為英語，為了方便操作，可以把顯示語言設(shè)定為中文。03KUKA機(jī)器人的手動(dòng)操作PARTONE任務(wù)3KUKA機(jī)器人的手動(dòng)操作一任務(wù)描述在手動(dòng)模式下完成機(jī)器人A1～A6軸的單軸運(yùn)動(dòng)，通過6D鼠標(biāo)完成機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下沿坐標(biāo)軸(X、Y、Z)方向平移(直線)和環(huán)繞著坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向(A、B、C)轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn)/回轉(zhuǎn))。任務(wù)3KUKA機(jī)器人的手動(dòng)操作二任務(wù)分析本任務(wù)主要學(xué)習(xí)示教器單軸運(yùn)動(dòng)按鍵和6D鼠標(biāo)的應(yīng)用，進(jìn)而通過按鍵和6D鼠標(biāo)讓機(jī)器人有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)，所以在操縱機(jī)器人之前必須掌握機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模式、坐標(biāo)軸的方向。任務(wù)3KUKA機(jī)器人的手動(dòng)操作三相關(guān)知識(shí)手動(dòng)運(yùn)行機(jī)器人分為2種方式，笛卡兒式運(yùn)行和與軸相關(guān)的運(yùn)行。(一)手動(dòng)運(yùn)行機(jī)器人任務(wù)3KUKA機(jī)器人的手動(dòng)操作三相關(guān)知識(shí)在世界坐標(biāo)系中，可將機(jī)器人6D鼠標(biāo)用于沿坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸(X、Y、Z)方向平移(直線)，和環(huán)繞著坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向(A、B、C)轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn)/回轉(zhuǎn))。機(jī)器人收到一個(gè)運(yùn)行指令時(shí)(例如按了移動(dòng)鍵后)，控制器先計(jì)算一行程段，該行程段的起點(diǎn)是工具參照點(diǎn)(TCP)，行程段的方向由世界坐標(biāo)系給定?？刂破骺刂扑休S相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，使工具沿該行程段運(yùn)動(dòng)(平動(dòng)）或繞其旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng))。(二)6D鼠標(biāo)的功能任務(wù)3KUKA機(jī)器人的手動(dòng)操作四任務(wù)實(shí)施單軸運(yùn)動(dòng)的手動(dòng)操作即與軸相關(guān)的運(yùn)行操作，每個(gè)軸均可以獨(dú)立地正向或反向運(yùn)行。一般地，