《工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用》課后習(xí)題-參考答案 陳乾

《工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用》課后習(xí)題-參考答案任務(wù)一工業(yè)4.0與智能制造一、填空題1、智能制造、互聯(lián)網(wǎng)+制造2、生產(chǎn)方式智能化、產(chǎn)品智能化、管理智能化3、智能機器人、人類專家二、選擇題1、D2、A三、問答題1、答：工業(yè)1.0是以蒸汽機為標(biāo)志，用蒸汽動力驅(qū)動機器取代人力，從此手工業(yè)從農(nóng)業(yè)分離出來，正式進(jìn)化為工業(yè)。工業(yè)2.0是以電力的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，用電力驅(qū)動機器取代蒸汽動力，從此零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配實現(xiàn)分工，工業(yè)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)時代。工業(yè)3.0是以PLC（可編程邏輯控制器）和PC（電子計算機）的應(yīng)用為標(biāo)志，從此機器不但接管了人的大部分體力勞動，同時也接管了一部分腦力勞動，工業(yè)生產(chǎn)能力也自此超越了人類的消費能力，人類進(jìn)入了產(chǎn)能過剩時代。工業(yè)4.0是以智能制造為主導(dǎo)，運用信息物理系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)方式的現(xiàn)代化。2、答：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)云計算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)機器人、3D打印、知識工作自動化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實、人工智能。3、答：互聯(lián)、數(shù)據(jù)、集成、創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型。4、答：在信息時代中國應(yīng)把握住這次發(fā)展時機，在“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)的驅(qū)動下，實現(xiàn)“中國制造”向“中國智造”的轉(zhuǎn)型。任務(wù)二認(rèn)識機器人一、填空題1、《羅薩姆的萬能機器人》、Robot2、移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性。二、問答題1、答：（1）機器人不得傷害人類，且確保人類不受傷害；（2）在不違背第一法則的前提下，機器人必須服從人類的命令；（3）在不違背第一及第二法則的前提下，機器人必須保護(hù)自己。2、答：“機器人三定律”的目的是為了保護(hù)人類不受傷害。任務(wù)三國內(nèi)外工業(yè)機器人的發(fā)展與品牌填空題1、ABB、庫卡、發(fā)那科、安川2、機器人、集成視覺系統(tǒng)3、潔凈（真空）機器人、特種機器人二、問答題1、答：經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期，90年代的實用化期。2、答：ABB、庫卡、發(fā)那科、安川。任務(wù)四工業(yè)機器人的分類一、填空題1、工業(yè)機器人、特種機器人2、多關(guān)節(jié)機械手3、示教再現(xiàn)型、感知型、智能工業(yè)機器人4、點位控制型、連續(xù)控制型二、選擇題1、B2、C3、D4、B三、判斷題1、√2、√3、×4、×四、問答題1、答：工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人，包括焊接機器人、搬運機器人、裝配機器人、處理機器人、噴涂機器人等。2、答：服務(wù)機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人、機器人化機器等。3、答：（1）能高強度地、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；（2）對工作環(huán)境有很強的適應(yīng)能力，能代替人在有害和危險場所工作；（3）動作準(zhǔn)確性高，可保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性；（4）具有很廣泛的通用性和獨特的柔性，比一般自動化設(shè)備有更廣的用途，既能滿足大批量生產(chǎn)的需要，也可以靈活、迅速地實現(xiàn)多品種、小批量的生產(chǎn)；（5）能顯著地提高生產(chǎn)率和大幅度降低產(chǎn)品成本。4、答：可分為直角坐標(biāo)機器人、柱面坐標(biāo)機器人和關(guān)節(jié)型機器人等類型。任務(wù)五工業(yè)機器人本體一、填空題1、諧波發(fā)生器、柔性齒輪和剛性齒輪2、機座、大臂、小臂、電機二、選擇題1、C2、B三、問答題1、答：（1）不易有動態(tài)誤差，無累積誤差，精度較高。（2）運動慣性小。（3）結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)定，輸出軸大部份承受軸向應(yīng)力，機器剛性高，承載能力大。（4）為熱對稱性結(jié)構(gòu)設(shè)計，熱變形量較小。（5）在位置求解上，串聯(lián)機構(gòu)正解容易，反解困難，而并聯(lián)機構(gòu)正解困難，反解容易。（6）工作空間較小。（7）驅(qū)動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應(yīng)好。（8）完全對稱的并聯(lián)機構(gòu)具有較好的各向同性。根據(jù)這些特點，并聯(lián)機器人在需要高剛度、高精度、大荷重、工作空間精簡的領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，尤其在拾取分揀領(lǐng)域。2、答：體積小，抗沖擊力強，扭矩大，定位精度高，振動小，減速比大任務(wù)六工業(yè)機器人控制系統(tǒng)一、填空題1、電機通電/復(fù)位按鈕2、計算機模塊、電機驅(qū)動單元模塊、機箱控制模塊二、問答題1、答：記憶功能、示教功能、與外圍設(shè)備聯(lián)系功能、坐標(biāo)設(shè)置功能、人機接口、傳感器接口、位置伺服功能、故障診斷安全保護(hù)功能。2、答：工業(yè)機器人控制器由計算機硬件、軟件和一些專用電路構(gòu)成。任務(wù)七工業(yè)機器人示教器一、填空題1、連接機器人控制系統(tǒng)、手動操作機器人、編輯和運行程序、參數(shù)配置及監(jiān)控2、硬件、軟件3、按下一半、完全松開、完全按下二、問答題1、答：可編程按鍵、機械單元選擇按鍵、動作模式切換按鍵、動作模式切換按鍵、增量開關(guān)按鍵、步退執(zhí)行按鍵、START（啟動）按鍵、步進(jìn)執(zhí)行按鍵、STOP（停止）按鍵。2、答：（1）小心搬運。切勿摔打、拋擲或用力撞擊示教器。這樣會導(dǎo)致破損或故障。如果示教器受到撞擊，務(wù)必要驗證并確認(rèn)其安全功能（使能器按鈕和急停按鈕）工作正常且未損壞。（2）設(shè)備不使用時，請將其置放于立式壁架上存放，防止意外脫落。使用和存放示教器時始終要確保電纜不會將人絆倒。（3）切勿使用鋒利的物體（例如螺絲刀或筆尖）操作觸摸屏。這樣可能會損壞觸摸屏。請使用手指或觸摸筆操作觸摸屏。（4）定期清潔觸摸屏。灰塵和小顆?？赡軙踝∮|摸屏造成故障。切勿使用溶劑、洗滌劑或擦洗海綿清潔觸摸屏。請使用軟布蘸少量水或中性清潔劑進(jìn)行清潔。（5）沒有連接USB設(shè)備時務(wù)必蓋上USB端口的保護(hù)蓋。如果端口暴露到灰塵中，那么它會中斷或發(fā)生故障。任務(wù)八工業(yè)機器人技術(shù)參數(shù)與選型一、選擇題1、A2、B二、問答題1、答：自由度、額定負(fù)載、重復(fù)定位精度、工作范圍和最大工作速度、機器人的控制方式、驅(qū)動方式、安裝方式、存儲容量、自診斷及自保護(hù)、安全保障等功能。任務(wù)九焊接機器人一、填空題1、機器人、焊槍、送絲機構(gòu)2、機器人、焊接設(shè)備二、判斷題1、√2、√三、問答題1、答：機器人、焊機、焊槍、送絲機構(gòu)、保護(hù)氣瓶、焊絲、清槍剪絲系統(tǒng)等。機器人由機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成；焊機是一種為焊接提供一定特性電源的電器；焊槍是指焊接過程中，執(zhí)行焊接操作的工具；焊絲是作為填充金屬或同時作為\t"/item/%E7%84%8A%E4%B8%9D/_blank"導(dǎo)電用的金屬絲焊接材料；送絲機構(gòu)是在添料焊接過程中負(fù)責(zé)輸送焊絲的機構(gòu)，并有校直焊絲的功能；通常采用氣體來保護(hù)焊接的區(qū)域，其目的是防止焊縫在凝固時遭受大氣的污染，以及保護(hù)焊接過程中燃燒的電弧；焊接工裝帶有變位機構(gòu)。焊接時根據(jù)焊接位置的需要，可旋轉(zhuǎn)改變焊接工件的位置，以便得到更好的焊接角度。2、答：弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的焊接方法，它的原理是利用電弧放電(俗稱電弧燃燒)所產(chǎn)生的熱量將工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程。激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。任務(wù)十噴涂機器人一、填空題1、涂料單元控制盤、氣源、流量調(diào)節(jié)器、齒輪泵、涂料混合器、換色閥、供漆供氣管路、監(jiān)控管線2、噴涂機器人、機器人控制系統(tǒng)、供漆系統(tǒng)、自動噴槍、噴房、防爆吹掃系統(tǒng)二、問答題1、答：噴涂機器人作為一種典型的噴涂自動化裝備，具有工件涂層均勻、重復(fù)精度好、通用性強、工作效率高、工作范圍大、\t"/item/%E5%96%B7%E6%B6%82%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4%BA%BA/_blank"設(shè)備利用率高、易于操作和維護(hù)，離線編程可大大的縮短現(xiàn)場調(diào)試時間，能夠?qū)⒐と藦挠卸?、易燃、易爆的工作環(huán)境中解放出來等優(yōu)點。2、答：噴涂機器人一般采用液壓驅(qū)動，具有動作速度快、防爆性能好等特點，可通過手把手示教或點位示數(shù)來實現(xiàn)。\t"/item/%E5%96%B7%E6%B6%82%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4%BA%BA/_blank"噴漆機器人廣泛用于汽車、儀表、電器、\t"/item/%E5%96%B7%E6%B6%82%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4%BA%BA/_blank"搪瓷等工藝生產(chǎn)部門。任務(wù)十一碼垛機器人一、填空題1、吸附式、夾板式、抓取式、組合式2、碼垛機器人、控制系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、抓取系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置二、問答題1、答：碼垛機器人是一種用來自動執(zhí)行工作的機器裝置，使用中它可接受人的指揮，又可正確的運行預(yù)先編排的程序，能根據(jù)用人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動，將已裝入容器的物體，按一定排列碼放在托盤、棧板(木質(zhì)、塑膠)上，進(jìn)行自動堆碼，可堆碼多層，然后推出，便于叉車運至倉庫儲存。2、答：（1）碼垛機器人操作范圍大，安全性能好。（2）碼垛機器人運行平穩(wěn)，傳動效率高。（3）碼垛機器人后期維護(hù)保養(yǎng)方便。（4）碼垛機器人品種多，選擇適用范圍廣。任務(wù)十二搬運機器人一、填空題1、固定式、行走式2、夾持式取料手、吸附式取料手、仿人式取料手二、問答題1、答：（1）皮帶輸送線皮帶輸送結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、外形美觀、運行可靠、被廣泛應(yīng)用于電子、家電、食品、汽車、摩托車等行業(yè)的零部件組裝的輸送。皮帶輸送線適用于各類箱、包、托盤等件貨的輸送，散料、小件物品或不規(guī)則的物品需放在托盤上進(jìn)行輸送。（2）滾筒輸送線滾筒輸送線適用于底部是平面的物品輸送，主要由傳動滾筒、機架、支架、驅(qū)動裝置等部分組成。具有輸送量大，速度快，運轉(zhuǎn)輕快，能夠?qū)崿F(xiàn)多品種共線分流輸送的特點。2、答：末端執(zhí)行器（手爪）也在一定范圍內(nèi)具備可調(diào)性，可配備感知器，以確保機器人具備足夠的夾持力和夾持精度。常用的搬運末端執(zhí)行器有夾持式取料手、吸附式取料手、仿人式取料手等。（1）夾持式取料手夾持式取料手一般由手指、驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、支架組成，適用于直接與工件接觸的物體，通過夾爪的張開與閉合來實現(xiàn)松開和夾緊工件。（2）吸附式取料手吸附式取料手靠吸附力取料，根據(jù)吸附力的不同，分為氣吸附和磁吸附兩種。吸附式取料手適用于大平面(單面接觸無法抓取)、易碎（玻璃、磁盤)、微小(不易抓取)的物體，因此使用面很廣。（3）仿人式取料手仿人式取料手是針對特殊外形工件進(jìn)行抓取的手爪，主要包括柔性手和多指靈巧手等兩種。柔性手有多個柔性關(guān)節(jié)，抓取的工件多為不規(guī)則、圓形等輕便工件；多指靈巧手為最完美的仿人手爪，可實現(xiàn)精準(zhǔn)操作，廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、航天工業(yè)等高精度作業(yè)。3、答：搬運機器人被廣泛應(yīng)用于機床上下料、沖壓機自動化生產(chǎn)線、自動裝配流水線、碼垛搬運、集裝箱等的自動搬運。任務(wù)十三裝配機器人一、填空題1、水平串聯(lián)、垂直串聯(lián)、并聯(lián)2、吸附式、夾鉗式、組合式二、問答題1、答：各種電器制造(包括家用電器，如電視機、錄音機、洗衣機、電冰箱、吸塵器)、小型電機、汽車及其部件、計算機、玩具、機電產(chǎn)品及其組件的裝配等方面。2、答：裝配機器人常用到的傳感系統(tǒng)有視覺傳感系統(tǒng)、觸覺傳感系統(tǒng)等。（1）視覺傳感系統(tǒng)配備視覺傳感系統(tǒng)的裝配機器人可依據(jù)需要選擇合適的裝配零件，并進(jìn)行粗定位和位置補償，完成零件平面測量、形狀識別等檢測。（2）觸覺傳感系統(tǒng)裝配機器人的觸覺傳感系統(tǒng)主要是實時檢測機器人與被裝配物件之間的配合，機器人觸覺可分為接觸覺、接近覺、壓覺、滑覺和力覺等五種傳感器。在裝配機器人進(jìn)行簡單工作過程中常用到的有接觸覺、接近覺和力覺等傳感器。任務(wù)十四機器人仿真系統(tǒng)一、填空題1、創(chuàng)建、CAD操作、測量2、碰撞監(jiān)控、配置、仿真控制、監(jiān)控3、建立工作站、路徑編程、設(shè)置、控制器二、問答題1、答：（1）CAD導(dǎo)入。RobotStudio可輕易地以各種主要的CAD格式導(dǎo)入數(shù)據(jù)，包括IGES、STEP、VRML、VDAFS、ACIS和CATIA。通過使用此類非常精確的3D模型數(shù)據(jù)，機器人程序設(shè)計員可以生成更為精確的機器人程序，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。（2）自動路徑生成。這是RobotStudio最節(jié)省時間的功能之一。通過使用待加工部件的CAD模型，可在短短幾分鐘內(nèi)自動生成跟蹤曲線所需的機器人位置。如果人工執(zhí)行此項任務(wù)，則可能需要數(shù)小時或數(shù)天。（3）自動分析伸展能力。此便捷功能可讓操作者靈活移動機器人或工件，直至所有位置均可達(dá)到?？稍诙潭處追昼妰?nèi)驗證和優(yōu)化工作單元布局。（4）碰撞檢測。在RobotStudio中，可以對機器人在運動過程中是否可能與周邊設(shè)備發(fā)生碰撞進(jìn)行一個驗證與確認(rèn)，以確保機器人離線編程得出的程序的可用性。（5）在線作業(yè)。使用RobotStudio與真實的機器人進(jìn)行連接通信，對機器人進(jìn)行便捷的監(jiān)控、程序修改、參數(shù)設(shè)定、文件傳送及備份恢復(fù)的操作，使調(diào)試與維護(hù)工作更輕松。（6）模擬仿真。根據(jù)設(shè)計，在RobotStudio中進(jìn)行工業(yè)機器人工作站的動作模擬仿真以及周期節(jié)拍，為工程的實施提供真實的驗證。（7）應(yīng)用功能包。針對不同的應(yīng)用推出功能強大的工藝功能包，將機器人更好地與工藝應(yīng)用進(jìn)行有效融合。（8）二次開發(fā)。提供功能強大的二次開發(fā)平臺，使機器人應(yīng)用實現(xiàn)更多的可能，滿足機器人的科研需要。任務(wù)十五機器人仿真工作站的建立一、問答題1、答：（1）在“基本”功能選項卡中，單擊“機器人系統(tǒng)”的“從布局...”。（2）設(shè)定好系統(tǒng)名字與保存的位置后，選中“6.08.00.00”，單擊“下一個”。（3）單擊“下一個”。（4）單擊“選項”。（5）在類別中選中“DefaultLanguage”，在選項中選擇“Chinese”。（6）在類別中選中“IndustrialNetworks”，在選項中選擇“709-1DeviceNetMaster/Slave”。（7）在“概況”中可以看到選擇的結(jié)果。點擊“確定”。（8）點擊“完成”。（9）等待系統(tǒng)創(chuàng)建。（10）系統(tǒng)建立完成后，右下角“控制器狀態(tài)”應(yīng)為綠色。表示系統(tǒng)創(chuàng)建完成。任務(wù)十六機器人手動操作一、填空題1、大地坐標(biāo)、基