工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用 課件 任務(wù)12、13 搬運機器人、裝配機器人

搬運機器人學習任務(wù)LEARNINGTASKS01搬運與搬運機器人的含義搬運機器人系統(tǒng)組成0201搬運與搬運機器人

的含義01搬運與搬運機器人的含義

搬運是指：“在同一場所內(nèi)，對物品進行水平移動為主的物流作業(yè)。搬運是改變“物”的空間位置的活動，主要指物體橫向或斜向的移動。

工廠生產(chǎn)常使用搬運車輛來進行物料的搬運。搬運車輛是指用于短途搬運物品的無軌車輛，又稱工業(yè)車輛，是廣泛應(yīng)用的物料搬運機械，包括手推車、牽引車和拖車、起升車輛、電動搬運車（俗稱電瓶車）、內(nèi)燃搬運車和無人駕駛搬運車等。01搬運與搬運機器人的含義搬運機器人是為應(yīng)用機器人運動軌跡實現(xiàn)代替人工搬運的自動化產(chǎn)品，是近代自動控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一項高新技術(shù)，涉及到了力學，機械學，電器液壓氣壓技術(shù)，自動控制技術(shù)，傳感器技術(shù)，單片機技術(shù)和計算機技術(shù)等學科領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)體系中的一項重要組成部分。01搬運與搬運機器人的含義在科技高速發(fā)展的21世紀，工業(yè)機器人得到充分發(fā)展應(yīng)用，搬運機器人是經(jīng)歷人工搬運、機器手搬運兩個階段應(yīng)運而生的自動化搬運設(shè)備。搬運機器人的出現(xiàn)不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對保障人身安全，改善勞動環(huán)境，減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有著十分重要的意義，機器人搬運物料將變成自動化生產(chǎn)制造的必備環(huán)節(jié)，搬運機器人也被其廣泛應(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。搬運機器人一般分兩種，一種是固定式，另一種是行走式。01搬運與搬運機器人的含義搬運機器人主要優(yōu)點：(1)動作穩(wěn)定、提高搬運準確性。(2)提高生產(chǎn)效率，解放繁重體力勞動門，實現(xiàn)“無人”或“少人”生產(chǎn)。(3)改善工人勞作條件，擺脫有毒、有害環(huán)境。(4)柔性高、適應(yīng)性強，可實現(xiàn)多形狀不規(guī)則物料搬運。(5)定位準確，保證批量一致性。(6)降低制造成本，提高生產(chǎn)效益。02搬運機器人系統(tǒng)組成02搬運機器人系統(tǒng)組成搬運機器人系統(tǒng)組成搬運機器人夾持式取料手吸附式取料手仿人式取料手周邊設(shè)備系統(tǒng)組成皮帶輸送線滾筒輸送線02搬運機器人系統(tǒng)組成用機器人完成一些搬運工作，除了需要搬運機器人以外，還需具備相應(yīng)附屬裝置及周邊設(shè)備從而形成的一個完整系統(tǒng)。以關(guān)節(jié)市式搬運機器人為例，其工作站主要由機器人本體、機器人控制系統(tǒng)、搬運系統(tǒng)(氣體發(fā)生裝置、真空空發(fā)生裝置和夾爪等)和安全保護裝置組成。操作者可通過示教器和操作面板進行搬運機器人運動位置和動作程序的示教，設(shè)定運動速度、搬運參數(shù)等。(一)搬運機器人系統(tǒng)組成02搬運機器人系統(tǒng)組成搬運機器人是一種用于空間位置轉(zhuǎn)換的機器人，其末端執(zhí)行器是夾持工件移動的一種夾具，可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動。02搬運機器人系統(tǒng)組成隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，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)、傳統(tǒng)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)動作松開和夾緊工件。02搬運機器人系統(tǒng)組成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等兩種。吸附式取料手適用于大平面（單面接觸無法抓?。?、易碎（玻璃、磁盤）、微小（不易抓?。┑奈矬w，因此使用面很廣。02搬運機器人系統(tǒng)組成3、仿人式取料手仿人式取料手是針對特殊外形工件進行抓取的手爪，主要包括柔性手和多指靈巧手等兩種。柔性手有多個柔性手節(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)精準操作，廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、航天工業(yè)等高精度作業(yè)。02搬運機器人系統(tǒng)組成1、皮帶輸送線皮帶線又叫皮帶式流水線，也叫皮帶輸送機，帶式輸送機或膠帶輸送機，是組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可缺少的經(jīng)濟型物流輸送設(shè)備。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)的零部組裝的輸送。(二)搬運機器人周邊設(shè)備

02搬運機器人系統(tǒng)組成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。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能夠輸送單件重量很大的物料，或承受較大的沖擊載荷。THANKS!裝配機器人學習任務(wù)LEARNINGTASKS01裝配與裝配機器人裝配機器人的系統(tǒng)組成0201裝配與裝配機器人01裝配與裝配機器人裝配與裝配機器人裝配機器人垂直串聯(lián)裝配機器人水平串聯(lián)裝配機器人并聯(lián)裝配機器人關(guān)節(jié)式裝配機器人直角坐標裝配機器人裝配機器人的特性01裝配與裝配機器人裝配根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求，將零件或部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的過程。裝配是產(chǎn)品生產(chǎn)的后續(xù)工序，它包括裝配、調(diào)整、檢驗和試驗等工作。裝配在制造業(yè)中占有重要地位，在人力、物力、財力消耗中占有很大比例，作為一項新興的工業(yè)技術(shù)，機器人裝配應(yīng)運而生。由于裝配操作本身比焊接、噴涂、搬運等復(fù)雜，且對裝配環(huán)境要求高，對感知與自適應(yīng)的控制能力要求強，對于機器人的精度要求也較高，因而裝配領(lǐng)域?qū)⑹俏磥頇C器人技術(shù)發(fā)展的焦點之一。01裝配與裝配機器人裝配機器人主要用于各種電器制造（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。裝配機器人是工業(yè)生產(chǎn)中用于裝配生產(chǎn)線上對零件或部件進行裝配的一類工業(yè)機器人。裝配機器人在不同裝配生產(chǎn)線上發(fā)揮著強大的裝配作用，裝配機器人大多由4-6軸組成，目前市場上常見的裝配機器人，按臂部運動形式可分為直角坐標裝配機器人和關(guān)節(jié)式裝配機器人，關(guān)節(jié)式裝配機器人又可分為水平串聯(lián)關(guān)節(jié)式、垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)式和并聯(lián)關(guān)節(jié)式裝配機器人。01裝配與裝配機器人直角式裝配機器人又稱單軸機械手，以XYZ直角坐標系統(tǒng)為基本數(shù)學模型，整體結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計。直角式是目前工業(yè)機器人中最簡單的一類，具有操作、編程簡單等優(yōu)點，可用于零部件移送、簡單插入、旋擰等作業(yè)，機構(gòu)上多裝備球形螺釘和伺服電動機，具有速度快、精度高等特點，裝配機器人多為龍門式和懸臂式?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于節(jié)能燈裝配、電子類產(chǎn)品裝配和液晶屏裝配等場合。1)直角坐標裝配機器人01裝配與裝配機器人關(guān)節(jié)式裝配機器人是目前裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用最廣泛的一類機器人，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、相對工作空間大、自由度高，適合幾乎任何軌跡或角度工作，編程自由，動作靈活，易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)等特點。2)節(jié)式裝配機器人01裝配與裝配機器人1、水平串聯(lián)裝配機器人水平串聯(lián)裝配機器人亦稱為平面關(guān)節(jié)型裝配機器人或SCARA機器人。水平串聯(lián)裝配機器人是目前裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)量最多的一類裝配機器人，它屬于精密型裝配機器人，具有速度快、精度高、柔性好等特點，驅(qū)動多為交流伺服電動機，保證其較高的重復(fù)定位精度，可廣泛應(yīng)用于電子、機械和輕工業(yè)等產(chǎn)品的裝配，適合工廠柔性化生產(chǎn)需求。水平串聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人水平串聯(lián)裝配機器人拾放超薄硅片01裝配與裝配機器人2、垂直串聯(lián)裝配機器人垂直串聯(lián)式裝配機器人多為6個自由度。垂直串聯(lián)式裝配機器人可在空間任意位置確定任意位姿，面向?qū)ο蠖酁槿S空間的任意位置和姿勢的作業(yè)。垂直串聯(lián)式裝配機器人進行裝配作業(yè)。垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人組裝01裝配與裝配機器人3、并聯(lián)裝配機器人并聯(lián)裝配機器人亦稱拳頭機器人、蜘蛛機器人或Delta機器人。并聯(lián)裝配機器人是一種輕型、結(jié)構(gòu)緊湊的高速裝配機器人，可安裝在任意傾斜角度上，獨特的并聯(lián)機構(gòu)可實現(xiàn)快速、敏捷動作且減少了非累積定位誤差。目前在裝配領(lǐng)域，并聯(lián)式裝配機器人有兩種形式可供選擇，即三軸手腕（合計六軸）和一軸手腕（合計四軸），具有小巧高效、安裝方便、精準靈敏等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于IT、電子裝配等領(lǐng)域。并聯(lián)式裝配機器人進行裝配作業(yè)的場景。并聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人并聯(lián)關(guān)節(jié)裝配機器人組裝01裝配與裝配機器人通常裝配機器人本體與搬運、焊接、噴涂機器人本體精度制造上有一定的差別，原因在于機器人在完成焊接、噴涂作業(yè)時，沒有與作業(yè)對象接觸，只需示教機器人運動軌跡即可，而裝配機器人需與作業(yè)對象直接接觸，并進行相應(yīng)動作；搬運、碼垛機器人在移動物料時運動軌跡多為開放性，而裝配作業(yè)是一種約束運動類操作，即裝配機器人精度要高于搬運、碼垛、焊接和噴噴涂機器人。盡管裝配機器人在本體上較其他類型機器人有所區(qū)別，但在實際應(yīng)用中無論是直角坐標裝配機器人還是關(guān)節(jié)式裝配機器人都有如下特性：（1）能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)生產(chǎn)節(jié)拍和末端執(zhí)行器動作狀態(tài)。（2）可更換不同末端執(zhí)行器以適應(yīng)裝配任務(wù)的變化，方便、快捷。（3）能夠與零件供給器、輸送裝置等輔助設(shè)備集成，實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。（4）多帶有傳感器，如視覺傳感器、觸覺傳感器、力傳感器等，以保證裝配任務(wù)的精準性。3)裝配機器人的特性02裝配機器人的

系統(tǒng)組成02裝配機器人的系統(tǒng)組成

裝配機器人的系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成觸覺傳感系統(tǒng)組合式專用式夾鉗式吸附式傳感系統(tǒng)裝配機器人視覺傳感系統(tǒng)末端執(zhí)行器02裝配機器人的系統(tǒng)組成裝配機器人是柔性自動化裝配系統(tǒng)的核心設(shè)備，裝配機器人的裝配系統(tǒng)主要由操作機、控制系統(tǒng)、裝配系統(tǒng)（手爪、氣體發(fā)生裝置、真空發(fā)生裝置或電動裝置）、傳感系統(tǒng)和安全保護裝置組成。其中機器人的結(jié)構(gòu)類型有直角坐標型、水平關(guān)節(jié)型、垂直關(guān)節(jié)型和并聯(lián)關(guān)節(jié)型等?？刂破饕话悴捎枚郈PU或多級計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)運動控制和運動編程，末端執(zhí)行器為適應(yīng)不同的裝配對象而設(shè)計成各種手爪和手腕等，傳感系統(tǒng)又來獲取裝配機器人與環(huán)境和裝配對象之間相互作用的信息。操作者可通過示教器和操作面板進行裝配機器人運動位置和動作程序的示教，設(shè)定運動速度、裝配動作及參數(shù)等。02裝配機器人的系統(tǒng)組成

裝配機器人由本體及控制裝配過程的控制柜組成，目前市場上的裝配生產(chǎn)線多以關(guān)節(jié)式裝配機器人中的SCARA機器人和并聯(lián)機器人為主，在小型、精密、垂直裝配上，SCARA機器人具有很大優(yōu)勢。隨著社會需求增大和技術(shù)的進步，裝配機器人行業(yè)亦得到迅速發(fā)展，多品種、少批量生產(chǎn)方式和為提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的生產(chǎn)工藝需求，成為推動裝配機器人發(fā)展的直接動力，各個機器人生產(chǎn)廠家也不斷推出新機型以適合裝配生產(chǎn)線的“自動化”和“柔性化”。(一)裝配機器人02裝配機器人的系統(tǒng)組成裝配機器人裝配系統(tǒng)的末端執(zhí)行器是夾持工件移動的一種夾具，類似于搬運、碼垛機器人的末端執(zhí)行器，常見的裝配執(zhí)行器有吸附式、夾鉗式、專用式和組合式。1、吸附式吸附式末端執(zhí)行器在裝配中僅占一小部分，廣泛應(yīng)用于電視、錄音機、鼠標等輕小工件的裝配場合。(二)裝配機器人末端執(zhí)行器02裝配機器人的系統(tǒng)組成2、夾鉗式夾鉗式手爪是裝配過程中最常用的一類手爪，多采用氣動或伺服電動機驅(qū)動，閉環(huán)控制配備傳感器可實現(xiàn)準確控制手爪起動、停止及其轉(zhuǎn)速，并對外部信號做出準確反映。夾鉗式裝配手爪具有重量輕、出力大、速度高、慣性小、靈敏度高、轉(zhuǎn)動平滑、力矩穩(wěn)定等特點，其結(jié)構(gòu)類似于搬運作業(yè)夾鉗式手爪，但又比搬運作業(yè)夾鉗式手爪精度高、柔順性高。02裝配機器人的系統(tǒng)組成3、專用式專用式手爪在裝配中針對某一類裝配場合單獨設(shè)計的末端執(zhí)行器，且部分帶有磁力，常見的主要是螺釘、螺栓的裝配，同樣亦多采用氣動或伺服電動機驅(qū)動。4、組合式組合式末端執(zhí)行器在裝配作業(yè)中是通過組合獲得各單組手爪優(yōu)勢的一類手爪，靈活性較大，多用于機器人需要相互配合裝配的場合，可節(jié)約時間、提高效率。專用式手爪組合式手爪02裝配機器人的系統(tǒng)組成帶有傳感系統(tǒng)的裝配機器人可更好地