工业机器人的基本知识课件.ppt
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- 工业 机器人 基本知识 课件
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1、1、工业机器人的基本知识、工业机器人的基本知识主要内容主要内容1.机器人的发展概况2.机器人的定义3.国际上的主要机器人生产厂家4.机器人的应用领域5.机器人的分类6.机器人系统的基本结构7.机器人的技术参数8.机器人运动学9.机器人动力学10.机器人的控制 1920年,捷克剧作家卡里洛奇别克在其科幻剧本罗萨姆万能机器人制造公司(Rossums Universal Robots)首次使用了ROBOT这个名词,意思是“人造的人”。现在已被人们作为机器人的专用名词。“机器人”一词的由来第一部分第一部分机器人的发展概机器人的发展概况况第一代机器人 19世纪50、60年代,随着机构理论和伺服理论的发展
2、,机器人进入了实用阶段。1954年美国的G.C.Devol发表了“通用机器人”专利;1960年美国AMF公司生产了柱坐标型Versatran机器人,可进行点位和轨迹控制,这是世界上第一种应用于工业生产的机器人。70年代,随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展,机器人也得到了迅速的发展。1974年Cincinnati Milacron公司成功开发了多关节机器人;1979年,Unimation公司又推出了PUMA机器人,它是一种多关节、全电机驱动、多CPU二级控制的机器人,采用VAL专用语言,可配视觉、触觉、力觉传感器,在当时是技术最先进的工业机器人。现在的工业机器人在结构上大
3、体都以此为基础。这一时期的机器人属于“示教再现”(Teach-in/Playback)型机器人,只具有记忆、存储能力,按相应程序重复作业,对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。机器人的发展概况机器人的发展概况第二代机器人 进入80年代,随着传感技术,包括视觉传感器、非视觉传感器(力觉、触觉、接近觉等)以及信息处理技术的发展,出现了第二代机器人有感觉的机器人。它能够获得作业环境和作业对象的部分相关信息,进行一定的实时处理,引导机器人进行作业。第二代机器人已进入了使用化,在工业生产中得到了广泛应用。机器人的发展概况机器人的发展概况第三代机器人 目前正在研究的“智能机器人”,它不仅具有比第二代机器人
4、更加完善的环境感知能力,而且还具有逻辑思维、判断和决策能力,可根据作业要求与环境信息自主地进行工作。美国机器人协会(RIA):机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置,通过程序动作来执行各种任务,并具有编程能力的多功能操作机。可见,这里的机器人是指工业机器人。日本工业机器人协会(JIRA):工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行装置的、能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。国际标准化组织(ISO):机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机,这种操作机具有几个轴,能够借助可编程操作来处理各类材料、零件、工具和专用装置,以执行各种任务。第二部分第二部分机器人的定义
5、机器人的定义 机器人集中了机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制原理以及人工智能等多学科的最新研究成果,代表了机电一体化的最高成就,是当代科学技术发展最活跃的领域之一。工程技术人员了解和学习机器人学具有重要的意义。第三部分第三部分国际上的主要机器人生产厂家国际上的主要机器人生产厂家Motoman UP500有效载荷500kg,最大可达长度2542mm,6轴驱动,高可靠性52000小时MTBF,重复定位精度0.5 mm ABB IRB 340专为快速的拾取和放置动作而设计,适用于包装工业中快速而准确地移动物体国际上的主要机器人生产厂家国际上的主要机器人生产厂家多功能,6轴驱动,可应用于焊接、等
6、离子切割、物料输送,64位的CPU,结构紧凑,工作范围广。Panasonic VR-006ALIIFanuc ArcMate 50iB6轴驱动,安装灵活方便,与主要品牌的焊接设备兼容,先进的运动控制减少了机械磨损。国际上的主要机器人生产厂家国际上的主要机器人生产厂家Nachi SH133 高速,重量1260kg,最大载荷133kg,最大可达长度2654mm,6轴驱动,适用于拾取和放置操作。PI M-840 HexaLight 6轴驱动,低惯量,动态特性好,刚度高,无位置累计误差,高重复定位精度和可靠性。第四部分第四部分机器人的应用领域机器人的应用领域弧焊机器人弧焊机器人 激光焊机器人激光焊机器
7、人 电阻焊机器人电阻焊机器人 自动化焊接机器人自动化焊接机器人 点焊机器人点焊机器人 等离子切割机器人等离子切割机器人 机器人的应用领域机器人的应用领域清洁机器人清洁机器人 上料机器人上料机器人 物料输送机器人物料输送机器人 材料去除机器人材料去除机器人 包装机器人包装机器人 喷漆机器人喷漆机器人 机器人的应用领域机器人的应用领域部件移动机器人部件移动机器人 装配机器人装配机器人 打保险机器人打保险机器人 自动钻孔机器人自动钻孔机器人 设备维护机器人设备维护机器人 包装机器人包装机器人 堆跺机器人堆跺机器人 机器人的应用领域机器人的应用领域涂层机器人涂层机器人 去毛刺机器人去毛刺机器人 磨销机
8、器人磨销机器人 高温喷涂机器人高温喷涂机器人 机器人的应用领域机器人的应用领域医用并联机器人医用并联机器人 机器人的应用领域机器人的应用领域天文望远镜天文望远镜 绳索机器人绳索机器人 机器人的应用领域机器人的应用领域三杆并联机床三杆并联机床 机器人的应用领域机器人的应用领域机器人的应用领域机器人的应用领域六杆并联机床六杆并联机床 机器人的应用领域机器人的应用领域六足行走机器人六足行走机器人 第五部分第五部分机器人的分类机器人的分类串联机器人和并联机器人串联机器人串联机器人直角坐标系机器人直角坐标系机器人 n 两种基本关节形式两种基本关节形式 移动关节(移动关节(Prismatic joint)
9、旋转关节(旋转关节(Revolute joint)(回转和旋转)(回转和旋转)典型的关节自由度种类和图形符号典型的关节自由度种类和图形符号移动关节移动关节P回转关节回转关节R旋转关节旋转关节R机器人的分类机器人的分类串联机器人串联机器人圆柱坐标系机器人圆柱坐标系机器人 机器人的分类机器人的分类串联机器人串联机器人水平多关节机器人水平多关节机器人 机器人的分类机器人的分类并联机器人并联机器人 动平台定平台球铰球铰或万向铰驱动杆上半部分驱动杆下半部分25 并联机构在并联机构在1965年由年由Stewart提出原是作为飞行模拟器提出原是作为飞行模拟器用于训练飞行员的。机舱由用于训练飞行员的。机舱由6
10、个液压缸支撑和驱动,可以使个液压缸支撑和驱动,可以使机舱获得任何需要的位姿。机舱获得任何需要的位姿。澳大利亚著名机构学教授澳大利亚著名机构学教授Hunt 在在1978年提出。可以应用年提出。可以应用6自由度的自由度的Stewart平台机构作为机器人机构。到平台机构作为机器人机构。到80年代末,年代末,特别是特别是90年代以来,并联式机器人才被广为主意,并成为了年代以来,并联式机器人才被广为主意,并成为了新的热点。新的热点。262728293RPS机构机构6RSS机构机构6SPS机构机构6SPS双三角机构双三角机构306RSS机构机构6PSS机构机构6SPS单三角机构单三角机构3RRR球面机构球
11、面机构31机器人本体的材料机器人本体的材料 制作机器人的材料是多种多样的。选择制作材料时,制作机器人的材料是多种多样的。选择制作材料时,主要考虑以下几个方面:主要考虑以下几个方面:1)材料要能满足机器人的强度和刚度要求;)材料要能满足机器人的强度和刚度要求;2)材料的加工工艺性好;)材料的加工工艺性好;3)材料的稳定性好;)材料的稳定性好;4)材料的密度尽量小;)材料的密度尽量小;5)材料的成本尽可能低;)材料的成本尽可能低;6)机器人的用途。)机器人的用途。此外,对于一些特殊环境下的机器人,还要考虑环境此外,对于一些特殊环境下的机器人,还要考虑环境对材料性能的要求和影响。对材料性能的要求和影
12、响。32n 关节是空间机械臂运动的执行部件关节是空间机械臂运动的执行部件,一个空间机械臂少则一个空间机械臂少则 34 个关节个关节,多则十几个关节,每个关节要完成产生与传递动力、运动多则十几个关节,每个关节要完成产生与传递动力、运动感知、机械连接三个任务。它通常包括:驱动器(多为电机)、感知、机械连接三个任务。它通常包括:驱动器(多为电机)、传动装置、传感器、线束管理装置、数据采集处理电路等部分。传动装置、传感器、线束管理装置、数据采集处理电路等部分。n 每个关节上还有热控需要的温度传感器、主动控温装置等每个关节上还有热控需要的温度传感器、主动控温装置等,以及以及涂层、包覆、导热、绝热等措施;
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