那智機(jī)器人AX標(biāo)準(zhǔn)課程Rev7_01(初學(xué)機(jī)器人)

1、初次接觸機(jī)器人機(jī)器人學(xué)校機(jī)器人學(xué)校第章：第章：工業(yè)用機(jī)器人工業(yè)用機(jī)器人第章：第章：NACHI NACHI 機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)第第章：章：工具設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)工具設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)課程初次接觸機(jī)器人初次接觸機(jī)器人page 2第章第章 工工業(yè)業(yè)機(jī)器人機(jī)器人第章第章工業(yè)用機(jī)器人工業(yè)用機(jī)器人page 3機(jī)器人機(jī)器人的成長(zhǎng)的成長(zhǎng)工業(yè)機(jī)器人的普及工業(yè)機(jī)器人的普及從從19601960年美國(guó)的工業(yè)報(bào)刊開(kāi)始介紹后，在工業(yè)界迅速的擴(kuò)大。年美國(guó)的工業(yè)報(bào)刊開(kāi)始介紹后，在工業(yè)界迅速的擴(kuò)大。在日本國(guó)內(nèi)在日本國(guó)內(nèi)19671967年從美國(guó)引進(jìn)，因?yàn)槿缦履陱拿绹?guó)引進(jìn)，因?yàn)槿缦?保護(hù)從事焊接等，危險(xiǎn)工作中的工人保護(hù)從事焊

2、接等，危險(xiǎn)工作中的工人 19601960時(shí)代的高速成長(zhǎng)期中的勞動(dòng)力不足時(shí)代的高速成長(zhǎng)期中的勞動(dòng)力不足 19731973年和年和19791979的石油危機(jī)后薪水高漲的石油危機(jī)后薪水高漲 控制技術(shù)的進(jìn)步和高度化控制技術(shù)的進(jìn)步和高度化等原因，達(dá)到今天這樣的程度等原因，達(dá)到今天這樣的程度page 4NACHINACHI 機(jī)器人的歷史機(jī)器人的歷史AX20 07AX 02AW 98AR 92AP 8819878608系列系列1994SA系列系列19808600系列系列1998SF系列系列2001SH系列系列UNIMAN1969AM 84CPUCPU的的采用采用人機(jī)對(duì)話人機(jī)對(duì)話程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)AK80控制控

3、制裝置裝置重視操作性重視操作性彩色觸摸屏彩色觸摸屏數(shù)字化控制數(shù)字化控制機(jī)器人語(yǔ)言機(jī)器人語(yǔ)言2007ST-F系列系列 理念理念：高生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高可靠度高可靠度 理念理念：小型小型節(jié)省空間節(jié)省空間最初的電動(dòng)最初的電動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)器人點(diǎn)焊機(jī)器人 理念理念：高速性高速性 理念理念：模塊化模塊化易于維護(hù)易于維護(hù)在日本最早開(kāi)在日本最早開(kāi)始生產(chǎn)機(jī)器人始生產(chǎn)機(jī)器人 理念理念：外接電纜外接電纜 融入機(jī)體融入機(jī)體采用計(jì)算機(jī)采用計(jì)算機(jī)開(kāi)放化開(kāi)放化綜合化綜合化page 5有著有著人類上肢（腕和手）的動(dòng)作功能人類上肢（腕和手）的動(dòng)作功能、以及以及感覺(jué)功能感覺(jué)功能和識(shí)別功能、可以自己行動(dòng)的機(jī)械和識(shí)別功能、可以自己行動(dòng)的機(jī)械工

4、業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)控制自動(dòng)控制、可以再編程可以再編程、帶有帶有3 3維以上自由度維以上自由度操作功能操作功能的機(jī)械的機(jī)械機(jī)器人的定義機(jī)器人的定義page 6垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人的特征垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人的特征與安裝面積相比，動(dòng)作范圍要與安裝面積相比，動(dòng)作范圍要大大（可以在有限空間內(nèi)活動(dòng)可以在有限空間內(nèi)活動(dòng)）（a a）直角坐標(biāo)系）直角坐標(biāo)系（c c）極坐標(biāo)系）極坐標(biāo)系（b b）圓筒坐標(biāo)系）圓筒坐標(biāo)系（d d）關(guān)節(jié)型）關(guān)節(jié)型（肩膀）（肩膀）（臂）（小臂）（小臂）（肘關(guān)節(jié)）（肘關(guān)節(jié)）（dd）水平關(guān)節(jié)型（）水平關(guān)節(jié)型（SCARASCARA）page 7第章第章 NACHI

5、ROBOT NACHI ROBOT的基的基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識(shí)識(shí)第章NACHI ROBOT的基礎(chǔ)知識(shí)page 8型號(hào)的含義型號(hào)的含義(1)(1)S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000表示機(jī)器人系列名稱表示機(jī)器人系列名稱系列系列系列系列系列系列系列系列page 9型號(hào)的含義型號(hào)的含義(2)(2)表示機(jī)器人可以搬運(yùn)的重量表示機(jī)器人可以搬運(yùn)的重量單位：?jiǎn)挝唬簁gkg可搬運(yùn)可搬運(yùn)質(zhì)質(zhì)量越大量越大, 機(jī)器人越大個(gè)。機(jī)器人越大個(gè)。S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000page 10型號(hào)的含義型號(hào)的含義(3)(3)表示機(jī)器人的類型表示機(jī)器人的類型。T:T:安

6、裝在架子上安裝在架子上L:L:長(zhǎng)手臂長(zhǎng)手臂ST166-02ST166-02地面安裝地面安裝ST166T-02ST166T-02S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000page 11型號(hào)的含義型號(hào)的含義(4)(4)版本號(hào)版本號(hào), , 表示機(jī)器人的改型表示機(jī)器人的改型（例）（例）版本號(hào)不一樣的時(shí)候，馬達(dá)和手腕的規(guī)格都會(huì)變化。因版本號(hào)不一樣的時(shí)候，馬達(dá)和手腕的規(guī)格都會(huì)變化。因?yàn)榇嬖谧鳂I(yè)程序不能互換的情況，請(qǐng)注意為存在作業(yè)程序不能互換的情況，請(qǐng)注意。S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000SH166-04SH166-04： ：偏移式手腕偏移式手腕

7、規(guī)規(guī)格格SH166-03SH166-03： ：一字型手腕一字型手腕規(guī)規(guī)格格page 12型號(hào)的含義型號(hào)的含義(5)(5)表示控制裝置的類型表示控制裝置的類型。S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000示教器的示教器的語(yǔ)語(yǔ)言言0 0：日日語(yǔ)語(yǔ)1 1：英英語(yǔ)語(yǔ)2 2：法法語(yǔ)語(yǔ)3 3：4 4：捷克捷克語(yǔ)語(yǔ)5 5：中國(guó)中國(guó)語(yǔ)語(yǔ)6 6：臺(tái)灣臺(tái)灣語(yǔ)語(yǔ)7 7：印度語(yǔ)印度語(yǔ)8 8：韓韓國(guó)國(guó)語(yǔ)語(yǔ)9 9：意大利意大利語(yǔ)語(yǔ)A A：西班牙西班牙語(yǔ)語(yǔ)除日本除日本語(yǔ)語(yǔ)和英和英語(yǔ)語(yǔ)外，其他外，其他為選為選配配0 0：固定：固定電電源源電壓規(guī)電壓規(guī)格格0 0：200 V200 V（不帶變壓器不帶變壓

8、器）1 1：400 V400 V系（系（帶變壓器帶變壓器）2 2：200 V200 V系（系（帶變壓器帶變壓器）3 3：600 V600 V系（系（帶變壓器帶變壓器）對(duì)應(yīng)規(guī)對(duì)應(yīng)規(guī)格格0 0：日本國(guó)內(nèi)的日本國(guó)內(nèi)的規(guī)規(guī)格格（對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)JISJIS）1 1：北美北美規(guī)規(guī)格格（對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)ANSI, NFPA79ANSI, NFPA79）2 2：CECE規(guī)規(guī)格格1234 1 2 3 4page 13基本規(guī)格的含義基本規(guī)格的含義(1)(1)基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)機(jī)器人的型號(hào)機(jī)器人的型號(hào)項(xiàng)目規(guī)格機(jī)器人的型號(hào)ST166-02ST166L-02ST200-02結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型自由度6驅(qū)動(dòng)方式AC伺服方式最 大 動(dòng) 作 范圍 手

9、臂J1旋回3.14 radJ2前后1.40 1.05 radJ3上下2.62 2.38 rad手腕J4回轉(zhuǎn)6.28 radJ5彎曲2.36 rad2.27 radJ6回轉(zhuǎn)6.28 rad最 大 速 度 手臂J1旋回1.75 rad/sJ2前后1.57 rad/s1.22 rad/s1.57 rad/sJ3上下1.66 rad/s1.31 rad/s1.66 rad/s手腕J4回轉(zhuǎn)2.62 rad/s2.27 rad/s2.09 rad/sJ5彎曲2.62 rad/s2.27 rad/s2.09 rad/sJ6回轉(zhuǎn)3.67 rad/s3.14 rad/s3.32 rad/spage 14基本規(guī)格

10、的含義基本規(guī)格的含義(2)(2)可搬質(zhì)量可搬質(zhì)量容許的扭矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量容許的扭矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量重復(fù)定位精度重復(fù)定位精度設(shè)置條件設(shè)置條件搬運(yùn)機(jī)器人時(shí)，請(qǐng)參照機(jī)器人的保養(yǎng)說(shuō)明書(shū)，一定要根據(jù)本搬運(yùn)機(jī)器人時(shí)，請(qǐng)參照機(jī)器人的保養(yǎng)說(shuō)明書(shū)，一定要根據(jù)本體重量采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行搬運(yùn)。如果不遵守的話，會(huì)發(fā)生體重量采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行搬運(yùn)。如果不遵守的話，會(huì)發(fā)生死亡事故和重大災(zāi)害死亡事故和重大災(zāi)害。最大可搬最大可搬重量重量手腕部手腕部166 kg200 kg第第手臂上的負(fù)載手臂上的負(fù)載最大 90 kg手腕容許手腕容許的靜負(fù)載的靜負(fù)載扭矩扭矩J4J4回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)951 Nm1274 NmJ5J5彎曲彎曲951 Nm1274 N

11、mJ6J6回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)490 Nm686 Nm手腕容許手腕容許的最大轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量動(dòng)慣量J4J4回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)88.9 kgm117.3 kgmJ5J5彎曲彎曲88.9 kgm117.3 kgmJ6J6回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)44.1 kgm65.9 kgm重復(fù)定位精度重復(fù)定位精度0.3 mm設(shè)置設(shè)置條件條件環(huán)境溫度環(huán)境溫度0 45 環(huán)境濕度環(huán)境濕度20 85 %RH（沒(méi)有冷凝水）震動(dòng)值震動(dòng)值0.5 G 以下機(jī)器人類型機(jī)器人類型地面安裝本體質(zhì)量本體質(zhì)量1170 kg1200 kg1215 kgpage 15動(dòng)作范圍圖示動(dòng)作范圍圖示ST166-02ST166-02的動(dòng)作范圍圖示的動(dòng)作范圍圖示基本規(guī)格的動(dòng)作范圍，基本規(guī)格

12、的動(dòng)作范圍，是按照手腕回轉(zhuǎn)軸的是按照手腕回轉(zhuǎn)軸的中心中心a a點(diǎn)為基準(zhǔn)來(lái)畫(huà)的點(diǎn)為基準(zhǔn)來(lái)畫(huà)的。當(dāng)裝上工具（抓手）的時(shí)候當(dāng)裝上工具（抓手）的時(shí)候請(qǐng)注意這部分的長(zhǎng)度要請(qǐng)注意這部分的長(zhǎng)度要變大。變大。手臂干涉半徑手臂干涉半徑page 16各部的名稱各部的名稱（舉例舉例）手腕第一手臂第二手臂J5軸馬達(dá)J4軸馬達(dá)J3軸馬達(dá)J2軸馬達(dá)J6軸馬達(dá)J1軸馬達(dá)手臂干涉限位平衡器回轉(zhuǎn)基座限位塊限位塊本體框架page 17各軸的名稱、按軸坐標(biāo)系的操作各軸的名稱、按軸坐標(biāo)系的操作用軸操作鍵對(duì)用軸操作鍵對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操作機(jī)器人進(jìn)行操作主主軸軸或者稱為本體本體軸軸手腕軸手腕軸page 18動(dòng)作范圍的限定動(dòng)作范圍的限定用三個(gè)方

13、法來(lái)控制動(dòng)作范圍用三個(gè)方法來(lái)控制動(dòng)作范圍限位開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān)機(jī)械擋塊機(jī)械擋塊 軟限位軟限位詳細(xì)請(qǐng)參考直到機(jī)器人移動(dòng)說(shuō)明書(shū)的第二章。軟限制不能規(guī)定軟限制不能規(guī)定限制領(lǐng)域限制領(lǐng)域（機(jī)器人即使有任何故障和誤操作發(fā)生時(shí)機(jī)器人即使有任何故障和誤操作發(fā)生時(shí)也不會(huì)超過(guò)的空間也不會(huì)超過(guò)的空間）。）。限制領(lǐng)域的改變要用機(jī)械擋塊和行程開(kāi)關(guān)來(lái)限制領(lǐng)域的改變要用機(jī)械擋塊和行程開(kāi)關(guān)來(lái)規(guī)定規(guī)定。 注注意意 利用編碼器來(lái)限制各軸，防止動(dòng)作超過(guò)規(guī)定范圍以外利用機(jī)械擋塊來(lái)限制動(dòng)作范圍（僅僅在J1,J2,J3軸安裝）在行程末端安裝限位開(kāi)關(guān)，如果碰觸的話，馬達(dá)電源會(huì)被斷開(kāi)。（僅僅在J1,J2,J3軸安裝）（有的機(jī)器人的類型沒(méi)有安裝）p

14、age 19第章第章 工具工具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)造型造型時(shí)時(shí)的注意點(diǎn)的注意點(diǎn)第第章章工具設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)選型時(shí)的選型時(shí)的注意點(diǎn)注意點(diǎn)page 20手腕的極限負(fù)載手腕的極限負(fù)載機(jī)器人的手腕端部的負(fù)載根據(jù)機(jī)器人的手腕端部的負(fù)載根據(jù)額定可搬質(zhì)量、額定靜扭矩、額定轉(zhuǎn)動(dòng)額定可搬質(zhì)量、額定靜扭矩、額定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的規(guī)定慣量的規(guī)定來(lái)決定來(lái)決定。 工具設(shè)計(jì)時(shí)，手腕的負(fù)載情況請(qǐng)嚴(yán)格遵守額定值工具設(shè)計(jì)時(shí)，手腕的負(fù)載情況請(qǐng)嚴(yán)格遵守額定值。負(fù)載扭矩的額定范圍負(fù)載扭矩的額定范圍轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的額定范圍轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的額定范圍從法蘭面開(kāi)始的距離從法蘭面開(kāi)始的距離離開(kāi)離開(kāi)R1R1軸回轉(zhuǎn)中心的距離軸回轉(zhuǎn)中心的距離靜負(fù)的載扭靜負(fù)的載扭矩矩 靜負(fù)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量靜

15、負(fù)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量page 21可搬質(zhì)量可搬質(zhì)量機(jī)器人手腕端部安裝的負(fù)載重量請(qǐng)?jiān)O(shè)定在機(jī)器人手腕端部安裝的負(fù)載重量請(qǐng)?jiān)O(shè)定在額定可搬質(zhì)量額定可搬質(zhì)量以下。以下。補(bǔ)充說(shuō)明補(bǔ)充說(shuō)明機(jī)器人的負(fù)載必須考慮到包含機(jī)器人的負(fù)載必須考慮到包含抓手和工件抓手和工件的重量的重量。另外，有好幾種工件的時(shí)候，且。另外，有好幾種工件的時(shí)候，且重量差別有大重量差別有大時(shí)時(shí)、可以采用不同組合分開(kāi)進(jìn)行可以采用不同組合分開(kāi)進(jìn)行“工具設(shè)定工具設(shè)定”，以達(dá)到最合適的控制方式。但是，當(dāng)工件重量差以達(dá)到最合適的控制方式。但是，當(dāng)工件重量差別不大的時(shí)候，就沒(méi)必要采用不同的工具設(shè)定別不大的時(shí)候，就沒(méi)必要采用不同的工具設(shè)定。根據(jù)負(fù)載類型的不同，可進(jìn)

16、行的根據(jù)負(fù)載類型的不同，可進(jìn)行的“工具設(shè)定工具設(shè)定”最大可以有最大可以有3232個(gè)個(gè)。機(jī)器人型號(hào)機(jī)器人型號(hào)額定可搬質(zhì)量額定可搬質(zhì)量ST166-02, ST166L-02, ST166T-02ST166-02, ST166L-02, ST166T-02166 kg 166 kg 以下以下ST200-02, ST200T-02ST200-02, ST200T-02200 kg 200 kg 以下以下page 22靜負(fù)載扭矩靜負(fù)載扭矩機(jī)器人手腕端部安裝的負(fù)載，按照它的機(jī)器人手腕端部安裝的負(fù)載，按照它的質(zhì)量和重心位置質(zhì)量和重心位置來(lái)求它的負(fù)載扭矩。來(lái)求它的負(fù)載扭矩。必須在必須在額定靜負(fù)載扭矩額定靜負(fù)載

17、扭矩以下以下。計(jì)算舉例：采用ST166-02、100kg負(fù)載的時(shí)候，求距離J6軸回轉(zhuǎn)中心的最大允許距離？（J6J6額定的靜負(fù)載扭矩額定的靜負(fù)載扭矩NN mm）（負(fù)載質(zhì)量負(fù)載質(zhì)量kgkg 9.8m/s 9.8m/s2 2 ） 490490 (100 (1009.8)9.8) 0.5m0.5m因此，負(fù)載100kg的時(shí)候重心必須距離J6軸回轉(zhuǎn)中心0.5m0.5m以內(nèi)。機(jī)器人類型機(jī)器人類型額定靜負(fù)載扭矩額定靜負(fù)載扭矩J4J4軸軸J5J5軸軸J6J6軸軸ST166-02, ST166L-02, ST166-02, ST166L-02, ST166T-02ST166T-02951 N951 N m m 以

18、下以下951 N951 N m m 以下以下490 N490 N m m 以下以下ST200-02, ST200T-02ST200-02, ST200T-021274 N1274 N m m 以下以下1274 N1274 N m m 以下以下686 N686 N m m 以下以下page 23額定靜負(fù)載圖示額定靜負(fù)載圖示下圖就是前面提到的靜負(fù)載扭矩范圍的圖表。工具的質(zhì)量和重心決定以后，參照下下圖就是前面提到的靜負(fù)載扭矩范圍的圖表。工具的質(zhì)量和重心決定以后，參照下面的圖看看是不是在規(guī)定范圍內(nèi)，當(dāng)靠近邊界的時(shí)候，通過(guò)計(jì)算確認(rèn)是不是可行面的圖看看是不是在規(guī)定范圍內(nèi)，當(dāng)靠近邊界的時(shí)候，通過(guò)計(jì)算確認(rèn)是不是可行。可以看出，負(fù)載越輕可以看出，負(fù)載越輕范圍越大范圍越大ST-166-02的例子距離法蘭面的距離距離法蘭面的距離距離距離J6J6軸回轉(zhuǎn)中心的距離軸回轉(zhuǎn)中心的距離page 24轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量機(jī)器人手腕端部安裝的負(fù)載，按照它的機(jī)器人手腕端部安裝的負(fù)載，按照它的質(zhì)量和重心位置質(zhì)量和重心位置求得它的轉(zhuǎn)動(dòng)求得它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，必須在慣量，必須在額定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以下額定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以下。計(jì)算例子：采用ST166-02、 100kg負(fù)載,距離J6軸0.5m的時(shí)候，求它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）（）（負(fù)載重量負(fù)