工業(yè)機(jī)器人概論演示文稿

工業(yè)機(jī)器人概論演示文稿當(dāng)前第1頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)（優(yōu)選）工業(yè)機(jī)器人概論.當(dāng)前第2頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論主要內(nèi)容1.1工業(yè)機(jī)器人定義及其發(fā)展（了解）1.2工業(yè)機(jī)器人基本組成及技術(shù)參數(shù)（掌握）1.3工業(yè)機(jī)器人的分類及典型應(yīng)用（了解）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)前第3頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)1.1工業(yè)機(jī)器人定義及其發(fā)展工業(yè)機(jī)器人定義

機(jī)器人（Robot）一詞來源于捷克斯洛伐克作家KarelCapek（卡雷爾.薩佩克）1921年創(chuàng)作的一個(gè)名為“RossumsUniersalRobots”（羅薩姆萬能機(jī)器人）的劇本。在劇本中，Capek把在羅薩姆萬能機(jī)器人公司生產(chǎn)勞動(dòng)的那些家伙取名為“Robot”（漢語音譯為“羅伯特”），其意為“不知疲倦的勞動(dòng)”。Capek把機(jī)器人定義為服務(wù)于人類的家伙，機(jī)器人的名字也正式由此而生。后來，機(jī)器人一詞頻繁出現(xiàn)在現(xiàn)代科幻小說和電影中。隨著現(xiàn)代科技的不斷前進(jìn)，機(jī)器人這一概念逐步演變成現(xiàn)實(shí)。在現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展過程中，機(jī)器人逐漸融合了機(jī)械、電子、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力、控制、傳感檢測、計(jì)算技術(shù)等多門學(xué)科，成為現(xiàn)代科技發(fā)展極為重要的組成部分。目前，雖然機(jī)器人面世已有幾十年歷史，但仍然沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。其原因之一就是機(jī)器人還在不斷的發(fā)展，新的機(jī)型，新的功能不斷涌現(xiàn)。第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)前第4頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)1.1工業(yè)機(jī)器人定義及其發(fā)展工業(yè)機(jī)器人定義美國機(jī)器人協(xié)會(huì)對(duì)工業(yè)機(jī)器人定義為：一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過程序動(dòng)作來執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能操作機(jī)。日本機(jī)器人協(xié)會(huì)指出：工業(yè)機(jī)器人是一種帶有存儲(chǔ)器件和末端操作器的通用機(jī)械，它能夠通過自動(dòng)化的動(dòng)作替代人類勞動(dòng)。

我國科學(xué)家對(duì)工業(yè)機(jī)器人的定義是：機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義：工業(yè)機(jī)器人是一種仿生的、具有自動(dòng)控制能力的、可重復(fù)編程的多功能、多自由度的操作機(jī)械。

第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)前第5頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)1.1工業(yè)機(jī)器人定義及其發(fā)展工業(yè)機(jī)器人定義定義雖不同，但有一定的共性：工業(yè)機(jī)器人是由仿生機(jī)械結(jié)構(gòu)，電機(jī)、減速機(jī)和控制系統(tǒng)組成的，用于從事工業(yè)生產(chǎn)，能夠自動(dòng)執(zhí)行工作指令的機(jī)械裝置。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則和綱領(lǐng)行動(dòng)。一般情況下，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)該具有四個(gè)特征：1.特定的機(jī)械結(jié)構(gòu)；2.從事各種工作的通用性能；3.具有感知、學(xué)習(xí)、計(jì)算、決策等不同程度的智能；4.相對(duì)獨(dú)立性。第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)前第6頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)1.1工業(yè)機(jī)器人定義及其發(fā)展工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概況：（1）早在三千多年前的西周時(shí)代，中國就出現(xiàn)了能歌善舞的木偶，稱為“倡者”，這可能是世界上最早的“機(jī)器人”。（2）1954年，美國的（喬治.德沃爾）提出了一個(gè)工業(yè)機(jī)器人有關(guān)的技術(shù)方案，并申請(qǐng)了“通用機(jī)器人”專利。（3）1959年德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人Unimate。機(jī)器人的歷史才真正拉開了帷幕。第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)Unimate機(jī)器人當(dāng)前第7頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概況：（4）

1960年美國機(jī)器和鑄造公司AMF生產(chǎn)了柱坐標(biāo)型Versatran機(jī)器人。世界上第一臺(tái)用于工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人。第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)Versatran機(jī)器人當(dāng)前第8頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)工業(yè)機(jī)器人在不同國家發(fā)展概況第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)國名主要進(jìn)程及特點(diǎn)占有量排名備注日本1967年美國引進(jìn)第一機(jī)器人王國德國引進(jìn)較晚第二法國注重機(jī)器人基礎(chǔ)研究英國二十世紀(jì)70年代末開始研究，但中途限制發(fā)展在西歐處于末位意大利、瑞典等發(fā)展迅速中國70年代萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代后的應(yīng)用期?？亢笊蜿栃滤?、清華、哈工大國際上的工業(yè)機(jī)器人公司主要分為日系和歐系。日系有：安川、OTC、松下、

發(fā)那科(FANUC)和安川電機(jī)(Yaskawa)。歐系有：德國的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU，英國的AutoTech

Robotics等。

當(dāng)前第9頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)工業(yè)機(jī)器人在我國發(fā)展概況第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)

目前，我國基本掌握了工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造、控制系統(tǒng)硬件和軟件、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃等技術(shù)，形成了機(jī)器人部分關(guān)鍵元器件的規(guī)模化生產(chǎn)能力。一些公司開發(fā)出的噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人已經(jīng)在多家企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人也已廣泛應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上?？傮w來看，在技術(shù)開發(fā)和工程應(yīng)用水平與國外相比還有一定的差距。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)反方面：第一，創(chuàng)新能力較弱，核心技術(shù)和核心關(guān)鍵部件受制于人，尤其是高精度的減速器長期需要進(jìn)口，缺乏自主研發(fā)產(chǎn)品，影響總體機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第二，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，市場滿足率低，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)體系建設(shè)明顯滯后。中國工業(yè)機(jī)器人企業(yè)雖然形成了自己的部分品牌，但不能與國際知名品牌形成有力競爭。第三，行業(yè)歸口，產(chǎn)業(yè)規(guī)劃需要進(jìn)一步明確。

隨著工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，我國也在積極推動(dòng)我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尤其是進(jìn)入“十三.五”以來，國家出臺(tái)的《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了全面規(guī)劃，要求行業(yè)、企業(yè)搞好系列化、通用化、模塊化設(shè)計(jì)，積極推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。當(dāng)前第10頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)工業(yè)機(jī)器人總體發(fā)展趨勢(shì)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)（1）技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)在技術(shù)發(fā)展方面，工業(yè)機(jī)器人正向結(jié)構(gòu)輕量化、智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展。未來主要的發(fā)展趨勢(shì)有：1）機(jī)器人結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化；2）控制技術(shù)的高性能化、網(wǎng)絡(luò)化；3）控制軟件架構(gòu)的開放化、高級(jí)語言化；4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的高集成度和一體化；5）多傳感器融合技術(shù)的集成化和智能化；6）人機(jī)交互界簡單化、協(xié)同化。

當(dāng)前第11頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)工業(yè)機(jī)器人總體發(fā)展趨勢(shì)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)（2）應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

自工業(yè)機(jī)器人誕生以來，汽車行業(yè)一直是其應(yīng)用的主要場合。2014年北美機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)在年度報(bào)告中指出，截止2013年底，汽車行業(yè)仍然是北美機(jī)器人最大的應(yīng)用市場，但其在電子/電氣行業(yè)、金屬加工行業(yè)、化工行業(yè)、食品等行業(yè)的出貨量卻增速迅猛。由此可見，未來工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用依托汽車產(chǎn)業(yè)，并迅速向各行業(yè)延伸。對(duì)于機(jī)器人行業(yè)來講，這是一個(gè)非常積極的信號(hào)。（3）產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，2013年全球機(jī)器人裝機(jī)量達(dá)到17.9萬臺(tái)，亞洲/澳洲占10萬臺(tái)，中國36560臺(tái)，整個(gè)行業(yè)產(chǎn)值300億美元。2014年，全球機(jī)器人銷量22.5萬臺(tái)，亞洲的銷量占到2/3，中國市場的機(jī)器人銷量近45500臺(tái)，增長35%。到目前為止，全球的主要機(jī)器人市場集中在亞洲、澳洲、歐洲、北美，其累計(jì)安裝量已超過200萬臺(tái)。相信在不久的將來，工業(yè)機(jī)器人的時(shí)代將很快來臨，并將在智能制造領(lǐng)域掀起一場變革。當(dāng)前第12頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)1.2

工業(yè)機(jī)器人基本組成及技術(shù)參數(shù)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)控制器機(jī)器人本體示教器工業(yè)機(jī)器人基本組成工業(yè)機(jī)器人基本組成■工業(yè)機(jī)器人本體■控制器及控制系統(tǒng)■示教器1.2

.1工業(yè)機(jī)器人基本組成當(dāng)前第13頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)1.2

工業(yè)機(jī)器人基本組成及技術(shù)參數(shù)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)■工業(yè)機(jī)器人本體機(jī)器人本體：工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械主體，是完成各種作業(yè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一般包含互相連接的機(jī)械臂、驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)裝置以及各種內(nèi)外部傳感器。工作時(shí)通過末端夾具也稱末端執(zhí)行器用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)工作目標(biāo)的夾取、搬用等動(dòng)作。1）機(jī)械臂大部分工業(yè)機(jī)器人為關(guān)節(jié)型機(jī)器人，關(guān)節(jié)型機(jī)器人的機(jī)械臂是由若干個(gè)機(jī)械關(guān)節(jié)連接在一起的集合體。典型6關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人，由機(jī)座、腰部關(guān)節(jié)1、大臂關(guān)節(jié)2、肘部關(guān)節(jié)3、操作臂關(guān)節(jié)4、腕部關(guān)節(jié)5和手部關(guān)節(jié)6構(gòu)成。當(dāng)前第14頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)1.2

工業(yè)機(jī)器人基本組成及技術(shù)參數(shù)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)■工業(yè)機(jī)器人本體1）本體結(jié)構(gòu)組成①機(jī)座：是構(gòu)成機(jī)器人的支撐部分，內(nèi)部安裝有機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置。②腰部：是連接機(jī)器人機(jī)座和大臂的中間支撐部分。工作時(shí)，腰部可以通過關(guān)節(jié)1在機(jī)座上轉(zhuǎn)動(dòng)。③臂部：6關(guān)節(jié)機(jī)器人的臂部一般由大臂和小臂構(gòu)成，大臂通過關(guān)節(jié)2與腰部相連，小臂通過肘關(guān)節(jié)3與大臂相連。工作時(shí)，大、小臂各自通過關(guān)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。④手腕：連接小臂和末端執(zhí)行器的部分，主要用于改變末端執(zhí)行器的空間位姿，聯(lián)合機(jī)器人的所有關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人預(yù)期的動(dòng)作和狀態(tài)。當(dāng)前第15頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)2）本體驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)裝置工業(yè)機(jī)器人的機(jī)座、腰部關(guān)節(jié)、大臂關(guān)節(jié)、肘部關(guān)節(jié)、操作臂關(guān)節(jié)、腕部關(guān)節(jié)和手部關(guān)節(jié)構(gòu)成了機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)或機(jī)械結(jié)構(gòu)。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)關(guān)節(jié)必須有驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成。典型的驅(qū)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)組成驅(qū)動(dòng)裝置是向機(jī)器人各機(jī)械臂提供動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的裝置。不同類型的機(jī)器人，驅(qū)動(dòng)采用的動(dòng)力源不同，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式也不同。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式主要有四種：液壓式、氣壓式、電氣式和機(jī)械式。電力驅(qū)動(dòng)是目前使用最多的一種驅(qū)動(dòng)方式，其特點(diǎn)是電源取用方便，響應(yīng)快，驅(qū)動(dòng)力大，信號(hào)檢測、傳遞、處理方便，并可以采用多種靈活的控制方式，驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。■工業(yè)機(jī)器人本體當(dāng)前第16頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)2）本體驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)裝置典型的驅(qū)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)組成目前也有采用力矩電機(jī)，但是造價(jià)較高，控制也較為復(fù)雜，和電機(jī)相配的減速器一般采用諧波減速器、擺線針輪減速器或者行星齒輪減速器。3）本體所用傳感器

為檢測作業(yè)對(duì)象及工作環(huán)境，在工業(yè)機(jī)器人上安裝了諸如觸覺傳感器、視覺傳感器、力覺傳感器、接近傳感器、超聲波傳感器和聽覺傳感器。這些傳感器可以大大改善機(jī)器人工作狀況和工作質(zhì)量，使它能夠更充分地完成復(fù)雜的工作?！龉I(yè)機(jī)器人本體當(dāng)前第17頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是構(gòu)成工業(yè)機(jī)器人的神經(jīng)中樞，由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和一些專用電路、控制器、驅(qū)動(dòng)器等構(gòu)成。工作時(shí)，根據(jù)編寫的指令以及傳感信息控制機(jī)器人本體完成一定的動(dòng)作或路徑，主要用于處理機(jī)器人工作的全部信息，其正面內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示?！龉I(yè)機(jī)器人本體控制器及控制系統(tǒng)當(dāng)前第18頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)示教器示教器是人機(jī)交互的一個(gè)接口，也稱示教盒或示教編程器，主要由液晶屏和可供觸摸的操作按鍵組成。操作時(shí)由控制者手持設(shè)備，通過按鍵將需要控制的全部信息通過與控制器連接的電纜送入控制柜中的存儲(chǔ)器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制。示教器是機(jī)器人控制系統(tǒng)的重要組成部分，操作者可以通過示教器進(jìn)行手動(dòng)示教，控制機(jī)器人到達(dá)不同位姿，并記錄各個(gè)位姿點(diǎn)坐標(biāo)，也可以利用機(jī)器人語言進(jìn)行在線編程，實(shí)現(xiàn)程序回放，讓機(jī)器人按編寫好的程序完成軌跡運(yùn)動(dòng)?！龉I(yè)機(jī)器人示教器當(dāng)前第19頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)■自由度■分辨率■定位精度■重復(fù)定位精度■作業(yè)范圍■承載能力當(dāng)前第20頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)■自由度自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，不包括末端執(zhí)行器的開合自由度。一般情況下機(jī)器人的一個(gè)自由度對(duì)應(yīng)一個(gè)關(guān)節(jié)，所以自由度與關(guān)節(jié)的概念是相等的。自由度是表示機(jī)器人動(dòng)作靈活程度的參數(shù)，自由度越多就越靈活，但結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜，控制難度越大，所以機(jī)器人的自由度要根據(jù)其用途設(shè)計(jì)，一般在3~6個(gè)之間?！龇直媛史直媛适侵笝C(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)所能實(shí)現(xiàn)的最小移動(dòng)距離或最小轉(zhuǎn)動(dòng)角度。工業(yè)機(jī)器人的分辨率分編程分辨率和控制分辨率兩種。編程分辨率是指控制程序中可以設(shè)定的最小距離，又稱基準(zhǔn)分辨率。當(dāng)機(jī)器人某關(guān)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)0.1°，機(jī)器人關(guān)節(jié)端點(diǎn)移動(dòng)直線距離為0.01mm，其基準(zhǔn)分辨率即為0.01mm?？刂品直媛适窍到y(tǒng)位置反饋回路所能檢測到的最小位移，即與機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)同軸安裝的編碼盤發(fā)出單個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度。當(dāng)前第21頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)■定位精度定位精度是指機(jī)器人末端執(zhí)行器的實(shí)際位置與目標(biāo)位置之間的偏差，由機(jī)械誤差、控制算法與系統(tǒng)分辨率等部分組成。典型的工業(yè)機(jī)器人定位精度一般在土0.02mm~±5mm范圍?！鲋貜?fù)定位精度重復(fù)定位精度是指在同一環(huán)境、同一條件、同一目標(biāo)動(dòng)作、同一命令之下，機(jī)器人連續(xù)重復(fù)運(yùn)動(dòng)若干次時(shí)，其位置的分散情況，是關(guān)于精度的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。因重復(fù)定位精度不受工作載荷變化的影響，故通常用重復(fù)定位精度這一指標(biāo)作為衡量示教—再現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人水平的重要指標(biāo)。當(dāng)前第22頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)■作業(yè)范圍機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)手臂末端或手腕中心所能到達(dá)的位置點(diǎn)的集合。作業(yè)范圍的大小不僅與機(jī)器人各連桿的尺寸有關(guān)，而且與機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。作業(yè)范圍的形狀和大小是十分重要的，機(jī)器人在執(zhí)行某作業(yè)時(shí)可能會(huì)因存在手部不能到達(dá)的盲區(qū)而不能完成任務(wù)。因此在選擇機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)時(shí)，一定要合理選擇符合當(dāng)前作業(yè)范圍的機(jī)器人?！鲞\(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度影響機(jī)器人的工作效率和運(yùn)動(dòng)周期，它與機(jī)器人所提取的重力和位置精度均有密切的關(guān)系。運(yùn)動(dòng)速度高，機(jī)器人所承受的動(dòng)載荷增大，必將承受著加減速時(shí)較大的慣性力，影響機(jī)器人的工作平穩(wěn)性和位置精度。就目前的技術(shù)水平而言，通用機(jī)器人的最大直線運(yùn)動(dòng)速度大多在1000mm/s以下，最大回轉(zhuǎn)速度一般不超過120°/s。當(dāng)前第23頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)■承載能力承載能力是指機(jī)器人在作業(yè)范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。承載能力不僅取決于負(fù)載的質(zhì)量，而且與機(jī)器人運(yùn)行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)。根據(jù)承載能力不同工業(yè)機(jī)器人大致分為：(1)微型機(jī)器人—承載能力為1N以下；(2)小型機(jī)器人—承載能力不超過105N；(3)中型機(jī)器人—承載能力為105—106N；(4)大型機(jī)器人承載能力為106—107N；(5)重型機(jī)器人—承載能力為107N以上。當(dāng)前第24頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)1.3工業(yè)機(jī)器人的分類及典型應(yīng)用第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)特征劃分■直角坐標(biāo)機(jī)器人■柱面坐標(biāo)機(jī)器人■極坐標(biāo)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人基本組成工業(yè)機(jī)器人的種類很多，其功能、特征、驅(qū)動(dòng)方式、應(yīng)用場合等參數(shù)不盡相同。目前，國際上還沒有形成機(jī)器人的統(tǒng)一劃分標(biāo)準(zhǔn)。從機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特征、控制方式、驅(qū)動(dòng)方式、應(yīng)用領(lǐng)域等幾個(gè)方面進(jìn)行分類?！龆嚓P(guān)節(jié)型機(jī)器人■并聯(lián)機(jī)器人當(dāng)前第25頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)■直角坐標(biāo)機(jī)器人第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)直角坐標(biāo)機(jī)器人是指在工業(yè)應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、在空間上具有相互垂直關(guān)系的三個(gè)獨(dú)立自由度的多用途機(jī)器人。機(jī)器人在空間坐標(biāo)系中有三個(gè)相互垂直的移動(dòng)關(guān)節(jié)X/Y/Z，每個(gè)關(guān)節(jié)都可以在獨(dú)立的方向移動(dòng)。特點(diǎn)是直線運(yùn)動(dòng)、其控制簡單。缺點(diǎn)是靈活性較差，自身占據(jù)空間較大。直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用于各種自動(dòng)化生產(chǎn)線中，可以完成諸如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。當(dāng)前第26頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)■柱面坐標(biāo)機(jī)器人第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)柱面坐標(biāo)機(jī)器人是指軸能夠形成圓柱坐標(biāo)系的機(jī)器人。其結(jié)構(gòu)主要由一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)座形成的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和垂直、水平移動(dòng)的兩個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)構(gòu)成。柱面坐標(biāo)機(jī)器人末端執(zhí)行器的姿態(tài)由（z、r、θ）決定。柱面坐標(biāo)機(jī)器人具有空間結(jié)構(gòu)小，工作范圍大，末端執(zhí)行器速度高、控制簡單、運(yùn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)在于工作時(shí)，必須有沿r軸線前后方向的移動(dòng)空間，空間利用率低。目前，圓柱坐標(biāo)機(jī)器人主要用于重物的裝卸、搬用等工作作業(yè)。著名的Versatran機(jī)器人就是一種典型的柱面坐標(biāo)機(jī)器人。當(dāng)前第27頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)■極坐標(biāo)機(jī)器人第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)極坐標(biāo)型機(jī)器人一般由兩個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)構(gòu)成，其軸線按極坐標(biāo)配置，R為移動(dòng)坐標(biāo)，β是手臂在鉛垂面內(nèi)的擺動(dòng)角，θ是繞手臂支撐底座垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)角。這種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)所形成的軌跡表面是半球面，所以又稱為球坐標(biāo)型機(jī)器人。坐標(biāo)機(jī)器人同樣占用空間小，操作靈活且范圍大，但運(yùn)動(dòng)學(xué)模型較復(fù)雜，難以控制。當(dāng)前第28頁\共有32頁\編于星期日\22點(diǎn)■多關(guān)節(jié)型機(jī)器人第1章工業(yè)機(jī)器人概論工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)關(guān)節(jié)機(jī)器人，也稱關(guān)節(jié)手臂機(jī)器人或關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的一種機(jī)器人。多關(guān)節(jié)型機(jī)器人按照關(guān)節(jié)的構(gòu)型又可分為垂直多關(guān)節(jié)型和水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。坐標(biāo)機(jī)器人同樣占用空間小，操作靈活且范圍大，但運(yùn)動(dòng)學(xué)模型較復(fù)雜，難以控制。機(jī)器人由多個(gè)旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)關(guān)節(jié)組成，其結(jié)構(gòu)緊湊、工作空間大、動(dòng)作接近人類，工作時(shí)能繞過機(jī)座周圍的一些障礙物，對(duì)裝配、噴涂、焊接等多種作業(yè)都有良好的適應(yīng)性，且適合電機(jī)驅(qū)動(dòng)，關(guān)節(jié)密封、防塵比較容易。目前，瑞士ABB、德國KUKA、日本安川、國內(nèi)的一些公司都在推出這類產(chǎn)品。水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人，也稱SCARA（SelectiveCopmlianceA