工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ) 課件 王海東 項(xiàng)目1-4 工業(yè)機(jī)器人概述- 工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系的設(shè)置

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ)項(xiàng)目1工業(yè)機(jī)器人概述項(xiàng)目2工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目3工業(yè)機(jī)器人的基本操作項(xiàng)目4工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系的設(shè)置項(xiàng)目5機(jī)器人編程項(xiàng)目6控制指令編程項(xiàng)目7工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用介紹項(xiàng)目8工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)維護(hù)及數(shù)據(jù)備份項(xiàng)目1工業(yè)機(jī)器人概述1.1初識(shí)工業(yè)機(jī)器人1.1.1機(jī)器人的發(fā)展史1.1.2工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展史1.1.3工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀1.機(jī)器人搬運(yùn)1.1初識(shí)工業(yè)機(jī)器人2.機(jī)器人碼垛1.1初識(shí)工業(yè)機(jī)器人3.機(jī)器人焊接1.1初識(shí)工業(yè)機(jī)器人4.機(jī)器人裝配1.1初識(shí)工業(yè)機(jī)器人5.機(jī)器人噴涂1.1初識(shí)工業(yè)機(jī)器人1.1.4工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢1.智能化2.多樣化3.柔性化4.人機(jī)協(xié)作5.應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大1.2工業(yè)機(jī)器人的安全操作1.2.1安全注意事項(xiàng)1）在燃燒的環(huán)境下使用。2）在有爆炸可能的環(huán)境下使用。3）在有無線電干擾的環(huán)境下使用。4）在水中或高濕度環(huán)境下使用。5）以運(yùn)輸入或動(dòng)物力目的的使用。6）不可攀附。1.2.2安全操作規(guī)程1.示教和手動(dòng)操作機(jī)器人2.生產(chǎn)運(yùn)行1.2工業(yè)機(jī)器人的安全操作1.2.3工業(yè)機(jī)器人的安裝環(huán)境1）環(huán)境溫度要求：工作溫度力0~45°C，運(yùn)輸、儲(chǔ)存溫度-10~60°。2）相對濕度要求：20%~80%。3）動(dòng)力電源：3相，AC200V/220V，-15%~10%。4）接地電阻：小于1002。5）機(jī)器人工作區(qū)域需有防護(hù)措施（安全圍欄）。6）灰塵、泥土、油霧、水蒸氣等必須保持在最小限度。7）環(huán)境必須沒有易燃、易腐蝕液體或氣體。8）設(shè)備安裝要求遠(yuǎn)離撞擊和振源。9）機(jī)器人附近不能有強(qiáng)的電子噪聲源。10）振動(dòng)等級(jí)必須低于0.5g（4.9m/s*）。1.3工業(yè)機(jī)器人的選型1.3.1工業(yè)機(jī)器人的選型原則1.工藝適應(yīng)性原則2.可靠性原則3.優(yōu)化配置原則4.容易操作原則5.質(zhì)量保證原則6.維修備件供應(yīng)原則7.維修服務(wù)體系完善原則8.市場占有率原則1.3工業(yè)機(jī)器人的選型9.避免風(fēng)險(xiǎn)原則10.環(huán)保安全原則11.科學(xué)驗(yàn)收原則12.性能價(jià)格比原則1.3.2工業(yè)機(jī)器人選型實(shí)例1）有可以簡單方便地進(jìn)行用戶電纜處理的中空手腕機(jī)型和可以對應(yīng)大型工件搬運(yùn)的具有高容許轉(zhuǎn)動(dòng)慣量手腕的機(jī)型。2）采用具有高剛性的手臀和先進(jìn)的伺服控制技術(shù)，提高了加減速性能，從而縮短了搬運(yùn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率?！緳z查】1.3工業(yè)機(jī)器人的選型1.簡述“機(jī)器人三定律”的內(nèi)容。2.簡要說明工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用的場景。3.簡述工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢。4.簡述工業(yè)機(jī)器人的選型原則?！驹u價(jià)】1.評分表（見表1-1）項(xiàng)目2工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)2.1工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)2.1.1工業(yè)機(jī)器人的基本組成2.1工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)1.自由度2.控制精度2.1工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)3.工作范圍2.1工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)4.最大工作速度5.承載能力2.1.3工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）開式運(yùn)動(dòng)鏈：結(jié)構(gòu)剛度不高。2）相對機(jī)架：獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器，運(yùn)動(dòng)靈活。3）扭矩變化非常復(fù)雜：對剛度、間隙和運(yùn)動(dòng)精度都有較高的要求。4）動(dòng)力學(xué)參數(shù)（力、剛度、動(dòng)態(tài)性能）隨位姿的變化而變化：易發(fā)生振動(dòng)或出現(xiàn)其他不穩(wěn)定現(xiàn)象。2.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)2.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)2.2.1工業(yè)機(jī)器人的手部2.2.2工業(yè)機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)2.2.3工業(yè)機(jī)器人的手臂結(jié)構(gòu)2.2.4工業(yè)機(jī)器人的機(jī)身結(jié)構(gòu)2.3工業(yè)機(jī)器人的控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.3.1工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)2.3工業(yè)機(jī)器人的控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.3.2工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置2.3工業(yè)機(jī)器人的控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.3.3工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)單元1.諧波減速器2.3工業(yè)機(jī)器人的控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.3工業(yè)機(jī)器人的控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.RV減速器2.3工業(yè)機(jī)器人的控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.帶傳動(dòng)2.4工業(yè)機(jī)器人的感知系統(tǒng)2.4.1工業(yè)機(jī)器人的傳感器概述2.4.2工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)部傳感器1.位置和位移傳感器2.速度傳感器2.4工業(yè)機(jī)器人的感知系統(tǒng)3.力覺傳感器2.4工業(yè)機(jī)器人的感知系統(tǒng)2.4.3工業(yè)機(jī)器人的外部傳感器1.觸覺傳感器（1）微動(dòng)開關(guān)式它由彈簧和觸頭構(gòu)成。（2）導(dǎo)電橡膠式它以導(dǎo)電橡膠敏感元件。（3）含碳海綿式它在基板上裝有海綿構(gòu)成的彈性體，在海綿中按陣列布以含碳海綿。（4）碳素纖維式以碳素纖維力上表層，下表層為基板，中間裝以氨基甲酸酯和金屬電極。（5）氣動(dòng)復(fù)位式它有柔性絕緣表面，受壓時(shí)變形，脫離接觸時(shí)則由壓縮空氣作為復(fù)位的動(dòng)力。2.應(yīng)力應(yīng)變傳感器3.接近度傳感器（1）磁感應(yīng)器式接近度傳感器按構(gòu)成原理又可分為線圈磁鐵式、電渦流式和霍爾式。1）線圈磁鐵式：它由裝在殼體內(nèi)的一塊小永磁鐵和繞在磁鐵上的線圈構(gòu)成，當(dāng)被測物體進(jìn)入永磁鐵2.4工業(yè)機(jī)器人的感知系統(tǒng)的磁場時(shí)，就在線圈里感應(yīng)出電壓信號(hào)。2）電渦流式：它由線圈、激勵(lì)電路和測量電路組成，線圈受激勵(lì)而產(chǎn)生交變磁場，當(dāng)金屬物體接近時(shí)就會(huì)由于電渦流效應(yīng)而輸出電信號(hào)。3）霍爾式：它由霍爾元件或磁敏二極管、晶體管構(gòu)成，當(dāng)磁敏元件進(jìn)入磁場時(shí)就產(chǎn)生霍爾電動(dòng)勢，從而能檢測出引起磁場變化的物體的接近。（2）振蕩器式接近度傳感器它有兩種形式。4.機(jī)器人的其他外部傳感器（1）聲覺傳感器該傳感器主要用于感受和解釋在氣體（非接觸式感受）、液體或固體（接觸感受）中的聲波。（2）溫度傳感器溫度傳感器有接觸式和非接觸式兩種，均可用于工業(yè)機(jī)器人。（3）滑覺傳感器這種傳感器主要檢測物體的滑動(dòng)。2.4工業(yè)機(jī)器人的感知系統(tǒng)【檢查】1.簡要說明工業(yè)機(jī)器人的基本組成。2.工業(yè)機(jī)器人的主要參數(shù)有哪些？3.工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)部傳感器包括哪些？4.工業(yè)機(jī)器人的外部傳感器包括哪些？【評價(jià)】1.評分表（見表2-3）2.4工業(yè)機(jī)器人的感知系統(tǒng)項(xiàng)目3工業(yè)機(jī)器人的基本操作3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作3.1.1機(jī)器人控制器1.機(jī)器人控制器的常規(guī)型號(hào)3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作2.機(jī)器人控制器的結(jié)構(gòu)3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作3.控制器各部件的功能（1）主板主板上安裝著兩個(gè)微處理器、外圍線路、存儲(chǔ)器以及操作面板控制電路。（2）主板電池在控制器電源關(guān)閉之后，電池維持主板存儲(chǔ)器狀態(tài)不變。（3）I/O板它是輸入/輸出單元。（4）急停單元該單元控制著兩個(gè)設(shè)備的緊急停止系統(tǒng)（即磁電流接觸器和伺服放大器預(yù)加壓器），達(dá)到控制可靠的緊急停止性能標(biāo)準(zhǔn)。（5）電源供給單元電源供給單元將交流電源轉(zhuǎn)換成不同大小的直流電源。（6）伺服放大器伺服放大器控制著伺服電動(dòng)機(jī)的電源、脈沖編碼器（APC）、制動(dòng)控制、超行程以及手制動(dòng)。（7）操作面板和操作盒操作面板和操作盒上的按鈕盒二極管用來啟動(dòng)機(jī)器人以及顯示機(jī)器人狀態(tài)。（8）變壓器變壓器將輸入的電壓轉(zhuǎn)換成控制器所需的交流電壓。（9）風(fēng)扇單元和熱交換器這些設(shè)備為控制單元內(nèi)部降溫。3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作（10）線路斷開器如果控制器內(nèi)的電子系統(tǒng)故障，或者非正常輸入電源造成系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生大電流，則輸入電源應(yīng)連接到線路斷開器，以保護(hù)設(shè)備。（11）再生電阻為了釋放伺服電動(dòng)機(jī)的逆向電場強(qiáng)度，在伺服放大器上接一個(gè)再生電阻。3.1.2示教器的使用1）移動(dòng)機(jī)器人。2）編寫機(jī)器人程序。3）試運(yùn)行程序。4）生產(chǎn)運(yùn)行。5）查看機(jī)器人狀態(tài)，如I/O設(shè)置、位置信息等。6）手動(dòng)運(yùn)行機(jī)器人。3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作1.示教器整體介紹3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作2.示教器操作鍵1）進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人操作時(shí)，需先消除警報(bào)，即按【RESET】鍵。2）如果想要機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，必須要按【SHIFT）+運(yùn)動(dòng)鍵才能實(shí)現(xiàn)。3）按【SHIFT】+移動(dòng)光標(biāo)可使光標(biāo)移動(dòng)多行。4）移動(dòng)示教時(shí)速度倍率最好置于10%以下，避免發(fā)生誤操作時(shí)反應(yīng)不過來。5）用戶鍵是用戶自己定義的快捷鍵。6）切換速度倍率的方法有兩種：單獨(dú)按速度倍率鍵和按【SHIFT】+速度倍率鍵。3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作①單獨(dú)按速度倍率鍵切換速度倍率的方法：a）在1%~5%之間，每按一次【+%】鍵，速度倍率增加1%。b）在5%~100%之間，每按一次【+%】鍵，速度倍率增加5%。c）1%~5%之間，每按一次【-%】鍵，速度倍率減少1%。d）5%~100%之間，每按一次【-%】鍵，速度倍率減少5%。②按【SHIFT】+速度倍率鍵切換速度倍率的方法：a）按【SHIFT】+【+%】鍵，速度快速增加，并按VFINE—FINE5%50%100%規(guī)律變化。b）按【SHIFT】+【-%】鍵，速度快速減小，并按100%->50%->5%FINEVFINE規(guī)律變化。7）按【SHIFT】+【DISP】鍵可使示教器顯示屏分屏顯示，如圖3-7所示。3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作3.示教器打印畫面3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作3.1.3機(jī)器人手動(dòng)的類型1.關(guān)節(jié)手動(dòng)（JOINT手動(dòng)關(guān)節(jié)）2.直角手動(dòng)（XYZ手動(dòng)直角）3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作3.工具手動(dòng)（TOOL手動(dòng)工具）3.1.4機(jī)器人手動(dòng)的條件3.1工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作3.1.5機(jī)器人位置狀態(tài)的查看3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2.1零點(diǎn)標(biāo)定的概念3.2.2零點(diǎn)標(biāo)定的必要性1）機(jī)器人執(zhí)行一個(gè)初始化啟動(dòng)。2）SRAM（CMOS）的備用電池的電壓下降導(dǎo)致零點(diǎn)標(biāo)定數(shù)據(jù)丟失。3）串行脈沖編碼器（SPC）的備用電池的電壓下降導(dǎo)致SPC脈沖計(jì)數(shù)丟失。4）在關(guān)機(jī)狀態(tài)下卸下機(jī)器人底座電池盒蓋子。5）更換電動(dòng)機(jī)。6）機(jī)器人的機(jī)械部分因撞擊導(dǎo)致脈沖計(jì)數(shù)不能指示軸的角度。7）編碼器電源線斷開。8）更換SPC。9）機(jī)械拆卸。3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2.3零點(diǎn)標(biāo)定的種類1）按【MENU），顯示出菜單畫面。2）按【NEXT】（下頁），選擇【SYSTEM】（系統(tǒng)）。3）按【F1】（類型），顯示出畫面切換菜單。4）選擇【Master/Cal】，進(jìn)入【系統(tǒng)零點(diǎn)標(biāo)定/校準(zhǔn)】界面。3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2.4設(shè)定簡易零點(diǎn)標(biāo)定參考點(diǎn)3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2.5全軸零點(diǎn)位置標(biāo)定3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2.6單軸零點(diǎn)標(biāo)定3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2.7零點(diǎn)標(biāo)定改參數(shù)3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2.8零點(diǎn)標(biāo)定相關(guān)報(bào)警1.清除報(bào)警、使機(jī)器人正常運(yùn)作的步驟1）清除SRVO-062報(bào)警。2）清除SRVO-075報(bào)警。3）清除SRVO-038報(bào)警。4）根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的方式做零點(diǎn)標(biāo)定。2.清除SRVO-062報(bào)警的步驟3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.2工業(yè)機(jī)器人的零點(diǎn)標(biāo)定3.清除SRVO-075報(bào)警的步驟1）開機(jī)（出現(xiàn)報(bào)警）。2）按【COORD】鍵將坐標(biāo)系切換成關(guān)節(jié)坐標(biāo)系。3）使用示教器點(diǎn)動(dòng)機(jī)器人報(bào)警軸到20°左右（使用【SHIFT】+運(yùn)動(dòng)鍵）。4）按【RESET】鍵，消除SRVO-075報(bào)警。4.清除SRVO-038報(bào)警的步驟3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3.1ROBOGUIDE簡介3.3.2新建工作環(huán)境3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE1）第一項(xiàng)力“以默認(rèn)配置流程新建一個(gè)機(jī)器人”。2）第二項(xiàng)“以上一個(gè)建立的機(jī)器人配置復(fù)制一個(gè)機(jī)器人”。3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3）第三項(xiàng)力“以備份中的配置新建一個(gè)機(jī)器人”。4）第四項(xiàng)力“復(fù)制一個(gè)已有的機(jī)器人”。3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3.3常用工具條功能介紹（1）ZoomIn3DWorld用于放大仿真環(huán)境，也可用鼠標(biāo)滾輪實(shí)現(xiàn)。（2）ZoomOut用于縮小仿真環(huán)境，也可用鼠標(biāo)滾輪實(shí)現(xiàn)。（3）ZoomWindow用于局部放大仿真環(huán)境。（4）CentertheViewontheSelectedObject讓所選對象的中心處在屏幕正中間。（5）這5個(gè)按鈕分別表示將示教調(diào)整為俯視圖、右視圖、左視圖、前視圖、后視圖。（6）用于記錄（調(diào)用）現(xiàn)在的視角。（7）ViewWire-frame這個(gè)按鈕表示讓所有對象以線框圖狀態(tài)顯示。（8）MeasureTool用于測量距離或調(diào)整設(shè)備位置，單擊后出現(xiàn)的對話框如圖3-21所示。①選擇固定設(shè)備。②選擇可動(dòng)設(shè)備。③修改位置。3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE（9）Show/HideMouseCommands單擊這個(gè)按鈕出現(xiàn)發(fā)列了鼠標(biāo)、鍵盤的一些快捷鍵功能的黑色表格。①調(diào)整視角功能。②調(diào)整設(shè)備功能。③機(jī)器人示教功能。（10）Show/HideJogCoordinatesQuickBar顯示/隱藏一個(gè)用于切換機(jī)器人示教坐標(biāo)系的快捷菜單。（11）Show/HideMovetoQuickBar顯示/隱藏一個(gè)用于將機(jī)器人移動(dòng)至所需位置的快捷菜單。（12）Show/HideTargetTool顯示/隱藏一個(gè)用于添加標(biāo)記的快捷菜單。（13）Open/CloseHand用于控制機(jī)器人手爪的開和閉。（14）AddLabelonClickedObject用于在已經(jīng)單擊選中的設(shè)備上添加標(biāo)簽。3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE（15）Show/HideWorkerQuickBar顯示/隱藏一個(gè)用于添加工人的快捷菜單。（16）DrawFeatureonParts用于在工件上添加邊線特征。（17）Show/HideWorkEnvelope用于顯示機(jī)器人的工作范圍。（18）Show/HideTeachPendant顯示/隱藏示教器。（19）RecordAVI運(yùn)行當(dāng)前機(jī)器人程序并錄制視頻。（20）CycleStart運(yùn)行當(dāng)前機(jī)器人程序。（21）Hold暫停機(jī)器人的運(yùn)行。（22）Abort終止機(jī)器人的運(yùn)行。（23）FaultReset消除出現(xiàn)的報(bào)警。（24）Show/HideJointJogTool（25）Show/HideRunPanel顯示/隱藏運(yùn)行控制面板。3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3.4添加附加設(shè)備1.添加工件3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE2.添加工具（1）搬運(yùn)手爪的添加和設(shè)置在添加手爪時(shí)需要將目錄樹的中目錄一級(jí)級(jí)點(diǎn)開，直至出現(xiàn)圖3-26中的Tooling及其下一級(jí)的UT。（2）點(diǎn)焊焊鉗的添加和設(shè)置點(diǎn)焊焊鉗按打開方式可以分為C型和X型，按驅(qū)動(dòng)方式可以分為氣動(dòng)焊鉗和伺服焊鉗。（3）弧焊焊槍的添加和設(shè)置添加弧焊焊槍較為簡單，只需將數(shù)模導(dǎo)入U(xiǎn)T中，調(diào)整位置然后設(shè)置TCP即可。3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE【檢查】1.機(jī)器人的TI模式和T2模式有什么區(qū)別？2.手動(dòng)操作機(jī)器人工作需要哪些條件？3.具體說明關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人到各個(gè)方向的方法。4.單軸零點(diǎn)標(biāo)定應(yīng)用在什么場合？【評價(jià)】1.評分表（見表3-11）3.3認(rèn)識(shí)ROBOGUIDE項(xiàng)目4工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系的設(shè)置4.1認(rèn)識(shí)FANUC機(jī)器人中的坐標(biāo)系4.1.1坐標(biāo)系的概念4.1.2機(jī)器人坐標(biāo)系的分類4.1認(rèn)識(shí)FANUC機(jī)器人中的坐標(biāo)系4.1認(rèn)識(shí)FANUC機(jī)器人中的坐標(biāo)系4.1.3世界坐標(biāo)系4.1.4工具坐標(biāo)系4.1認(rèn)識(shí)FANUC