《工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用虛擬仿真》課件-工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)

工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)一、工業(yè)機(jī)器人概述二、工業(yè)機(jī)器人編程方式一、工業(yè)機(jī)器人概述機(jī)器人技術(shù)集中了機(jī)械工程、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果，代表了機(jī)電一體化的最高成就，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。自20世紀(jì)60年代初機(jī)器人問世以來，機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了40多年的發(fā)展，已取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步和成果。在傳統(tǒng)的制造領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人經(jīng)過誕生、成長(zhǎng)、成熟期后，已成為不可缺少的核心自動(dòng)化裝備。目前世界上約有近百萬臺(tái)工業(yè)機(jī)器人正在各種生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作:在非制造領(lǐng)域，上至太空艙、宇宙飛船，下至極限環(huán)境作業(yè)、日常生活服務(wù)，機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用已拓展到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的諸多領(lǐng)域。1、工業(yè)機(jī)器人的定義工業(yè)機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能操作機(jī)，這種操作機(jī)一般具有幾個(gè)關(guān)節(jié)軸，能夠借助可編程操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行各種任務(wù)。2、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成工業(yè)機(jī)器人由機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。機(jī)械系統(tǒng)即執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括基座、臂部和腕部，大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3~6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要指驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作;控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序及從傳感器反饋回來的信號(hào)，控制機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能。典型的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)單元3、工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)4、工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要指驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)裝置。根據(jù)驅(qū)動(dòng)源的不同，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可分為電氣、液壓、氣壓三種以及把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng)。其中，電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用最為普遍，可分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)三種驅(qū)動(dòng)形式，現(xiàn)在主流為交流伺服驅(qū)動(dòng)形式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、可頻繁啟、制動(dòng)，且抗干擾強(qiáng)。驅(qū)動(dòng)單元一般通過諧波減速器或RV減速器后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。5、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提示和使用方便等特點(diǎn)。6、工業(yè)機(jī)器人常見種類7、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料行業(yè)、食品行業(yè)、木材與家具制造行業(yè)、太陽(yáng)能行業(yè)等多種領(lǐng)域。由于工業(yè)機(jī)器人具有一定的通用性和適應(yīng)性，能適應(yīng)多品種中、小批量的生產(chǎn)，因此其屬于柔性制造單元或柔性制造系統(tǒng)的組成部分。二、工業(yè)機(jī)器人的編程方式1、示教編程示教編程是機(jī)器人最基本和最簡(jiǎn)單的編程方法，機(jī)器人示教后可以立即應(yīng)用。顧名思義，就是我們通常所說的手把手示教，由人直接通過示教器控制機(jī)器人的手臂按照我們所要求的軌跡運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單方便;不需要環(huán)境模型;示教出來的軌跡程序可直接使用。缺點(diǎn):功能編輯比較困難;示教時(shí)需要占用機(jī)器人，效率低;編程的質(zhì)量取決于編程者的熟練程度與經(jīng)驗(yàn)。二、工業(yè)機(jī)器人的編程方式2、離線編程離線編程可以脫離機(jī)器人，直接在計(jì)算機(jī)上使用離線編程軟件，編輯所需的軌跡程序。優(yōu)點(diǎn):效率高，編程時(shí)不占用機(jī)器人，機(jī)器人可進(jìn)行其他工作:可預(yù)先優(yōu)化操作方案和運(yùn)行周期時(shí)間:控制功能中可以包括現(xiàn)有的