工业机器人认知一(50页).ppt

1、项目一 工业机器人认知,内容及要求,知识要求：初步了解本课程完成的工程项目，掌握工业机器人的基本概念、工业机器人的任务。掌握工业机器人理论的主要内容。,要求：掌握对于实际生活及工业生产中工业机器人系统的基本分析能力。,实践内容：了解实训室中工业机器人系统的组成及类型。,项目实施方法,1.1 工业机器人认知与导读要求,1.2 工业机器人基础知识,1.3 工业机器人扩展知识,1.4工业机器人认知技能训练,1.1 工业机器人认知与导读要求,工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合的高新技术。工业机器人是最典型的机电一体化装备

2、，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。因此工业机器人技术也成为广大工程技术人员迫切需要掌握的知识。,任务1.2工业机器人基础知识,1.2工业机器人基础知识,1.2.1 工业机器人的定义1920年捷克作家卡雷尔卡佩克（Karel Capek）在其剧本Rossums Universal Robots（中文意思是“罗萨姆的万能机器人”）中最早使用机器人一词，剧中“Robota”（奴隶）写成了“Robot”，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种

3、人造的劳力。它是最早的工业机器人（Industrial Robot）设想。,1.2.1 工业机器人的定义,美国机器人协会(RIA)提出的定义为：“工业机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手(manipulator)”。日本工业机器人协会(JIRA)提出的定义：“工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器(end effector)的，能够转动并通过自动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)提出的定义：“工业机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够

4、借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。国家标准GBT12643-90将工业机器人定义为：工业机器人是一种能自动定位控制的、可重复编程的、多自由度的操作机，能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各种作业。总之，工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。,1.2.2 工业机器人的基本组成,工业机器人技术是综合了当代机构运动学与动力学、精密机械设计发展起来的产物，是典型的机电一体化产品。从工业机器人体系结构，工业机器人有三大部分、六个子系统组成。,1.工业机器人三大部

5、分,(1)机械本体部分工业机器人的机械本体部分是工业机器人的重要部分，其功能为实现各种动作。其他组成部分必须与机械本体相匹配，相辅相成，组成一个完整的机器人系统,(2)传感部分传感部分用于感知内部和外部的信息。要机器人与人一样有效地完成工作，对外界状况进行判别的感知功能是必不可少的。没有感知功能的机器人，只能按预先给定的顺序，重复地进行一定的动作。,(3)控制部分 控制部分用于控制机器人完成各种动作，工业机器人的控制主要包括：机器人的动作顺序、应实现的路径与位置、动作时间间隔以及作用于对象上的作用力等。工业机器人控制系统一般是以机器人的单轴或多轴运动协调为目的的控制系统。,工业机器人对机械本体

6、有如下要求：最小运动惯量 尺度规划 材料的选择 刚度的设计 可靠性 工艺性,工业机器人对传感部分的要求是：,精度高、重复性好。机器人是否能够准确无误地正常工作，往往取决于其所用传感器的测量精度。稳定性和可靠性好。保证机器人能够长期稳定可靠地工作，尽可能避免在工作中出现故障。抗干扰能力强。工业机器人的工作环境往往比较恶劣，其所用传感器应能承受一定的电磁干扰、振动，能在高温、高压、高污染环境中正常工作。适应加工任务的要求。不同的加工任务对机器人的感觉要求是不同的，可根据其工作特点进行选择。满足机器人控制的要求。机器人控制需要采用传感器检测机器人的运动位置、速度和加速度。,工业机器人对控制部分有如下要求：,工业机器人的控制部分要着重本体与操作对象的相互关系。工业机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。多个独立的伺服系统必须有机的协调起来，组成一个多变量的控制系统。工业机器人还有一种特有的控制方式示教再现控制方式。,总而言之，工业机器人控制部分是一个与运动学和动力学原理密切相关的、有耦合的、非线性的多变量控制系统。随着实际工作情况的不同，可以采用各种不同的控制方式，从简单的编程控制，微处理机