工业机器人 (1.doc

工机：是一种能自动控制，可重复编程，多功能，多自由度的操作机。能搬运材料，工件或操持工具，来完成各种作业。工机：操作机，驱动系统，控制系统及可更换的末端执行器。操作机是工机的机械主体，用来完成各种作业的执行机械。工机柔性体现在控制装置的可重复编程与操作机的结构形式。驱动系统是指驱动操作机运动部件动作的装置，是机器人的动力装置。动力源有压缩空气，压力油和电能。控制系统是机器人的大脑，通过控制电路硬件与软件的结合来操纵机器人，并协调机器人与成长系统中其他设备的关系。完整控制系统包括作业和运动控制器，伺服控制器，及传感器反馈部分。现代电子控制装置由可编程控制器，数控控制器或计算机构成。末端执行器是指连接在操作机腕部的直接用于作业的机构。工机技术参数：自由度，工作精度，工作范围，最大工作速度，承载能力。自由度是机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不包括末端执行器的开合自由度。定位精度称绝对精度，是机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。重复定位精度是机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力，可以用标准偏差来表示，衡量一列误差值得密集度，及重复度。机器人的绝对精度要比重复精度低一到两个数量级，原因是机器人控制器根据机器人的运动学模型来确定机器人末端执行器的位置，而这个理论上的模型与实际机器人的物理模型存在一定的误差。工作范围是机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合。最大工作速度是自由度上最大的稳定速度。承载能力是机器人在工作范围内任何位姿上能承受的最大质量。负荷：机器人规定性能条件下，能搬移的质量，包括末端执行器质量。工机分类：作业用途-点焊 搬运 喷漆 涂胶 装配。运动形态-直角坐标式 极坐标式 圆柱 关节式机器人。负荷和范围-大型 中 小 超小。编程方式-直接示教 离线。控制方式-点位控制 连续轨迹。驱动方式-气动 液压 电动。其他-第一代机器人不具备传感器反馈信息 第二代具有传感器反馈信息的可编程示教再现式 第三类机器人是智能机器人。工机应用：恶劣，危险的工作场合；特殊作业场合；自动化生产领域。减少劳动力成本，提高成产率，改进产品质量，增加制造过程柔性，减少材料浪费，控制和加快库存周转，降低生产成本，消除危险和恶劣的劳动岗位。Edurobot-机器人特点：较完整展示工机的一般特征。较好的演示现代工机的典型应用。一定程度满足机器人理论研究的需要。5自由度，垂直多关节形式，由步进电机驱动，采用差动齿轮和齿轮减速器作为减速机构，采用齿轮或链条传动方式，末端执行器为手抓夹持方式，由步进电机卷绕钢线牵引手爪机构完成张合动作。连杆参数和关节变量：连杆长度 连杆扭角 连杆转角 连杆距离 。 是两条异面直线的公垂线段的长。 是两条异面直线间的夹角。 是沿关节i轴线两个公垂线间的距离。 是垂直于关节i轴线的平面内两个公垂线的夹角。操作灵活性是操作机末端执行器的参考点在工作空间内某一位置时，末端执行器可能取得的姿态的多少。机器人的许多作业是控制机器人末端工具的位置和姿态，以实现点到点的控制或连续路径控制（多轴协调控制），因此实现机器人的位置控制是机器人的基本控制任务，也称为位姿控制或轨迹控制。一般机器人控制系统的软硬件任务分配如下：速度平滑控制，自动加减速控制与防震控制采用软件方式处理，硬件系统应配合其他有关软件完成如下模块设计：系统控制；示教操作编程与CRT显示；多轴位置速度协调控制；I/O通讯与控制接口；各种安全与连锁控制。软件系统的基本功能：示教信息的输入；轨迹在线修正；实时安全系统。示教编程：示教时，操作者通过示教盒编写运动指令，然后由计算机按照这些命令查找他相应的功能代码并存放到某个指定的示教数据区去。自动编程：在现时，机器人的计算机控制系统自动逐条取出示教命令与其他有关数据，进行解读，计算。做出判断后，将相应信号送到相应的关节伺服系统或端口，是机器人再现示教过的动作。计算机控制系统软件由系统软件与用户程序组成。系统程序是驱动机器人CPU动作的程序；用户程序是让机器人完成作业的组合程序。机器人的规划先从高层的任务规划，动作规划再到手部的轨迹规划和关节轨迹规划，最后是底层规划。机器人把任务分解为一系列子任务为任务规划，将每一个子任务分解为一系列动作为动作规划。ABB工机系统组成：机器人本体部分即机械手；机器人的控制器（主电源开关，示教器，操作面板，磁盘驱动器）。示教器：显示屏，操作杆，急停开关，功能键（窗口键 导航 运动控制和其他键）。下列情况下不能手动操作机器人：自动模式下 机器人没上电时 程序正在执行时。ABB机器人程序存储器的组成：应用程序-主模块（主程序，程序数据，例行程序）程序模块（程序数据，例行程序）。系统模块-系统数据，例行程序。所有ABB机器人都自带USER模块和BASE模块。示教盒操作顺序：1开启XRC控制柜电源 2对于一个信的工作任务，首先示教机器人一种作业，然后机器人自动完成作业3若执行已有的作业，直接再现即可4当完成作业，关闭电源。开启主电源：将主电源开关拨向ON位置，开启主电源，系统将自检，并在示教盒屏幕显示开启信息。开启伺服电源：在再现模式下，按 SERVO ON READY 开启伺服电源，该键指示灯亮，说明以开启。 在示教模式下，1按操作面板上的 SERVO ON READY 按钮，开启伺服电源，此按钮点亮2按示教盒上的TEACH LOCK 按钮进入示教模式3当操作者按下使能器时，伺服电源开启并且操作面板上 SERVO ON READY 按钮就点亮了。关闭电源：先关伺服电源，然后关闭主电源。按示教器或操作面板上的E.STOP按钮都可以关闭伺服电源。示教：示教前准备工作1按下操作面板上的REMOTE按钮，使灯亮2按下TEACH按钮，设置示教模式3按下TEACH LOCK键，锁住示教模式4输入作业名称。焊接作业步骤：1开始位置。按下使能器使伺服电源打开，按轴操作键，移动机械手到预期的位置。用MOTION TYPE 键选择关节运动方式，使关节运动指令MOVJ显示在输入窗口中，移动光标到行数0000处，按下SELECT键，将光标移至右边的VJ=*,*处，然后按住SHIFT键，同时上下移动光标键，直到得到合适的速度，按确认键ENTER，保存步骤1；2靠近开始作业位置。调整机械手的工作姿态，用轴操作键将机械手移至接近开始作业的位置，按确认键ENTER，保存步骤2；3开始作业位置。按步骤2，将机械手移至开始作业位置，不改变步骤2的姿势，按COORD键选择直角坐标，用坐标轴操作键将机械手移至开始焊接点。将光标移至0002处,按SELECT键，将光标移至右边的VJ=*,*处，然后按住SHIFT键，同时上下移动光标键，直到得到合适的速度，将速度设为12.50%，按确认键ENTER，记录下步骤3；4作业结束点。用坐标轴操作键将机械手一种工作结束点，按MOTION TYPE键，选择直线运动，将光标移至行号0003，并按SELECT键，将光标移至右边的VJ=*,*处，然后按住SHIFT键，同时上下移动光标键，直到得到合适的速度，将速度设为138cm.min，按确认键ENTER，记录下步骤4；5离开工件和家居位置。按FST或SLW键，将速度改为高速，用坐标轴操作键将机械手移至一个不会碰撞夹具的位置，按MOTION TYPE 键设置节点运动类型，将光标移至行号0004处，按SELECT键，将光标移至右边的VJ=*,*处，然后按住SHIFT键，同时上下移动光标键，直到得到合适的速度，速度设为50%，按确认键ENTER，记录下步骤5；6接近开始点。用坐标轴操作键将机械手移至接近开始点，按确认键ENTER，记录下步骤6.。程序清单：0000 NOP 0001 MOVJ VJ=50.00 0002 MOVJ VJ=50.00 0003 MOVJ VJ=12.50 0004 MOVJ V=138 0005 MOVJ VJ=50.00 0006 MOVJ VJ=50.00 0007 END 将光标位置移至步骤1，按FWD键，机械手将移至步骤1，将光标壁纸步骤6，再按MODIFY键，然后确认键ENTER，这样就能将步骤6与1位置相同。再现：再现前，先要释放示教锁定按钮，按TEACH LOCK键，使TEACH LOCK键灯灭，如果要从昨夜开始处运行程序，必须执行下列操作，将光标移至昨夜的开始处，然后用坐标轴操作键将机械手移至步骤1附近，这样，机器人就从步骤1开始作业。1按PLAY按钮2按START按钮，机械手将执行一个完整的示教循环，然后停止。机器人通讯软件Motocom由可直接执行的应用程序和动态链接库组成。包括以下程序Hign speed jobexchanger auto jobchanger host control。连接方式，通过以太网，通过串口RS232远程控制软件编制流程：初始化设置参数，设置串口，连接串口，选择机器人的工作模式，打开机器人的伺服电源，选择要执行的任务，开始执行所选定的任务，执行Basjobwait()函数等待函数是否执行完成。Bscsetcom的参数含义：“1,9600,2,8.0”含义为使用串口1，传输波特率9600,2指偶校验，数据的长度8位，停止位0。ROTSY仿真和离线编程流程：开始，建立工作单元文件，机器人安装和布置，创建工作模式和示教点，布置模型，机器人动作示教，预览动作和时间及干涉，校正，传递JOB数据，实际机器人动作校验，结束。文章资源：工业机器人工机传感器按作用范围分为内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器是以机器人本身坐标轴来确定其位置，安装在机器人自身中，用来感知自身的状态，以调整和控制机器人的行动。通常由位置，速度，加速度及压力传感器组成。外部传感器用于机器人对周围环境目标物的状态特征获取新题，使机器人和黄金发生交互作用，从而使机器人对环境有自校正和自适应能力。通常由力觉，压觉，触觉，滑觉，视觉等组成。内部信息传感器：常用的机器人位置，位移传感器有电位器式位移，电容式位移，电感式位移，光电式位移，霍尔元件位移，磁栅式位移，机械式位移传感器。光电编码器：非接触型传感器，分为绝对型和增量型。绝对型编码器即使发生电源中断，也能正确角度位置，不需要校准；产生供每种轴用的独立的和单值的马子，每个读数与前面无关。由多路光源，光敏元件，光电码盘构成。绝对型光电码盘工作原理：按照二进制分布规律，把买条马道加工成透明与不透明区域相同的形式，码道一侧安装光源，一侧安装一排径向光电管，每个观点管对准一条码道，当光源照射吗盘时，如果是透明去，则光线被光电管接受并转为电信号，输出信号为1，如果不透明，不接受光线，输出0.被测工作轴带动码盘旋转是，光电管输出的信息代表了轴的对应位置。增量型光电编码器：工作原理基本一样，不同的是后者只有一路或两路光源。光电吗盘只刻一圈或两圈透明不透明区域，当光透过是，导通，产生低电平信号，代表二进制0，不透明代表二进制1.因此只能通过计算脉冲个数来得到输入轴的所转过的相对角度。外部信息传感器：触觉，视觉，力觉，接近觉，超生波，听觉。力觉传感器：圆筒式碗力传感器分为上下两层，上层四根竖直梁组成，下层四根水平梁组成。在八根梁的相应位置上粘贴应变片作为测量敏感点，传感器两端通过法兰盘与机器人腕部连接，当机器人腕部受力时，八根弹性梁产生不同性质的变形，使5敏感点的应变片发生应变，输出电信号，通过一定的数学关系就可算出X Y Z 三个坐标上的分力和分力矩。压觉传感器：压觉传感器中硅橡胶与金属电极对置接触，当硅橡胶受到压力时，其电阻值发生变化，导致输出信号相应变化，经变换和标定后就可测的相应的压力值。视觉传感器的功用：进行位置测量；进行图像识别，了解对象物的特征，以同其他物体相区别；进行检验，了解加工结果，检查装配好的部件在形状和尺寸方面是否存在缺陷。一个手爪上有接近觉，触觉，滑觉传感器，另一个有温度觉和热觉传感器。机器人工作站：机器人；机器人末端执行器；夹具和变位机；机器人台架；配套及安全装置；动力源；工作对象的储运设备；检查监视和控制系统。工作站设计原则：设计前必须充分分析作业对象，拟定最合理的作业工艺；满足作业的功能要求和环境条件；满足生产节拍要求；整体及组成部分必须全部满足安全规范及标准；各设备及控制系统应具有故障显示及报警装置；便于维护修理；操作系统应简单明了，便于操作和人工干预；操作系统便于联网控制；工作站便于组线；经济实惠，快速投产。工机生产线构成：机器人工作站；非机器人工作站（专用装置，人工处理，空设站）；机器人子生产线；中转仓库；物流系统；动力系统；控制系统，辅助设备及安全装置。机器人生产线设计原则：各工作站必须具有相同或相近的生产周期；工作站应有缓冲存储区；物流系统必须顺畅，避免交叉或回流；要具有混流生产的能力；要留有改造的余地；夹具体要有一致的精度要求；各工作站控制系统必须兼容；生产线布局合理占地面积力求最小；安全监控系统合理可靠；最关键的工作站或生产设备应有必要的替代设备。机器人的末端执行器分为搬运类，加工类，和测量类等。搬运类末端执行器是指各种夹持装置，用来抓取或吸附被搬运的物体。加工类末端执行器是带有焊接，喷枪，加工刀具或砂轮等