工业机器人技术-PPT课件

1、第1章工业机器人概述1.1机器人的产生与发展:工业机器人的概念由美国发明 家George Devol （乔治德沃尔） 最早提出；:J958年，美国著名的机器人专 家Joseph FEngelberger （约瑟 夫恩盖尔柏格）建立了的Un imati on 公司；1959年研制岀了世界上第一台 真正意义上的工业机器人Unimate第一代机器人:第一代机器人一般是指 能通过离线编程或示教 操作生成程序，并再现 动作的机器人。:第一代机器人没有分析 和推理能力，无智能性， 称示教再现机器人。:第一代机器人现已实用 和普及第二代机器人5VA MCTOVA第二代机器人:第二代机器人装备有一定 数量的传

2、感器，能获取简 单信息，作出简单的推理， 并适当调整自身的动作和 行为。:第二代机器人己具备一定 程度上的智能，故称感知 机器人或低级智能机器人。:第三代机器人具有高度 的自适应能力，有多种感 知机能，可通过复杂的推 理，作出判断和决策，自 主决定机器人的行为:第三代机器人具有相当 程度的智能，称为智能机 器人。1.2机器人的分类与概况工业机器人(a)加工(b)装配工业机器人2(a)搬运(b)包装服务机器人个人/家用机器人场地机器人军事机器人第2章工业机器人组成与性能2.1工业机器人的组成与特点/上级控制器Internet'岖动器操作单元末端执行器机器人本体1 末端执彳丁器2 手部3

3、腕部4 上臂5 下臂6 腰部基座变位器(a)回转(b)直线电气控制系统1 电源开关2 急停按钮3 示教器4 辅助控制电路5 驱动器机器人控制器工业机器人特点1）拟人。本体有类似人类的腰转、大臂、小臂、手腕、 手爪等部件；智能工业机器人安装有模拟人类等生物的传 感器。2）柔性。有完整、独立的控制系统，可通过编程来改 变其动作和行为，具有适应对象变化的柔性。3）通用。大多数工业机器人可通过更换手部的末端操 作器，来完成不同的作业，具有一定的、执行不同作业任 务的通用性。2.2工业机器人的结构形态垂直串联水平串联并联垂直串联水平串联并联wnuHMUUHFYASKAWA垂直串联水平串联并联2.3工业机

4、器人的技术性能工作范围工作范围承载能力16723838I (mm)I (mm；自由度第3章工业机器人机械结构3-1垂直串联机器人I 基座4 腰关节5 下臂6 肘关节II 上臂15 腕关节16- 连接法兰18 同步带19 肩关节543220 伺服电机3、7、10、14、17、21减速器1S轴结构1基座2CRB轴承3腰体4驱动电机5RV减速器L/U轴结构1 支承部件2 RV减速器3 驱动电机34 回转部件5 减速器壳体（针轮）6 减速器输岀轴2减速器输入轴前驱手腕1上臂2B/T轴电机安装位置3摆动体4下臂后驱手腕1 R/B/T 电机2 手腕单元3 上臂下臂1-3.2 SCARA及D&S结构

5、执行器升降（前戦（b）手臂升降（后驱）(b)直线驱动型3-3安川MH6机器人结构1 基座体2 RV减速器3、6、8螺钉润滑管4 盖7管线盒1 驱动电机2 减速器输入轴3 润滑管4 电机座5 下臂安装端面腰体:下臂1 驱动电机2 减速器输入轴5 下臂体RV减速器8:上臂1 驱动电机3 减速器输入轴6 上臂7 RV减速器驱动电机2-电机座3-谐波减速器6-上臂8-手腕回转体2 驱动电机8 谐波减速器12 摆动体16上臂5416 Tft-11驱动电机3 手腕回转体4、8同步带轮5 同步带13 支承座伞齿轮7 Tft-#14161摆动体7壳体9谐波减速器13安装法兰第4章工业机器人核心部件机械核心部件

6、:减速器：所有回转运动关节都必须使用的关键部件；决定了运 动轴的运动速度、定位精度、承载能力。轴承：支承机械旋转体，以刚性高、承载能力强、安装简单、 间隙调整和预载方便，且能同时承受径向和双向轴向载荷的交叉滚子轴承（CRB轴承）为主。同步皮带：无滑差、速比恒定、传动平稳,吸振性好、噪音小,且无需润滑，是工业机器人常用的传动部件。|=:l-i滚珠丝杠：传动效率高、运动灵敏平稳、定位精度高、精度保 持性好、维护简单，直线运动轴几乎都需要釆用滚针丝杠传动。 :直线导轨：灵敏性好、精度高、使用简单，是工业机器人常用 的直线导向部件4.1 CRB轴承及同步皮带 CRI轴承JF CRB轴承安装(a)压圈固

7、定(b)外圈分割固定(c)内圈分割固定(a)压圈固定(b)外圈分割固定(c)内圈分割固定(a)压圈固定(b)外圈分割固定(c)内圈分割固定同步皮带1同步齿2强力层3带背4-2谐波减速器1 一谐波发生器2柔轮3刚轮变速原理柔轮变速原理谐波发生器基准齿剛轮变速原理-90°-180°-360°1.部件型(a)水杯形(b)礼帽形(c)薄饼形结构（水杯形）1 一输入连接件2柔轮3刚轮4谐波发生器不能用垫圈固定2-单元型(a)标准型(b)中空轴(c)轴输入4输入2谐波发生器3刚轮与壳体4柔轮5-CRB轴承6连接板2端盖3 针轮5输出法兰 6行星齿轮7 曲轴8 圆锥滚柱轴承 9

8、RV齿轮 10针齿销 11 一滚针12卡簧4 5 6 7 0© 9121110变速原理齿轮 针齿梢壳体一 一曲柄轴标准结构1 芯轴2 端盖3 输岀轴承4 壳体（针轮）5 密封圈6 输出法兰（输出轴）7 定位销8 彳丁星齿轮9 曲轴组件10 滚针轴承11 RV齿轮12 针齿销12安装要点(a)正确(b)错误第5章工业机器人控制系统5-1控制系统结构5.2控制系统连接一电源QF1L1L2L3CN601"O信号AC200V正门风机EV1AC200V背部风机EV2AC200V背部风机EV3CN6O6安全单元CN2O1I扌三电源横块ON/OFF 单.元CN602CN604CN554A

9、C200VCN605CN603CN200 CN154 )0<0CI/O单元CN3O4CN3O5 CN156yq DC24V po V CN1571CN158IR控制器.,ICN5|DCI i/f橈块 同 cpu tnl 机架 brtyIoII CN159-JDC24VCN551 HCN557B制动电阴I驱动模块I CN584聲 CN583CN552JD-TCN582 0E40°1U轴q0R轴B轴LJD4T轴CN400CN153 CN51ODC24VCN403CN509AC200VDC24V DC24V 电源单元DC24VDC24VDC24VDC5V0 CN155制动单元DC24

10、V faQI5.2控制系统连接一信号ON/OFF单九CN608ON/OFF控制IIICN607 ICN214CN212nr 0 风机控制CN216外部控制信号 皿CN2O8防护门急停°CN2O9示教器连接°CN2O3何服高速输入碰撞检测叫CN3070CN3080CN3090安全单九I/O单九CN402n Q制动单元CN405I0| CN5OTICN513r驱动模块控制板CN210, CN511UI0ECN202' CN517R “ok农皿I CN514 <! CN512 1DI CN515CN581CN501 .0E1CN5O2U0CCN5O3E0CCN504

11、ECN5O5UCN5O6ECN5O8E-IDrive总线I CN1同I/F模块CN300' CN114I/O总线 !CN110电池CPU模块105 |占 占 一丄 一 6 占6 MYT- - 彳 D- ? 殳殳且殳殳殳 / . - , -B-一示教器的RSQ接口Su02lRS232接口RS232接口 以太网接口104.'5-3部件及功能 ON/OFF 单元安全单元arkErrkr*Fkt-rkfrJ2NC-YSU0ME0I3NUosu二82U W02UCN203 I/O单元CN3O7<CN3O6CN3O9CN30S釣 Nu6SJNW5NW 鱼NuEzuhho»

12、N< AM* ao-AO HUMflos oLili 丄-*I“ 一ss:伺服驱动器:制动单元ja-vwomerorzu§s3AZ25OVO ® O FG第6章工业机器人编程6.1程序与编程要素标题显示实用工貝|掘團射也倒Q用程瘁内容J:TEST控制刪:R1S：0002I工具:02GOOD NOP0001 IMOVJ VJ = 10.00 0002 MOVJVJ = 80.00 0003 IMOVL V=800命令一0004 ARCON ASF#(1)0005 IMOVL V=500006 ARCSET AC=200 AVP=100 0007MOVL V=50 00O

13、B ARCOF AEF#(1)0009 IMOVL V=8000010IMOVJ VJ = 50-00结束标记输入行一0011 ENDMOV J VJ = 50.00主乘单简单菜单控制轴组(1+u(a)关节坐标系(b)直角坐标系(c)圆柱坐标系+Y(d)工具坐标系(e)用户坐标系(f)坐标轴方向6.2命令与分类基本命令：用来控制机器人本体动作，控制系统 相同时可通用。包括移动命令、输入/输出命令、程 序控制命令、平移命令、运算命令5类。:作业命令：控制执行器（工具）动作，随机器人 用途的不同而不同，每类机器人只能使用其中的一 类命令。6.3移动命令编程命令格式MOVJ|VJ=50.00 PL=

14、2 NWAIT UNITL IN#(16)=ON1命令符1 添加项字令符：操作码，用來定义命令的功能，告诉系统需要做 什么；6.3移动命令编程命令格式MOVJ|VJ=50.00 PL=2 NWAIT UNITL IN#(16)=ON1命令符1 添加项字令符：操作码，用來定义命令的功能，告诉系统需要做 什么；乙添加项：操作数，用来指定命令的操作对象、执行条件，告诉系统用什么去做。编程要点3> VJ： MOVJ定位速度，以最大移动速度倍率的形式规定。> V： MOVL、MOVC、MOVS、IMOV命令移动速度，单 位可选择mm/s、cm/min等。> VR： MOVL、MOVC、

15、MOVS、IMOV命令工具定向速 度,单位为Oh。/So> VE： MOVL、MOVC、MO VS. IMOV 命令外部轴移动 速度，以最大移动速度倍率的形式规定。> ACC：启动加速度，以最大加速度倍率的形式规定。> DEC：停止加速度，指定方法及编程格式同ACC。> PL：定义目标点的定位精度等级(Positioning Level)。等级0P2PlP2Pl等级SPC> NWAITWUNTIL：执行过程控制。NWAIT：连续执行命令，机器人可在执行移动命令 的同时执行后续的非移动命令。UNTIL：跳步控制。当后续的条件满足时，可立即结 束当前命令、直接执行后续的命令。6.4输入/输出命令编程命令格式PULSE OT#(12) T=060I命令符添加项A命令符：用来定义输入/输出功能。添加项：用来指定命令的控制对象或执行条件。编程要点 DOUT/DIN 命令DOUT：控制I/O单元的外部通用DO信号通断；DIN：可将指定的DI信号状态读入到变量B中。 PULSE 命令在指定的DO上输岀一个脉冲信号。添加项T：输出脉冲宽度；