工业机器人第六章

1、第六章第六章 机器人应用及发展机器人应用及发展6.1 6.1 机器人应用机器人应用一一. 典型机器人机构典型机器人机构1. 常见机器人机构形式（主要由前常见机器人机构形式（主要由前3个关节决定）个关节决定）机器人机器人关节关节1关节关节3关节关节2回转关节数回转关节数直角坐标式直角坐标式圆柱坐标式圆柱坐标式极坐标式极坐标式SCARA关节式关节式PPPPP10PPRRRRRRRR223直角坐标式：直角坐标式：关节运动独立，运动学反解简单，操作较方便；关节运动独立，运动学反解简单，操作较方便；易于制造；可以获得很高运动精度；占地面积大；易于制造；可以获得很高运动精度；占地面积大；适合精密装配等。适

2、合精密装配等。圆柱坐标式：圆柱坐标式：结构刚度较高，操作较方便；结构刚度较高，操作较方便；占地面积大，移动副不易保护；占地面积大，移动副不易保护；适合搬运等。适合搬运等。2. 机器人主要特点机器人主要特点极坐标式：极坐标式：占地面积小，工作空间大；占地面积小，工作空间大；结构刚度较小，移动副不易保护；结构刚度较小，移动副不易保护；SCARA式：式：结构刚度较大；结构刚度较大；适合精密装配及搬运等。适合精密装配及搬运等。关节式：关节式：占地面积小，工作空间大，运动灵活；占地面积小，工作空间大，运动灵活；运动学计算量大；运动学计算量大；适合立体操作。适合立体操作。3. 选用基本原则选用基本原则 运

3、动形式最接近于要求的操作运动；运动形式最接近于要求的操作运动； 示教方便；示教方便； 性性/价比高。价比高。4. 结构形式结构形式5. 机器人手腕机器人手腕 开链结构：工作空间大，整体刚度小；开链结构：工作空间大，整体刚度小； 闭链结构：工作空间小，整体刚度大。闭链结构：工作空间小，整体刚度大。 大持重机器人常采用局部闭环结构！大持重机器人常采用局部闭环结构！（图（图6-16-1）图图6-1 局部闭环结构局部闭环结构 2自由度手腕：自由度手腕：roll-pitch； 3自由度球腕：自由度球腕：roll-pitch-yaw； 3自由度连续转动手腕：自由度连续转动手腕：3个关节个关节轴相交但不垂直

4、，回转范围不受限轴相交但不垂直，回转范围不受限制。制。二二. 机器人规格参数机器人规格参数 驱动方式：驱动方式： 电机：最普遍！电机：最普遍！ 液压：大型、大功率机器人用；液压：大型、大功率机器人用； 气动：快速、简单场合。气动：快速、简单场合。2. 控制方式：控制方式： PTP：控制系统简单；：控制系统简单； CP：控制复杂，适合轨迹运动。：控制复杂，适合轨迹运动。3. 机构形式机构形式 选择最适合的方式！选择最适合的方式！4. 关节轴数关节轴数 与运动要求相适应！与运动要求相适应！5. 工作空间工作空间 注意形状和大小！注意形状和大小！6. 工作速度下允许抓取的额定物重。工作速度下允许抓取

5、的额定物重。7. 速度范围速度范围 要适合应用需要。要适合应用需要。8. 重复定位精度重复定位精度 重复性操作关键指标之一！重复性操作关键指标之一！9. 机器人末端执行器实际位姿与理想位姿间的统计差值。机器人末端执行器实际位姿与理想位姿间的统计差值。10. 工作电压；工作电压；环境温度；环境温度；易燃、易爆；易燃、易爆；安全防护；安全防护； 严格按照使用说明书要求去做！严格按照使用说明书要求去做！三三. 我国机器人应用基本情况我国机器人应用基本情况1.1.工业机器人拥有量工业机器人拥有量数据来源：数据来源：IFR汽车制造、工程机械、电机、电子等行业的企业是中汽车制造、工程机械、电机、电子等行业

6、的企业是中国今后对机器人需求最大的部门；国今后对机器人需求最大的部门；所需机器人的品种以点焊、弧焊、喷漆、装配、搬运、所需机器人的品种以点焊、弧焊、喷漆、装配、搬运、冲压等为主。冲压等为主。2.2.工业机器人应用领域工业机器人应用领域2001年至2006年我国工业机器人进口数据年世界机器人产销量达万台，创历史新高年世界机器人产销量达万台，创历史新高。我国机器人市场规模约占全球市场的。我国机器人市场规模约占全球市场的。年我国进口机器人万台，比上年增长，年我国进口机器人万台，比上年增长，进口金额亿美元，比上年增长。进口金额亿美元，比上年增长。 目前国际品牌产品占我国内市场份额超过。目前国际品牌产品

7、占我国内市场份额超过。 2012年年5月，月，智能制造装备产业智能制造装备产业“十二五十二五”发展规发展规划划正式发布，将机器人作为重点发展领域。中国机正式发布，将机器人作为重点发展领域。中国机器人产业迎来战略性发展机遇。器人产业迎来战略性发展机遇。 从从2008年至年至2013年，中国购买工业机器人的增幅平均每年，中国购买工业机器人的增幅平均每年为年为36%。 近年来，我国的机器人技术取得了长足的进步；近年来，我国的机器人技术取得了长足的进步； 与世界发达国家相比，还有不小的差距：与世界发达国家相比，还有不小的差距：机器人应用工程起步较晚；机器人应用工程起步较晚；可靠性低于国外产品；可靠性低

8、于国外产品；应用领域窄；应用领域窄；生产线系统技术与国外比有差距；生产线系统技术与国外比有差距；从事机器人研发和应用工程的单位相对较少；从事机器人研发和应用工程的单位相对较少；工业机器人的拥有量远远不能满足需求量；工业机器人的拥有量远远不能满足需求量；长期大量依靠国外引进。长期大量依靠国外引进。 3.3.基本情况基本情况4.4.应用实例应用实例一汽机器一汽机器人汽车焊人汽车焊接生产线接生产线射钉机器人射钉机器人汽车装配机器人汽车装配机器人铆接机器人铆接机器人 1600次次/时的高速码垛机器人时的高速码垛机器人 四四. 最新技术发展及成果最新技术发展及成果（中国）旗下的上海工程有限公司面向中（中国）旗下的上海工程有限公司面向中国市场发布了其第五代机器人控制器产品。据了解，该国市场发布