川崎工业机器人与自动化生产线-认识工业机器人

川崎工业机器人与自动化生产线

模块一认识工业机器人知识目标：

1.掌握工业机器人基础知识。能力目标：

1.会解释工业机器人定义；

2.会解释工业机器人应用、分类、组成、参数和运动学原理。本次课程内容认识工业机器人RS10N

川崎工业机器人实物图RS10N

川崎工业机器人实物图RB0105

川崎工业机器人基础实训台RB0105

川崎工业机器人基础实训台ABB机器人库卡机器人常见工业机器人品牌:发那科机器人安川机器人常见工业机器人品牌:川崎机器人新松机器人常见工业机器人品牌:一、机器人定义“机器人”一词的由来:1920年，捷克剧作家卡雷尔·卡佩克(KarelCapek)在其科幻剧本《洛桑的万能机器人》(Rossum’sUniversalRobots)首次使用了Robot这个名词，Robot，源自捷克语“robota”，意谓“强迫劳动”。现在已被人们作为机器人的专用名词。一、机器人定义工业机器人(IndustrialRobot)是工业生产中使用的机器人。国家标准GB/T12643－90定义：工业机器人是一种能自动定位控制，可重复编程的，多功能的、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。二、机器人发展历程1、国外机器人发展概况1954年，美国乔治·德沃尔（Devol）最早提出工业机器人的思想，并申请了专利。特点：示教再现机器人1961年，美国Unimation公司（恩格尔伯格），世界上第一台工业机器人Unimate。日本在七十年代开始将机器人产业化，FANUC、安川、川崎、三菱、本田等。日本在机器人的研究、生产和应用方面都居世界首位，被誉为机器人王国。二、机器人发展历程1、国外机器人发展概况本田阿西莫(ASIMO)机器人二、机器人发展历程2.目前国外主流机器人品牌瑞典ABB：种类齐全，可靠性较高，性价比较好。德国库卡（KUKA）：高速、可靠，价格昂贵。日本FANUC（发那科）、YASKAWA（安川）、KAWASAKA（川崎）：性价比高。二、机器人发展历程3、我国机器人发展概况（1）理论初级研究阶段：1975-1985年

研究初步阶段。清华、哈工大、华中科技大、华南理工、上海交大、沈阳自动化所等。（2）机器人试制阶段：1986-1995年研发机构---多种机器人。制造-重视工业机器人应用。机器人之父—熊有伦-机器人技术基础-1995年出版。（3）应用阶段：1987-2000年1975-1985，研究的初步阶段。沈阳自动化所、广州数控等二、机器人发展历程3、我国机器人发展概况（4）初步产业化阶段：2001-2013年

广州数控、沈阳新松、奇瑞装备等--工业机器人批量生产（5）创新研究与人才培养：2014-今后研发：关键技术---创新、理论、自主产权、发展阶段应用（技术人员）：使用-维护保养-编程调试4、国内工业机器人市场现状欧洲和日本占据天下。ABB、KUKA（库卡）、FANUC（发那科）、YASKAWA（安川）、KAWASAKA（川崎）等五大家族占国内60-80%市场。国内品牌正在起步，主要机器人生产企业：新松机器人广州数控哈工大博实

苏州汇博昆山华恒奇瑞装备KEBA操作系统4、国内工业机器人市场现状《2020年世界机器人报告》(ThenewWorldRobotics2020IndustrialRobots)显示：截止到2019年底世界保有量：270万台我国保有量：78.3万台弧焊机器人激光焊机器人电阻焊机器人等离子焊接机器人点焊机器人切割机器人三、工业机器人主要应用上料机器人物料搬运机器人机加工机器人喷漆机器人打磨机器人自动钻孔机器人搬运机器人装配机器人设备维护机器人包装机器人清洁机器人包装机器人堆跺机器人涂层机器人去毛刺机器人磨销机器人高温喷涂机器人医用机器人1.平面关节机器人

2.直角坐标系机器人

3.串联式机器人(多关节型）

4.并联式机器人按机器人结构分：四、工业机器人的分类1.SCARA（平面关节机器人）

SCARA（SelectiveComplianceAssemblyRobotArm：可选择自适应装配机器人手臂）是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。只能完成平面内的运动。特点：结构轻便、响应快，比一般关节式机器人快数倍。2.直角坐标系机器人

是一种各轴沿直角坐标轴运动的工业机器人。特点：

（1）每个运动自由度相互夹角为直角；

（2）占地空间大；

（3）结构简单，高可靠性、高速度、高精度。数控机床多采用此结构。

（4）技术成熟，寿命长，便于操作维修。3.串联式机器人是一种由多关节串联而成的手臂式机械装置。此结构占比最大。特点：（1）占地空间小，工作空间大；（2）运动控制最复杂；对控制器和操作系统要求高。4.并联式机器人由若干个封闭的运动链组成的机械装置。特点：（1）运动部件质量小，惯性小，运动速度高；（2）结构强度大，刚性高，承载能力大（3）定位精度高。机械本体：底座、手臂、外壳等各种机械本体。伺服驱动单元：驱动机器人运动。驱动方式有：电机伺服驱动、液压伺服驱动、气动伺服驱动。3.计算机控制系统：机器人总控制器。传感器系统：机器人伺服电机自带—位置传感器（内部传感器），还配备视觉、力觉、触觉、接近觉等传感器（外部传感器）。5.输入/输出接口：为周边系统提供通讯接口和人机交互接口。五、工业机器人的结构组成六、工业机器人核心技术1.高精度机器人减速机依赖进口。下图：谐波减速器。2.伺服电机和驱动器：大多数需要进口。3.机器人控制器：性能与国外较大差距。六、工业机器人核心技术1.运动学正解：知道机器人每根轴的旋转角度，推算出机器人的位姿（空间姿态和位置）。以串联式机器人为例：已知每个手臂的长度、角度，则能逐个计算出每个手臂前端的空间位置，直至末端的空间位置。θ1θ2θ3θ4(X1,Y1)(X2,Y2)(X3,Y3)(X4,Y4)XYL1L2L3L4已知：θ1、θ2、θ3、θ4;L1、L2、L3、L4求解：(X4,Y4)七、工业机器人的运动学原理2.运动学反解：知道机器人的末端位置，反过来推算每根