工业基础机器装调 8

项目三工业机器人基本操作与坐标系标定81任务1工业机器人基本认知与操作任务2工业机器人坐标系标定目录82任务1工业机器人基本认知与操作831．

熟悉工业机器人的作用。2．熟练掌握工业机器人的类型以及工业机器人的特点。3．熟练掌握手动操作工业机器人的方法。任务目标84任务描述本次任务要求熟悉工业机器人在实际生产中的作用与特点。具体而言，要充分认识到工业机器人在提升生产率、保证产品质量、降低劳动强度等方面的重要作用，同时了解其高精度、高效率、高可靠性等特点。此外，还需熟悉工业机器人的类型和系列，包括不同类型工业机器人的适用场景、功能特点以及各个系列之间的差异。要能够手动操作工业机器人进行关节运动和直线运动，熟练掌握操作方法和技巧，确保在实际应用中能够准确、高效地控制工业机器人完成各种任务。851．工业机器人的定义工业机器人指的是一类专门设计和制造用于工业环境下执行自动化任务的机器人。它们通常由机械结构、电子控制系统和自动化软件等组成。工业机器人通常具备以下特点：（1）自动化能力工业机器人能够执行预先编程的任务而无须人工干预，完成装配、加工、搬运等工业操作。它们能够通过传感器和视觉系统来感知和适应环境。相关知识86（2）多关节的机械结构工业机器人通常具备多关节的机械结构，这使得它们能够在三维空间内灵活地移动和操作。这些关节通常由电动机或液压装置驱动。（3）程序控制和编程能力工业机器人通常通过编程来实现控制。程序员可以使用特定的编程语言或软件来定义工业机器人的运动、操作序列和逻辑。（4）高精度和高重复性工业机器人在操作精度和重复性方面通常有较大优势，能够精确地执行所需的任务，并在多次重复操作中保持一致性。87（5）安全保护考虑到工作环境和人员安全，工业机器人通常会配备各种安全设备和系统，如传感器、急停按钮、防护罩等，以减少对操作人员的潜在危险。工业机器人在焊接领域的应用场景如图所示。88工业机器人在焊接领域的应用场景2．工业机器人在生产中发挥的作用（1）自动化生产工业机器人可以在生产线上代替人力，执行重复、烦琐、危险的任务，提高生产率和质量。（2）提高生产率工业机器人能以更快的速度和更高的精确性进行操作，大大缩短生产周期，提高生产能力。（3）节约成本虽然工业机器人的初始投资较高，但可以长时间连续运转，且不需要工资、保险等成本，从长远来看可以降低生产成本。89（4）提高产品质量和一致性工业机器人的高精度和高重复性，可以确保产品在生产过程中的一致性和高质量，降低人为因素的影响。（5）减少人工风险工业机器人可以执行一些危险、恶劣或不适合人工操作的任务，减少工人受伤和患职业病的风险。（6）灵活适应变化工业机器人可根据需要进行编程和设置，能够快速适应生产线的变化和产品的改变，提高生产的灵活性。903．工业机器人的分类和特点（1）工业机器人的类型根据用途、负载、运动方式等方面的不同，工业机器人可分为桌面机器人、小负载机器人、中负载机器人、大负载机器人、SCARA机器人、协作机器人、焊接机器人、喷涂机器人、码垛机器人等。工业机器人的部分类型如图所示。91工业机器人的部分类型（2）工业机器人的系列桌面机器人、小负载机器人、中负载机器人、大负载机器人和码垛机器人统一称为ER系列，SCARA机器人统一称为ESR系列，协作机器人统一称为ECR系列，焊接机器人统一称为ARC系列，喷涂机器人统一称为GR系列。（3）工业机器人的特点由于每款工业机器人的配置不同、类型不同、使用场景不同、特点不同，因此每个系列选择其中一款进行介绍，见下表。如图所示为四种工业机器人型号。9293工业机器人的介绍94四种工业机器人型号任务2工业机器人坐标系标定951．

熟悉关节坐标系和机器人坐标系。2．了解工具坐标系和用户坐标系。3．熟练掌握工具坐标系标定方法。4．精准掌握用户坐标系标定方法。任务目标96任务描述本次任务的重点在于深入了解关节坐标系、机器人坐标系、工具坐标系以及用户坐标系各自的特点。同时，要具备完成工具坐标系和用户坐标系创建以及进行坐标系标定的能力。971．关节坐标系关节坐标系是用来表示工业机器人各关节状态的坐标系。在工业机器人系统中，工业机器人的关节是连接各个机械臂段的可运动连接点，通过控制关节的旋转角度来实现工业机器人的运动和姿态变化。相关知识98关节坐标系以工业机器人各关节零刻度线为基准，根据关节的角度确定工业机器人的位置和姿态。一般而言，工业机器人的关节数与机械臂的自由度数相对应，一个具有6个自由度的机械臂，就拥有6个关节坐标数据，即关节正负方向转动的角度值。关节坐标系各关节运动角如图所示。99关节坐标系各关节运动角2．机器人坐标系机器人坐标系的原点通常位于工业机器人底座，而坐标轴则与工业机器人的底座方向对应。通常情况下，机器人坐标系的

X轴正方向指向工业机器人底座的正前方，Y轴正方向指向工业机器人底座的左侧方向，Z

轴正方向指向工业机器人底座的正上方，如图所示。100机器人坐标系3．工具坐标系工具坐标系是用来定义工具中心点的位置和工具姿态的坐标系。工具坐标系将工具中心点设为坐标系原点，由此定义工具的位置和方向，工具中心点缩写为TCP（toolcenterpoint）。工具坐标系必须事先进行标定，在没有标定的时候，将由默认工具坐标系来替代。执行程序时，工业机器人就是将TCP移至轨迹路径上。通常所说的工业机器人轨迹及速度，其实就是指TCP的轨迹和速度。TCP一般设置在手爪中心、焊丝端部、点焊静臂前端等。工具坐标系如图所示。101工具坐标系1024．用户坐标系用户坐标系是一种工业机器人控制和编程中的概念，它是根据用户的需要，能够自由定义的一个特定的坐标系，用于表示工作空间相对于