《工业机器人操作与运维（1+X）》课件-2.工业机器人认知

工业机器人操作与运维（1+X）目录CONTENTS项目1工业机器人操作安全项目3工业机器人安装项目2工业机器人认知项目4工业机器人操作与编程项目5工业机器人系统检查与维护项目6ABB工业机器人搬运码垛典型工作案例的调试与运行任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目2：导学任务3：搬运码垛工作站认知项目2：导学知识点初级：了解认识工业机器人的基本性能指标与基本的机器人构造。学习工业机器人的坐标系，末端执行器，学会应用机器人码垛和码垛工作站的应用场景。项目2工业机器人认知项目导言：本项目就工业机器人构建和码垛要求进行了详细的讲解，并设置丰富的课后习题，使学生通过练习掌握工业机器人系统。项目目标：1.能够全面地了解工业机器人的结构。2.能了解和掌握工业机器人的基本性能指标。3.能正确的掌握机器人码垛工作站的应用。任务1：认识工业机器人一、学习目标1.学习工业机器人关节结构。2.了解工业机器人的基本性能指标。3.学会并掌握工业机器人的坐标系之间的区别。二、学习重难点正确区分基坐标，大地坐标，工具坐标，工件坐标。项目2：导学项目2工业机器人认知项目2工业机器人认识导学基坐标系是机器人其他坐标系的参照基础，是机器人示教与编程时经常使用的坐标系之一，它的位置没有硬性的规定，一般定义在机器人安装面与第一转动轴的交点处。项目2工业机器人认识导学工件坐标系是用户自定义的坐标系，用户坐标系也可以定义为工件坐标系，可根据需要定义多个工件坐标系，当配备多个工作台时，选择工件坐标系操作更为简单。项目2工业机器人认识导学工具坐标系是原点安装在机器人末端的工具中心点（ToolCenterPoint，TCP）处的坐标系，原点及方向都是随着末端位置与角度不断变化的。任务2：工业机器人系统构成一、学习目标1.学习工业机器的结构。2.了解工业机器人的驱动系统。3.学会并掌握工业机器人末端执行器的应用。项目2：导学项目2工业机器人认知任务3：搬运码垛工作站认识一、学习目标1.学习码垛工作站的基本结构。2.了解码垛工作站的应用场景。项目2：导学项目2工业机器人认知轻型搬运项目2：导学项目2工业机器人认知重型搬运项目2：导学项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目2：导学任务3：搬运码垛工作站认知第一讲：工业机器人关节机构项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人学习目标：1.简介2.关节的种类3.工业机器人结构运动简图在机器人机构中，两相邻连杆之间有一个公共的轴线，两杆之间允许沿该轴线相对移动或绕该轴线相对转动，构成一个运动副，也称为关节。机器人关节的种类决定了机器人的运动自由度。移动关节、转动关节、球面关节和虎克铰关节是机器人机构中经常使用的关节类型。第一讲：工业机器人关节机构项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1.简介连杆1连杆2公共轴线第一讲：工业机器人关节机构项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人移动关节—用字母P表示，它允许两相邻连杆沿关节轴线相对平移，这种关节具有1个自由度。2.关节的种类移动关节转动关节球面关节虎克铰关节平移自由度1第一讲：工业机器人关节机构项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人转动关节—用字母R表示，它允许两相邻连杆绕关节轴线相对转动，这种关节具有1个自由度。移动关节转动关节球面关节虎克铰关节转动自由度1第一讲：工业机器人关节机构项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人球面关节—用字母S表示，它允许两连杆之间有三个独立的相对转动，这种关节具有3个自由度。移动关节转动关节球面关节虎克铰关节转动自由度1转动自由度2转动自由度3第一讲：工业机器人关节机构项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人虎克铰关节—用字母T表示，它允许两连杆之间有两个相对转动，这种关节具有2个自由度。移动关节转动关节球面关节虎克铰关节转动自由度1转动自由度2项目2工业机器人认知工业机器人结构运动简图：多个关节组合构成机器人的结构，机器人结构运动简图是指用结构与运动符号表示机器人结构和运动形式。机器人手臂、手腕和手指等结构及结构间的运动形式用简易图形符号来表示，如下图所示：第一讲：工业机器人关节机构任务1：认识工业机器人3.工业机器人结构运动简图项目2工业机器人认知运动和结构机能结构运动符号图例说明备注移动1移动2摆动1（a）绕摆动轴旋转角度小于360°；（b）是（a）的侧向图形符号。摆动2（a）能绕摆动轴360°旋转；（b）是（a）的侧向图形符号。回转1一般用于表示腕部回转第一讲：工业机器人关节机构任务1：认识工业机器人项目2工业机器人认知运动和结构机能结构运动符号图例说明备注回转2一般用于表示机身的旋转钳爪式手部磁吸式手部气吸式手部行走机构底座固定第一讲：工业机器人关节机构任务1：认识工业机器人项目2工业机器人认知第一讲：工业机器人关节机构任务1：认识工业机器人移动结构简图移动1移动2项目2工业机器人认知第一讲：工业机器人关节机构任务1：认识工业机器人摆动结构简图摆动1摆动2（a）绕摆动轴旋转，角度小于360°（b）是（a）的侧向图形符号。（a）绕摆动轴360°旋转（b）是（a）的侧向图形符号。项目2工业机器人认知第一讲：工业机器人关节机构任务1：认识工业机器人旋转结构简图旋转1旋转2一般用于表示腕部回转一般用于表示机身的回转项目2工业机器人认知第一讲：工业机器人关节机构任务1：认识工业机器人结构简图图例说明1R1R2R3P项目2工业机器人认知第一讲：工业机器人关节机构任务1：认识工业机器人结构简图图例说明2R1R1R2R2R3R4R5手部R3R4R5手部项目2工业机器人认知随堂练习任务1：认识工业机器人①移动关节用什么字母表示。()

A.P B.

C C.R D.S②球面关节用什么字母表示。()

A.P B.

C C.R D.S A. B. C. D.③钳爪式手部的结构移动符号是什么（）。答案：①A②D③B1.选择题项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人①机器人机构中，两相邻连杆之间有一个公共的轴线。()②虎克铰关节—用字母T表示。()答案：①√

②√随堂练习2.判断题任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目1：导学任务3：搬运码垛工作站认知第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人学习目标：工业机器人性能指标①工业机器人本体②工业机器人控制柜

③示教器

④连接电缆⑤规格参数肘关节腰部腰关节基座大臂手腕肩关节小臂腕关节第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1工业机器人本体机器人控制柜示教器连接电缆规格参数①机器人本体也称为机械臂、机械手，是用来完成各种作业的执行机构。ABBIRB120

机器人本体主要包括基座、腰部、臂部（大臂和小臂）和手腕4部分组成，由4个独立旋转“关节”（腰关节、肩关节、肘关节、腕关节）串联而成。六连杆开链机构第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人②机械手是由六个转轴组成的空间六杆开链机构，理论上可达到运动范围内空间任何一点。六个转轴均有AC伺服电机驱动，每个电机后均有编码器。每个转轴均带有一个齿轮箱。同时，机械手带有串口测量板(SMB)，测量板带有可充电的镍铬电池，起保存数据作用。工业机器人本体机器人控制柜示教器连接电缆规格参数减速器AC伺服电机编码器第一轴->第二轴->第三轴->第四轴—->第五轴->第六轴->->->->->->->第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1ABBIRC5控制柜集成了运动控制技术、TrueMove（在任何速度下，始终按照编程路径运动）和QuickMove（以最佳的加速方式确保最短的运动节拍）等技术，是精度、速度、周期时间、可编程性以及与外部设备同步性等机器人性能指标的重要保证。IRC5常见的控制柜分为：PMC面板嵌入型、单机柜型、紧凑型。工业机器人本体机器人控制柜示教器连接电缆规格参数PMC面板嵌入型单机柜型紧凑型第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1示教器是进行机器人的手动操纵、程序编写、参数配置以及监控用的手持装置。工业机器人本体机器人控制柜示教器连接电缆规格参数第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1示教器电缆电源电缆编码器电缆工业机器人本体机器人控制柜示教器连接电缆规格参数第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1工作站采用ABBIRB120工业机器人作为核心设备，基本参数如下：工业机器人本体机器人控制柜示教器连接电缆规格参数规格参数轴数6防护等级IP30有效载荷3kg安装方式落地式到达最大距离0.58m机器人底座规格180mm×180mm机器人重量25kg重复定位精度0.01mm第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1工业机器人本体机器人控制柜示教器连接电缆规格参数运动性能及范围轴序号动作范围最大速度1轴回转：+165°~-165°250°/s2轴立臂：+110°~-110°250°/s3轴横臂：+70°~-90°250°/s4轴腕：+160°~-160°360°/s5轴腕摆：+120°~-120°360°/s6轴腕传：+400°~-400°420°/s第一轴-——>第二轴->第三轴->第四轴--><--第五轴<--第六轴第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1自由度有效载荷重复定位精度最大速度工作空间自由度自由度：是指机器人具有的独立运动的坐标轴数目。对于常见的多轴串联型机器人而言自由度数=关节数第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1自由度有效载荷重复定位精度最大速度工作空间有效载荷指机器人在工作范围内的位姿上所能承受的最大重量（负载重量+末端执行器重量）。为保证安全，承载能力被确定为高速度运行时的承载能力。负载重量+末端执行器重量第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1自由度有效载荷重复定位精度最大速度工作空间重复定位精度指在同一环境、同一目标动作、同一命令下，机器人连续重复运动若干次时，其位置的分散情况，是关于机器人的统计数据。位置的分散情况第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人1自由度有效载荷重复定位精度最大速度工作空间最大速度的不同定义：工业机器人主要自由度上的最大稳定速度；手臂末端的最大合成速度。机器人最大工作速度越高，工业机器人的工作效率就越高。关节速度合成速度第二讲：工业机器人性能指标项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人俯视图工业机器人的工作空间指的是工业机器人手腕中心在作业范围内所能达到的极限位置。如图所示，IRB120工业机器人的工作半径可达580mm，底座下方拾取距离为112mm。自由度有效载荷重复定位精度最大速度工作空间主视图项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人随堂练习1.选择题①工业机器人有几个独立旋转的“关节”()。 A2个 B3个 C4个 D5个②工业机器人有6个（）驱动。 A伺服电机 B步进电机 C液压 D气压③工业机器人ABBIRB120型号的机器人有效负载是（）。

A2kg B3kg C4kg D5kg答案：①C②A③B项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人①工业机器人ABBIRB120型号的机器人能达到的最大范围是0.6m。()②工业机器人ABBIRB120型号的机器人动作范围是-400°到400°。()随堂练习2.判断题答案：①×②√任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目1：导学任务3：搬运码垛工作站认知第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人学习目标：1.简介2.工业机器人分类划分①按机器人的结构特征划分②按控制方式划分③按驱动方式划分简介结构特征控制方式驱动方式第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人简介工业机器人的种类很多，其功能、特征、驱动方式、应用场合等不尽相同。关于机器人的分类，国际上没有制定统一的标准。从不同的角度，会有不同的分类方法。y

z

x

θrxβθr第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人机器人的结构形式多种多样，典型机器人的运动特征用其坐标特性来描述。按结构特征来分，工业机器人通常可以分为：1、直角坐标机器人2、柱面坐标机器人3、球面坐标机器人4、多关节机器人：垂直、水平多关节机器人5、并联机器人6、双臂机器人7、AGV移动机器人简介结构特征控制方式驱动方式第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人①非伺服控制机器人：非伺服控制机器人工作能力比较有限，它们往往涉及那些叫做“终点”、“抓放”或“开关”式机器人，尤其是“有限顺序”机器人。这种机器人按照预先编好的程序顺序进行工作，使用终端限位开关、制动器、插销板和定序器来控制机器人机械手的运动。其工作原理方块图如下图所示。插销板定序器案例：使用限位开关的非伺服直角坐标机器人简介结构特征控制方式驱动方式第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人②伺服控制机器人：伺服控制机器人比非伺服控制机器人有更强的工作能力，因而价格较贵，但在某些情况下不如简单的机器人可靠。左图表示伺服控制机器人的方块图。伺服控制机器人又可细分为连续轨迹控制机器人和点位控制机器人。点位控制机器人的运动为点到点之间的直线运动，连续轨迹控制机器人的运动轨迹可以是空间的任意连续曲线。点位控制机器人轨迹控制机器人简介结构特征控制方式驱动方式第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人根据能量转换方式的不同，工业机器人驱动类型可以划分为四种类型。1、液压驱动2、气压驱动3、电力驱动4、新型驱动简介结构特征控制方式驱动方式简介结构特征控制方式驱动方式第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人液压驱动：液压驱动是使用液体油液来驱动执行机构的。液压驱动机器人的负载能力比气压驱动机器人的大得多，其结构紧凑，传动平稳，但液体容易泄露，不宜在高温或低温场合作业。1液压驱动液压缸简介结构特征控制方式驱动方式第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人气压驱动机器人是以压缩空气来驱动执行机构的。优点是：空气来源方便，动作迅速，结构简单。缺点是：工作的稳定性与定位精度不高，抓力较小，所以常用于负载较小的场合。气压驱动2简介结构特征控制方式驱动方式第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人电力驱动是利用电动机产生的力矩驱动执行结构。目前，越来越多的机器人采用电力驱动方式，电力驱动易于控制，运动精度高，成本低。电力驱动3简介结构特征控制方式驱动方式第三讲：工业机器人分类项目2工业机器人认知任务1：认识工业机器人伴随着机器人技术的发展，出现了利用新的工作原理制造的新型驱动器，如静电驱动器、压电驱动器、形状记忆合金驱动器、人工肌肉及光驱动器等。新型驱动4项目2工业机器人认知①（）控制的机器人具有有更强的工作能力，因而价格较贵的特点。

A步进 B液压 C伺服②工业机器人驱动类型可以划分为液压驱动、气压驱动、（）和新型驱动四种类型。

A.电力驱动 B.伺服驱动 C.步进驱动随堂练习任务1：认识工业机器人1.选择题答案：①C②A随堂练习项目2工业机器人认知①气压驱动的优点是空气来源方便，动作迅速，结构简单。()②机器人的控制方式可把机器人分为非伺服控制机器人和伺服控制机器人两种。()任务1：认识工业机器人1.选择题答案：①√

②√任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目1：导学任务3：搬运码垛工作站认知项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人学习目标：1.简介4.定义工件坐标系的操作步骤2.坐标系3.工业机器人的坐标系1.简介坐标系，是理科常用辅助方法，常见有直线坐标系，平面直角坐标系。为了说明质点的位置、运动的快慢、方向等，必须选取其坐标系。在参照系中，为确定空间一点的位置，按规定方法选取的有次序的一组数据，这就叫做“坐标”。项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人XYZ项目2工业机器人认知2.坐标系主要包括：柱面坐标系、直角坐标系、球面坐标系第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人②直角坐标系①柱面坐标系③球面坐标系项目2工业机器人认知主要包括：基坐标系关节坐标系工件坐标系工具坐标系用户坐标系第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人3.工业机器人的坐标系工业机器人的运动实质是根据不同作业任务和运动轨迹的要求，在各种坐标系下的运动。为精确描述各连杆或物体之间的位姿关系，先定义一个固定的坐标系，称为大地坐标系（世界坐标系）。对每个连杆或物体都会定义一个本体坐标系，称为局部坐标系。基坐标关节坐标系工件坐标系工具坐标系用户坐标系大地坐标系项目2工业机器人认知基坐标：基坐标系是机器人其他坐标系的参照基础，是机器人示教与编程时经常使用的坐标系之一，它的位置没有硬性的规定，一般原点定义在机器人安装面与第一转动轴的交点处。第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人坐标系的区别项目2工业机器人认知关节坐标系关节坐标系的原点设置在机器人关节中心点处，反映了该关节处每个轴相对该关节坐标系原点位置的绝对角度。第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人坐标系的区别基坐标关节坐标系工件坐标系工具坐标系用户坐标系大地坐标系项目2工业机器人认知工件坐标系工件坐标系是用户自定义的坐标系，一般以工件为目标设定的坐标系，用户坐标系也可以定义为工件坐标系。可根据需要定义多个工件坐标系，当配备多个工作台时，选择工件坐标系操作更为简单。第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人坐标系的区别基坐标关节坐标系工件坐标系工具坐标系用户坐标系大地坐标系项目2工业机器人认知工具坐标系工具坐标系是原点安装在机器人末端的工具中心点（ToolCenterPoint，TCP）处的坐标系，原点及方向都是随着末端位置与角度不断变化的，该坐标系实际是将基坐标系通过旋转及位移变化而来的。第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人坐标系的区别基坐标关节坐标系工件坐标系工具坐标系用户坐标系大地坐标系项目2工业机器人认知用户坐标系用户坐标系可用于表示固定装置、工作台等设备。这就在相关坐标系链中提供了一个额外级别，有助于处理持有工件或其它坐标系的处理设备。第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人坐标系的区别基坐标关节坐标系工件坐标系工具坐标系用户坐标系大地坐标系项目2工业机器人认知大地坐标系在工作单元或工作站中的固定位置有其相应的零点。这有助于处理若干个机器人或有外轴移动的机器人。在默认情况下，大地坐标系与基坐标系是一致的。第四讲：工业机器人坐标系任务1：认识工业机器人坐标系的区别基坐标关节坐标系工件坐标系工具坐标系用户坐标系大地坐标系新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（1）新建坐标系：在示教器的手动操纵界面选择“工件坐标”。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（2）新建坐标系：进入工件列表界面，点击“新建…”。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（3）新建坐标系：点击“确定”，新建了一个名为“wobj1”的工件坐标系。

如需更改名称，单击名称后的“…”；实际应用中，还可根据需求对工件数据属性

（范围、存储类型、任务、模块等）进行设定（一般为默认，无需更改）。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（1）定义坐标系：点击“编辑”，选择“定义…”，开始工件坐标系wobj1的定义。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（2）定义坐标系：用户方法选择“3点”。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（3）定位X轴：手动模式下，操纵工业机器人运动，使TCP点到达预定X轴上任意一点。

任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（4）定位X轴：点击“修改位置”，将该点示教为“用户点X1”。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（5）定位X轴：再操纵TCP到达X轴上其它任意一点，点击“修改位置”，将该点示教为“用户点X2”。

X轴正方向：X1点到X2点的方向为预定X轴的正方向。（X1和X2之间的距离越大，定义就越精确。）任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（6）定位Y轴：最后操纵TCP达到预定Y轴上任意一点，点击“修改位置”，将该点示教为“用户点Y1”。

Y轴的正方向：

Y1点在X1、X2连线上的投影点到Y1点的方向为预定Y轴的正方向。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（7）确认完成3个预定轴上的位置的定义

后，点击“确定”。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（8）确定后会跳出工件坐标的计算结果，在确认结果后，点击“确定”完成工件坐标系的定义。

原点：完成定义的工件坐标系的原点就是Y1点在X1、X2连线上的投影点。

Z轴：工件坐标与基坐标一样，符合笛卡尔坐标系的右手原则，所以当X轴和Y轴正方向设定完成后，Z轴正方向自动生成。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（1）测试工件坐标系：在“手动操纵”界面内，在线性动作模式下，坐标系选择工件坐标，工件坐标选择需测试的工件坐标系。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知第四讲：工业机器人坐标系（2）测试工件坐标系：拨动控制杆操纵工业机器人做线性运动，观察工业机器人在工件坐标系下移动的方式，完成工件坐标系的测试。

若工件坐标系定义无误，则向X轴正向拨动控制杆，工业机器人往工件坐标系X轴的正向运动；向Y轴正向拨动控制杆，工业机器人往工件坐标系Y轴的正向运动；向Z轴正向拨动控制杆，工业机器人往工件坐标系Z轴的正向运动。任务1：认识工业机器人4.定义工件坐标系的操作步骤:新建工件坐标系定义工件坐标系测试工件坐标系项目2工业机器人认知随堂练习①坐标系主要包括：直角坐标系、柱面坐标系、（）坐标系。

A球面

B工件

C工具

D世界②工具坐标系是原点安装在机器人末端的工具（）点。

A上方

B末端

C中心

D前端③在()控制页面里，可以选择所需要的坐标系。

A手动操作

B编程页面

C运行页面任务1：认识工业机器人1.选择题答案：①A②C③A项目2工业机器人认知随堂练习任务1：认识工业机器人答案：①√

②×③√2.判断题①工业机器人的坐标系主要包括：基坐标系、关节坐标系、工件坐标系、工具坐标系、大地坐标系及用户坐标系。

（

）②在默认情况下，大地坐标系与基坐标系是不一致的。

（

）③在工具坐标系下原点及方向都是随着末端位置与角度不断变化的。

（

）任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目1：导学任务3：搬运码垛工作站认知项目2工业机器人认知学习目标：1.垂直串联机器人结构2.水平串联机器人结构3.并联机器人结构第一讲：工业机器人的结构任务2：工业机器人系统构成第一讲：工业机器人的结构项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成1垂直串联机器人结构水平串联机器人结构并联机器人结构垂直串联结构是由关节和连杆沿垂直方向串联而成的，工业机器人最常见的结构形态，六轴工业机器人是典型的垂直串联关节机器人，而每一关节都由一台伺服电机驱动。因此，如将机器人分解，它便是由若干台伺服电机经减速器减速后，驱动运动部件的机械运动机构的叠加和组合。项目2工业机器人认知1垂直串联机器人结构水平串联机器人结构并联机器人结构常用的小规格、轻量6轴垂直串联机器人，由基座、机身、臂部（大臂、小臂）、腕部和手部构成。基座：作为最底层支撑部件，负责整体的安装连接。第一讲：工业机器人的结构任务2：工业机器人系统构成手部基座大臂腕部机身小臂项目2工业机器人认知1垂直串联机器人结构水平串联机器人结构并联机器人结构机身：机身是连接、支撑臂部及行走机构的部件，臂部的驱动装置或传动装置安装在机身上，具有偏转、回转和俯仰3个自由度。

关节机器人主体结构的3个自由度均为回转运动，这3个自由度构成了关节机器人的回转运动、俯仰运动和偏转运动。通常仅把回转运动归结为关节机器人机身的运动。第一讲：工业机器人的结构任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知1垂直串联机器人结构水平串联机器人结构并联机器人结构臂部：臂部是连接机身和腕部的部件，支撑腕部和手部，带动腕部和手部在空间运动，臂部的结构类型多、受力复杂。臂部由3部分组成。

1、动力型旋转关节 2、大臂 3、小臂第一讲：工业机器人的结构任务2：工业机器人系统构成动力型旋转关节大臂小臂项目2工业机器人认知1垂直串联机器人结构水平串联机器人结构并联机器人结构腕部：为了使手部能处于空间任意方向，要求腕部能实现围绕空间三个坐标轴X、Y、Z的旋转运动，这便是腕部运动的三个自由度：偏转Y（Yaw）俯仰P（Pitch）翻转R（Roll）第一讲：工业机器人的结构任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知1垂直串联机器人结构水平串联机器人结构并联机器人结构手部：手部是一个独立部件。手部对整个工业机器人来说是决定工业机器人完成作业好坏、作业柔性好坏的关键部件之一。按其功能，手部可以分为两类：

1、手爪类 2、工具类第一讲：工业机器人的结构任务2：工业机器人系统构成回转式手爪弧焊焊枪气动夹爪吸盘打磨工具涂胶笔项目2工业机器人认知1垂直串联机器人结构水平串联机器人结构并联机器人结构从机械结构上看，水平串联（SCARA）机器人类似于水平放置的垂直串联机器人，其手臂轴为沿水平方向串联延伸、轴线相互平行的摆动关节。驱动摆动臂回转的伺服电机可前置在关节部位（前驱），也可统一后置在基座部位（后驱）。第一讲：工业机器人的结构任务2：工业机器人系统构成前驱型后驱型关节部位驱动基座部位驱动项目2工业机器人认知1垂直串联机器人结构水平串联机器人结构并联机器人结构并联机器人结构：从机械结构上可分为回转驱动型（RotaryActuatedDelta）和直线驱动型（LinearActuatedDelta）两大类。第一讲：工业机器人的结构任务2：工业机器人系统构成直线驱动型回转驱动型直线平移运动摆动运动随堂练习项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成①六轴工业机器人是典型的垂直（）关节机器人。A.串联B.并联C.关联D.相连②腕部能实现对空间()个坐标轴X、Y、Z的旋转运动。

A.3 B.4 C.5 D.6③手动操作机器人的时候，机器人的速度与操纵杆的()有关。

A.幅度

B.大小

C.颜色

D.方向答案：①A②A③A1.选择题随堂练习项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成①六轴工业机器人是典型的垂直串联关节机器人，由关节和连杆依次串联而成的。（）②在手动操作窗口可以看到故障信息。

（）答案：①√

②×2.判断题任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目1：导学任务3：搬运码垛工作站认知第二讲：工业机器人的驱动系统项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成学习目标：1.机器人减速器结构2.机器人的驱动方式项目2工业机器人认知在工业机器人中，减速器是连接机器人动力源和执行机构的中间装置，是保证工业机器人实现到达目标位置的精确度的核心部件。目前应用于工业机器人的减速器产品主要有谐波减速器和RV减速器，是工业机器人关键的机械核心部件。第二讲：工业机器人的驱动系统任务2：工业机器人系统构成谐波减速器RV减速器机器人减速器电机驱动液压驱动气压驱动项目2工业机器人认知第二讲：工业机器人的驱动系统任务2：工业机器人系统构成序号12种类谐波减速器RV减速器技术特点传动精度高，传动比大，传动平稳，安装调整方便传动比大，结构刚性好,输出转矩高，弹性回差误差小，疲劳强度高应用位置小臂、腕部或手部等轻负载部位机座、大臂、肩部等重负载部位缺点对材质要求高，制造工艺复杂，产业化生产不足结构复杂，维护修理困难谐波减速器RV减速器机器人减速器电机驱动液压驱动气压驱动项目2工业机器人认知第二讲：工业机器人的驱动系统任务2：工业机器人系统构成永磁电动机(陶瓷磁铁)：玩具机器人和非专业机器人。无铁心转子式电动机:小机器人，电感系数很低，摩擦很小，没有嵌齿转矩，热容量低。直流有刷电动机:换向时有火花，对环境的防爆性能较差。机器人减速器电机驱动液压驱动气压驱动永磁电动机(陶瓷磁铁)直流有刷电动机伺服电机与控制器项目2工业机器人认知第二讲：工业机器人的驱动系统任务2：工业机器人系统构成无刷直流电动机:在低成本的条件下表现良好。交流伺服电动机:应用广，反应迅速、速度不受负载影响、加减速快、精度高、抗过载能力强。工业机器人绝大多数是由交流伺服电机驱动。直流无刷电机机器人减速器电机驱动液压驱动气压驱动项目2工业机器人认知第二讲：工业机器人的驱动系统任务2：工业机器人系统构成步进电机特点：不累积误差，调速范围相对较小。

应用：小型或简易型机器人。步进电机与控制器机器人减速器电机驱动液压驱动气压驱动项目2工业机器人认知第二讲：工业机器人的驱动系统任务2：工业机器人系统构成原理:将液压泵压缩的工作油产生的压力能转变成机械能。优点:控制精度较高、可无极调速、反应灵敏、可实现连续轨迹控制；操作力大、功率体积比大。缺点:对密封的要求较高，不宜在高温或低温的场合工作，要求的制作精度较高，快速反应的伺服阀成本高，漏液维护复杂。液压驱动的机械臂液压缸机器人减速器电机驱动液压驱动气压驱动项目2工业机器人认知第二讲：工业机器人的驱动系统任务2：工业机器人系统构成原理:靠压缩空气来推动气缸运动进而带动元件运动。优点:结构简单，成本低。缺点:精度低，阻尼效果差，低速不易控制，难以实现伺服控制，能效比较低。应用：轻负载，精度较低的工业机器人。气压驱动的机械臂机器人减速器电机驱动液压驱动气压驱动随堂练习项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成①谐波减速器主要应用在（）负载部位A.小臂 B.大臂C.肩部D.腰部②（）电机主要运用在非专业电机。 A.永磁式直流电机

B.无铁心转子式电动机

C.直流有刷电动机③液压驱动将液压泵产生的工作油的压力能转变成()

。 A

热能

B机械能

C动能 D电能

答案：①A②A③B1.选择题随堂练习项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成①工业机器人的减速器是工业机器人关键的机械核心部件。

()②液压驱动的优点不累积误差，调速范围相对较小。

（

）③直流有刷电动机主要运用在非专业电机。

（

）答案：①√

②×③×2.判断题任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目1：导学任务3：搬运码垛工作站认知第三讲：工业机器人末端执行器项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成学习目标：1.末端执行器定义4.手爪类末端执行器2.末端执行器特点3.末端执行器分类项目2工业机器人认知1末端执行器定义末端执行器特点末端执行器分类手爪类末端执行器根据实际中的不同描述，可以具有两种定义方式：①机器人的末端执行器是一个安装在移动设备或者机器人手臂上，使其能够拿起一个对象，并且具有处理、传输、夹持、放置和释放对象到一个准确的离散位置等功能的机构。②末端执行器也叫机器人的手部，它是安装在工业机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件。包括从气动手爪之类的工业装置到弧焊和喷涂等应用的特殊工具。第三讲：工业机器人末端执行器任务2：工业机器人系统构成气动手爪弧焊焊枪打磨工具项目2工业机器人认知1末端执行器定义末端执行器特点末端执行器分类手爪类末端执行器①手部与手腕相连处可拆卸。手部与手腕有机械接口，也可能有电、气、液接头，当工业机器人作业对象不同时，可以方便地拆卸和更换手部。②手部的通用性比较差。工业机器人手部通常是专用的装置，比如：一种手爪往往只能抓握一种或几种在形状、尺寸、重量等方面相近似的工件；一种工具只能执行一种作业任务。③手部是一个独立的部件。假如把手腕归属于手臂，那么工业机器人机械系统的三大件就是机身、手臂和手部（末端执行器）。手部对于整个工业机器人来说是完成作业好坏、作业柔性好坏的关键部件之一。具有复杂感知能力的智能化手爪的出现，增加了工业机器人作业的灵活性和可靠性。第三讲：工业机器人末端执行器任务2：工业机器人系统构成弧焊焊枪（普通式）项目2工业机器人认知1末端执行器定义末端执行器特点末端执行器分类手爪类末端执行器由于机器人的用途不同，因此要求末端执行器的结构和性能也不相同。按其功能，末端执行器可分成两大类即手爪类和工具类。当机器人进行物件的搬运和零件的装配时，一般采用手爪类末端执行器，其特点是可以握持或抓取物体。按其智能化程度分，可以分为普通式及智能化末端执行机构。普通式即不具备传感器的末端执行机构；智能化即具备一种或多种传感器。第三讲：工业机器人末端执行器任务2：工业机器人系统构成打磨工具（智能化）力矩反馈传感器夹持式手爪平移式手爪项目2工业机器人认知1末端执行器定义末端执行器特点末端执行器分类手爪类末端执行器夹持式手爪：夹持类手爪与人手相似，是工业机器人常用的一种手部形式。一般由手指（手爪）和驱动装置、传动机构和承接支架组成，如右图所示，能通过手爪的开闭动作实现对物体的夹持。第三讲：工业机器人末端执行器任务2：工业机器人系统构成手指传动机构驱动装置支架工件项目2工业机器人认知1末端执行器定义末端执行器特点末端执行器分类手爪类末端执行器平移式手爪：平移式手爪通过手指的指面进行直线往复运动，或通过平面移动实现手爪的张开和闭合动作，常用于加持具有平行平面的工件。第三讲：工业机器人末端执行器任务2：工业机器人系统构成手指平面传动机构平面移动支架项目2工业机器人认知1末端执行器定义末端执行器特点末端执行器分类手爪类末端执行器吸附式手爪：吸附式手爪通过吸附力取料，根据吸附力的不同，其可分为气吸附手爪和磁吸附手爪。吸附式手爪适用于抓取大平面（单面接触无法抓取）、易碎（玻璃、磁盘）、微小（不易抓取）的物体。第三讲：工业机器人末端执行器任务2：工业机器人系统构成气吸附手爪磁吸附手爪项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成随堂练习(1)图中5表示的是（

）。

A.

工件

B.

支架

C.传动机构

D.手指答案：①A1.选择题项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成随堂练习（2）末端工具连接端口要与快换装置主端口上的______连接。（3）工业机器人机械系统的三大件是________,_________,________。（4）锁紧钢珠处于_________状态才能安装工具。答案：①U形口②机身、手臂和手部（末端执行器）③缩回2.填空题项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成随堂练习①末端执行器是工业机器人手腕上直接安装执行作业的部件。

(）②在机器人的末端不可以安装视觉传感器。

（

）

③手动将末端工具安装到主端口上时，可以不用对齐末端工具被接端口与快换装置主端口上的

U

型口。 ()答案：①√

②×③×2.判断题任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目1：导学任务3：搬运码垛工作站认知项目2工业机器人认知学习目标：1.控制系统特点2.控制系统基本功能3.控制方式4.控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构工业机器人控制系统作为机器人重要组成部分之一，主要作用是根据操作人员的指令操作和控制机器人的执行机构，使其完成作业任务的动作要求。一个良好的控制器要有便捷、灵活的操作方式，多种形式的运动控制方式和安全可靠的运行模式。构成机器人控制系统的要素主要有：1、计算机硬件系统及操作控制软件2、输入/输出设备及装置3、驱动系统4、传感器系统第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成工业机器人控制系统有多自由度、复杂的运动描述、计算机控制和复杂的数学模型的特点。1）多自由度一个简单的机器人也至少有3~5个自由度，比较复杂的机器人有十几个甚至几十个自由度。每个自由度一般包含一个伺服机构，它们必须协调起来，组成一个多变量系统。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成2）复杂的运动描述机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。机器人的状态可以在各种坐标下进行描述，应当根据需要，选择合适的参考坐标系，并作适当的坐标变换。经常要求正向运动学和反向运动学的解，除此之外还要考虑：1、惯性力2、外力（包括重力）3、哥氏力4、向心力项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成3）计算机控制把多个独立的伺服系统有机地协调起来，使其按照人的意志行动，甚至赋予机器人一定的“智能”，这个任务只能由计算机来完成。因此，机器人控制系统必须是一个计算机控制系统，而计算机软件担负着更艰巨的任务。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成4）复杂的数学模型描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型，随着状态的不同和外力的变化，其参数也在变化，各变量之间还存在耦合。因此，仅仅利用位置闭环是不够的还要利用速度甚至加速度闭环。系统中经常用到重力补偿、前馈、解耦或自适应等控制方法。复杂的非线性数学模型项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成工业机器人控制系统的主要任务是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。1）坐标设置功能一般的工业机器人控制器设置有关节坐标系、大地坐标系、工具坐标系、用户自定义坐标系四种。2）位置伺服功能包括机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。还可以实现运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成3）示教再现功能机器人控制系统可实现离线编程、在线示教和间接示教。在线示教包括示教器和导引示教两种。在示教过程中，可储存作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。再现过程中，机器人按照示教好的加工信息执行特定的作业。4）与外围设备联系功能机器人控制器设置有输入和输出接口、通信接口、网络接口和同步接口，并具有示教盒、操作面板以及显示屏等人机接口。此外，还具有其他多种传感器的接口，如视觉、触觉、听觉、力觉（或力矩）传感器等多种传感器接口。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成工业机器人控制方式到现在为止还没有一个统一的标准，一般有如下表所示的几种分类。本节课主要介绍按运动控制方式的被控对象分类。按运动坐标控制方式分类关节空间运动控制直角坐标空间运动控制按控制系统对工作环境变化的适应程度分类程序控制系统适应性控制系统人工智能控制系统按控制的机器人数量分类单控系统群控系统按运动控制方式的控制对象分类位置控制智能控制力/力矩控制项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成按运动控制方式的控对象分类位置

控制速度/加速度

控制力/力矩

控制力和位置混合

控制按运动控制方式的被控对象分类：运动控制按被控对象的不同可分为位置控制、速度控制、加速度控制、力控制、力矩控制、力和位置混合控制等，而实现机器人的位置控制是工业机器人的基本控制任务。1.位置控制工业机器人的很多作业的实质是控制机器人末端执行器的位姿，以实现对其运动轨迹的控制，主要分为点到点运动（pointtopoint，PTP）和连续轨迹运动（continuous-path，CP）。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成（a）点到点控制（b）连续轨迹控制项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成连续轨迹控制示意图机器人连续路径运动的实现是以点位运动为基础，通过在相邻两点之间采用满足精度要求的直线或圆弧轨迹插补运算，即可实现轨迹的连续化。机器人再现时，主控制器（上位机）从存储器中逐点取出各示教点空间位姿坐标值，通过对其进行直线或圆弧插补运算，生成相应路径规划，然后把各插补点的位姿坐标值通过运动学逆解运算转换成关节角度值，分送机器人各关节或关节控制器（下位机）。关节控制器（下位机）由于绝大多数工业机器人采用的是关节式运动，所以对工业机器人末端执行器的检测较难直接进行，只能对各关节进行控制，这属于半闭环控制。关节控制器（下位机）是执行计算机，负责伺服电动机的闭环控制及实现所有关节的动作协调。它在收到主控制器（上位机）发送来的各关节下一步期望达到的位姿后，再进行均匀细分，使运动轨迹更加平滑；然后将关节下一步的期望值逐点送给驱动电动机，同时检测电码盘信号，直至准确到位。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成关节控制器（下位机）伺服电机闭环控制2.力/力矩控制力/力矩控制应用于机器人末端执行器与环境或作业对象的表面有接触的情况，如对应用于装配、加工、抛光等作业的机器人，工作过程中要求机器人手爪与作业对象接触的同时保持一定的压力。力/力矩控制是对位置控制的补充，这种方式的控制原理与位置伺服控制原理也基本相同，不过输入量和反馈量不是位置信号，而是力/力矩信号。右图给出了关节的力/力矩控制框图。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成输入量（力/力矩信号）反馈量（力/力矩信号）3.智能控制实现智能控制的机器人可通过传感器获得周围环境的信息，并根据自身内部的知识库做出相应的决策。采用智能控制技术，可使机器人具有较强的环境适应性及自学习能力。智能控制技术的发展有赖于近年来神经网络、基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能技术的迅速发展。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成神经网络智能控制算法示意图工业机器人控制系统有集中控制、主从控制和分布控制3种结构。1）集中控制方式集中控制方式用一台计算机实现全部控制功能，结构简单、成本低，但实时性差、难以扩展。在早期的机器人中常采用这种结构。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成集中控制构成框图2）主从控制方式主从控制方式采用主、从两级处理器实现系统的全部控制功能。主CPU实现管理、坐标变换、轨迹生成和系统自诊断等；从CPU实现所有关节的动作控制。主从控制方式系统实时性较好，适于高精度、高速度控制，但其系统扩展性较差，维修困难。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成主从控制构成框图3）分布控制方式分布控制方式按系统的性质和方式将系统控制分成几个模块，每一个模块各有不同的控制任务和控制策略，各模式之间可以是主从关系，也可以是平等关系。这种方式实时性好，易于实现高速、高精度控制，易于扩展，可实现智能控制，是目前流行的方式。其主要思想是“分散控制，集中管理”。项目2工业机器人认知1控制系统特点控制系统基本功能控制方式控制系统结构第四讲：工业机器人控制系统任务2：工业机器人系统构成分布控制构成框图随堂练习项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成①控制系统的主要任务是控制工业机器人在工作空间中的（）。 A.运动位置 B.姿态和轨迹 C.操作顺序及动 D.作的时间②控制系统的基本功能包括（）。 A.示教再现功能B.坐标设置功能C.与外围设备联系功能D.位置伺服功能③工业机器人控制系统的控制方式有几种？（） A.1

B.2

C.3

D.4答案：①ABCD②ABCD③D1.选择题随堂练习项目2工业机器人认知任务2：工业机器人系统构成①工业机器人控制系统的控制方式，按运动坐标控制方式分类包括关节空间运动控制和直角坐标空间运动控制。

（）②工业机器人控制系统的控制方式，按运动控制方式的控制对象不同分类包括单控系统和群控系统。

（）③运动控制按被控对象的不同可分为位置控制、速度控制、加速度控制、力控制、力矩控制、力和位置混合控制等。

（）答案：①√

②×③√

2.判断题任务1：认识工业机器人任务2：工业机器人系统构成项目2工业机器人认知项目1：导学任务3：搬运码垛工作站认知项目2工业机器人认知学习目标：1.认识搬运工作站基本构成2.认识码垛工作站基本构成第一讲：搬运码垛工作站基本构成任务3：搬运码垛工作站认知项目2工业机器人认知搬运作业是指用一种设备握持工件，从一个加工位置移动到另一个加工位置的过程。如果采用工业机器人来完成这个任务，通过给搬运机器人安装不同的末端执行器，可以完成不同形态和状态的工件搬运工作。搬运工作站不仅要求工业机器人能够完成工艺要求，同时还要保证安全、快速以及易于操作和便于生产等要求。第一讲：搬运码垛工作站基本构成任务3：搬运码垛工作站认知一、搬运工作站的基本构成项目2工业机器人认知第一讲：搬运码垛工作站基本构成任务3：搬运码垛工作站认知搬运工作站系统构成如图典型搬运工作站除具有机器人本体以外，还要有外围控制单元、传感系统、气动系统和安全系统等，搬运工作站系统构成如图所示。项目2工业机器人认知码垛作业就是把物体按照一定的模式码放，将零散物体集成化，这样可以使物体的存放、移动等物流活动变得简单、易于操作，进而提高生产效率。码垛工作站包括码垛机器人系统、末端执行器及码垛工作站外围设备。第一讲：搬运码垛工作站基本构成任务3：搬运码垛工作站认知二、码垛工作站的基本构成项目2工业机器人认知第一讲：搬运码垛工作站基本构成任务3：搬运码垛工作站认知码垛机器人系统组成①码垛机器人系统以串联式码垛机器人为例，常见的码垛机器人主要由：控制系统(码垛机器人控制柜、示教器)、码垛系统(气体发生装置、真空发生装置)、码垛机器人本体、手爪、底座、和安全保护装置组成，码垛机器人系统组成，如下图所示。项目2工业机器人认知第一讲：搬运码垛工作站基本构成任务3：搬运码垛工作站认知②末端执行器码垛机器人的末端执行器是一种夹持物体移动的装置，常见形式有吸附式手爪、夹板式手爪、抓取式手爪及组合式手爪。a.吸附式手爪吸附式手爪根据吸附力的不同可分为气吸附手爪和磁吸附手爪，在码垛过程中的吸附式手爪主要为气吸附手爪，吸附式手爪如下图所示。吸附式手爪板夹式手爪（双板式）项目2工业机器人认知第一讲：搬运码垛工作站基本构成任务3：搬运码垛工作站认知b.夹板式手爪夹板式手爪是码垛过程中最常用的一类手爪，常见的有单板式手爪和双板式手爪，夹板式手爪如图所示。项目2工业机器人认知第一讲：搬运码垛工作站基本构成任务3：搬运码垛工作站认知c.抓取式手爪抓取式手爪是一种可灵活适应不同形状和具有不同内含物包装袋的手爪。抓取式手爪采用不锈钢制作，可胜任极端条件下的作业要求，如右图所示。抓取式手爪项目2工业机器人认知第一讲：搬运码垛工作站基本构成任务3：搬运码垛工作站认知d.组合式手爪