《工业机器人操作与编程（ABB）》课件-任务1.1学习工业机器人的基础知识

任务描述工业机器人是20世纪60年代逐渐发展起来的一种用于代替传统劳动力的工业设备。工业机器人技术涉及机械、电子、数学、运动学、力学、控制理论、传感技术、计算机技术等。到今天，工业机器人已成为工业生产、智能制造等领域不可或缺的中坚力量。任务内容

工业机器人概述123工业机器人的性能指标工业机器人的系统组成1工业机器人概述工业机器人概述工业机器人是由仿生机械结构、电动机、减速器和控制系统组成的，常用于从事工业生产，能够自动执行工作指令。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编制的程序运行。目前的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则和纲领运动。多关节机器人也称为关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中应用最为广泛的一种机器人。按照关节的结构不同，可分为竖直多关节机器人和水平多关节机器人。柱面坐标机器人能够形成圆柱坐标系的机器人。其结构主要由一个旋转机座形成的转动关节和竖直、水平移动的两个移动关节构成。并联机器人一种由固定机座和具有若干自由度的末端执行器，以不少于两条独立运动链连接形成的新型机器人直角坐标机器人在空间坐标系中有3个相互垂直的移动关节，每个关节都可以在独立的方向上移动。工业机器人概述球面坐标机器人一般由两个回转关节和一个移动关节构成。其轴线按极坐标配置。该机器人运动所形成的轨迹表面是半球面，所以称为球面坐标机器人。P利用压缩空气来驱动执行机构。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，因此常用于负载较小的场合。气压驱动机器人使用液体驱动执行机构的。液压驱动机器人具有比气压驱动机器人更大的负载能力，其结构紧凑，传动平稳，但液体容易泄漏，不宜在高温或低温场合进行作业。液压驱动机器人利用新的工作原理制造的新型驱动机器人，如静电驱动机器人、压电驱动机器人、形状记忆合金驱动机器人、人工肌肉及光电驱动机器人等。新型驱动机器人用电动机产生的力矩驱动执行机构的。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。电力驱动机器人EHA工业机器人的概述

2工业机器人的性能指标工业机器人的性能指标性能指标是各工业机器人制造商在产品供货时所提供的技术数据。虽然各厂商所提供的技术参数项目是不完全一样的，工业机器人的结构、用途等有所不同，且用户的要求也不同，但是，工业机器人的主要技术参数一般都应有自由度、分辨力、定位精度和重复定位精度、工作范围、额定速度、承载能力等。自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不包括末端执行器的开合自由度，在三维空间中描述一个物体的位置和姿态（简称位姿）需要6个自由度。但是，工业机器人的自由度是根据其用途而设计的，可能小于6个自由度，也可能大于6个自由度。……一般情况下，机器人的一个自由度对应一个关节，所以图1-6中机器人的自由度与关节的概念是等同的。自由度是表示机器人动作灵活程度的参数，自由度越多，机器人就越灵活，但结构也越复杂。一般机器人的自由度为3～6个。工业机器人的性能指标

分辨率3工作范围承载能力分辨力是指机器人每个关节所能实现的最小移动距离或最小转动角度。工业机器人的分辨力分为编程分辨力和控制分辨力两种。工作范围是机器人运动时手臂末端或手腕中心所能到达的位置点的集合，也称为机器人的工作区域。由于末端执行器的形状和尺寸是随作业需求配置的，因此为真实反映机器人的特征参数，机器人工作范围是指不安装末端执行器时的工作区域。承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大负载，通常可以用质量、力矩或惯性矩来表示。承载能力不仅取决于负载的质量，而且与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关。一般低速运行时，承载能力强。为安全考虑，将承载能力这个指标确定为高速运行时的承载能力。工业机器人的性能指标定位精度和重复定位精度是机器人的两个精度指标。定位精度是指机器人末端执行器的实际位置与目标位置之间的偏差，由机械误差、控制算法与系统分辨力等部分组成。重复定位精度是指在同一环境、同一条件、同一目标动作、同一命令之下，机器人连续重复运动若干次，其位置的分散情况，是关于精度的统计数据。某工业机器人的定位精度和重复定位精度如图所示。定位精准和重复定位额定速度额定速度是机器人在保持运动平稳性和位置精度的前提下所能达到的最大速度。其某一关节运动的速度称为单轴速度，由各轴速度分量合成的速度称为合成速度。机器人在额定速度和规定性能范围内，末端执行器所能承受负载的允许值称为额定负载。在限制作业条件下，为了保证机械结构不被损坏，末端执行器所能承受负载的最大值称为极限负载。对于结构固定的机器人，其最大行程为定值，因此额定速度越高，运动循环时间越短，工作效率越高。而机器人每个关节的运动过程一般包括起动加速、匀速运动和减速制动三个阶段。如果机器人负载过大，则会产生较大的加速度，造成起动、制动阶段时间增长，从而影响机器人的工作效率。因此，要根据实际工作周期来平衡机器人的额定