机械制造装备设计 第3版 教学课件 作者 关慧贞 冯辛安 主编 第4章工业机器人件设计.pptxVIP

第四章 工业机器人设计第一节 概述;一、森政弘与合田周平提出的 机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器。 森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。 二、加藤一郎：具有如下3个条件的机器称为机器人： 具有脑、手、脚等三要素的个体； 具有非接触传感器(用眼、耳接受远方信息)和接触传感器； 具有平衡觉和固有觉的传感器。（强调仿人）;美国机器人协会(RIA)的定义：机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手(manipulator)”。 日本工业机器人协会(JIRA)的定义：工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器(end effector)的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。 美国国家标准局(NBS)的定义：机器人是“一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置”。 国际标准化组织(ISO)的定义：“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。;我国对机器人的定义：蒋新松院士曾建议把机器人定义为“一种拟人功能的机械电子装置”(a mechantronic device to imitate some human functions)。 参考各国的定义，对机器人给出以下定义：机器人是一种计算机控制的可以编程的自动机械电子装置，能感知环境，识别对象，理解指示命令，有记忆和学习功能，具有情感和逻辑判断思维，能自身进化，能计划其操作程序来完成任务。 今天我们所做的一切，并不意味着不远的将来机器人就能像人一样思考，但通过人工智能的研究，它们能够变得更容易沟通、更具独立性、更加高效 。;为什么要发展机器人？;机器人技术发展编年表 ;日本和美国在20世纪60年代就已经开始进行机器人的研究，与他们相比较，我国还存在较大的差距，因此需要更多的人加入到发展机器人的事业中来。 机器人的外型不一定像人;（二）工业机器人的基本工作原理;点焊机器人 是以一汽红旗车身焊装生产线为应用背景，瞄准国际上典型机器人产品技术性能开发的一种具有先进性、可靠性的实用机器人产品。;搬运机器人 可实现搬运、码垛、焊接、装配等工作，具有较高的柔性自动化水平。;机器人在给汽车装车轮;便携式机器人 可实现六自由度弧焊机器人全部功能，同时可作为通用机器人完成其它工作，可任意位置安装。;二、工业机器人的构成及分类; 为了用简洁的符号来表达机器人的各种运动，国标规定了机器人各种运动功能的图形符号。;（二）工业机器人的分类 1、按机械结构类型分： （1）关节型机器人;（2）球坐标型机器人；;（3）圆柱坐标机器人;（4）直角坐标型机器人;2.按用途和作业类别分类 焊接机器人、装配机器人、喷涂机器人、浇注机器人、搬运机器人、切削加工机器人、采掘机器人、水下机器人等。 ;按技术级别分：;三、工业机器人的主要特性表示方法;关节坐标系可以采用以下简明的方法 确定： (1)确定基准状态 一般可取机器人处于机械原点时的状态作为基准状态。也可以取机器人各关节轴线(或大部分关节轴线)与机座直角坐标系轴线平行时的状态 作为基准状态。 (2)关节坐标轴轴线位置的选取 Zi轴与 i 关节的运动方向一致： 回转关节： Zi轴与 i 关节的轴线重 合。 移动关节： Zi轴与 i 关节的运动方向平 行（或重合）。;（二）机械结构类型 用它的结构坐标形式和自由度数表示。 自由度 是表示工业机器人动作灵活程度的参数， 是机器人所具有的独立坐标轴运动的数目。 一般机器人前面的3个自由度由手臂实现，称 为主自由度，决定手腕的位置，其余的自由度 （腕部各关节）决定手爪的姿态方位。 一般情况下，机器人的自由度数与原动件数目相 等。 （三）工作空间 指工业机器人正常运行时，手腕参考点（也 可以用机械接口坐标系 原点 ）所能到达的最大区 域，用它来衡量机器人工作范围的大小。;（四）其它特性 用途、外形尺寸和质量、负载、速度、驱动方式和动力源、控制、编程方法、性能、分辨率及环境条件等。;四、工业机器人的基本设计方法 由前述工业机器人工作原理分析可知，工业机器人与机床在基本功能和基本工作原理上有相似之处，但其特征及要求不同。从设计方法学上看，工业机