第7章 工业机器人1PPT.ppt

武汉理工大学机电学院 武汉理工大学机电学院 武汉理工大学机电学院 * 武汉理工大学机电学院 */45 一、概述 二、工业机器人的机械结构 三、工业机器人控制系统 第七章 工业机器人 四、工业机器人运动及动力学分析 五、工业机器人机器人轨迹规划 * 武汉理工大学机电学院 */45 一、概述 1、工业机器人的定义 2、工业机器人的组成 3、工业机器人的分类 4、工业机器人的特性参数 5、工业机器人发展趋势 6、工业机器人的用途 * 武汉理工大学机电学院 */45 1、工业机器人的定义 美国机器人协会(RIA)：“机器人是一种能自动控制、可重复编程、多功能多自由度的操作机，用于搬运材料、工件、工具的专用装置。” 国际标准化组织(ISO)：机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机，这种操作机具有几个轴，能够借助可编程操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务。 中国：机器人是一种拟人功能的机械电子装置。 * 武汉理工大学机电学院 */45 机器人是从初级到高级逐步完善起来的，它的发展过程可以分为三代。 第一代机器人：示教再现型机器人。 通过示教－记忆－再现过程完成作业。 第二代机器人：数控机器人。 具有对外部信息进行反馈的能力，诸如力觉、触觉、 视觉等。 第三代机器人：智能机器人。 具有发现问题并能自主解决问题的能力。 * 武汉理工大学机电学院 */45 2、工业机器人的组成 工业机器人是机电一体化的系统，它一般由以下几个部分组成： （1）执行机构 （2）驱动系统 （3）控制系统 （4）检测系统 * 武汉理工大学机电学院 */45 组成部分关系图 * 武汉理工大学机电学院 */45 末端执行器可分为: 机械夹紧、 真空抽吸、 液压夹紧、 磁力吸附等。 * 武汉理工大学机电学院 */45 机械式夹持器 机械式夹持器组成：手爪、传动机构、驱动装置等。 通过手爪的开、合动作实现对物料的夹持。 夹持圆柱形物料的机械式夹持器 1-手爪 2-传动机构 3-驱动装置 4-支架 5-物料 * 武汉理工大学机电学院 */45 吸附式末端执行器 吸附式手部又分为气吸式和磁吸式： 气吸式手部 利用真空吸力及负压吸力吸持工件，它适用于抓取薄片、易碎工件，通常吸盘由橡胶或塑料制成； 磁吸式手部 利用电磁铁和永久磁铁的磁场力吸取具有磁性物质的小五金工件。 * 武汉理工大学机电学院 */45 多指灵巧手 仿人多指灵巧手是一个高度集成、高度智能化的机电一体化系统，对仿人多指灵巧手及其操作控制的研究不仅对机电一体化系统和理论的研究具有重要的学术价值，而且对仿人多指灵巧手在空间机器人、工业机器人、服务机器人、残疾人假肢等领域的应用具有重要的实际意义。 * 武汉理工大学机电学院 */45 （2）驱动系统 驱动系统是按照控制系统发出的控制指令将信号放大，驱动执行机构运动的传动装置。 根据不同的动力源，驱动系统的传动方式分为 机械 液压 气动 电动 * 武汉理工大学机电学院 */45 （3）控制系统 控制系统控制工业机器人按规定的程序动作。可分为开环控制系统和闭环控制系统。 按内部功能划分的不同，控制系统分成决策级、策略级和执行级三级。 决策级——识别环境、建立模型、将作业任务分解为基本动作序列； 策略级——将基本动作变为关节坐标协调变化的规律，分配给各关节的伺服系统； 执行级——给出各关节伺服系统的具体指令。 * 武汉理工大学机电学院 */45 （4）检测系统 检测系统检测执行机构的位姿，并将执行机构的实际位姿及时反馈给控制系统。并与设定的位姿进行比较，然后通过控制系统进行调整，使执行机构到达规定的位姿。 常用传感器：力、位置、触觉、视觉等传感器。 * 武汉理工大学机电学院 */45 3、机器人的分类 分类方法： 按坐标形式 按控制方式 按信息输入方式 按系统功能 按驱动方式 按用途 * 武汉理工大学机电学院 */45 直角坐标型； 圆柱坐标型； 球坐标型。 （1）按坐标形式分类 * 武汉理工大学机电学院 */45 结构简单； 定位精度高； 空间因数低； 用于印刷电路基板的元件插入、紧固螺丝等。 直角坐标机器人 * 武汉理工大学机电学院 */45 圆柱坐标型（R2P） 结构简单； 刚性好； 空间利用率低； 用于重物的装卸和搬运，例如Versatran机器人 Versatran机器人 * 武汉理工大学机电学院 */45 极坐标、球坐标型（2RP）