工业机器人技术及应用教案搬运机器人及其操作应用
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工业机器人技术及应用教学计划离线示教的区别和优缺点。
工业机器人的作业示教掌握工业机器人示教的主要内容和方法,能够进行简单示教和再现操作。
了解搬运机器人的应用领域和操作方法,掌握其特点和优缺点。
了解码垛机器人的应用领域和操作方法,掌握其特点和优缺点。
了解焊接机器人的应用领域和操作方法,掌握其特点和优缺点。
了解涂装机器人的应用领域和操作方法,掌握其特点和优缺点。
了解装配机器人的应用领域和操作方法,掌握其特点和优缺点。
本课程旨在让学生了解机器人的定义、分类和发展,掌握工业机器人的基本组成、技术参数和运动控制原理。
学生需要了解机器人的末端操作器和机械系统,掌握工业机器人的驱动和传动方式。
此外,学生需要了解工业机器人的操作规程和安全注意事项,掌握工业机器人的作业示教和应用,包括搬运、码垛、焊接、涂装和装配等方面。
通过本课程的研究,学生将能够对机器人的应用有更深入的了解,并能够进行简单的示教和再现操作。
工业机器人的简单示教与再现是其重要特点之一,同时在线示教也是其基本步骤之一。
在了解搬运机器人的分类及特点、系统组成、操作应用方面,需要注意搬运机器人的周围设备与工位布局。
作业示教也是搬运机器人操作中的一个重要环节。
此外,码垛机器人也有其独特的分类及特点,需要了解其系统组成、操作应用、作业示教以及周围设备与工位布局。
在使用工业机器人示教器时,需要掌握其主要内容。
焊接机器人和涂装机器人也有各自的分类及特点,需要了解其系统组成、操作应用、作业示教以及周围设备与工位布局。
最后,装配机器人也是需要了解其分类及特点、系统组成、操作应用、作业示教以及周围设备与工位布局。
工业机器人技术在物料搬运任务中的应用教程工业机器人技术是近年来快速发展的领域,其在物料搬运任务中应用广泛。
工业机器人在生产线上准确、高效地搬运物料是提高生产效率、降低劳动强度的重要手段。
本文将介绍工业机器人技术在物料搬运任务中的应用步骤和注意事项。
一、任务准备在进行物料搬运任务前,首先需要对任务进行准备。
首先,确定所需的物料搬运任务的种类和数量。
不同的物料可能需要不同类型的机器人进行搬运,因此在选择机器人之前需要明确任务需求。
其次,确定物料的重量和尺寸,以便选择适合的机器人。
最后,设计好任务流程和路径,包括物料的起点、终点以及搬运路径,确保任务的顺利完成。
二、机器人选择根据任务需求,选择适合的机器人进行物料搬运。
在机器人选择时,需要考虑以下几个因素:首先,要根据物料的重量和尺寸选择机器人的承重能力和工作空间大小。
其次,要考虑机器人的灵活性和精准度,以满足不同物料搬运任务的需求。
最后,要考虑机器人的稳定性和可靠性,确保在长时间运行中不会出现故障。
三、程序编写在机器人选择完成后,需要编写搬运任务的程序。
程序的编写主要包括以下几个步骤:首先,确定机器人的起点和终点,确定物料的位置和姿态。
其次,通过编程语言将起点和终点的坐标输入到机器人控制系统中,实现机器人的自动导航。
最后,根据物料的形状和搬运路径,编写机器人的动作命令,确保机器人按照预定路径和动作完成物料搬运任务。
四、安全措施在进行物料搬运任务时,需要注意安全措施的落实。
首先,要确保机器人在搬运物料过程中不会与人员或其他设备发生碰撞,可以通过安装传感器或设置安全区域来实现。
其次,要确保机器人的搬运动作稳定,防止物料掉落或损坏。
最后,要定期对机器人进行维护和保养,确保其正常运行和安全性能。
五、监测和调整在物料搬运任务进行过程中,需要对机器人的运行状态进行监测和调整。
通过监测机器人的运行数据和传感器反馈信息,可以及时发现并解决机器人运行过程中的问题。
如果机器人的工作效果不理想,可以根据实际情况对程序进行调整,以提高物料搬运的效率和准确度。
工业机器人及应用教案【教学目标】1.了解工业机器人的定义、分类和特点;2.掌握工业机器人的运动方式和学习方法;3.了解工业机器人的应用领域;4.培养学生对于工业机器人的设计和应用的能力。
【教学重点】1.工业机器人的分类和特点;2.工业机器人的运动方式;3.工业机器人的应用领域。
【教学难点】1.工业机器人的学习方法;2.工业机器人的设计和应用能力培养。
【教学准备】1.设备:教室投影仪、计算机;2.材料:课件、实例资料。
【教学过程】一、导入(5分钟)1.引入工业机器人的概念和定义;2.介绍工业机器人的分类。
二、内容讲解(20分钟)1.工业机器人的分类和特点;a.按结构分类:串联型、并联型、混合型;b.按机械手臂形态分类:平面关节型、旋转关节型、立体关节型;c.特点:具有多自由度、执行精度高、适应性强等特点。
2.工业机器人的运动方式;a.点到点运动;b.直线运动;c.圆弧运动;d.连续路径运动。
3.工业机器人的学习方法;a.基于任务的学习;b.基于示教的学习;c.基于仿真的学习。
4.工业机器人的应用领域;a.汽车制造业;b.电子制造业;c.精密机械加工;d.医疗产业;e.其他领域。
三、案例分析(10分钟)1.通过实例资料分析工业机器人在一些领域的应用。
四、设计任务(15分钟)1.小组讨论,设计一个工业机器人在特定领域的应用方案;2.将方案以PPT形式呈现给全班。
五、总结(5分钟)1.小结工业机器人的定义、分类和特点;2.总结工业机器人的运动方式和学习方法;3.让学生总结工业机器人的应用领域。
【教学方式】1.讲授法:通过讲解理论知识的方式,向学生介绍工业机器人的分类、特点、运动方式、学习方法和应用领域。
【教学手段】1.多媒体教学:利用投影仪展示相关图片和实例资料,帮助学生更直观地理解和掌握知识;2.小组讨论:通过小组讨论的方式,激发学生的创造力和合作意识,培养学生解决问题的能力。
【教学评价】1.课堂参与度:观察学生在课堂上的积极参与程度;2.PPT设计方案评价:根据学生的PPT设计方案,对学生的设计能力和表达能力进行评价;3.学生总结回答问题:通过学生的回答问题评价学生对于工业机器人知识的掌握情况。
第五章搬运机器人及其操作应用5.1 搬运机器人的分类及特点5.2 搬运机器人的系统组成5.3 搬运机器人的作业示教5.3.1 冷加工搬运机器人5.3.2 热加工搬运机器人学习目标导入案例课堂认知扩展与提高本章小结思考练习5.4 搬运机器人的周边设备5.4.1 周边设备5.4.1 周边设备课前回顾如何使用在线示教方式进行工业机器人任务编程?如何进行工业机器人离线作业示教再现?学习目标认知目标了解搬运机器人的分类及特点掌握搬运机器人的系统组成及其功能熟悉搬运机器人作业示教的基本流程熟悉搬运机器人的周边设备与布局能力目标能够识别搬运机器人工作站基本构成能够进行搬运机器人的简单作业示教导入案例机器人助力机床上下料,国产高效智能压铸装备研制成功智能压铸岛是以压铸机为核心设备构成的一组智能化生产单元,以无人化生产管理方式自动完成从原材料到合格铸件成品间的工艺生产流程,实现压铸生产的程序化、数字化和远程控制。
高效智能压铸岛以压铸机为核心,配备 3-10 个机器人和多部 AGV 小车,集成多个控制系统、伺服系统、检测系统于一体,包括铝液智能熔化系统、伺服定量浇注系统、炉料回收系统、智能熔体含气量检测系统、真空压铸系统自动模温机、自动三维伺服喷涂机械手、耐高温抗腐蚀的装件取件机器人、镶嵌自动快速加热和均温装置、自动型芯冷却系统、自动余料去除及飞边清理装置、大型精密压铸模具、输送带、冷却装置、在线智能检测系统、激光打标机、智能转运小车、压铸生产信息化管理系统、嵌入式专用控制器、压铸专家系统等设备和系统。
课堂认知5.1 搬运机器人的分类及特点搬运机器人具有通用性强、工作稳定的优点,且操作简便、功能丰富,逐渐向第三代智能机器人发展,其主要优点有。
动作稳定和提高搬运准确性。
提高生产效率,解放繁重体力劳动,实现“无人”或“少人”生产。
改善工人劳作条件,摆脱有毒、有害环境。
柔性高、适应性强,可实现多形状、不规则物料搬运。
定位准确,保证批量一致性。
复习提问:RAPID程序的组成?项目名称:基本图形编程练习课题引入:通过观看示教板零件编程的视频,提出工业机器人常用的运动指令,进行示教板零件的编程。
本节重点:掌握机器人直线、圆弧、关节指令的含义,学会采用机器人对示教板上典型零件的编程,按照小组(2人)方式进行,布置任务,完成任务后在课程平台提交本单元的相关任务。
第一步:提出问题:1、工业机器人在喷涂及焊接等领域应用特别的广泛,提出机器人基本的编程指令,提出利用基本常用的指令对示教板零件进行编程。
第二步:自主学习学生根据教材的内容和视频资料等资料,进行自主学习,记录在学习过程中存在的问题,并进行小组和老师的讨论。
(对媒体辅助法、讨论法)(1)关节运动指令关节运动指令是对路径精度要求不高的情况下,工业机器人的工具中心点TCP从一个位置移动到另一个位置,两个位置之间的路径不一定是直线,如图5-1。
图5-1 关节运动MoveJ指令解析见表5-2:MoveJ p10, v1000, z50, tool1\Wobj:=wobj1;表5-2 MoveJ指令解析参数含义p10 目标点位置数据关节运动适合机器人大范围运动时使用,不容易在运动过程中出现关节轴进入机械死点的问题。
目标点位置数据定义机器人TCP点的运动目标,可以在示教器中单击“修改位置”进行修改。
运动速度数据定义速度(mm/s),转弯区数据定义转变区的大小mm,工具坐标数据定义当前指令使用的工具,工件坐标数据定义当前指令使用的工件坐标。
(2)线性运动指令线性运动是机器人的TCP从起点到终点之间的路径始终保持为直线。
一般如焊接、涂胶等应用对路径要求高的场合使用此指令,如图5-2所示。
(3)圆弧运动指令圆弧路径是在机器人可到达的控件范围内定义三个位置点,第一个点是圆弧的起点,第二个点用于圆弧的曲率,第三个点是圆弧的终点,如图5-3所示。
图5-3 圆弧运动MoveC指令解析见表5-3:MoveL p10, v1000, fine, tool1\Wobj:=wobj1;MoveC p30, p40, v1000, z1, tool1\Wobj:=wobj1;表5-3 MoveC指令解析参数含义p10 圆弧的第一个点p30 圆弧的第二个点p40 圆弧的第三个点fine\z1 转弯区数据第三、四步:任务设计与实施(多媒体辅助法,讨论法)(1)五角星编程及调试(2)直线图形编程及调试(3)风扇叶片编程及调试第五步:反馈评价各组上交任务书,并进行小组汇报(由老师随即进行抽查),最后老师进行总结,提出本次任务在执行中的优点和存在的共性问题,提醒大家注意,同时布置下节课内容,要求学生自己观看视频资料。
工业机器人搬运课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解工业机器人的基本结构、工作原理及在工业生产中的应用。
2. 学生能够掌握工业机器人搬运过程中涉及的运动学、动力学及编程基础知识。
3. 学生了解工业机器人搬运过程中可能遇到的问题及解决方案。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的工业机器人搬运程序。
2. 学生能够通过实际操作,熟练控制工业机器人完成搬运任务。
3. 学生具备分析工业机器人搬运过程中问题及提出改进措施的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对工业机器人技术的兴趣,激发创新意识。
2. 培养学生团队协作、沟通表达的能力,增强合作精神。
3. 学生能够认识到工业机器人技术在国家经济发展和产业升级中的重要性,增强社会责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在让学生在理论学习的基础上,通过实际操作,掌握工业机器人搬运的相关技能。
学生特点:学生具备一定的物理、数学及信息技术基础,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,提高学生的动手能力和解决问题的能力。
在教学过程中,注重分层教学,关注个体差异,确保每位学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 工业机器人基本结构及工作原理- 介绍工业机器人的组成部分,如机械臂、执行器、传感器等;- 阐述工业机器人的工作原理,包括运动控制、路径规划等。
2. 工业机器人搬运运动学及动力学- 讲解工业机器人搬运过程中的运动学模型,如直角坐标、圆柱坐标、球坐标等;- 分析工业机器人搬运过程中的动力学问题,如重力、摩擦力等。
3. 工业机器人编程基础知识- 概述工业机器人编程的基本方法,如示教编程、离线编程等;- 介绍工业机器人编程语言及编程规范。
4. 工业机器人搬运任务设计及实践- 明确搬运任务的要求,分析任务中的关键参数;- 指导学生设计搬运程序,并进行实际操作。
5. 工业机器人搬运过程中的问题及解决方案- 分析搬运过程中可能遇到的问题,如路径偏离、速度控制等;- 探讨解决方案,如优化算法、调整参数等。
第三章手动操纵工业机器人3.1 机器人运动轴与坐标系3.1.1 机器人运动轴的名称3.1.2 机器人坐标系的种类3.2 认识和使用示教器学习目标导入案例课堂认知扩展与提高本章小结思考练习3.3 机器人安全操作规程3.3.1 示教和手动机器人时3.3.2 再现和生产运行时3.4 手动移动机器人3.4.1 移动方式3.4.2 典型坐标系下的手动操作课前回顾工业机器人主要由哪几部分组成?如何判别工业机器人的点位运动和连续路径运动?学习目标认知目标*了解工业机器人的安全操作规程*熟悉示教器的按键及使用功能*掌握机器人运动轴与坐标系*掌握手动移动机器人的流程和方法能力目标*能够熟练进行机器人坐标系和运动轴的选择*能够使用示教器熟练操作机器人实现点动和连续移动导入案例Universal Robots 公司推出革命性的新型工业机器人UR5 机器人自重很轻(仅 18.4 kg ),可以方便地在生产场地移动,而且不需要繁琐的安装与设置就可以迅速地融入到生产线中,与员工交互合作。
编程过程可通过教学编程模式实现,用户可以扶住 UR 机械臂,手动引导机械臂,按所需的路径及移动模式运行机械臂一次,UR 机器人就能自动记住移动路径和模式。
机器人通过一套独特的、友好的图形用户界面操作,在触摸屏幕上,有一系列范围广泛的功能让用户选择。
任何重复性的生产过程,都能够使用它并从中受益。
课堂认知3.1 机器人运动轴与坐标系3.1.1 机器人运动轴的名称通常机器人运动轴按其功能可划分为机器人轴、基座轴和工装轴,基座轴和工装轴统称外部轴。
机器人系统中个运动轴的定义典型机器人操作机各运动轴A1 、 A2 和 A3 三轴(轴 1 、轴 2 和轴 3 )称为基本轴或主轴,用以保证末端执行器达到工作空间的任意位置。
A4 、 A5 和 A6 三轴(轴 4 、轴 5 和轴 6 )称为腕部轴或次轴,用以实现末端执行器的任意空间姿态。
3.1.2 机器人坐标系的种类目前,大部分商用工业机器人系统中,均可使用关节坐标系、直角坐标系、工具坐标系和用户坐标系,而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范畴。
工业机器人技术专业工业机器人应用课程优秀教案范本工业机器人编程与操作一、课程简介工业机器人技术是现代制造业发展的重要基石,工业机器人应用课程旨在培养学生的工业机器人编程与操作技能,提高他们在工业机器人领域的专业素养和实践能力。
本课程将结合理论与实践,通过系统的学习和实操环节,使学生能够熟练运用工业机器人进行编程和操作。
二、教学目标1. 掌握工业机器人编程的基本原理和方法。
2. 熟悉工业机器人的操作界面和功能。
3. 学会使用编程软件进行工业机器人的程序编写。
4. 理解工业机器人的工作原理和安全注意事项。
5. 培养学生的团队合作和解决问题的能力。
三、教学内容1. 工业机器人概述1.1 工业机器人的定义和分类1.2 工业机器人的发展历程1.3 工业机器人的应用领域和前景2. 工业机器人的编程2.1 工业机器人编程的基本原理2.2 工业机器人编程语言的介绍2.3 工业机器人编程软件的使用2.4 工业机器人编程实践案例分析3. 工业机器人的操作3.1 工业机器人的操作界面和功能介绍3.2 工业机器人的运动学和坐标系3.3 工业机器人的示教和运行模式3.4 工业机器人的操作技巧和注意事项四、教学方法1. 理论讲授:通过教师的讲解,介绍工业机器人的基本理论知识和编程原理。
2. 实践操作:设置工业机器人操作实验台,供学生进行实操练习。
3. 案例分析:引入工业机器人应用案例,让学生结合实际情况进行分析和解决问题。
4. 团队合作:安排学生进行小组合作,在实践环节中共同完成编程和操作任务。
五、教学评估1. 日常评估:通过学生的课堂表现、作业完成情况和实验报告等进行评估。
2. 实践能力评估:进行实操考核,考察学生的工业机器人编程与操作能力。
3. 项目评估:要求学生根据实际案例,完成工业机器人应用方案和报告,进行评估。
六、教学资源1. 教材:选取权威教材,结合实际情况进行适当讲解。
2. 实验设备:提供工业机器人操作实验台,确保学生能够进行实践操作。
工业机器人在搬运中的应用技术方案及措施随着工业自动化技术的不断发展,工业机器人已成为生产线上的重要设备。
在搬运工作中,工业机器人可以大幅提高生产效率,降低劳动成本,保证产品质量。
本文将重点探讨工业机器人在搬运中的应用技术方案及措施,主要包含以下方面:智能路径规划、人机协作、感知与避障、负载优化、健康与安全监控、多机器人协同、远程维护与升级、能源管理。
1.智能路径规划智能路径规划是工业机器人搬运的关键技术之一。
它包括路径规划方法、导航定位技术、运动控制技术等。
通过智能路径规划,机器人可以根据任务需求自动规划最佳路径,实现高效、准确的搬运。
2.人机协作人机协作在工业机器人搬运中具有重要意义。
通过人机协作的方式,机器人可以与工人共同完成一些复杂的搬运任务,从而提高生产效率。
人机协作的优点在于可以提高生产效率、降低劳动成本,缺点在于需要针对特定任务进行培训,耗费时间和人力成本。
3.感知与避障感知与避障技术是工业机器人搬运中的重要环节。
感知技术包括传感器技术、视觉技术、红外技术等,可以帮助机器人实时获取周围环境信息。
避障技术则基于感知结果,通过优化运动轨迹,实现准确避障,确保搬运过程的安全性。
4.负载优化负载优化技术在工业机器人搬运中具有重要作用。
负载优化方法包括利用仿真技术进行负载预测、动态调整搬运策略等。
通过负载均衡策略和数据挖掘算法,可以实现高效、安全的搬运,降低能源消耗和设备磨损。
5.健康与安全监控健康与安全监控技术在工业机器人搬运中不容忽视。
通过状态监测、故障预警等技术,可以实时掌握机器人的运行状态,及时发现并处理潜在问题,确保生产和人员安全。
此外,通过远程监控技术,可以及时发现并修复机器人故障,提高设备的可靠性和可用性。
6.多机器人协同多机器人协同技术可有效提高工业机器人搬运的效率。
通过多传感器信息融合技术、运动控制技术等手段,可以实现多机器人之间的协同作业,完成复杂的多任务搬运。
多机器人协同不仅可以提高生产效率,还能降低设备空闲时间,优化资源利用。
第五章搬运机器人及其操作应用5.1 搬运机器人的分类及特点5.2 搬运机器人的系统组成5.3 搬运机器人的作业示教5.3.1 冷加工搬运机器人5.3.2 热加工搬运机器人学习目标导入案例课堂认知扩展与提高本章小结思考练习5.4 搬运机器人的周边设备5.4.1 周边设备5.4.1 周边设备课前回顾如何使用在线示教方式进行工业机器人任务编程?如何进行工业机器人离线作业示教再现?学习目标认知目标了解搬运机器人的分类及特点掌握搬运机器人的系统组成及其功能熟悉搬运机器人作业示教的基本流程熟悉搬运机器人的周边设备与布局能力目标能够识别搬运机器人工作站基本构成能够进行搬运机器人的简单作业示教导入案例机器人助力机床上下料,国产高效智能压铸装备研制成功智能压铸岛是以压铸机为核心设备构成的一组智能化生产单元,以无人化生产管理方式自动完成从原材料到合格铸件成品间的工艺生产流程,实现压铸生产的程序化、数字化和远程控制。
高效智能压铸岛以压铸机为核心,配备 3-10 个机器人和多部 AGV 小车,集成多个控制系统、伺服系统、检测系统于一体,包括铝液智能熔化系统、伺服定量浇注系统、炉料回收系统、智能熔体含气量检测系统、真空压铸系统自动模温机、自动三维伺服喷涂机械手、耐高温抗腐蚀的装件取件机器人、镶嵌自动快速加热和均温装置、自动型芯冷却系统、自动余料去除及飞边清理装置、大型精密压铸模具、输送带、冷却装置、在线智能检测系统、激光打标机、智能转运小车、压铸生产信息化管理系统、嵌入式专用控制器、压铸专家系统等设备和系统。
课堂认知5.1 搬运机器人的分类及特点搬运机器人具有通用性强、工作稳定的优点,且操作简便、功能丰富,逐渐向第三代智能机器人发展,其主要优点有。
动作稳定和提高搬运准确性。
提高生产效率,解放繁重体力劳动,实现“无人”或“少人”生产。
改善工人劳作条件,摆脱有毒、有害环境。
柔性高、适应性强,可实现多形状、不规则物料搬运。
定位准确,保证批量一致性。
降低制造成本,提高生产效益。
从结构形式上看,搬运机器人可分为龙门式搬运机器人、悬臂式搬运机器人、侧壁式搬运机器人、摆臂式搬运机器人和关节式搬运机器人。
龙门式搬运机器人其坐标系主要由 X 轴、 Y 轴和 Z 轴组成。
其多采用模块化结构,可依据负载位置、大小等选择对应直线运动单元及组合结构形式,可实现实现大物料、重吨位搬运,采用直角坐标系,编程方便快捷,广泛运用于生产线转运及机床上下料等大批量生产过程。
悬臂式搬运机器人其坐标系主要由 X 轴、 Y 轴和 Z 轴组成。
其也可随不同的应用采取相应的结构形式。
广泛运用于卧式机床、立式机床及特定机床内部和冲压机热处理机床自动上下料。
龙门式搬运机器人悬臂式搬运机器人侧壁式搬运机器人其坐标系主要由 X 轴、 Y 轴和 Z 轴组成。
其也可随不同的应用采取相应的结构形式。
主要运用于立体库类,如档案自动存取、全自动银行保管箱存取系统等。
摆臂式搬运机器人其坐标系主要由 X 轴、 Y 轴和 Z 轴组成。
Z 轴主要是升降,也称为主轴。
Y 轴的移动主要通过外加滑轨, X 轴末端连接控制器,其绕X 轴的转动,实现 4 轴联动。
广泛应用于国内外生产厂家,是关节式机器人的理想替代品,但其负载程度相对于关节式机器人小。
侧壁式搬运机器人摆臂式搬运机器人关节式搬运机器人关节式搬运机器人是当今工业产业中常见的机型之一,其拥有 5~6 个轴,行为动作类似于人的手臂,具有结构紧凑、占地空间小、相对工作空间大、自由度高等特点,适合于几乎任何轨迹或角度的工作。
关节式搬运机器人龙门式、悬臂式、侧壁式和摆臂式搬运机器人均在直角式坐标系下作业,其适应范围相对较窄、针对性较强,适合定制专用机来满足特定需求。
直角式(桁架式)搬运机器人和关节式机器人在实际运用中都有如下特性 :1 )能够实时调节动作节拍、移动速率、末端执行器动作状态。
2 )可更换不同末端执行器以适应物料形状的不同,方便、快捷。
3 )能够与传送带、移动滑轨等辅助设备集成,实现柔性化生产。
4 )占地面积相对小、动作空间大,减少厂源限制。
5.2 搬运机器人的系统组成搬运机器人是一个完整系统。
以关节式搬运机器人为例,其工作站主要有操作机、控制系统、搬运系统(气体发生装置、真空发生装置和手爪等)和安全保护装置组成。
搬运机器人系统组成关节式搬运机器人常见的本体有 4-6 轴。
6 轴搬运机器人本体部分具有回转、抬臂、前伸、手腕旋转、手腕弯曲和手腕扭转 6 个独立旋转关节,多数情况下 5 轴搬运机器人略去手腕旋转这一关节, 4 轴搬运机器人则略去了手腕旋转和手腕弯曲这两个关节运动。
搬运机器人运动轴常见的搬运机器人末端执行器有 吸附式 、 夹钳式 和 仿人式 等。
吸附式 吸附式末端执行器依据吸力不同可分为 气吸附 和 磁吸附 。
1) 气吸附 主要是利用吸盘内压力和大气压之间压力差进行工作,依据压力差分为真空吸盘吸附、气流负压气吸附、挤压排气负压气吸附等。
1 — 橡胶吸盘;2 — 固定环;3 — 垫 片4 — 支撑杆;5 — 螺母;6 — 基板真空吸盘吸附利用流体力学原理,通过压缩空气(高压)高速流动带走吸盘内气体(低压)使吸盘内形成负压,同样利用吸盘内外压力差完成取件动作,切断压缩空气随即消除吸盘内负压,完成释放工件动作。
1 —橡胶吸盘;2 —心套;3 —透气螺钉4 —支撑架;5 —喷嘴;6 —喷嘴套气流负压气吸附利用吸盘变形和拉杆移动改变吸盘内外部压力完成工件吸取和释放动作。
1 —橡胶吸盘;2 —弹簧;3 —拉杆挤压排气负压气吸附2) 磁吸附利用磁力进行吸取工件,常见的磁力吸盘分为永磁吸盘、电磁吸盘、电永磁吸盘等。
1 —非导磁体;2 —永磁铁;3 —磁轭;4 —工件永磁吸附利用内部激磁线圈通直流电后产生磁力,而吸附导磁性工件。
1 —直流电源;2 —激磁线圈;3 —工件电磁吸附电永磁吸附是利用永磁磁铁产生磁力,利用激磁线圈对吸力大小进行控制,起到“开、关”作用。
磁吸附只能吸附对磁产生感应物体起作用,故对于要求不能有剩磁的工件无法使用,且磁力受高温影响较大,故在高温下工作亦不能选择磁吸附,所以在使用过程中有一定局限性。
常适合要求抓取精度不高且在常温下工作的工件。
根据被抓取工件形状、大小及抓取部位的不同,爪面形式常有平滑爪面、齿形爪面和柔性爪面。
平滑爪面:指爪面光滑平整,多数用来加持已加工好的工件表面,保证加工表面无损伤。
齿形爪面:指爪面刻有齿纹,主要目的是增加与加持工件的摩擦力,确保加持稳固可靠,常用于加持表面粗糙毛坯或半成品工件。
柔性爪面:内镶有橡胶、泡沫、石棉等物质,起到增加摩擦、保护已加工工件表面、隔热等作用。
多用于加持已加工工件、炽热工件、脆性或薄壁工件等。
夹钳式:通过手爪的开启闭合实现对工件的夹取,由手爪、驱动机构、传动机构、连接和支承元件组成。
多用于负载重、高温、表面质量不高等吸附式无法进行工作的场合。
常见手爪前端形状分V 型爪、平面型爪、尖型爪等。
1) V 型爪常用于圆柱形工件,其加持稳固可靠,误差相对较小。
2) 平面型爪多数用于加持方形工件(至少有两个平行面如方形包装盒等),厚板形或者短小棒料。
3) 尖型爪常用于加持复杂场合小型工件,避免与周围障碍物相碰撞,也可加持炽热工件,避免搬运机器人本体受到热损伤。
V 型爪平面型爪尖型爪仿人式仿人式末端执行器是针对特殊外形工件进行抓取的一类手爪,其主要包括柔性手和多指灵巧手。
1) 柔性手柔性手的抓取是多关节柔性手腕,每个手指有多个关节链组成,有摩擦轮和牵引丝组成,工作时通过一根牵引线收紧另一根牵引线放松实现抓取,其抓取不规则、圆形等轻便工件。
2) 多指灵巧手多指灵巧手包括多根手指,每根手指都包含 3 个回转自由度且为独立控制,实现精确操作,广泛应用于核工业、航天工业等高精度作业。
柔性手灵巧手搬运机器人夹钳式、仿人式手爪需要连接相应外部信号控制装置及传感系统,以控制搬运机器人手爪实时的动作状态及力的大小,其手爪驱动方式多为气动、电动和液压驱动,对于轻型和中型的零件采用气动的手爪,对于重型的零件采用液压手爪,对于精度要求高或复杂的场合采用伺候的手爪。
依据手爪开启闭合状态的传动装置可分为回转型和移动型。
夹钳式手爪常用形式,是通过斜楔、滑槽、连杆、齿轮螺杆或蜗轮蜗杆等机构组合形成,可适时改变传动比以实现对夹持工件不同力的需求。
手爪做平面移动或者直线往复移动来实现开启闭合,多用于夹持具有平行面的工件,设计结构相对复杂,应用不如回转型手爪广泛。
搬运机器人主要包括机器人和搬运系统组成。
机器人由搬运机器人本体及完成搬运路线控制的控制柜组成。
而搬运系统中末端执行器主要有吸附式、夹钳式和仿人式等形式。
5.3 搬运机器人的作业示教搬运机器人主要适应对象为大批量、重复性强或是工件重量较大以及工作环境具有高温、粉尘等条件恶劣情况。
特点:定位精确、生产质量稳定、工作节拍可调、运行平稳可靠、维修方便。
TCP 点确定:末端执行器不同而设置在不同位置,就吸附式而言其 TCP 一般设在法兰中心线与吸盘平面交点处;夹钳式其 TCP 一般设在法兰中心线与手爪前端面交点处。
吸盘式TCP 生产再现TCP 点确定:末端执行器不同而设置在不同位置,就吸附式而言其 TCP 一般设在法兰中心线与吸盘平面交点处;夹钳式其 TCP 一般设在法兰中心线与手爪前端面交点处。
夹钳式TCP 生产再现5.3.1 冷加工搬运作业以机加工件搬运为例,选择龙门式( 5 轴),末端执行器为气吸附,采用在线示教方式为机器人输入搬运作业程序。
搬运运动轨迹图例程序点说明冷加工搬运机器人作业示教流程5.3.1 冷加工搬运作业( 1) 示教前的准备1) 确认自己和机器人之间保持安全距离。
2) 机器人原点确认。
(2) 新建作业程序点按示教器的相关菜单或按钮,新建一个作业程序,如“Handle_cold” 。
(3) 程序点的登录示教模式下,手动操作移动龙门搬运机器人轨迹设定程序点 1 至程序点 13 ,程序点 1 和程序点 13 需设置在同一点,可方便编写程序,此外程序点 1 至程序点 13 需处于与工件、夹具互不干涉位置。
冷加工搬运作业示教(4) 设定作业条件1 )在作业开始命令中设定搬运开始规范及搬运开始动作次序。
2 )在搬运结束命令中设定搬运结束规范及搬运结束动作次序。
3 )手动调节相应大小的负压。
依据实际情况,在编辑模式下合理选择配置搬运工艺参数。
(5) 检查试运行1 )打开要测试的程序文件。
2 )移动光标到程序开头位置。
3 )按住示教器上的有关【跟踪功能键】,实现搬运机器人单步或连续运转。
(6) 再现搬运1 )打开要再现的作业程序,并将光标移动到程序的开始位置,将示教器上的【模式开关】设定到“再现 / 自动”状态。