工业机器人技术基础及应用最新版教学课件3.4

工业机器人技术基础及应用
Industrial Robot Field Programming
课程概览
项目一 工业机器人概述
工业机器人概述 工业机器人的分类及应用
第一部分 什么是工业机器人？
在中国，机器人专家从应 用环境出发，将机器人分为两 大类，即工业机器人和特种机 器人。 ①工业机器人就是面向工业领 域的多关节机械臂或多自由度 机器人。 ②特种机器人则是除工业机器 人之外的，用于非制造业并服 务于人类的各种先进的机器人。 包括：服务型机器人、水下机 器人、娱乐机器人、军用机器 人、农业机器人等。
工业机器人的分类及选型
并联三/四关节机器人（Delta）
Delta机器人又名并联机器人或蜘蛛手机器人， 具有3个空间自由度和1个转动自由度，通过示教编 程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的伺服轴 确定抓具中心（TCP）的空间位置，实现目标物体 的快速拾取、分拣、装箱、搬运、加工等操作。主 要应用于乳品、食品、药品和电子产品等行业,具有 重量轻、体积小、速度快、定位精、成本低、效率 高等特点。
>机晷人密度
700 -
631
600
500 400 / ;F
309
300
89
200
。 100
1 韩国
厂 一——江 - 6h 1
3德国
4日本
7美国 全球平均 23中国
机 器 人 使 用 密 度 ：台／万 人 数据来源 2017年IFR. (国际机器人联盟）全球机器人密度报告
按照工信部的发展规划，到 2020年，工业机器人装机量将达到 百万台，而与之相对应的人才需求 将到达20万人，而现如今，人才紧 缺正在影响着工业机器人在国内的 推广与普及，多地已经出现相关技 术人才招聘难的问题，工业机器人 人才培养迫在眉睫。

工业机器人世界座标系 二、世界坐标系
问题：如果一台工业机器人在现场需要正向倒 置安装（正向吊装）那么我们要使机器人按照 在地面安装时的情形来进行线性运动需要进行 什么样的操作？
当机器人正向吊装后我们通过操作就可以 发现，如果在不改变原有机器人世界坐标系进 行线性运动的情况下，机器人的Y轴与Z轴的运 动方向将和我们所预料的常规方向正好相反， 为了使倒置安装的机器人更方便的进行示教及 程序编写，我们则需要对机器人原有世界坐标 系的参数进行相应的修改。
工业机器人的工具坐标系
Hale Waihona Puke 什么是四元数：通过用于描述坐标系各轴相对于参考系统的方向的旋转矩阵，描述坐标系
的姿态（诸如工具的姿态）
旋转后的坐标系轴（x，y，z）为矢量，其可 以用参考坐标系表示如下： x = (x1, x2, x3) y = (y1, y2, y3) z = (z1, z2, z3) 这意味着参考坐标系中x矢量的x轴向分量将 为x1，y轴向分量将为x2，以此类推。 这三个矢量可在一个矩阵（旋转矩阵）中组 合，各矢量由此构成一栏：
工业机器人世界座标系 世界坐标系修改方法
1、选中“ABB菜单”
2、选中“ABB菜单” 下的“控制面板”选项
工业机器人世界座标系
4、选中“主题”菜单下的“Motion” 选项
3、选中“控制面板”菜单下的“配 置”功能
工业机器人世界座标系
5、选中“Motion”菜单下的 “Robot”功能
6、选中“Robot”菜单下的 “ROB_1”选项
工业机器人的工具坐标系
（4）机器人通过位置数据计算求得TCP的数据，然后TCP的数据就保存在tooldata这 个程序数据中，被程序进行调用6点法建立完成后，还需要设定工具的质量mass（单 位kg）和重心位置数据（工具重心基于tool0的偏移值（所有机器人在手腕处都有一个 预定义工具坐标系，该坐标系被称为tool0），单位mm)。

按照工信部的发展规划到2020年工业机器人装机量将达到百万台而不之相对应的人才需求将到达20万人而现如今人才紧缺正在影响着工业机器人在国内的推广不普及多地已经出现相关技术人才招聘难的问题工业机器人人才培养迫在眉睫
工业机器人技术基础及应用
Industrial Robot Field Programming
课程概览
项目一 工业机器人概述
工业机器人概述 工业机器人的分类及应用
第一部分 什么是工业机器人？
在中国，机器人专家从应 用环境出发，将机器人分为两 大类，即工业机器人和特种机 器人。 ①工业机器人就是面向工业领 域的多关节机械臂或多自由度 机器人。 ②特种机器人则是除工业机器 人之外的，用于非制造业并服 务于人类的各种先进的机器人。 包括：服务型机器人、水下机 器人、娱乐机器人、军用机器 人、农业机器人等。
按照工信部的发展规划，到 2020年，工业机器人装机量将达到 百万台，而与之相对应的人才需求 将到达20万人，而现如今，人才紧 缺正在影响着工业机器人在国内的 推广与普及，多地已经出现相关技 术人才招聘难的问题，工业机器人 人才培养迫在眉睫。
第三部分 工业机器人品牌
工业机器人品牌
一、发那科（FANUC）－日本 二、库卡（KUKA Roboter Gmbh）－德国 三、那智（NACHI）不二越－日本 四、川崎机器人Kawasaki robot－日本 五、ABB Robotics机器人－瑞典 六、史陶比尔（Staubli）－瑞士 七、柯马（COMAU）－意大利 八、爱普生（DENSO EPSON）机器人(机械手)－日本 九、日本安川（Yaskawa Electric Co.）－日本 十、新松(SIASUN)机器人－中国
2012 年以来，工业机器人的市场正以年均 15.2%的速度快 速增长。 据 IFR 统计显示，2016 年全球工业机器人销售额首次突破 132 亿美元，

☞ 结论：不在同一体量。
4. 工业机器人 PK 机械手
PLC 机械手
机器人 控制系统
相同点 ✓ 作用相同，都是自动化制造的辅助设备； 定义类似：机器人=可编程的机械手。 ✓ 区别 控制
机械手：由CNC系统的PLC控制，无独立控制系统； IR：有独立的控制系统。 ✓ 作用 机械手：单功能、固定用途和动作； IR：可操作、可编程，多功能、多用途。 ✓ 驱动 机械手： PLC开关量控制，液压、气动系统为主； IR：轨迹插补控制，必须用伺服驱动系统。
✓ 包装类：分拣、包装（食品、药品行业），码垛等；
目的：保障安全卫生、提高自动化程度。
❖ 服务机器人（Service Robots） ： ✓ 服务于人类非生产性活动的机器人总称； ✓ 作业环境为未知，大多具备“行走”功能，产品技术要 求高，以第二、三代机器人居多； ✓ 市场广阔、潜力巨大，产品占机器人的95%以上。
执行器 回转变位器
本体
连杆
关节
直线变位器
• 电气部分 • 控制器 • 功能与数控系统相同； • 产生机器人运动轨迹控制脉冲； • 控制轴数较多（通常6轴）。 • 操作单元 • 机器人的操作面板；又称示教器； • 结构简单、采用手持式结构。 • 驱动器 • 将控制脉冲转换为电机转角； • 多采用交流伺服驱动系统。
✓ 形态 CNC机床：直线运动轴为主，回转、摆动为辅； IR机床：高精度轮廓加工，多为0.001mm级； IR：粗略轨迹运动，多为0.1mm级。
✓ 控制 CNC机床：一般5轴及以下，准确轮廓运动； IR：一般6轴及以上，粗略轨迹运动。
软件 CNC机床：笛卡尔坐标运动为主，相对简单； IR：多轴摆动空间合成运动，相当复杂。
摆动（Bend）：转动范围一般小于等于270° 。