最新工业机器人技术及应用(教案)-搬运机器人及其操作应用【精选】
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工业机器人技术及应用教案工业机器人的机械结构和运动控制教学目标:1.了解工业机器人的机械结构和运动控制的基本原理;2.掌握工业机器人的运动学和逆运动学;3.熟悉工业机器人的运动控制方法。
教学内容:一、工业机器人的机械结构1.机械臂:a.结构:基座、臂身、关节;b.运动范围:工作空间、关节角度限制;c.关节传动形式:旋转关节、滑动关节;d.组成形式:串联型、并联型。
2.末端执行器:a.夹具:夹持工件的装置;b.工具:用于工件加工或操作的设备。
二、工业机器人的运动控制1.运动学:a.正向运动学:通过给定的关节角度求解末端执行器的位置和姿态;b.逆向运动学:通过给定的末端执行器的位置和姿态求解关节角度。
2.运动控制方法:a.离散控制:通过对机器人关节进行离散控制实现末端执行器的运动;b.路径规划:根据工件的形状和要求,规划机器人的路径以实现精准的运动;c.弯曲运动:在一些情况下,需要机器人进行弯曲运动,采用弯曲臂机器人;d.反馈控制:通过传感器对机器人的位置、力量等进行检测和反馈,实现精确控制。
三、工业机器人的应用1.自动化生产线:在制造业中广泛应用,替代人工完成重复性、危险性和高精度的操作任务。
2.电子制造业:用于焊接、插装、组装等操作;3.汽车制造业:用于焊接、涂装、装配等工序;4.医疗领域:用于手术、康复训练等任务;5.家庭服务:近年来,逐渐应用于家庭中的清洁、助老等服务领域。
教学步骤:1.引入:通过视频或图片展示工业机器人的应用场景,引起学生的兴趣。
2.讲解:介绍工业机器人的机械结构和运动控制的基本原理,包括机械臂的结构、末端执行器的类型和运动学、逆运动学的概念。
3.演示:通过实物展示或动画演示,展示工业机器人的机械结构和运动控制的过程,让学生更直观地理解。
4.讨论:以实际应用为例,讨论不同行业中工业机器人的应用情况及其优势。
5.练习:设计简单的工业机器人运动控制实验,让学生根据给定的条件计算出关节角度或末端执行器的位置和姿态。
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。
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。
工业机器人技术及应用教案工业机器人的机械结构和运动控制一、教学目标1.了解工业机器人的机械结构和运动控制的基本原理;2.掌握工业机器人的常见机械结构和运动控制方式;3.理解机器人应用领域的基本情况;4.技能培养:通过实践操作,掌握机器人的基本运动控制。
二、教学内容及过程1.工业机器人的机械结构(1)并联机器人1)定义:将工具(末端执行器)作为机器人控制点的一部分,控制点与平台之间通过连杆链接。
具有六个自由度,适合进行快速、灵活的操作。
2)应用场景:适用于需要高速、高精度、高稳定性的操作,如装配、焊接、喷涂等。
(2)串联机器人1)定义:通过一系列的关节连接构成的机器人,以串联的方式进行姿态控制。
具有较高的自由度,可以灵活操作。
2)应用场景:适用于复杂、灵活、高精度的操作,如搬运、装配、焊接等。
2.工业机器人的运动控制(1)关节运动控制1)定义:通过机械臂的关节运动实现机器人末端的运动。
关节自由度越高,机器人的柔性操作性越好。
2)应用场景:适用于复杂多变的操作,如喷涂、焊接等。
(2)笛卡尔运动控制1)定义:通过直线或曲线轨迹实现机器人末端的运动。
确定机器人末端的位置和姿态,控制机器人的移动。
2)应用场景:适用于直线、圆弧或不规则轨迹的精确控制,如装配、搬运等。
3.机器人应用领域(1)汽车制造业1)应用场景:用于汽车焊接、装配、涂装等工序的自动化操作,提高生产效率和产品质量。
2)优势:机械结构稳定,运动控制精确,工作重复性好。
(2)电子行业1)应用场景:用于电子产品的组装、测试、包装等工序的自动化操作,提高生产效率和产品一致性。
2)优势:柔性操作性好,适应性强,能够适应多种产品的生产。
(3)医疗行业1)应用场景:用于医疗设备的生产、手术辅助等工序,提高手术操作的精确度和安全性。
2)优势:高精度、高稳定性,可进行复杂操作和微创手术。
(4)食品行业1)应用场景:用于食品加工、包装等工序的自动化操作,提高生产效率和产品质量。
《搬运机器人》教学设计课程名称:搬运机器人教学设计课程时间:2小时目标学习者:小学三年级学生教学目标:1.了解搬运机器人的定义、用途和工作原理;2.理解机器人可以替代人类完成一些工作的优势和局限性;3.提高学生的创造力和解决问题的能力。
教学内容:1.什么是搬运机器人?-介绍搬运机器人的定义和特点;-展示搬运机器人的不同种类和用途。
2.搬运机器人的工作原理-通过图片和视频展示搬运机器人的工作原理;-分析搬运机器人使用的传感器和控制系统。
3.机器人可以替代人类完成的工作-介绍机器人能够替代人类完成的一些工作,如搬运重物、清洁、生产等;-引导讨论机器人和人类的不同之处。
4.制作搬运机器人模型-提供一些简单的材料,如纸板和日常用品;-引导学生动手制作一个简单的搬运机器人模型;-学生可以根据自己的创意来设计机器人的外形和功能。
教学方法:1.多媒体教学:通过图片、视频等多媒体形式展示搬运机器人的定义、用途和工作原理,提高学生的学习兴趣和理解能力。
2.合作学习:分组讨论机器人可以替代人类完成的工作,鼓励学生分享自己的观点和经验。
3.实践操作:通过制作搬运机器人模型让学生动手实践,培养学生的动手能力和创造力。
教学步骤:1.导入(10分钟)-利用简短的视频和图片进行导入,让学生了解搬运机器人的外形和工作场景。
-提问学生是否知道搬运机器人的定义和用途。
2.介绍搬运机器人(15分钟)-解释搬运机器人的定义和特点,让学生理解搬运机器人的概念。
-展示不同种类的搬运机器人,如协作型机器人和自主型机器人,并介绍它们的用途。
3.讲解搬运机器人的工作原理(20分钟)-利用图片和视频讲解搬运机器人的工作原理。
-介绍搬运机器人常常使用的传感器和控制系统。
4.探讨机器人替代人类完成的工作(15分钟)-引导学生讨论机器人可以替代人类完成的工作。
-与学生一起分析机器人和人类在工作中的优势和局限性。
5.制作搬运机器人模型(40分钟)-分发材料,如纸板和日常用品,让学生动手制作一个简单的搬运机器人模型。
工业机器人技术及应用教案手动操纵工业机器人工业机器人技术及应用教案一、引言工业机器人技术是现代制造业中的重要组成部分,它的应用范围广泛,可以替代人工,提高生产效率和质量。
本教案旨在介绍工业机器人技术的基本原理和应用,并通过手动操纵工业机器人的实践操作来提高学生对工业机器人技术的理解和应用能力。
二、教学目标1.了解工业机器人的基本概念和分类。
2.掌握工业机器人的基本运动模式和轨迹规划。
3.熟悉常见的工业机器人应用领域。
4.通过手动操纵工业机器人,学习机器人的控制方法和操作技巧。
5.培养学生的团队合作、问题解决与创新能力。
三、教学内容1.工业机器人的基本概念和分类1.1 工业机器人的定义和发展历程1.2 工业机器人的分类及特点1.3 工业机器人的组成和工作原理2.工业机器人的基本运动模式和轨迹规划2.1 工业机器人的基本运动模式:直线运动、旋转运动、插补运动2.2 工业机器人的轨迹规划方法:点到点运动、连续路径规划、样条插补3.工业机器人的应用领域3.1 汽车制造业中的工业机器人应用3.2 电子制造业中的工业机器人应用3.3 食品加工业中的工业机器人应用3.4 其他工业领域中的工业机器人应用案例介绍4.手动操纵工业机器人实践操作4.1 工业机器人的控制方法和软件介绍4.2 工业机器人的基本操作技巧:启动、停止、速度调节等4.3 使用工业机器人完成简单任务:拾取、搬运、放置等五、教学方法1.理论教学与实践相结合:通过课堂讲授及实验操作,加深学生对工业机器人技术的理解和掌握。
2.小组合作学习:学生分成小组,共同研究工业机器人技术及其应用,并合作完成实践任务。
3.案例分析:通过分析真实的工业机器人应用案例,探讨机器人技术在不同领域的应用和发展趋势。
4.讨论与展示:鼓励学生参与讨论,分享实践中的问题与解决方法,提升学生的问题解决和创新能力。
六、教学评估1.课堂练习:通过课堂小测验和问题回答,检查学生对工业机器人技术的掌握情况。
工业机器人技术及应用(教案)1-绪论一、背景介绍随着科技的不断发展,机器人技术已经广泛应用于工业生产、医疗卫生、军事防卫、探险勘探、教育娱乐等领域。
其中,工业机器人是机器人技术的重要应用领域之一,逐渐成为了传统工业生产的代表。
工业机器人可以帮助生产企业提高生产效率、缩短生产周期、降低生产成本,应用前景非常广阔。
二、教学目标1.熟悉工业机器人的定义、分类和特点。
2.了解工业机器人的工作原理和基本结构。
3.掌握工业机器人的编程和控制方法。
4.学习工业机器人的应用领域和前景。
三、教学内容3.1 工业机器人的定义、分类和特点3.1.1 定义工业机器人是一种能够代替人工完成一系列工业生产任务的具有一定自主能力的现代化设备系统。
3.1.2 分类•按控制方式分类:自动化控制机器人和计算机控制机器人。
•按使用范围分类:坐标运动机器人和自由运动机器人。
•按控制点数分类:点位控制机器人、直线控制机器人和轨迹控制机器人。
•按特殊功能分类:喷涂机器人、焊接机器人、搬运机器人、装配机器人等。
3.1.3 特点•根据不同的工程任务可以进行编程和处理。
•可以实现多重动作,并按照指定的工艺程序工作。
•具有高精度、高重复性和高柔性等特点。
3.2 工业机器人的工作原理和基本结构3.2.1 工作原理工业机器人的工作原理是:•通过机械手臂的移动、旋转和伸缩等运动,将物体从一个位置转移到另一个位置。
•通过机械手臂上的末端执行器,对物体进行加工或者其他处理。
3.2.2 基本结构工业机器人的基本结构是:•机械臂:用来进行物体的搬运、加工等操作。
•控制器:通过对机械臂的控制,实现机械臂的动作。
•编程装置:通过编程,控制机器人的动作。
3.3 工业机器人的编程和控制方法3.3.1 编程方法•离线编程:将机器人的动作指令通过计算机编程,将编好的程序传输到机器人控制器中,从而操控机械臂执行动作。
•在线编程:直接在机械手臂上编程。
3.3.2 控制方法•点位控制法:将机器人手臂移动到指定的位置上。
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。
利用磁力线通路的连续性及磁场叠加性而工作,永磁吸盘的磁路为多个磁系,通过磁系之间的相互运动来控制工作磁极面上的磁场强度的强弱进而实现工件的吸附和释放动作。
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。