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工业机器人原理及应用实例一、工业机器人概念工业机器人是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的专用机械装置；由计算机控制，是无人参与的自主自动化控制系统；他是可编程、具有柔性的自动化系统，可以允许进行人机联系。
可以通俗的理解为“机器人是技术系统的一种类别，它能以其动作复现人的动作和职能；它与传统的自动机的区别在于有更大的万能性和多目的用途，可以反复调整以执行不同的功能。
”二、组成结构工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。
主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。
大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
三、分类工业机器人按臂部的运动形式分为四种。
直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。
点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。
工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。
编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。
在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。
工业机器人工具的概念和分类
工业机器人工具是指用于工业机器人进行工作的工具和附件。
工业机器人工具的分类有以下几种：
1. 夹具：用于固定和夹持工件，使机器人能够对工件进行加工或组装。
夹具可以根据不同的工件特点而设计成各种形状和尺寸。
2. 知觉传感器：用于获取环境中的信息，如视觉传感器、力传感器、激光传感器等。
这些传感器可以让机器人感知到周围的物体和力量，从而能够执行更加精确的操作。
3. 手臂末端工具：也被称为末端执行器，用于机器人在工作时与工件进行接触。
不同类型的末端执行器可以完成各种不同的操作，如抓取、剪切、喷涂、打磨等。
4. 焊接头：用于进行焊接操作的工具。
焊接头可以根据焊接方式的不同而分为点焊枪、弧焊枪等，可以实现不同类型的焊接任务。
5. 切割工具：用于进行切割操作的工具，如切割剪刀、刀具等。
切割工具可以用于切割各种材料，如金属、塑料等。
总的来说，工业机器人工具是为了满足机器人不同的应用需求而设计的各种附件和工具，可以使机器人能够完成更多样化和精确的工作任务。
《焊接机器人基本操作及应用》问答题绪论单元测试问答题：1．何谓工业机器人？它具有哪些优势？答：国家标准GB/T 12643-1997将工业机器人定义为：工业机器人是一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。
能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各种作业。
工业机器人除能够替代人的手工劳动，在繁重、危险、苛酷的环境里工作外，还具有生产效率高（是人工效率的2-3倍），工作时间长（可24小时连续作业），综合成本低、产品质量好、易于实现生产自动化等诸多优点。
2．简述机器人的控制原理？答：在机器人运动学中，已知机器人末端欲到达的位姿，通过运动方程的求解可求出各关节需转过的角度，所以运动过程中各个关节的运动并不是相互独立的，而是各轴相互关联、协调地运动,机器人运动的控制实际上是通过各轴伺服系统分别控制来实现的。
所以，机器人末端执行器的运动必须分解到各个轴的分运动，即执行器运动的加速度、加速度和力或力矩必须分解为各个轴的速度，由各轴伺服系统的独立控制来完成。
3．工业机器人的使用场合有哪些？(列出五种以上）答：弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。
4．什么是机器人三原则？答：第1条机器人不可伤害人类。
当人类受到伤害时，不可坐视不管。
第2条机器人必须遵从人类的命令。
但当违背了第1条时，则不在此限。
第3条机器人应在不违背第1条、第2条的前提条件下，保全自己。
5．何谓机器人的示教再现方法？答：示教再现是通过移动机器人手臂，将焊丝端部（执行器末端）的移动轨迹以坐标点的形式存储下来，并生成一个机器人焊接作业程序，“作业程序”(任务程序)为一组运动及辅助功能命令，通过自动运行，机器人可以重复地顺序执行一系列的焊接作业程序。
目前的工业机器人大多属于这类示教再现型机器人。
第1章单元测试题四、问答题1．TM-1400机器人有几个轴？各关节（轴）的名称及定义？答：TM1400机器人有六个轴（六关节或六个自由度），各关节（轴）的名称及定义分别是：RT 轴（回转 Rotata Turn）；UA 轴（上举 Upper Arm）；FA 轴（前伸 FrpntArm）；RW 轴（手臂旋转 Rotata Wrist）；BW 轴（手腕弯曲 Bent Wrist）；TW 轴（手腕扭转 Twist Wrist）。
机器人末端执行器的设计要求
机器人是一种通用性较强的自动化作业设备，末端执行器则是直接执
行作业任务的装置，大多数末端执行器的结构和尺寸都是根据其不同的任
务要求来设计的，从而形成了多数多样的结构型式，根据其用途的不同可
以分为机械式夹持器、吸附式末端执行器和专用工具，它按装在操作机手
腕或手臂的机械接口上，多数情况下末端执行器是为特定的用途而专门设
计的，但也可以设计成一种适用性较大的多用途末端执行器，为了方便的
更换末端执行器，可设计一种末端执行器的接换器来形成操作机上的机械
接口。
较简单的可用法兰盘作为接口出的接换器，本次设计就是采用的法
兰盘式接口。
焊枪直接把在末端执行器法兰盘上。
设计时的要求：
不论是夹持和吸附，末端执行器需具有满足作业需求的足够的夹持力
和所需的夹持位置精度。
应尽可能使末端执行器结构简单，质量请轻，以减轻手臂的负荷。
专
用的末端执行器结构简单，工作效率高，而能完成多种作业的末端执行器
可能带离来结构复杂，费用高的缺点，因此提倡设计可快速更换的系列化、
通用化专用末端执行器。
此次设计的产品是五自由度的焊接机器人，因此它的未端执行元件是
焊枪，随着气保焊的广泛运用，气体保护焊更容量实现自动化，因此我选CO气体保护焊，用末端法兰盘将其固定于手腕末端。
具体的选用用的是2
原则如下所述：。
工业机器人技术应用基础知识单选题100道及答案解析1. 工业机器人的定义是一种能够（）执行任务的自动化设备。
A. 自动B. 半自动C. 人工辅助D. 随机答案：A。
解析：工业机器人的重要特征就是能够自动执行任务，无需人工持续干预。
2. 工业机器人通常由（）部分组成。
A. 2B. 3C. 4D. 5答案：B。
解析：一般由机械部分、控制部分和驱动部分三部分组成。
3. 工业机器人的机械部分主要用于实现机器人的（）。
A. 控制功能B. 运动功能C. 感知功能D. 决策功能答案：B。
解析：机械部分负责机器人的实际运动。
4. 工业机器人控制系统的核心是（）。
A. 传感器B. 控制器C. 执行器D. 驱动器答案：B。
解析：控制器是控制系统的核心，负责指挥和协调机器人的动作。
5. 以下哪种驱动方式常用于工业机器人的关节驱动？（）A. 液压驱动B. 气压驱动C. 电动驱动D. 以上都是答案：D。
解析：液压、气压和电动驱动都可用于工业机器人关节驱动，各有其特点和适用场景。
6. 工业机器人的工作空间是指机器人（）所能达到的空间范围。
A. 末端执行器B. 基座C. 控制器D. 驱动电机答案：A。
解析：末端执行器的活动范围定义了机器人的工作空间。
7. 工业机器人的重复定位精度是指机器人在多次重复定位时，其末端执行器（）的偏差。
A. 位置B. 姿态C. 速度D. 加速度答案：A。
解析：重复定位精度主要关注的是位置的偏差情况。
8. 以下哪种传感器常用于工业机器人的位置检测？（）A. 温度传感器B. 压力传感器C. 编码器D. 光电传感器答案：C。
解析：编码器可以精确测量机器人关节的位置和角度。
9. 工业机器人的编程语言主要分为（）类。
A. 2B. 3C. 4D. 5答案：A。
解析：主要分为示教编程和离线编程两类。
10. 示教编程是通过（）来教会机器人完成任务的方法。
A. 编写程序代码B. 手动引导机器人运动C. 计算机模拟D. 语音指令答案：B。
工业机器人常用术语工业机器人是现代制造业中不可或缺的重要工具，它的广泛运用使得生产效率大幅提升。
然而，在了解和运用工业机器人的过程中，我们经常会遇到一些术语。
本文将介绍一些常用的工业机器人术语，并解释其含义和应用。
首先，让我们从最基本的术语开始，即“工业机器人”。
工业机器人是一种可编程的多关节机器，能够代替人类完成各种重复性、危险或精密度要求高的工作。
它能够执行预定任务，并具备自主感知和判断能力。
工业机器人被广泛应用于各个领域，如汽车制造、电子生产、医药行业等。
接下来，我们来了解一下“自动化”。
自动化是指运用机械、电子、计算机等技术手段，通过对生产过程中各个环节进行控制和管理，以提高生产效率并减少人力投入的意义。
而工业机器人正是自动化技术的核心组成部分之一。
在工业机器人的工作过程中，控制器起着至关重要的作用。
控制器是指工业机器人的中枢神经系统，负责控制机器人的运动、传感器反馈和与外界通信等功能。
控制器通过编程来指导机器人的行为，并确保其在生产过程中的准确性和稳定性。
在工业机器人的运动中，我们经常会听到“轴”这个术语。
轴是机器人的关节，用于实现机器人在三维空间中的运动。
典型的工业机器人通常具有6个轴，每个轴都可以独立地旋转或移动。
这种设计使得机器人能够在不同的方向上自由运动，并完成各种复杂的任务。
除了轴，机器人还通过“末端执行器”来实现具体的操作。
末端执行器是指安装在机器人末端的工具或装置，用于完成特定的任务。
例如，一个末端执行器可以是用于抓取和搬运物体的机械手爪，也可以是用于焊接或喷涂的工具。
在工业机器人的操作中，我们常常会遇到“编程”这个术语。
编程是指为机器人设计、创建和修改程序的过程。
通过编程，我们可以告诉机器人应该如何执行任务，包括移动路径、速度、加速度等参数。
编程可以通过不同的方式进行，如基于位置的编程、基于示教的编程和离线编程等。
此外，工业机器人还常使用“传感器”来感知环境和监测机器人的状态。
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根据国际标准化组织（ISO）工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机（Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。
为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。
焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊（割）枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。
点焊机器人的焊接装备，由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以变压器必须尽量小型化。
对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流，而对于容量较大的变压器，已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600～700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。
变压后可以直接用600～700Hz交流电焊接，也可以再进行二次整流，用直流电焊接。
焊接参数由定时器调节，参见图1b。
新型定时器已经微机化，因此机器人控制柜可以直接控制定时器，无需另配接口。
点焊机器人的焊钳，通常用气动的焊钳，气动焊钳两个电极之间的开口度一般只有两级冲程。
而且电极压力一旦调定后是不能随意变化的。
近年来出现一种新的电伺服点焊钳，如图4所示。
焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动，码盘反馈，使这种焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置。
而且电极间的压紧力也可以无级调节。
这种新的电伺服点焊钳具有如下优点：1）每个焊点的焊接周期可大幅度降低，因为焊钳的张开程度是由机器人精确控制的，机器人在点与点之间的移动过程、焊钳就可以开始闭合；而焊完一点后，焊钳一边张开，机器人就可以一边位移，不必等机器人到位后焊钳才闭合或焊钳完全张开后机器人再移动；2）焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整，只要不发生碰撞或干涉尽可能减少张开度，以节省焊钳开度，以节省焊钳开合所占的时间。
