工業(yè)機器人技術及應用第5章

1、工業(yè)機器人技術及應用 搬運機器人及其操作應用 講授：王興 章節(jié)目錄 5.1 搬運機器人的分類及特點 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.1 冷加工搬運機器人 5.3.2 熱加工搬運機器人 思考練習 學習目標 導入案例 擴展與提高 本章小結 課堂認知 5.4 搬運機器人的周邊設備 . 5.4.1 周邊設備 5.4.2 工位布局 返回 目錄 1/52 課前回顧 所 處 位 置 如何使用在線示教方式進行工業(yè)機器人任務編程 ？ 如何進行工業(yè)機器人離線作業(yè)示教再現(xiàn) ？ 【 課 前 回 顧 】 返回 目錄 2/52 學習目標 所 處 位 置 了解搬運機器人的分類及 能夠識別

2、搬運機器人工作 特點 站基本構成 【 學 掌握搬運機器人的系統(tǒng)組 能夠進行搬運機器人的簡 習 目 成及其功能 單作業(yè)示教 標 】 熟悉搬運機器人作業(yè)示教 的基本流程 熟悉搬運機器人的周邊設 備與布局 返回 目錄 3/52 認知目標認知目標能力目標能力目標導入案例 所 處 機器人助力機床上下料，國產(chǎn)高效智能壓鑄裝備研制成功 位 置 智能壓鑄島是以壓鑄機為核心設備構成的一組智能化生產(chǎn)單元，以無人化生 產(chǎn)管理方式自動完成從原材料到 【 合格鑄件成品間的工藝生產(chǎn)流程， 導 入 實現(xiàn)壓鑄生產(chǎn)的程序化、數(shù)字化 案 和遠程控制。 高效智能壓鑄島以 例 】 壓鑄機為 核心，配備 3-10 個機器 人和多部 A

3、GV 小車，集成多個控 制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)于 一體，包括鋁液智能熔化系統(tǒng)、 伺服定量澆注系統(tǒng)、爐料回收系 統(tǒng)、智能熔體含氣量檢測系統(tǒng)、 真空壓鑄系統(tǒng)自動模溫機、 自動三維伺服噴涂機械手、耐高溫抗腐蝕的裝件取件 機器人、鑲嵌自動快速加熱和均溫裝置、自動型芯冷卻系統(tǒng)、自動余料去除及飛 邊清理裝置、大型精密壓鑄模具、輸送帶、冷卻裝置、在線智能檢測系統(tǒng)、激光 打標機、智能轉運小車、壓鑄生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)、嵌入式專用控制器、壓鑄專 返回 家系統(tǒng)等設備和系統(tǒng)。 目錄 4/52 5.1 搬運機器人的分類及特點 搬運機器人具有通用性強、工作穩(wěn)定的優(yōu)點，且操作簡便、功能豐富，逐漸 所 向第三代智能機器人

4、發(fā)展，其主要優(yōu)點有。 處 位 置 動作穩(wěn)定和提高搬運準確性 。 【 提高生產(chǎn)效率，解放繁重體力勞動， 課 堂 實現(xiàn)“無人”或“少人”生產(chǎn) 。 認 知 】 改善工人勞作條件，擺脫有毒、有 害環(huán)境 。 柔性高、適應性強，可實現(xiàn)多 形狀、不規(guī)則物料搬運 。 定位準確，保證批量一致性 。 降低制造成本，提高生產(chǎn)效益。 返回 目錄 5/52 5.1 搬運機器人的分類及特點 從結構形式上看，搬運機器人可分為 龍門式搬運機器人、懸臂式搬運機器 所 處 人、側壁式搬運機器人、擺臂式搬運機器人和關節(jié)式搬運機器人 。 位 置 【 課 堂 認 知 】 懸臂式搬運機器人 龍門式搬運機器人 側壁式搬運機器人 返回 擺臂

5、式搬運機器人 關節(jié)式搬運機器人 搬運機器人分類 目錄 6/52 5.1 搬運機器人的分類及特點 龍門式搬運機器人 所 處 其坐標系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。其多采用模塊化結構，可依據(jù)負 位 載位置、大小等選擇對應直線運動單元及組合結構形式，可實現(xiàn)實現(xiàn)大物料、 置 重噸位搬運，采用直角坐標系，編程方便快捷， 廣泛運用于生產(chǎn)線轉運及機 床上下料等大批量生產(chǎn)過程。 懸臂式搬運機器人 【 課 其坐標系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。其也可隨不同的應用采取相應 堂 認 的結構形式 。廣泛運用于臥式機床、立式機床及特定機床內(nèi)部和沖壓機熱 知 處理機床自動上下料。 】 X Z Y Y

6、Z X 返回 懸臂式搬運機器人 龍門式搬運機器人 目錄 7/52 5.1 搬運機器人的分類及特點 側壁式搬運機器人 所 處 其坐標系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。其也可隨不同的應用采取相應的結 位 構形式。主要運用于立體庫類，如檔案自動存取、全自動銀行保管箱存取系統(tǒng) 置 等。 擺臂式搬運機器人 【 課 其坐標系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。 Z 軸主要是升降，也稱為主軸。 Y 堂 軸的移動主要通過外加滑軌， X 軸末端連接控制器，其繞 X 軸的轉動，實現(xiàn) 4 認 知 軸聯(lián)動。 廣泛應用于國內(nèi)外生產(chǎn)廠家，是關節(jié)式機器人的理想替代品，但其 】 負載程度相對于關節(jié)式機器人小。 X

7、 Z Z Y Y X 返回 側壁式搬運機器人 擺臂式搬運機器人 目錄 8/52 5.1 搬運機器人的分類及特點 關節(jié)式搬運機器人 所 處 關節(jié)式搬運機器人是當今工業(yè)產(chǎn)業(yè)中常見的機型之一，其擁有 56 個軸，行為 位 動作類似于人的手臂，具有結構緊湊、占地空間小、相對工作空間大、自由度高 置 等特點，適合于幾乎任何軌跡或角度的工作。 【 課 堂 認 知 】 關節(jié)式搬運機器人 龍門式、懸臂式、側壁式和擺臂式搬運機器人均在直角式坐標系下作業(yè)， 其適應范圍相對較窄、針對性較強，適合定制專用機來滿足特定需求。 直角式（桁架式）搬運機器人和關節(jié)式機器人在實際運用中都有如下特性 : 1 ）能夠實時調節(jié)動作節(jié)

8、拍、移動速率、末端執(zhí)行器動作狀態(tài)。 2 ）可更換不同末端執(zhí)行器以適應物料形狀的不同，方便、快捷。 返回 3 ）能夠與傳送帶、移動滑軌等輔助設備集成，實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。 目錄 4 ）占地面積相對小、動作空間大，減少廠源限制。 9/52 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 搬運機器人是一個完整系統(tǒng)。以關節(jié)式搬運機器人為例，其工作站主要有 操作 所 機、控制系統(tǒng)、搬運系統(tǒng)（氣體發(fā)生裝置、真空發(fā)生裝置和手爪等）和安全保護裝 處 置組成。 位 置 5 3 1 2 6 【 課 堂 認 知 4 】 1 機器人控制柜； 2 示教器； 3 氣體發(fā)生裝置； 4 真空發(fā)生裝置； 5 操作機； 6 端拾器（手爪） 搬運機器人

9、系統(tǒng)組成 返回 目錄 10/52 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 關節(jié)式搬運機器人常見的本體有 4-6 軸。 6 軸搬運機器人本體部分具有回轉、 所 抬臂、前伸、手腕旋轉、手腕彎曲和手腕扭轉 6 個獨立旋轉關節(jié)，多數(shù)情況下 5 軸 處 位 搬運機器人略去手腕旋轉這一關節(jié)， 4 軸搬運機器人則略去了手腕旋轉和手腕彎 置 曲這兩個關節(jié)運動。 【 課 堂 認 知 】 c) 六軸 a) 四軸 b) 五軸 返回 搬運機器人運動軸 目錄 11/52 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 常見的搬運機器人末端執(zhí)行器有 吸附式 、 夾鉗式 和 仿人式 等。 所 處 吸附式 吸附式末端執(zhí)行器依據(jù)吸力不同可分為 氣吸附 和

10、 磁吸附 。 位 置 1) 氣吸附 主要是利用吸盤內(nèi)壓力和大氣壓之間壓力差進行工作，依據(jù)壓 力差分為真空吸盤吸附、氣流負壓氣吸附、擠壓排氣負壓氣吸附等。 【 課 堂 通過連接真空發(fā)生裝置和氣 認 知 體發(fā)生裝置實現(xiàn)抓取和釋放 】 工件，工作時，真空發(fā)生裝置 將吸盤與工件之間的空氣吸走 使其達到真空狀態(tài)，此時，吸 盤內(nèi)的大氣壓小于吸盤外大氣 壓，工件在外部壓力的作用下 被抓取。 1 橡膠吸盤； 2 固定環(huán)； 3 墊片 4 支撐桿； 5 螺母； 6 基板 真空吸盤吸附 返回 目錄 12/52 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 1) 氣吸附 主要是利用吸盤內(nèi)壓力和大氣壓之間壓力差進行工作，依據(jù)壓 所 力

11、差分為真空吸盤吸附、氣流負壓氣吸附、擠壓排氣負壓氣吸附等。 處 位 置 【 課 堂 利用流體力學原理，通過 認 知 壓縮空氣（高壓）高速流 】 動帶走吸盤內(nèi)氣體（低壓） 使吸盤內(nèi)形成負壓，同樣 利用吸盤內(nèi)外壓力差完成 取件動作，切斷壓縮空氣 隨即消除吸盤內(nèi)負壓，完 成釋放工件動作。 1 橡膠吸盤； 2 心套； 3 透氣螺釘 4 支撐架； 5 噴嘴； 6 噴嘴套 氣流負壓氣吸附 返回 目錄 13/52 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 1) 氣吸附 主要是利用吸盤內(nèi)壓力和大氣壓之間壓力差進行工作，依據(jù)壓 所 力差分為真空吸盤吸附、氣流負壓氣吸附、擠壓排氣負壓氣吸附等。 處 位 置 【 課 堂 認 利

12、用吸盤變形和拉 知 桿移動改變吸盤內(nèi) 】 外部壓力完成工件 吸取和釋放動作。 1 橡膠吸盤； 2 彈簧； 3 拉桿 擠壓排氣負壓氣吸附 返回 目錄 14/52 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 2) 磁吸附 利用磁力進行吸取工件， 常見的磁力吸盤分為 永磁吸盤、電磁吸 所 處 盤、電永磁吸盤 等。 位 置 利用磁力線通路的連續(xù)性及 【 磁場疊加性而工作，永磁吸 課 堂 盤的磁路為多個磁系，通過 認 磁系之間的相互運動來控制 知 】 工作磁極面上的磁場強度的 強弱進而實現(xiàn)工件的吸附和 釋放動作。 1 非導磁體； 2 永磁鐵； 3 磁軛； 4 工件 永磁吸附 返回 目錄 15/52 5.2 搬運機器人

13、的系統(tǒng)組成 所 夾鉗式 通過手爪的開啟閉合實現(xiàn)對工件的夾取，由手爪、驅動機構、傳動 處 機構、連接和支承元件組成。多用于負載重、高溫、表面質量不高等吸附式無 位 置 法進行工作的場合。常見手爪前端形狀分 V 型爪、平面型爪、尖型爪 等。 1) V 型爪 常用于圓柱形工件，其加持穩(wěn)固可靠，誤差相對較小。 【 2) 平面型爪 多數(shù)用于加持方形工件（至少有兩個平行面如方形包裝盒等），厚 課 堂 板形或者短小棒料。 認 知 3) 尖型爪 常用于加持復雜場合小型工件，避免與周圍障礙物相碰撞，也可加 】 持 熾熱工件，避免搬運機器人本體受到熱損傷。 V 型爪 平面型爪 尖型爪 返回 目錄 16/52 5.

14、2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 2) 磁吸附 利用磁力進行吸取工件， 常見的磁力吸盤分為 永磁吸盤、電磁吸 所 處 盤、電永磁吸盤 等。 位 1 置 - + 2 【 課 堂 認 利用內(nèi)部激磁線圈通 知 直流電后產(chǎn)生磁力， 】 而吸附導磁性工件。 3 1 直流電源； 2 激磁線圈； 3 工件 電磁吸附 電永磁吸附 是利用永磁磁鐵產(chǎn)生磁力，利用激磁線圈對吸力大小進行 控制，起到“開、關”作用。 磁吸附只能吸附對磁產(chǎn)生感應物體起作用，故對于要求不能有剩磁的工 件無法使用，且磁力受高溫影響較大，故在高溫下工作亦不能選擇磁吸附， 返回 所以在使用過程中有一定局限性。常適合要求抓取精度不高且在常溫下工作 目錄

15、的工件。 17/52 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 根據(jù)被抓取工件形狀、大小及抓取部位的不同，爪面形式常有平滑爪面、齒 所 處 形爪面和柔性爪面。 位 置 指爪面光滑平整，多數(shù)用來加持已加工好的工件表面，保證加工 平滑爪面 【 課 表面無損傷。 堂 認 知 】 指爪面刻有齒紋，主要目的是增加與加持工件的摩擦力，確保加持 齒形爪面 穩(wěn)固可靠，常用于加持表面粗糙毛坯或半成品工件。 內(nèi)鑲有橡膠、泡沫、石棉等物質，起到增加摩擦、保護已加工工件 表面、隔熱等作用。多用于加持已加工工件、熾熱工件、脆性或薄 柔性爪面 壁工件等。 返回 目錄 18/52 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 仿人式 仿人式末端執(zhí)行器

16、是針對特殊外形工件進行抓取的一類手爪，其主 所 要包括 柔性手 和 多指靈巧手 。 處 位 置 1) 柔性手 柔性手的抓取是多關節(jié)柔性手腕，每個手指有多個關節(jié)鏈組成，有 摩擦輪和牽引絲組成，工作時通過一根牽引線收緊另一根牽引線放松實現(xiàn)抓取， 其抓取不規(guī)則、圓形等輕便工件。 【 課 2) 多指靈巧手 多指靈巧手包括多根手指，每根手指都包含 3 個回轉自由度且 堂 為獨立控制，實現(xiàn)精確操作，廣泛應用于核工業(yè)、航天工業(yè)等高精度作業(yè)。 認 知 】 柔性手 靈巧手 返回 目錄 19/52 5.2 搬運機器人的系統(tǒng)組成 搬運機器人夾鉗式、仿人式手爪需要連接相應外部信號控制裝置及傳感系統(tǒng)， 所 處 以控制搬

17、運機器人手爪實時的動作狀態(tài)及力的大小，其手爪驅動方式多為 氣動、電 位 動和液壓驅動，對于輕型和中型的零件采用氣動的手爪，對于重型的零件采用液壓 置 手爪，對于精度要求高或復雜的場合采用伺候的手爪。 依據(jù)手爪開啟閉合狀態(tài)的傳動裝置可分為 回轉型 和 移動型。 【 課 堂 傳動裝置 認 知 】 夾鉗式手爪常用形式，是通過斜楔、滑槽、連桿、齒輪 回轉型 螺桿或蝸輪蝸桿等機構組合形成，可適時改變傳動比以 實現(xiàn)對夾持工件不同力的需求。 手爪做平面移動或者直線往復移動來實現(xiàn)開啟閉合，多 移動型 用于夾持具有平行面的工件，設計結構相對復雜，應用 不如回轉型手爪廣泛。 搬運機器人主要包括機器人和搬運系統(tǒng)組成

18、。機器人由搬運機器人本體及完 成搬運路線控制的控制柜組成。而搬運系統(tǒng)中末端執(zhí)行器主要有吸附式、夾鉗式 返回 目錄 和仿人式等形式。 20/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 搬運機器人主要適應對象為大批量、重復性強或是工件重量較大以及工作環(huán)境 所 處 具有高溫、粉塵等條件惡劣情況。 位 特點： 定位精確、生產(chǎn)質量穩(wěn)定、工作節(jié)拍可調、運行平穩(wěn)可靠、維修方便。 置 TCP 點確定： 末端執(zhí)行器不同而設置在不同位置，就吸附式而言其 TCP 一般設在法蘭中心 【 課 線與吸盤平面交點處；夾鉗式其 TCP 一般設在法蘭中心線與手爪前端面交點處。 堂 認 知 】 返回 吸盤式吸盤式 TCP 生產(chǎn)再現(xiàn) 目錄

19、 21/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 TCP 點確定： 所 處 末端執(zhí)行器不同而設置在不同位置，就吸附式而言其 TCP 一般設在法蘭中心線 位 與吸盤平面交點處；夾鉗式其 TCP 一般設在法蘭中心線與手爪前端面交點處。 置 【 課 堂 認 知 】 夾鉗式夾鉗式 TCP 生產(chǎn)再現(xiàn) 返回 目錄 22/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.1 冷加工搬運作業(yè) 所 處 以機加工件搬運為例，選擇龍門式（ 5 軸），末端執(zhí)行器為氣吸附，采用在線 位 示教方式為機器人輸入搬運作業(yè)程序。 置 【 課 堂 認 知 】 2 1 13 6 12 7 3 8 11 5 9 4 10 返回 搬運運動軌跡圖例

20、 目錄 23/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.1 冷加工搬運作業(yè) 所 處 程序點說明 位 置 程序點 說明 吸盤動作 程序點 說明 吸盤動作 【 程序點 1 程序點 8 機器人原點 搬運中間點 吸取 課 堂 認 程序點 2 程序點 9 移動中間點 搬運中間點 吸取 知 】 程序點 3 程序點 10 搬運臨近點 搬運作業(yè)點 放置 程序點 4 程序點 11 搬運作業(yè)點 吸取 搬運規(guī)避點 程序點 5 程序點 12 搬運中間點 吸取 移動中間點 程序點 6 程序點 13 搬運中間點 吸取 機器人原點 程序點 7 搬運中間點 吸取 返回 目錄 24/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3

21、.1 冷加工搬運作業(yè) 所 處 位 置 登陸程序點登陸程序點 8 登陸程序點登陸程序點 9 示教前的準備 【 課 登陸程序點登陸程序點 7 新建一個程序 登陸程序點登陸程序點 10 堂 認 知 】 再現(xiàn)搬運 登錄程序點登錄程序點 1 登陸程序點登陸程序點 6 登陸程序點登陸程序點 11 登陸程序點登陸程序點 12 運行確認（跟蹤） 登錄程序點登錄程序點 2 登錄程序點登錄程序點 5 登陸程序點登陸程序點 13 設定搬運條件 登錄程序點登錄程序點 3 登錄程序點登錄程序點 4 返回 目錄 冷加工搬運機器人作業(yè)示教流程 25/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.1 冷加工搬運作業(yè) 所 處 位

22、 ( 1) 示教前的準備 置 1) 確認自己和機器人之間保持安全距離。 2) 機器人原點確認。 【 課 堂 (2) 新建作業(yè)程序 認 知 點按示教器的相關菜單或按鈕，新建一個作業(yè)程序，如“ Handle_cold” 。 】 (3) 程序點的登錄 示教模式下，手動操作移動龍門搬運機器人軌跡設定程序點 1 至程序點 13 ，程 序點 1 和程序點 13 需設置在同一點，可方便編寫程序，此外程序點 1 至程序點 13 需處 于與工件、夾具互不干涉位置。 返回 目錄 26/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.1 冷加工搬運作業(yè) 所 冷加工搬運作業(yè)示教 處 位 置 程序點 示教方法 按第 3 章

23、手動操作機器人要領移動機器人到搬運原點。 程序點 1 插補方式選擇“ PTP ”。 【 （機器人原點） 確認并保存程序點 1 為搬運機器人原點。 課 堂 手動操作搬運機器人到移動中間點，并調整吸盤姿態(tài)。 認 程序點 2 知 插補方式選擇“ PTP ”。 】 （移動中間點） 確認并保存程序點 2 為搬運機器人作業(yè)移動中間點。 手動操作搬運機器人到搬運作業(yè)臨近點，并調整吸盤姿態(tài)。 程序點 3 插補方式選擇“ PTP ”。 ( 搬運臨近點 ) 確認并保存程序點 3 為搬運機器人作業(yè)臨近點。 手動操作搬運機器人移動到搬運起始點且保持吸盤位姿不變。 插補方式選擇“直線插補”。 程序點 4 再次確認程序點

24、，保證其為作業(yè)起始點。 （搬運作業(yè)點） 若有需要可直接輸入搬運作業(yè)命令。 返回 目錄 27/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.1 冷加工搬運作業(yè) 所 處 冷加工搬運作業(yè)示教 位 置 程序點 示教方法 手動操作搬運機器人到搬運中間點，并適度調整吸盤姿態(tài)。 程序點 5 【 插補方式選擇“直線插補”。 課 （搬運中間點） 堂 確認并保存程序點 5 為搬運機器人作業(yè)中間點。 認 知 手動操作搬運機器人到搬運中間點，并適度調整吸盤姿態(tài)。 】 程序點 6-9 插補方式選擇“ PTP ”。 （搬運中間點） 確認并保存程序點 6-9 為搬運機器人作業(yè)中間點。 手動操作搬運機器人移動到搬運終止點且調整

25、吸盤位姿以適合安放 工件。 程序點 10 插補方式選擇“直線插補”。 （搬運作業(yè)點） 再次確認程序點，保證其為作業(yè)終止點。 若有需要可直接輸入搬運作業(yè)命令。 返回 目錄 28/47 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.1 冷加工搬運作業(yè) 所 處 位 置 冷加工搬運作業(yè)示教 程序點 示教方法 【 課 手動操作搬運機器人到搬運作業(yè)規(guī)避點。 堂 程序點 11 認 插補方式選擇“直線插補”。 知 ( 搬運規(guī)避點 ) 】 確認并保存程序點 11 為搬運機器人作業(yè)規(guī)避點。 手動操作搬運機器人到移動中間點，并調整吸盤姿態(tài)。 程序點 12 插補方式選擇“ PTP ”。 （移動中間點） 確認并保存程序點 12

26、 為搬運機器人作業(yè)移動中間點。 手動操作搬運機器人到機器人原點。 程序點 13 插補方式選擇“ PTP ”。 ( 機器人原點 ) 確認并保存程序點 13 為搬運機器人原點。 返回 目錄 29/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.1 冷加工搬運作業(yè) 所 處 位 (4) 設定作業(yè)條件 置 1 ）在作業(yè)開始命令中設定搬運開始規(guī)范及搬運開始動作次序。 2 ）在搬運結束命令中設定搬運結束規(guī)范及搬運結束動作次序。 【 3 ）手動調節(jié)相應大小的負壓。依據(jù)實際情況，在編輯模式下合理選擇配置 課 搬運工藝參數(shù)。 堂 認 知 (5) 檢查試運行 】 1 ）打開要測試的程序文件。 2 ）移動光標到程序開頭位

27、置。 3 ）按住示教器上的有關【跟蹤功能鍵】，實現(xiàn)搬運機器人單步或連續(xù)運轉。 (6) 再現(xiàn)搬運 1 ）打開要再現(xiàn)的作業(yè)程序，并將光標移動到程序的開始位置，將示教器上 的【模式開關】設定到“再現(xiàn) / 自動”狀態(tài)。 2 ）按示教器上【伺服 ON 按鈕】，接通伺服電源。 3 ） 按【啟動按鈕】，搬運機器人開始運行。 返回 目錄 30/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.2 熱加工搬運作業(yè) 所 處 位 模鍛工件搬運為例，選擇關節(jié)式（ 6 軸），末端執(zhí)行器為夾鉗式，采用在線示教 置 方式為機器人輸入搬運作業(yè)程序，此程序由編號 1 至 10 的 10 個程序點組成。 鍛壓機 【 課 堂 認 知 】

28、 程序點 10 程序點 9 程序點 1 輥鍛機 程序點 5 程序點 6 程序點 4 程序點 2 程序點 7 程序點 3 程序點 8 傳送帶 返回 熱加工搬運機器人軌跡圖例 目錄 31/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.2 熱加工搬運作業(yè) 所 處 位 程序點說明 置 登陸程序點登陸程序點 8 登陸程序點登陸程序點 9 示教前的準備 【 課 堂 登陸程序點登陸程序點 7 新建一個程序 登陸程序點登陸程序點 10 認 知 】 設定搬運條件 登錄程序點登錄程序點 1 登陸程序點登陸程序點 6 運行確認（跟蹤） 登錄程序點登錄程序點 2 登錄程序點登錄程序點 5 再現(xiàn)搬運 登錄程序點登錄程序點

29、 3 登錄程序點登錄程序點 4 作業(yè)示教流程 返回 目錄 32/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 5.3.2 熱加工搬運作業(yè) 所 處 位 (1) 示教前的準備 置 1 ）確認自己和機器人之間保持安全距離。 2 ）機器人原點確認。通過機器人機械臂各關節(jié)處的標記或調用原點程序復位機器人。 【 課 堂 (2) 新建作業(yè)程序 認 知 點按示教器的相關菜單或按鈕，新建一個作業(yè)程序，如“ Handle_hot ”。 】 (3) 程序點的登錄 示教模式下，手動操作移動搬運機器人軌跡設定程序點 1 至程序點 10 ，程序點 1 和程序點 10 需設置在同一點，可方便編寫程序，此外程序點 1 至程序點 10

30、需處于與工 件、夾具互不干涉位置。 返回 目錄 33/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 所 熱加工搬運作業(yè)示教 處 位 示教方法 置 程序點 按第 3 章手動操作機器人要領移動機器人到搬運原點。 程序點 1 插補方式選擇“ PTP ”。 （機器人原點） 確認并保存程序點 1 為搬運機器人原點。 【 課 堂 手動操作搬運機器人到搬運作業(yè)臨近點，并調整夾鉗姿態(tài)。 程序點 2 認 插補方式選擇“ PTP ”。 知 ( 搬運臨近點 ) 確認并保存程序點 2 為搬運機器人作業(yè)臨近點。 】 手動操作搬運機器人移動到搬運起始點且保持夾鉗位姿不變。 插補方式選擇“直線插補”。 程序點 3 再次確認程序點，保

31、證其為作業(yè)起始點。 （搬運作業(yè)點） 若有需要可直接輸入搬運作業(yè)命令。 手動操作搬運機器人到搬運中間點，并適度調整夾鉗姿態(tài)。 程序點 4 插補方式選擇“直線插補”。 （搬運中間點） 確認并保存程序點 4 為搬運機器人作業(yè)中間點。 手動操作搬運機器人到搬運中間點，并適度調整夾鉗姿態(tài)。 程序點 5-6 插補方式選擇“ PTP ”。 （搬運中間點） 確認并保存程序點 5-6 為搬運機器人作業(yè)中間點。 返回 目錄 34/52 5.3 搬運機器人的作業(yè)示教 所 熱加工搬運作業(yè)示教 處 位 示教方法 程序點 置 手動操作搬運機器人到搬運中間點，并適度調整夾鉗姿態(tài)。 程序點 7 插補方式選擇“直線插補”。 （

32、搬運中間點） 確認并保存程序點 7 為搬運機器人作業(yè)中間點。 【 課 堂 手動操作搬運機器人移動到搬運終止點且調整夾鉗位姿以適合安放工件。 認 插補方式選擇“直線插補”。 程序點 8 知 再次確認程序點，保證其為作業(yè)終止點。 （搬運作業(yè)點） 】 若有需要可直接輸入搬運作業(yè)命令。 手動操作搬運機器人到搬運作業(yè)規(guī)避點。 程序點 9 插補方式選擇“直線插補”。 ( 搬運規(guī)避點 ) 確認并保存程序點 9 為搬運機器人作業(yè)規(guī)避點。 手動操作搬運機器人到機器人原點。 程序點 10 插補方式選擇“ PTP ”。 ( 機器人原點 ) 確認并保存程序點 10 為搬運機器人原點。 返回 目錄 35/52 5.4

33、搬運機器人的周邊設備與工位布局 5.4.1 周邊設備 所 處 常見的搬運機器人輔助裝置有增加移動范圍的 滑移平臺、 合適的 搬運系統(tǒng)裝 位 置 和 安全保護裝置 等。 置 1) 滑移平臺 增加滑移平臺是搬運機器人增加自由度最常用的方法，可安裝在 地面上或龍門框架上。 【 課 堂 認 知 】 地面安裝 龍門架安裝 滑移平臺安裝方式 2) 搬運系統(tǒng) 主要包括 真空發(fā)生裝置、氣體發(fā)生裝置、液壓發(fā)生裝置 等，此部 分裝置均為標準件，企業(yè)常用空氣控壓站對整個車間提供壓縮空氣和抽真空。 返回 目錄 36/52 5.4 搬運機器人的周邊設備與工位布局 5.4.2 工位布局 所 處 常見搬運機器人工作站可采用

34、 L 型、環(huán)狀、“品”字、“一”字 等布局。 位 置 L 型布局 將搬運機器人安裝在龍門架上，使其行走在機床上方，大限度節(jié)約 地面資源。 【 課 堂 認 知 】 L 型布局 返回 目錄 37/52 5.4 搬運機器人的周邊設備與工位布局 5.4.2 工位布局 所 處 常見搬運機器人工作站可采用 L 型、環(huán)狀、“品”字、“一”字 等布局。 位 置 環(huán)狀布局 又稱“島式加工單元”，以關節(jié)式搬運機器人為中心，機床圍繞其 周圍形成環(huán)狀，進行工件搬運加工，可提高生產(chǎn)、節(jié)約空間，適合小空間廠房 【 作業(yè)。 課 堂 認 知 】 返回 環(huán)狀布局 目錄 38/52 5.4 搬運機器人的周邊設備與工位布局 5.4

35、.2 工位布局 所 處 位 常見搬運機器人工作站可采用 L 型、環(huán)狀、“品”字、“一”字 等布局。 置 “一”字布局 直角桁架機器人通常要求設備成一字排列，對廠房高度、長 度具有一定要求，工作運動方式為直線編程，很難能滿足對放置位置、相位 【 課 等有特別要求工件的上下料作業(yè)需要。 堂 認 知 】 “一”字排列布局 返回 目錄 39/52 搬運機器人技術的新發(fā)展 1 機器人系統(tǒng) 所 處 操作機 日本 FANUC 公司推出的 FANUC R-2000iB ，有緊湊的手腕結構、狹小 位 置 的后部干涉區(qū)域、可高密度布置機構等特點；瑞士 ABB 公司推出的 IRB 6660- 100/3.3 ，解決

36、坯件大、重、距離長等壓機上下料的難題，縮短生產(chǎn)節(jié)拍，是處 理大坯件最快速的壓機上下料機器人。 【 擴 展 與 提 高 】 FANUC R-2000iB ABB IRB 6660-100/3.3 返回 目錄 40/52 搬運機器人技術的新發(fā)展 1 機器人系統(tǒng) 所 處 控制器 實現(xiàn)同時對幾臺機器人和幾個外部軸的協(xié)同控制，如 FANUC 推出的機 位 器人控制柜 R-30iA ，可實現(xiàn)散堆工件搬運，大幅度提高 CPU 的處理能力，增加最 置 新軟件功能，實現(xiàn)機器人的智能化與網(wǎng)絡化，有高速動作性能、內(nèi)置視覺功能、 散堆工件取出功能、故障診斷功能優(yōu)點。 【 擴 展 與 提 高 】 散堆工件的拾取與搬運

37、返回 目錄 41/52 搬運機器人技術的新發(fā)展 1 機器人系統(tǒng) 所 示教器 COMAU 公司的無線示教器 WiTP 與機器人控制單元之間的連接 “配 處 位 對解配對”安全連接程序，多個控制器可由一個示教器控制。它可與其他 Wi- 置 Fi 資源實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送與接收，有效范圍達 100m ，且各系統(tǒng)間無干擾。 2 傳感技術 【 傳感技術運用到搬運機器人中，拓寬了搬運機器人的應用范圍，提高了生產(chǎn)效 擴 率，保證了產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性和可追溯性。 展 與 提 高 】 3 維廣域傳感器 示教器 相機套件 立體傳感器 機器人控制器 COMAU 無線示教器無線示教器 WiTP 搬運機器人視覺傳感系統(tǒng) 返回 目

38、錄 42/52 搬運機器人技術的新發(fā)展 2 傳感技術 所 處 搬運機器人傳感系統(tǒng)的流程是：視覺系統(tǒng)采集被測目標的相關數(shù)據(jù)，控制柜內(nèi) 位 置相應系統(tǒng)進行圖象處理和數(shù)據(jù)分析，轉換成相應數(shù)據(jù)量，傳給搬運機器人，機器 置 人以接收到的數(shù)據(jù)為依據(jù)，進行相應作業(yè)。 【 擴 展 與 提 高 】 返回 小型工件散堆拾取 目錄 43/52 搬運機器人技術的新發(fā)展 3 AGV 搬運車 所 AGV 搬運車是一種無人搬運車 (Automated Guided Vehicle) ，指裝備有電磁或光 處 位 學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能 置 的運輸車。通常 AGV 搬運車可分為

39、 列車型、平板車型、帶移載裝置型、貨叉型 及 帶 升降工作臺型。 【 擴 展 列車型 最早開發(fā)的產(chǎn) 與 提 品，由牽引車和拖車組 高 成，一輛牽引車可若干 】 節(jié)拖車，適合成批量小 件物品長距離運輸，在 倉庫離生產(chǎn)車間較遠時 運用廣泛。 列車型列車型 AGV 返回 目錄 44/52 搬運機器人技術的新發(fā)展 3 AGV 搬運車 所 AGV 搬運車是一種無人搬運車 (Automated Guided Vehicle) ，指裝備有電磁或光 處 位 學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能 置 的運輸車。通常 AGV 搬運車可分為 列車型、平板車型、帶移載裝置型、貨叉型

40、 及 帶 升降工作臺型。 【 擴 展 平板車型 多需要人工 與 提 卸載，載重量 500Kg 以 高 下的輕型車主要用于小 】 件物品搬運，適用于電 子行業(yè)、家電行業(yè)、食 品行業(yè)等場所。 平板型平板型 AGV 返回 目錄 45/52 搬運機器人技術的新發(fā)展 3 AGV 搬運車 所 AGV 搬運車是一種無人搬運車 (Automated Guided Vehicle) ，指裝備有電磁或光 處 位 學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能 置 的運輸車。通常 AGV 搬運車可分為 列車型、平板車型、帶移載裝置型、貨叉型 及 帶 升降工作臺型。 【 擴 展 帶移載裝置型

41、 帶移載 與 裝置型 AGV 車裝有輸送 提 高 帶或輥子輸送機等類型 】 移載裝置，通常和地面 板式輸送機或輥子機配 合使用，以實現(xiàn)無人化 自動搬運作業(yè)。 帶移栽裝置型帶移栽裝置型 AGV 返回 目錄 46/52 搬運機器人技術的新發(fā)展 3 AGV 搬運車 所 AGV 搬運車是一種無人搬運車 (Automated Guided Vehicle) ，指裝備有電磁或光 處 位 學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能 置 的運輸車。通常 AGV 搬運車可分為 列車型、平板車型、帶移載裝置型、貨叉型 及 帶 升降工作臺型。 【 擴 展 與 提 貨叉型 貨叉型 AGV 類 高 似于人工駕駛的叉車起 】 重機，本身具有自動裝 卸載能力，主要用于物 料自動搬運作業(yè)以及在 組裝線上做組裝移動工 作臺使用。 貨叉型貨叉型 AGV 返回 目錄 47/52 搬運機器人技術的新發(fā)展 3 AGV 搬運車 所 AGV 搬運車是一種無人搬運車 (Automated Guided Vehicle) ，指裝備有電磁或光 處 位 學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能 置 的運輸車。通常 AGV