機(jī)器人焊接課件：探尋工業(yè)機(jī)器人的廬山真面目

機(jī)器人焊接探尋工業(yè)機(jī)器人的廬山真面目項(xiàng)目任務(wù)1.1.2

工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)1.2.1

工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成1.2.2

工業(yè)機(jī)器人的分類及應(yīng)用1.1.1工業(yè)機(jī)器人的概述

探尋工業(yè)機(jī)器人的廬山真面目學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)導(dǎo)圖任務(wù)提出知識(shí)準(zhǔn)備燈塔傳承任務(wù)1.1走進(jìn)工業(yè)機(jī)器人任務(wù)1.2認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)知識(shí)測(cè)評(píng)擴(kuò)展閱讀學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠描述工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)涵及特征。能夠闡明發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的緣由。能夠辨識(shí)工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成部分。知識(shí)學(xué)習(xí)返回目錄素養(yǎng)提升通過工業(yè)機(jī)器人先進(jìn)制造裝備和技術(shù)認(rèn)知學(xué)習(xí)，了解該領(lǐng)域的“卡脖子”技術(shù)，提升學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力。通過拓展閱讀，對(duì)FANUC工業(yè)機(jī)器人形成初步認(rèn)識(shí)。1/41擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄知識(shí)地圖2/41擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)燈塔傳承3/41機(jī)器人專家、戰(zhàn)略科學(xué)家、中國(guó)工程院首批院士、生前系中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所所長(zhǎng)、研究員、博士生導(dǎo)師。1996年獲中國(guó)工程院首屆工程科技獎(jiǎng)，先后獲得全國(guó)科學(xué)大會(huì)成果獎(jiǎng)、中國(guó)科學(xué)院重大成果獎(jiǎng)、中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等榮譽(yù)，并參加了國(guó)家高科技研究發(fā)展計(jì)劃的制訂。國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃自動(dòng)化領(lǐng)域首席科學(xué)家。牽頭創(chuàng)建了國(guó)家機(jī)器人技術(shù)研究開發(fā)工程中心和中科院機(jī)器人學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室、建立了機(jī)器人學(xué)研究及機(jī)器人技術(shù)工程化基地，被譽(yù)為中國(guó)機(jī)器人事業(yè)的奠定人、開拓者。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)蔣新松返回目錄1.1走進(jìn)工業(yè)機(jī)器人4/41自工業(yè)革命以來，人力勞動(dòng)已逐漸被機(jī)械所取代，而這種變革為人類社會(huì)創(chuàng)造出巨大的財(cái)富，極大地推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)是人類在利用機(jī)械進(jìn)行社會(huì)生產(chǎn)史上的一個(gè)里程碑。全球諸多國(guó)家半個(gè)多世紀(jì)的機(jī)器人使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、提高生產(chǎn)率、推動(dòng)企業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。本項(xiàng)目參照1+X“焊接機(jī)器人編程與維護(hù)”國(guó)家職業(yè)技能等級(jí)要求，通過介紹工業(yè)機(jī)器人及其系統(tǒng)組成，使學(xué)生熟知工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和常用術(shù)語，掌握工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的核心要素和典型應(yīng)用。本項(xiàng)目共設(shè)計(jì)兩項(xiàng)任務(wù)：一是工業(yè)機(jī)器人的認(rèn)知；二是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的認(rèn)知。任務(wù)提出擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述5/411、什么是工業(yè)機(jī)器人（1）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)將工業(yè)機(jī)器人定義為“一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。（2）GB/T12643--2013《機(jī)器人與機(jī)器人裝備詞匯》將工業(yè)機(jī)器人定義為“一種自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程、多用途的操作機(jī)，可對(duì)三個(gè)或三個(gè)以上軸進(jìn)行編程”。（3）美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)將工業(yè)機(jī)器人定義為“一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具和專用裝置的，用可重復(fù)編制的程序動(dòng)作來執(zhí)行各種任務(wù)的多功能操作機(jī)”。（4）日本科學(xué)家森政弘與合田周平提出，“工業(yè)機(jī)器人是一種具有移動(dòng)性、個(gè)體性、智能型、通用性、半機(jī)械半人性、自動(dòng)性、奴隸性等七個(gè)特征的柔性機(jī)器”。工業(yè)機(jī)器人除擁有“機(jī)械”和“人”的兩大屬性外，還具有三個(gè)基本特征:一是結(jié)構(gòu)化，二是通用性，三是智能化。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述6/412、為什么發(fā)展工業(yè)機(jī)器人極端環(huán)境探索的需要社會(huì)老齡化加重人力成本提高主要原因發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的主要目的是在不違背“機(jī)器人三原則”的前提下，讓機(jī)器人協(xié)助或替代人類工作，把人類從勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣、危險(xiǎn)性高的工作中解放出來，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和柔性化。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述7/413、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展概況約瑟夫·恩格爾伯格研制出世界上首臺(tái)真正意義上的工業(yè)機(jī)器人Unimate1959喬治·恩格爾成功申請(qǐng)“通用機(jī)器人”專利1954卡雷爾·恰佩克首先提出“機(jī)器人”一詞并沿用至今1920世界首臺(tái)數(shù)字化可編程工業(yè)機(jī)器人Unimate擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述8/41(1)超級(jí)機(jī)器人重載型工業(yè)機(jī)器人世界上第一款六軸重載型機(jī)器人;額定負(fù)載1000kg;位姿重復(fù)性為±0.1mm;最大水平運(yùn)動(dòng)距離為3200mm;最大垂直運(yùn)動(dòng)距離為4200mm工作空間達(dá)79.8m3。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)在汽車工業(yè)、鑄造工業(yè)、玻璃工業(yè)以及建筑材料工業(yè)等領(lǐng)域，經(jīng)常會(huì)遇到諸如大型鑄件、混凝土預(yù)制件、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、大理石石塊等一些重型部件或組件的搬運(yùn)作業(yè)，這類負(fù)載大、精度高、速度快的機(jī)器人就是超級(jí)機(jī)器人。返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述9/41重載型工業(yè)機(jī)器人被稱為“黃色大力士”通過與FanuciRVision組合搭配，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)的高可靠性；額定負(fù)載為2300Kg；位姿重復(fù)性為±0.3mm；最大水平運(yùn)動(dòng)距離為3700mm；最大垂直運(yùn)動(dòng)距離為4600mm。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述10/41除重載型地面固定式機(jī)器人之外，還有重載型全向自主移動(dòng)式機(jī)器人，主要用來實(shí)現(xiàn)船舶、航空航天、風(fēng)力發(fā)電、軌道交通等領(lǐng)域大尺寸產(chǎn)品的多品種、小批量靈活型生產(chǎn)。重載型全面自主移動(dòng)機(jī)器人裝有各個(gè)筒型滾輪可以相互獨(dú)立移動(dòng)；在室內(nèi)也能沿任意方向靈活移動(dòng)；可以以毫米級(jí)精度運(yùn)送長(zhǎng)度約為35m、寬度約為10m、質(zhì)量為90000kg的巨型部件。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述11/41小型輕量級(jí)工業(yè)機(jī)器人小型輕量級(jí)工業(yè)機(jī)器人大幅度實(shí)現(xiàn)小型輕量化；動(dòng)作速度是原來的兩倍以上；將特定動(dòng)作節(jié)拍縮短25%；進(jìn)一步滿足了消費(fèi)類電子產(chǎn)品對(duì)柔性生產(chǎn)和靈活制造的要求。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述12/41在農(nóng)副食品加工業(yè)、食品制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、電氣機(jī)械和器材制造業(yè)以及3C制造業(yè)中，普遍存在著分揀、拾取、裝箱和裝配等大量的重復(fù)性工作，為此，生產(chǎn)出適合輕工業(yè)高速搬運(yùn)和裝配用并聯(lián)連桿機(jī)器人，可以被安裝在狹窄的空間并且可以被安裝在任意傾斜角度上。FANUC高速并聯(lián)連桿機(jī)器人擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述13/41(2)靈巧機(jī)器人Yaskawa公司在工業(yè)機(jī)器人“肘部”增加一個(gè)關(guān)節(jié)，再現(xiàn)人類肘部動(dòng)作的“獨(dú)臂”機(jī)器人產(chǎn)品；在此基礎(chǔ)上，又開發(fā)出模仿人類雙臂結(jié)構(gòu)的“雙臂協(xié)作”機(jī)器人。能夠?qū)崿F(xiàn)在較遠(yuǎn)工位間傳遞工件、快速翻轉(zhuǎn)、協(xié)同裝配和測(cè)試。可以靈活地完成較為復(fù)雜的單臂動(dòng)作和雙臂組合動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)單臂機(jī)器人難以完成的動(dòng)作及應(yīng)用。單臂七軸工業(yè)機(jī)器人雙臂七軸工業(yè)機(jī)器人擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.1工業(yè)機(jī)器人概述14/41在追求綠色、高效、安全和生產(chǎn)多樣化的今天，新一代協(xié)作（靈巧）機(jī)器人將能夠直接與人類員工并肩工作，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)協(xié)作。新一代人機(jī)協(xié)作機(jī)器人擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)15/411、工業(yè)機(jī)器人的常用術(shù)語⑴

操作機(jī)（Manipulator）⑵

末端執(zhí)行器（EndEffector）⑶

示教盒（TeachPendant，TP）⑷

工具中心點(diǎn)（ToolCenterPoint，TCP）⑸

位姿（Pose）⑹

自由度（DegreeofFreedom，DOF）⑺

工作空間（WorkingSpace）⑻

額定負(fù)載（RatedLoad）⑼

最大單軸（路徑）速度（MaximumIndividualAxis（Path）Velocity）⑽

位姿準(zhǔn)確度（PoseAccuracy）⑾

位姿重復(fù)性（PoseRepeatability）擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)16/412、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械構(gòu)形工業(yè)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)特征可通過合適的坐標(biāo)系加以描述，從全球機(jī)器人裝機(jī)數(shù)量來看，直角坐標(biāo)型機(jī)器人和關(guān)節(jié)型機(jī)器人應(yīng)用更為普遍。(1)直角坐標(biāo)型機(jī)器人它具有空間上相互獨(dú)立垂直的三個(gè)移動(dòng)軸，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿X軸、Y軸、Z軸三個(gè)方向調(diào)整手臂的空間位置（手臂升降和伸縮動(dòng)作），但無法變換手臂的空間姿態(tài)。機(jī)器人實(shí)物結(jié)構(gòu)示意擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)17/41(2)圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人它同樣具有空間上相互獨(dú)立垂直的三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，但其中的一個(gè)移動(dòng)軸（X軸）被更換成轉(zhuǎn)動(dòng)軸，能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿θ軸、r軸、Z軸三個(gè)方向調(diào)整手臂的空間位置（手臂轉(zhuǎn)動(dòng)、升降和伸縮動(dòng)作），但無法實(shí)現(xiàn)空間姿態(tài)的變換。此種類型的機(jī)器人一般被用于生產(chǎn)線尾的碼垛作業(yè)。結(jié)構(gòu)示意機(jī)器人實(shí)物擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)18/41(3)球坐標(biāo)型機(jī)器人又稱極坐標(biāo)機(jī)器人（PolarRobot），它具有空間上相互獨(dú)立垂直的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和一個(gè)移動(dòng)軸，不僅可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿θ軸、r軸兩個(gè)方向調(diào)整手臂的空間位置，而且能夠沿β軸變換手臂的空間姿態(tài)（手臂轉(zhuǎn)動(dòng)、俯仰和伸縮動(dòng)作）。此種類型的機(jī)器人一般被用于金屬鑄造中的搬運(yùn)作業(yè)。結(jié)構(gòu)示意機(jī)器人實(shí)物擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)19/41(4)關(guān)節(jié)型機(jī)器人在生產(chǎn)制造中焊接、涂裝、加工、裝配等制造工序的替代需要（腕部、手部）靈活性更高的機(jī)器人。關(guān)節(jié)型機(jī)器人具有高度的靈活性，可以同時(shí)控制多個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，使機(jī)器人的動(dòng)作更加流暢和協(xié)調(diào)。①平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人它具有軸線相互平行的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)圓柱關(guān)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)定位和定向。結(jié)構(gòu)示意機(jī)器人實(shí)物擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)20/41②垂直關(guān)節(jié)型機(jī)器人它能模擬人的手臂功能，一般由四個(gè)以上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸串聯(lián)而成，通過臂部（3～4轉(zhuǎn)動(dòng)軸）和腕部（1～3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸）的轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)，可以在三維空間內(nèi)自由變換姿態(tài)。機(jī)器人實(shí)物結(jié)構(gòu)示意擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.1.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)21/41③并聯(lián)式機(jī)器人并聯(lián)式機(jī)器人又稱Delta機(jī)器人、“拳頭”機(jī)器人或“蜘蛛手”機(jī)器人（ParallelRobot），它與串聯(lián)桿式機(jī)器人不同的是，并聯(lián)機(jī)器人本體由數(shù)條（一般2～4條）相同的運(yùn)動(dòng)支鏈將終端動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)（靜平臺(tái)）連接在一起，其任一支鏈的運(yùn)動(dòng)并不改變其他支鏈的坐標(biāo)原點(diǎn)。結(jié)構(gòu)示意機(jī)器人實(shí)物擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄擴(kuò)展閱讀22/41FANUC工業(yè)機(jī)器人FANUC（發(fā)那科）是業(yè)界公認(rèn)的工業(yè)機(jī)器人“四大家族”之一。自1974年，首臺(tái)FANUC機(jī)器人問世以來，F(xiàn)ANUC始終致力于機(jī)器人技術(shù)上的創(chuàng)新，是世界上首家使用機(jī)器人制造機(jī)器人的公司之一，也是世界上首家提供集成視覺系統(tǒng)的機(jī)器人企業(yè)。除高精密減速器外，高性能機(jī)器人專用伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、高速高性能控制器、視覺及力覺傳感器等工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件均為自主產(chǎn)品。FANUC工業(yè)機(jī)器人擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄1.2認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)23/41任務(wù)提出工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)是一個(gè)集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)中重要的自動(dòng)化裝備。它能夠自動(dòng)執(zhí)行工作，具有多個(gè)自由度，且具有與人手臂相似的動(dòng)作功能，用以抓取或搬運(yùn)物體（工件或工具）等多種用途。工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)是由工業(yè)機(jī)器人、末端執(zhí)行器和為使機(jī)器人完成其任務(wù)所需的一些工藝設(shè)備、周邊裝置、外部輔助軸或傳感器構(gòu)成的系統(tǒng)。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成24/411、工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人主要由機(jī)構(gòu)模塊（操作機(jī)）、控制模塊（控制器和示教盒）以及相應(yīng)的連接電纜構(gòu)成。工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)架構(gòu)擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成25/41（1）操作機(jī)操作機(jī)是機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的機(jī)械主體，主要由關(guān)節(jié)和連桿構(gòu)成。如右圖所示為六軸多關(guān)節(jié)型機(jī)器人操作機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。各構(gòu)件之間通過“關(guān)節(jié)”串聯(lián)起來，且每個(gè)關(guān)節(jié)均包含一根以上可獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)（或移動(dòng)）的運(yùn)動(dòng)軸。六軸多關(guān)節(jié)型機(jī)器人操作機(jī)的基本結(jié)構(gòu)擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成26/41（2）控制器控制器可看作工業(yè)機(jī)器人的“大腦”，是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人傳感、交互、控制、協(xié)作和決策等功能硬件以及若干應(yīng)用軟件的集合，是機(jī)器人“智力”的集中體現(xiàn)?？刂破鞯闹饕蝿?wù)是根據(jù)程序指令以及反饋信息支配機(jī)器人操作機(jī)完成規(guī)定的動(dòng)作和功能，并協(xié)調(diào)機(jī)器人與周邊輔助設(shè)備的通信。機(jī)器人控制器架構(gòu)示意擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成27/41工業(yè)機(jī)器人控制器的應(yīng)用軟件（以FANUC）機(jī)器人為例功能模塊應(yīng)用軟件控制RobotLink多機(jī)器人協(xié)調(diào)（同）運(yùn)動(dòng)控制CoordinatedMotionFunction外部附加軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制LineTracking移動(dòng)輸送線（帶）同步控制傳感iRCalibration視覺輔助單軸/全軸零點(diǎn)標(biāo)定和工具中心點(diǎn)（TCP）標(biāo)定iRVision2DVisionApplication工件位置和機(jī)器人抓取偏差2D視覺補(bǔ)償iRVision3DLaserVisionSensorApplication工件位置和機(jī)器人抓取偏差3D激光視覺補(bǔ)償擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成28/41（3）示教盒示教盒是與機(jī)器人控制器相連，用于機(jī)器人手動(dòng)操作、任務(wù)編程、診斷控制以及狀態(tài)確認(rèn)的手持式人機(jī)交互裝置。作為選配件，用戶可通過計(jì)算機(jī)或平板電腦替代示教盒進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和程序編輯等操作。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成29/412、末端執(zhí)行器末端執(zhí)行器是安裝在機(jī)器人手腕端部機(jī)械接口處直接執(zhí)行任務(wù)的裝置，它是機(jī)器人與作業(yè)對(duì)象、周邊環(huán)境交互的前端。末端執(zhí)行器分為工具型末端執(zhí)行器和夾持型末端執(zhí)行器兩種類型（1）工具型末端執(zhí)行器工具型末端端行器本身能進(jìn)行實(shí)際工作，由機(jī)器人手臂移動(dòng)或定位的末端執(zhí)行器。如弧焊焊槍、噴槍點(diǎn)、焊焊鉗、研磨頭、噴砂器等。機(jī)器人焊槍機(jī)器人噴槍擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成30/41（2）夾持型末端執(zhí)行器夾持型末端執(zhí)行器是一種夾持物體或物料的末端執(zhí)行器。按照夾持原理的。不同，可將夾持器分為抓握型夾持器和非抓握型夾持器兩種類型①抓握型夾持器夾持器類型驅(qū)動(dòng)方式應(yīng)用場(chǎng)合夾持器示例抓握型夾持器外抓握（外卡式）氣動(dòng)/電動(dòng)/液壓主要用于長(zhǎng)軸類工件的搬運(yùn)夾持器末端執(zhí)行器的類型及其用途內(nèi)抓握（內(nèi)脹式）內(nèi)抓握（內(nèi)脹式）主要用于以內(nèi)孔作為抓取部位的工件擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成31/41夾持器類型驅(qū)動(dòng)方式應(yīng)用場(chǎng)合夾持器示例②非抓握型夾持器非抓握型夾持器氣吸附磁吸附氣動(dòng)電動(dòng)主要用于表面堅(jiān)硬、光滑、平整的輕型工件主要用于對(duì)磁力產(chǎn)生感應(yīng)的工件粘接式托鏟式————主要用于平整、光滑或多孔物件的無痕夾持主要用于集成電路制造、半導(dǎo)體照明、平板顯示等行業(yè)夾持器末端執(zhí)行器的類型及其用途（續(xù)）擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成32/413、傳感器工業(yè)機(jī)器人傳感器可以分為兩類：一是內(nèi)部傳感器，指用于滿足機(jī)器人末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)要求和碰撞安全而安裝在操作機(jī)上的位置；二是外部傳感器，用于感知外部環(huán)境狀態(tài)所采用的傳感器。智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)配備2D廣角工業(yè)相機(jī)，能夠?qū)附悠脚_(tái)上的組件進(jìn)行全景拍照，識(shí)別組件類型和測(cè)量幾何尺寸，進(jìn)行目標(biāo)粗定位，以及規(guī)劃?rùn)C(jī)器人焊接初始路徑。2D廣角視覺全景拍照識(shí)別定位擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成33/41通過3D激光視覺精確糾偏焊縫位置，識(shí)別坡口類型，并自主規(guī)劃焊道排布、焊接路徑、焊炬/焊槍姿態(tài)和工藝參數(shù)，生成多層多道焊接任務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主焊接作業(yè)。3D激光視覺焊縫尋位跟蹤擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成34/414、周邊（工藝）設(shè)備工業(yè)機(jī)器人作為高效、柔性的先進(jìn)機(jī)電裝備，給它安裝什么樣的“手”（末端執(zhí)行器）、配置什么樣的周邊設(shè)備、設(shè)置什么樣的運(yùn)動(dòng)路徑，它就可以完成什么樣的任務(wù)。1—護(hù)欄2—焊件3—送絲機(jī)構(gòu)4—操作機(jī)

5—機(jī)器人焊槍6—焊接電源7—控制器8—焊接變位機(jī)9—安全光幕機(jī)器人焊接系統(tǒng)，就是集成了焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、機(jī)器人焊槍、焊接變位機(jī)、護(hù)欄及安全光幕等工藝設(shè)備和裝置，以及焊接工藝軟件包，適用于各類通用設(shè)備、專用設(shè)備和金屬船舶制造等自動(dòng)化焊接作業(yè)。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.2工業(yè)機(jī)器人的分類和應(yīng)用35/411、按技術(shù)等級(jí)分類計(jì)算智能機(jī)器人基本工作原理是“示教-再現(xiàn)”，由編程員事先對(duì)機(jī)器人進(jìn)行“調(diào)教”后由機(jī)器人重復(fù)所學(xué)動(dòng)作，常應(yīng)用于精度要求不告而場(chǎng)合。感知技能機(jī)器人配備若干傳感器，能夠獲取周邊環(huán)境和作業(yè)對(duì)象變化信息，基本實(shí)現(xiàn)人-機(jī)-物的閉環(huán)控制。認(rèn)知技能機(jī)器人能夠在復(fù)雜變化的外部環(huán)境和作業(yè)任務(wù)中，自主決定自身的行為，具有高度的適應(yīng)性和自治能力。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.2工業(yè)機(jī)器人的分類和應(yīng)用36/412、按應(yīng)用領(lǐng)域劃分用于輔助或取代搬運(yùn)裝卸工人完成取料、裝卸、傳遞、碼垛等任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人。搬運(yùn)機(jī)器人用于輔助或代替焊工完成弧焊、點(diǎn)焊、激光焊接、摩擦焊等所有金屬和非金屬材料連接任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人。焊接機(jī)器人用于噴漆、涂膠、封釉等作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。涂裝機(jī)器人擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄1.2.2工業(yè)機(jī)器人的分類和應(yīng)用37/41用于切割、銑削、磨削、拋光、去毛刺等作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。加工機(jī)器人用于輔助或替換人類完成零部件安裝、拆卸、裝配、修復(fù)等任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人。裝配機(jī)器人潔凈機(jī)器人是在潔凈室使用的，在電子器件制造、醫(yī)藥制造、食品制造等行業(yè)執(zhí)行搬運(yùn)等任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人。清潔機(jī)器人擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄擴(kuò)展閱讀38/40智能制造與工業(yè)機(jī)器人綜上，工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)加工中的應(yīng)用不僅可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率和改善產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以大幅提升工業(yè)制造水平。同時(shí)，隨著智能制造中小批量、多品種、個(gè)性化生產(chǎn)要求的增多，在應(yīng)對(duì)這種復(fù)雜的柔性化生產(chǎn)時(shí)，單機(jī)器人作業(yè)功能比較單一的問題日漸凸顯，生產(chǎn)需要更加自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。因此，機(jī)器智聯(lián)、多機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作技術(shù)及應(yīng)用成為必然。擴(kuò)展閱讀知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖知識(shí)測(cè)評(píng)返回目錄知識(shí)測(cè)評(píng)39/41一、填空題1.按照機(jī)器人“大腦”智能的發(fā)展階段，可將工業(yè)機(jī)器人劃分為三代，分別是________________機(jī)器人、_________機(jī)器人和_________機(jī)器人。2.__________是物體能夠?qū)ψ鴺?biāo)系進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，通常作為機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)，反映機(jī)器人動(dòng)作的靈活性。3.工業(yè)機(jī)器人主要由_________、_