工业机器人原理与应用.ppt

工业机器人原理与应用
报告人:庄鹏
2006年11月25日
主要内容
机器人的发展概况
机器人的定义
国际上的主要机器人生产厂家
机器人的应用领域
机器人的分类
机器人系统的基本结构
机器人的技术参数
机器人运动学
机器人动力学
机器人的控制
1920年,捷克剧作家卡里洛·奇别克在其科幻剧本《罗萨姆万能机器人制造公司》(Rossum’s Universal Robots)首次使用了ROBOT这个名词,意思是“人造的人”。现在已被人们作为机器人的专用名词。
“机器人”一词的由来
第一部分—机器人的发展概况
第一代机器人
19世纪50、60年代,随着机构理论和伺服理论的发展,机器人进入了实用阶段。1954年美国的G. C. Devol发表了“通用机器人”专利;1960年美国AMF公司生产了柱坐标型Versatran机器人,可进行点位和轨迹控制,这是世界上第一种应用于工业生产的机器人。

70年代,随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展,机器人也得到了迅速的发展。1974年Cincinnati Milacron公司成功开发了多关节机器人;1979年,Unimation公司又推出了PUMA机器人,它是一种多关节、全电机驱动、多CPU二级控制的机器人,采用VAL专用语言,可配视觉、触觉、力觉传感器,在当时是技术最先进的工业机器人。现在的工业机器人在结构上大体都以此为基础。这一时期的机器人属于“示教再现”(Teach-in / Playback)型机器人,只具有记忆、存储能力,按相应程序重复作业,对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。
机器人的发展概况
第二代机器人
进入80年代,随着传感技术,包括视觉传感器、非视觉传感器(力觉、触觉、接近觉等)以及信息处理技术的发展,出现了第二代机器人——有感觉的机器人。它能够获得作业环境和作业对象的部分相关信息,进行一定的实时处理,引导机器人进行作业。第二代机器人已进入了使用化,在工业生产中得到了广泛应用。
机器人的发展概况
第三代机器人
目前正在研究的“智能机器人”,它不仅具有比第二代机器人更加完善的环境感知能力,而且还具有逻辑思维、判断和决策能力,可根据作业要求与环境信息自主地进行工作。
美国机器人协会(RIA):机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置,通过程序动作来执行各种任务,并具有编程能力的多功能操作机。可见,这里的机器人是指工业机器人。
日本工业机器人协会(JIRA):工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行装置的、能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。
国际标准化组织(ISO):机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机,这种操作机具有几个轴,能够借助可编程操作来处理各类材料、零件、工具和专用装置,以执行各种任务。
第二部分—机器人的定义
机器人集中了机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制原理以及人工智能等多学科的最新研究成果,代表了机电一体化的最高成就,是当代科学技术发展最活跃的领域之一。工程技术人员了解和学****机器人学具有重要的意义。
第三部分—国际上的主要机器人生产厂家
Motoman UP500
有效载荷500kg,最大可达长度2542mm,6轴驱动,高可靠性52000小时MTBF,重复定位精度± mm
ABB IRB 340
专为快速的拾取和放置动作而设计,适用于包装工业中快速而准确地移动物体
国际上的主要机器人生产厂家
多功能,6轴驱动,可应用于焊接、等离子切割、物料输送,64位的CPU,结构紧凑,工作范围广。
Panasonic VR-006ALII
Fanuc ArcMate 50iB
6轴驱动,安装灵活方便,与主要品牌的焊接设备兼容,先进的运动控制减少了机械磨损。
国际上的主要机器人生产厂家
Nachi SH133
高速,重量1260kg,最大载荷133kg,最大可达长度2654mm,6轴驱动,适用于拾取和放置操作。
PI M-840 HexaLight
6轴驱动,低惯量,动态特性好,刚度高,无位置累计误差,高重复定位精度和可靠性。
第四部分—机器人的应用领域
弧焊机器人
激光焊机器人
电阻焊机器人
自动化焊接机器人
点焊机器人
等离子切割机器人