工业机器人技术及应用第9章

工业机器人技术及应用—装配机器人及其操作应用讲授：王兴章节目录9.1装配机器人的分类及特点9.2装配机器人的系统组成9.3装配机器人的作业示教9.3.1螺栓紧固作业9.3.2鼠标装配作业思考练习学习目标导入案例扩展与提高本章小结课堂认知9.4装配机器人的周边设备….9.4.1周边设备9.4.2工位布局返回目录1/40课前回顾所处位置————如何进行涂装机器人的简单作业编程？简述涂装机器人周边设备有哪些？【课前回顾】返回目录2/40学习目标所处位置————了解装配机器人的分类及能够识别装配机器人工作特点。【站基本构成。学掌握装配机器人的系统组习能够进行装配机器人的简目成及其功能。单作业示教。标】熟悉装配机器人作业编程的基本流程。熟悉装配机器人典型周边设备与布局返回目录3/40导入案例机器人助力手表机芯生产线，实现装配自动化所处位置————【导入案例】目前，国内某公司正式采用70多台平面关节型装配机器人完成整个机芯的组装，手表部件很轻，通过合理设计夹具，额定负载1KG的平面关节型装配机器人成为主要装配机器人。其高精度，高速度及低抖动的特性，确保实现机芯机械部件的装配，装螺钉，加机油，焊接晶体，并进行安装质量检测。装配机器人与第三方相机也可以很容易完成通讯。操作界面简单，便于现场维护人员学习，操作。返回目录4/409.1装配机器人的分类及特点装配机器人是工业生产中用于装配生产线上对零件或部件进行装配的一所处类工业机器人。作为柔性自动化装配的核心设备具有精度高、工作稳定、柔位顺性好、动作迅速等优点。归纳起来，装配机器人的主要优点如下：置————1）操作速度快，加速性能好，缩短工作循环时间；【课堂2）精度高，具有极高重复定位精度，保证装配精度；认知3）提高生产效率，解放单一繁重体力劳动；】4）改善工人劳作条件，摆脱有毒、有辐射装配环境；5）可靠性好、适应性强，稳定性高；返回目录5/409.1装配机器人的分类及特点装配机器人在不同装配生产线上发挥着强大的装配作用，装配机器人大多由4-所处6轴组成，就目前市场上常见的装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人位和关节式装配机器人，关节式装配机器人亦分水平串联关节式、垂直串联关节式置————和并联关节式。【课堂认知】b)水平串联关节式c)垂直串联关节式d)并联关节式a)直角式装配机器人分类返回目录6/409.1装配机器人的分类及特点所常见装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人和关节式装配机器人。处位直角式装配机器人亦称单轴机械手，以XYZ直角坐标系统为基本数学置————模型，整体结构模块化设计。可用于零部件移送、简单插入、旋拧等作业，广泛运用于节能灯装配、电子类产品装配和液晶屏装配等场合。【课堂认知】直角式装配机器人装配缸体返回目录7/409.1装配机器人的分类及特点所常见装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人和关节式装配机器人。处位关节式装配机器人关节式装配机器人亦分水平串联关节式、垂直串联关置————节式和并联关节式。1）水平串联式装配机器人亦称为平面关节型装配机器人或SCARA机器人，是【目前装配生产线上应用数量最多的一类装配机器人。它属于精密型装配机器人，课堂具有速度快、精度高、柔性好等特点，驱动多为交流伺服电机，保证其较高的认重复定位精度，广泛运用于电子、机械和轻工业等有关产品的装配，适合工厂知】柔性化生产需求。返回目录水平串联关节式装配机器人拾放超薄硅片8/409.1装配机器人的分类及特点所常见装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人和关节式装配机器人。处位关节式装配机器人关节式装配机器人亦分水平串联关节式、垂直串联关置————节式和并联关节式。2）垂直串联式装配机器人垂直串联式装配机器人多有六个自由度，可在【空间任意位置确定任意位姿，面向对象多为三维空间的任意位置和姿势的作课堂业。认知】返回垂直串联关节式装配机器人组装读卡器目录9/409.1装配机器人的分类及特点所常见装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人和关节式装配机器人。处位关节式装配机器人关节式装配机器人亦分水平串联关节式、垂直串联关置————节式和并联关节式。3）并联式装配机器人亦称拳头机器人、蜘蛛机器人或Detla机器人，是一【款轻型、结构紧凑高速装配机器人，可安装在任意倾斜角度上，独特的并联课堂机构可实现快速、敏捷动作且减少了非累积定位误差。其具有小巧高效、安认装方便、精准灵敏等优点，广泛运用于IT、电子装配等领域。知】目前在装配领域，并联式装配机器人有两种形式可供选择，3轴手腕（合计6轴）和1轴手腕（合计4轴）。返回并联式装配机器人组装键盘目录10/409.1装配机器人的分类及特点通常装配机器人本体与搬运、焊接、涂装、装配机器人本体精度制造上所处有一定的差别，原因在于机器人在完成焊接、涂装作业时，机器人没有与作位业对象接触，只需示教机器人运动轨迹即可，而装配机器人需与作业对象直置————接接触，并进行相应动作；搬运、装配机器人在移动物料时运动轨迹多为开放性，而装配作业是一种约束运动类操作，即装配机器人精度要高于搬运、【课码垛、焊接和涂装机器人。堂认尽管装配机器人在本体上较其它类型机器人有所区别，但在实际运用中无知】论是直角式装配机器人还是关节式装配机器人都有如下特性：1）能够实时调节生产节拍和末端执行器动作状态；2）可更换不同末端执行器以适应装配任务的变化，方便、快捷；3）能够与零件供给器、输送装置等辅助设备集成，实现柔性化生产；4）多带有传感器，如视觉传感器、触觉传感器、力传感器等，以保证装配任务的精准性。返回目录11/409.2装配机器人的系统组成装配机器人的装配系统主要有操作机、控制系统、装配系统（手爪、气体发生所处装置、真空发生装置或电动装置）、传感系统和安全保护装置组成。位置————【课堂认知】1—机器人控制柜；2—示教器；3—气体发生装置；4—真空发生装置；5—机器人本体；6—视觉传感器；7—气动手爪装配机器人系统组成返回目录12/409.2装配机器人的系统组成目前市场的装配生产线多以关节式装配机器人中的SCARA机器人和并联机所器人为主，在小型、精密、垂直装配上，SCARA机器人具有很大优势。随着社处位会需求增大和技术的进步，装配机器人行业亦得到迅速发展，多品种、少批量生置————产方式和为提高产品质量及生产效率的生产工艺需求，成为推动装配机器人发展的直接动力。【课堂认知】a)KUKAKR10SCARAR600b)FANUCM-2iAc)ABBIRB360d)YASKAWAMYS850L“四巨头”装配机器人本体返回目录13/409.2装配机器人的系统组成装配机器人的末端执行器是夹持工件移动的一种夹具，类似于搬运、码垛机器所处人的末端执行器，常见的装配执行器有吸附式、夹钳式、专用式和组合式。位置吸附式吸附式末端执行器在装配中仅占一小部分，广泛应用于电视、录音机、————鼠标等轻小物品装配场合。夹钳式夹钳式手爪是装配过程中最常用的一类手爪，多采用气动或伺服电机驱【动，闭环控制配备传感器可实现准确控制手爪起动、停止、转速并对外部信号课堂做出准确反映，具有重量轻、出力大、速度高、惯性小、灵敏度强、转动平滑、认力矩稳定等特点。知】返回夹钳式手爪目录14/409.2装配机器人的系统组成装配机器人的末端执行器是夹持工件移动的一种夹具，类似于搬运、码垛机器所处人的末端执行器，常见的装配执行器有吸附式、夹钳式、专用式和组合式。位置专用式专用式手爪是在装配中针对某一类装配场合而单独设定的末端执行器，且————部分带有磁力，常见的主要是螺钉、螺栓的装配，同样亦多采用气动或伺服电机驱动。【课组合式组合式末端执行器在装配作业中是通过组合获得各单组手爪优势的一类手堂认爪，灵活性较大。多在机器人进行相互配合装配时，可节约时间、提高效率。知】返回目录组合式手爪专用式手爪15/409.2装配机器人的系统组成带有传感系统的装配机器人可更好的完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装所配作业，在其作业中常用到的传感系统有视觉传感系统、触觉传感系统。处位置视觉传感系统配备视觉传感系统的装配机器人可依据需要选择合适装配零————件，并进行粗定位和位置补偿，可完成零件平面测量、形状识别等检测。【课距离测定器距离信号堂认知外】图像处理器界环计算机系统境变改捉A/D转换器量变器视参图形信号视觉捕捉器觉数捕等机器人控制装置视觉系统原理返回目录16/409.2装配机器人的系统组成带有传感系统的装配机器人可更好的完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装所配作业，在其作业中常用到的传感系统有视觉传感系统、触觉传感系统。处位触觉传感系统装配机器人的触觉传感系统主要是时刻检测机器人与被装配置————物件之间的配合，机器人触觉可分为接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉等五种传感器。在装配机器人进行简单工作过程中常见到的有接触觉、接近觉和力觉等。【课1)接触觉传感器接触觉传感器一般固定在末端执行器的指端，只有末端执堂认行器与被装配物件相互接触时才起作用。接触觉传感器由微动开关组成。知】a)点式(b)棒式c)缓冲器式d)平板式e)环式返回接触觉传感器目录17/409.2装配机器人的系统组成带有传感系统的装配机器人可更好的完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装所配作业，在其作业中常用到的传感系统有视觉传感系统、触觉传感系统。处位触觉传感系统装配机器人的触觉传感系统主要是时刻检测机器人与被装配置————物件之间的配合，机器人触觉可分为接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉等五种传感器。在装配机器人进行简单工作过程中常见到的有接触觉、接近觉和力觉等。【课2)接近觉传感器接近觉传感器同样固定在末端执行器的指端，其在末端执堂认行器与被装配物件接触前起作用，能测出执行器与被装配物件之间的距离、知相对角度甚至表面性质等，属于非接触式传感。】电电光时压感容波间力量量量量量超电气磁声光场流场波涡流反射电荷阻力反射返回目录接近觉传感器18/409.2装配机器人的系统组成带有传感系统的装配机器人可更好的完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装所配作业，在其作业中常用到的传感系统有视觉传感系统、触觉传感系统。处位触觉传感系统装配机器人的触觉传感系统主要是时刻检测机器人与被装配置————物件之间的配合，机器人触觉可分为接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉等五种传感器。在装配机器人进行简单工作过程中常见到的有接触觉、接近觉和力觉等。【课3)力觉传感器力觉传感器普遍存在于各类机器人中，在装配机器人中力觉传堂认感器不仅存在末端执行器与环境作用过程中的力测量，而且存在于装配机器人知自身运动控制和末端执行器夹持物体的夹持力测量等情况。常见装配机器人力】觉传感器分关节力传感器、腕力传感器、指力传感器。a)DraperWaston腕力传感器b)SRI六维腕力传感器c)林纯一腕力传感器d)非径向中心对称三梁腕力传感器腕力传感器返回目录19/409.3装配机器人的作业示教TCP点确定：所处对于装配机器人，末端执行器结构不同TCP点设置点亦不同，吸附式、夹位置钳式可参考搬运机器人TCP点设定；专用式末端执行器（拧螺栓）TCP一般设————在法兰中心线与手爪前端平面交点处，组合式TCP设定点需依据起主要作用的单组手爪确定。【课堂认知】工具中心在法兰中心线与专用手爪前端平TCP面交点处a)拧螺栓手爪TCPb)生产再现·返回目录专用式末端执行器TCP点及生产再现20/409.3装配机器人的作业示教9.3.1螺栓紧固作业所处现依工件装配为例，选择直角式（或SCARA机器人），末端执行器为专用位式螺栓手爪。采用在线示教方式为机器人输入装配作业程序。置————【课堂认程序点9程序点1知传送带程序点8】程序点5程序点6A程序点7DCB程序点2程序点4给料器程序点3装配运动轨迹返回目录21/409.3装配机器人的作业示教9.3.1螺栓紧固作业所程序点说明处位程序点说明手爪动作程序点说明手爪动作置程序点1机器人原点程序点6装配作业点抓取————程序点2取料临近点程序点7装配作业点放置【课程序点3取料作业