《ABB工业机器人编程与操作》教学课件—01机器人与工业机器人

《《ABB工业机器人编程与操作》教学课件—01机器人与工业机器人》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《ABB工业机器人编程与操作》教学课件—01机器人与工业机器人（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、工业机器人及应用工业机器人及应用项目一、任务项目一、任务 1一、机器人的一般概念一、机器人的一般概念1. 机器人的产生机器人的产生vv机器人机器人机器人机器人凡是用来代替人的机器，都属于机器人的范畴。凡是用来代替人的机器，都属于机器人的范畴。机器人不一定类人。机器人不一定类人。 概念辨析：概念辨析：机器、机床机器、机床 只是工具，不能代替人。只是工具，不能代替人。vv名词的由来名词的由来名词的由来名词的由来 Robot = Robota（捷克语捷克语） = 奴隶、苦力。奴隶、苦力。 提出：提出：1921，捷克作家，捷克作家Karel apek（卡雷尔（卡雷尔恰佩克）恰佩克） Robotics

2、= 机器人学（学科名）。机器人学（学科名）。 提出：提出：1942，美国科幻小说家，美国科幻小说家Isaac Asimov（艾萨（艾萨克克阿西莫夫）阿西莫夫） 。 机器人（研发）三原则要点：机器人（研发）三原则要点： 不得伤害人类不得伤害人类 ； 执行人的命令执行人的命令 ； 能够自我保护。能够自我保护。 vv 最早的产品最早的产品最早的产品最早的产品 Unimate（美国，（美国，1959年）年）。 性质：性质：工业机器人（用于工业生产环境的机器人）工业机器人（用于工业生产环境的机器人）。2. 机器人的发展机器人的发展 第一代：第一代：行为需人演示、教导行为需人演示、教导（示教），（示教），

3、但能记录并复但能记录并复制制（再现）（再现）动作。动作。 示教（示教（Teach. in）机器人）机器人。 第二代：第二代：有一定传感器，能进行简单分析、推理，适当有一定传感器，能进行简单分析、推理，适当调整行为。调整行为。 感知机器人。感知机器人。 第三代：第三代：有大量传感器，能进行复杂分析、推理，自主有大量传感器，能进行复杂分析、推理，自主决定行为。决定行为。 智能机器人。智能机器人。 要点：要点： 判别机器人的标准：判别机器人的标准：是否能离开人独立工作。是否能离开人独立工作。 只要能代替人的机器，都属于机器人范畴。只要能代替人的机器，都属于机器人范畴。 洗碗机、扫地机、理疗机、无人飞

4、机、火星探测车、无洗碗机、扫地机、理疗机、无人飞机、火星探测车、无人潜水器都是机器人。人潜水器都是机器人。 最早研制的机器人是最早研制的机器人是工业机器人。工业机器人。 工业机器人以工业机器人以第一代第一代为主为主；服务机器人属于服务机器人属于第三代第三代。3. 机器人的分类机器人的分类 按应用场合，分工业机器人、服务机器人两类；按应用场合，分工业机器人、服务机器人两类； 见见 P6图图1-2-1。vv 工业机器人工业机器人工业机器人工业机器人（Industrial Robots，简称，简称IR） ： 用于工业环境的可编程、多用途自动化设备用于工业环境的可编程、多用途自动化设备 ； 作业环境、

5、要求为已知，产品以第一代机器人居多；作业环境、要求为已知，产品以第一代机器人居多； 用来代替人工操作，保障人身安全、减轻劳动强度、用来代替人工操作，保障人身安全、减轻劳动强度、提高劳动生产率。提高劳动生产率。 主要产品：主要产品： 加工类：加工类：焊接、切割、抛光、研磨等粗加工。焊接、切割、抛光、研磨等粗加工。 目的：保障人身安全与健康，不是、也不能用于精密加目的：保障人身安全与健康，不是、也不能用于精密加工（与工（与CNC机床不同）！机床不同）！ 装配类：装配类：喷涂、油漆、电子元件插接（喷涂、油漆、电子元件插接（3C行业）等；行业）等； 目的：保障人身健康、代替重复劳动、提高生产效率。目的

6、：保障人身健康、代替重复劳动、提高生产效率。 搬运类：搬运类：物品输送、装卸等；物品输送、装卸等； 目的：提高自动化程度、避免繁重作业。目的：提高自动化程度、避免繁重作业。 包装类：包装类：分拣、包装（食品、药品行业），码垛等；分拣、包装（食品、药品行业），码垛等； 目的：保障安全卫生、提高自动化程度。目的：保障安全卫生、提高自动化程度。vv 服务机器人（服务机器人（服务机器人（服务机器人（Service RobotsService Robots） ： 服务于人类非生产性活动的机器人总称；服务于人类非生产性活动的机器人总称； 作业环境为未知，大多具备作业环境为未知，大多具备“行走行走”功能，产

7、品技术要求功能，产品技术要求高，以第二、三代机器人居多；高，以第二、三代机器人居多； 市场广阔、潜力巨大，产品占机器人的市场广阔、潜力巨大，产品占机器人的95%以上。以上。 主要产品：主要产品： 个人个人/家庭机器人家庭机器人（Personal/Domestic Robots）：洗洗碗、扫地、麻将机等。碗、扫地、麻将机等。 军事机器人军事机器人（Military Robots） : 无人驾驶飞行器（无无人驾驶飞行器（无人机）、机器人武装战车、多功能后勤保障机器人、机人机）、机器人武装战车、多功能后勤保障机器人、机器人战士等。器人战士等。 医疗机器人医疗机器人 （medical treatmen

8、t Robots ）：诊断、手诊断、手术或手术辅助、康复机器人等术或手术辅助、康复机器人等 。 场地机器人场地机器人（Field Robots）：用于科学研究和公共事用于科学研究和公共事业服务的、可进行大范围作业的机器人。如太空探测、业服务的、可进行大范围作业的机器人。如太空探测、水下作业、危险作业、消防救援、园林作业等。水下作业、危险作业、消防救援、园林作业等。4.4.各国水平各国水平vv 美国：美国： 机器人发源地，水平遥遥领先，产品以第三代机器人机器人发源地，水平遥遥领先，产品以第三代机器人为主，占全球为主，占全球60%以上市场。以上市场。 著名企业：著名企业： 个人个人/家用机器人：家

9、用机器人：iRobot 、Neato等。等。 医疗机器人：医疗机器人：Intuitive Surgical（直觉外科）等。（直觉外科）等。 军事机器人：军事机器人：Lockheed Martin（洛克希德马丁）、（洛克希德马丁）、Boston Dynamics（波士顿动力，已被（波士顿动力，已被Google并购）等并购）等 场地机器人：场地机器人： Boeing（波音）（波音） 、 NASA （ National Aeronautics and Space Administration ，美国宇航局）、，美国宇航局）、Remotec 等等 。BigDog-LS3（军事）Curiosity火星车

10、（场地） Care-O-Bot4（家庭） vv 日本：日本： 工业机器人及减速器、个人工业机器人及减速器、个人/家用机器人，产量第一家用机器人，产量第一（占（占50%）、护理（医疗）机器人水平领先。）、护理（医疗）机器人水平领先。 著名企业：著名企业： 工业机器人工业机器人&机器人减速器：机器人减速器：FANUC （发那科）、（发那科）、YASKAWA（安川）、（安川）、KAWASAKI（川崎）等。（川崎）等。 个人个人/家用家用&护理机器人：护理机器人：Panasonic（松下）、（松下）、HONDA（本田）、（本田）、Riken Institute（理化学研究所）（理化学研究所）等。等。v

11、v 欧盟：欧盟： 著名企业：著名企业： 工业机器人：工业机器人：ABB（瑞典（瑞典&瑞士）瑞士） 、KUKA（库卡，（库卡，德）、德）、REIS（徕斯，（徕斯，KUKA成员）成员） 。 服务机器人：服务机器人：德国宇航中心、德国宇航中心、Karcher、Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automatic（弗劳恩霍夫制造技术自动化研究所）等。（弗劳恩霍夫制造技术自动化研究所）等。vv 中国：中国： 工业机器人：工业机器人：全球最大的市场。全球最大的市场。 2014年：年：全球全球22.5万，中国万，中国 5.7万、占万

12、、占25.3%； 2015年：年：全球全球24.8万，中国万，中国6.7万、占万、占27%； 2016年：年：全球全球29.4万，中国万，中国8.7万、占万、占30%； 2017年：年：全球全球38万，万， 中国中国14.1万、占万、占37%。 军事、场地机器人：军事、场地机器人：处于世界先进水平。处于世界先进水平。 练一练练一练 ： 完成完成P17技能训练技能训练项目一、任务项目一、任务 2一、工业机器人组成与特点一、工业机器人组成与特点1. 系统组成（系统组成（P17、图、图2-1-1 ） 后述内容中，工业机器人简称后述内容中，工业机器人简称“机器人机器人” 机电设备机电设备 = 机械机械

13、 + 电气电气vv 机械部分机械部分 本体本体（必需）（必需） 又称操作机，实现机器人动作的又称操作机，实现机器人动作的执行机构执行机构； 包括机械部件、驱动电机、传感器等包括机械部件、驱动电机、传感器等 ； 由由关节关节（Joint）和）和连杆连杆（Link）连接而成；）连接而成； 关节：可回转、摆动的间接连接机构（转动副）；关节：可回转、摆动的间接连接机构（转动副）； 连杆：连接关节的刚性构件。连杆：连接关节的刚性构件。 执行器执行器（必需）（必需） 用于作业的工具；用于作业的工具； 安装在机器人末端关节上；安装在机器人末端关节上； 可以根据需要更换。可以根据需要更换。 变位器（可选）变位

14、器（可选） 扩大机器人作业范围（增加自由度）的扩大机器人作业范围（增加自由度）的辅助机构辅助机构； 包括机械部件、驱动电机、传感器等包括机械部件、驱动电机、传感器等 ； 有回转、直线两类，通常为有回转、直线两类，通常为14轴。轴。回转变位器回转变位器直线变位器直线变位器关节关节执行器执行器连杆连杆本体本体vv 电气部分电气部分电气部分电气部分 控制器控制器 功能与数控系统相同；功能与数控系统相同； 产生机器人运动轨迹控制脉冲；产生机器人运动轨迹控制脉冲； 控制轴数较多（通常控制轴数较多（通常6轴）。轴）。 操作单元操作单元 机器人的操作面板；又称示教器；机器人的操作面板；又称示教器； 结构简单

15、、采用手持式结构。结构简单、采用手持式结构。 驱动器驱动器 将控制脉冲转换为电机转角；将控制脉冲转换为电机转角； 多采用交流伺服驱动系统。多采用交流伺服驱动系统。 控制器、驱动器安装在控制柜内控制器、驱动器安装在控制柜内示教器示教器控制柜控制柜2. 2. 基本特点基本特点vv 拟人拟人拟人拟人 结构形态类似人类；结构形态类似人类； 部件称腰、手臂（上、下臂）、手腕（手腕、爪）；部件称腰、手臂（上、下臂）、手腕（手腕、爪）； 传感器以视觉、听觉、触觉为主（智能机器人）。传感器以视觉、听觉、触觉为主（智能机器人）。vv 柔性柔性柔性柔性 有完整、独立的控制系统；有完整、独立的控制系统； 可通过编程

16、来改变其动作和行为；可通过编程来改变其动作和行为； 可安装不同的执行器，实现不同的应用。可安装不同的执行器，实现不同的应用。vv 通用通用通用通用 可通过程序改变动作；可通过程序改变动作； 可通过执行器改变功能。可通过执行器改变功能。3. 3. 工业机器人工业机器人 PK 数控机床数控机床vv 相同点相同点相同点相同点 控制要求（轨迹控制）、控制系统结构相同；控制要求（轨迹控制）、控制系统结构相同； 定义类似：可编程、可定位、多用途设备。定义类似：可编程、可定位、多用途设备。vv 区别区别区别区别 作用作用 CNC机床：机床：工作母机，零件加工的必需设备；工作母机，零件加工的必需设备； IR：服务于机床、代替人工操作的辅助设备。服务于机床、代替人工操作的辅助设备。 地位地位 CNC机床：机床：国民经济基础的基础；国民经济基础的基础； IR：自动化制造的配套设备。自动化制造的配套设备。 价值价值 CNC机床：机床：占装备总价的占装备总价的85%以上，最高可达数亿；以上，最高可达数亿； IR：在装备总价的在装备总价的10%左右，最高为数十万。左右，最高为数十万。 形态形态 CNC机床：机床