(gngy)第一页，共28页。19601960年美国年美国AMFAMF公司生产了首台工业生产柱坐公司生产了首台工业生产柱坐标型VersatranVersatran机器人机器人，，可进行点位和轨迹控制可进行点位和轨迹控制。。19791979年年，，UnimationUnimation推出推出PUMAPUMA机器人：多关节机器人：多关节、、全电机驱动全电机驱动、、多多CPUCPU二级控制二级控制，，采用采用VALVAL专用专用语言语言，，可配视觉可配视觉(shju)(shju)、、触觉触觉、、力觉传感器力觉传感器。。新世纪新世纪————智能机器人智能机器人，，更完善的环境感知能更完善的环境感知能力力，，还具有逻辑思维还具有逻辑思维、、判断和决策能力判断和决策能力，，可根据作业要求与环境信息自主工作据作业要求与环境信息自主工作。。(gngy)(gngy)机器人的定义机器人的定义我国国家标准我国国家标准GB/T12643GB/T12643——9090将工业机器将工业机器人定义为“是一种能自动控制、可重复编程、人定义为“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件工件或操持工具，用以完成各种作业或操持工具，用以完成各种作业(zuy)(zuy)”。工业机器人的基本工作原理工业机器人的基本工作原理工业机器人的基本工作原理：通过操作机工业机器人的基本工作原理：通过操作机上各运动构件的运动，自动的实现手部作业上各运动构件的运动，自动的实现手部作业(zuy)(zuy)的的动作功能及技术要求。动作功能及技术要求。(gngzu)(gngzu)工业机器人由三大部分五个子系统组成。工业机器人由三大部分五个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部三大部分是机械部分、传感部分和控制部分执行机构、驱动系统、传动系统、控制分执行机构、驱动系统、传动系统、控制系统系统及智能系统部分组成。及智能系统部分组成。执行机构是机器人赖以完成执行机构是机器人赖以完成(wnchng)chng)各种各种作业的主体部分。通常为开式空间连杆机作业的主体部分。通常为开式空间连杆机驱动驱动--传动机构由驱动器和传动机构组成。传动机构由驱动器和传动机构组成。传动有机械式、电气式、液压式、气动式传动有机械式、电气式、液压式、气动式和复合式等。而驱动器有步进电机、伺服和复合式等。而驱动器有步进电机、伺服电机、液压马达和液压缸等。电机、液压马达和液压缸等。chnchn控制系统控制系统一般一般(ybn)(ybn)由操作盘或控制计算机由操作盘或控制计算机和伺服控制装置组成。前者作用是发出指和伺服控制装置组成。前者作用是发出指令协调各有关驱动器之间的运动，同时要令协调各有关驱动器之间的运动，同时要完成编程、示教完成编程、示教//再现以及和其它环境状况再现以及和其它环境状况（传感器信号）、工艺要求。外部相关设（传感器信号）、工艺要求。外部相关设备之间的信息传递和协调工作。而后者是备之间的信息传递和协调工作。而后者是控制各关节驱动器使各杆能按预定的运动控制各关节驱动器使各杆能按预定的运动规律运动。规律运动。第五页，共28页。(gngy)(gngy)驱动-传动机构执行机构工作系统控制系统位行检测智能系统第六页，共28页。工业机器人的机械部分由三部分组成，即机工业机器人的机械部分由三部分组成，即机身、手臂和末端操作器。机身可以是固定身、手臂和末端操作器。机身可以是固定的，也可以是移动的。手臂进一步划分的，也可以是移动的。手臂进一步划分(hu(hufn)为上臂和下臂，上臂与机身形成肩关节，为上臂和下臂，上臂与机身形成肩关节，上臂与下臂形成肘关节，下臂与末端操作上臂与下臂形成肘关节，下臂与末端操作器形成碗关节器形成碗关节(jigu)(jigu)具有具有(jyu)一个相对自由度的末端操作器一个相对自由度的末端操作器机器人手部的机构机器人手部的机构(jgu)(jgu)与结构系统与结构系统具有多个自由度的末端具有多个自由度的末端(mdun)dun)操作器操作器1.直角坐标型直角坐标型它有三个移动关节，可使末端操作器作三它有三个移动关节，可使末端操作器作三个方向的独立位移。个方向的独立位移。该种型式的工业该种型式的工业(gngy)(gngy)机器人，定位精度机器人，定位精度较高，空间轨迹规划与求解相对较容易，较高，空间轨迹规划与求解相对较容易，计算机控制相对较简单。它的不足是空间计算机控制相对较简单。它的不足是空间尺寸较大，运动的灵活性相对较差，运动尺寸较大，运动的灵活性相对较差，运动的速度相对较低。的速度相对较低。(gngy)(gngy)第10页/共27页第十一页，共28页。第11页/共27页第十二页，共28页。圆柱坐标型操作机，它有两个移动关节和一圆柱坐标型操作机，它有两个移动关节和一个转动关节，末端操作器的安装轴线之位个转动关节，末端操作器的安装轴线之位(z，，rr，，θ)θ)坐标予以表示。坐标予以表示。该种型式的工业机器人，空间尺寸较小，工该种型式的工业机器人，空间尺寸较小，工作范围作范围(fnwi)(fnwi)较大，末端操作器可获得较较大，末端操作器可获得较高的运动速度。它的缺点是末端操作器离高的运动速度。它的缺点是末端操作器离zz轴愈远，其切向线位移的分辨精度就愈低。轴愈远，其切向线位移的分辨精度就愈低。(yunzh)(yunzh)第12页/共27页第十三页，共28页。第13页/共27页第十四页，共28页。球坐标型操作机它有两个转动关节和一个移球坐标型操作机它有两个转动关节和一个移动动(ydng)(ydng)关节，末端操作器的安装轴线之关节，末端操作器的安装轴线之r)坐标予以表示。该种型式坐标予以表示。该种型式的工业机器人，空间尺寸较小，工作范围的工业机器人，空间尺寸较小，工作范围较大。较大。(zubio)(zubio)第14页/共27页第十五页，共28页。第15页/共27页第十六页，共28页。关节型操作型它有三个转动关节，即机身关节型操作型它有三个转动关节，即机身上部相对于下部的转动，肩关节的转动和上部相对于下部的转动，肩关节的转动和肘关节的转动。腕关节的转动属于末端操肘关节的转动。腕关节的转动属于末端操作器的自由度。该种结构的工业机器人，作器的自由度。该种结构的工业机器人，空间尺寸相对较小，工作范围相对较大空间尺寸相对较小，工作范围相对较大(jio(jiod)，还可以绕过机座周围的障碍物，是目，还可以绕过机座周围的障碍物，是目前应用较多的一种机型。前应用较多的一种机型。(gunji)(gunji)第16页/共27页第十七页，共28页。第17页/共27页第十八页，共28页。工业机器人（按用途 工业机器人（按用途(yngt) (yngt)分类）图例 分类）图例1. 1.焊接机器人 焊接机器人 第18页/共27页 第十九页，共28页。 第19页/共27页第二十页，共28页。 典型应用典型应用(yngyng) (yngyng)是汽车的加工装配 是汽车的加工装配 (gngy) (gngy) 第20页/共27页第二十一页，共28页。 (gngy) (gngy) 第21页/共27页第二十二页，共28页。 第22页/共27页第二十三页，共28页。 (gngy) (gngy) 第23页/共27页第二十四页，共28页。 第24页/共27页第二十五页，共28页。 工业机器人：末端执行器干活为主 工业机器人：末端执行器干活为主，，一般 一般 机座不移动或规律移动 机座不移动或规律移动 面向工业应用 面向工业应用，，比如机械加工 比如机械加工， ，汽车行业 汽车行业，， 包含基本应用 包含基本应用、、高速 高速((ɡɡo s)重载重载、、微操作 微操作 等等。。 注重作业能力 注重作业能力，，包含：作业范围 包含：作业范围、、负载 负载、、精精 度速度可靠性等指标 度速度可靠性等指标。。 国内玩研究热点：各种形式的作业臂 国内玩研究热点：各种形式的作业臂、、新型 新型 驱动 驱动、、控制方式等 控制方式等。。 国际成熟产品多 国际成熟产品多，，加强国产化研究及工业现 加强国产化研究及工业现 场的集成应用 场的集成应用，，医疗及电子行业等微的问 医疗及电子行业等微的问 题有待突破 题有待突破，，网络遥操作等也是问题 网络遥操作等也是问题。。 (gngy) (gngy) 第25页/共27页 第二十六页，共28页。 谢谢 谢谢(xi xie) (xi xie)！！ 第26页/共27页 第二十七页，共28页。 感谢您的观看(gunkn)。 第27页/共27页 第二十八页，共28页。
