六轴机器人坐标系

六轴机器人坐标系
六轴机器人坐标系

========六轴机器人直角坐标系======== P(x,y,z,a,b,c,d)

x: X轴距离(P点X轴分量);

y: Y轴距离(P点Y轴分量);

z: Z轴距离(P点Z轴分量);

a: 姿态平面角;

a角度为姿态向量PQ在XOY平面映射的向量与OX轴的夹角;

角度范围:[-180, 180);

b: 姿态线面角;

b角度为姿态向量PQ与OZ轴的夹角;

角度范围:[ 0, 180);

c: 姿态旋转角;

c角度为工具向量在XOY平面映射的向量与OX轴的夹角;

角度范围:[-360, 360);

d: 模型中各关节角度状态;

d为整数,无值是默认为0;

规定:

0:末端映射为正方向,与DH参数的D1同向,第三轴角度(-)号,第五轴角度(-)号; 1:末端映射为正方向,与DH参数的D1同向,第三轴角度(-)号,第五轴角度(+)号; 2:末端映射为正方向,与DH参数的D1同向,第三轴角度(+)号,第五轴角度(-)号; 3:末端映射为正方向,与DH参数的D1同向,第三轴角度(+)号,第五轴角度(+)号; 4:末端映射为负方向,与DH参数的D1逆向,第三轴角度(-)号,第五轴角度(-)号; 5:末端映射为负方向,与DH参数的D1逆向,第三轴角度(-)号,第五轴角度(+)号; 6:末端映射为负方向,与DH参数的D1逆向,第三轴角度(+)号,第五轴角度(-)号; 7:末端映射为负方向,与DH参数的D1逆向,第三轴角度(+)号,第五轴角度(+)号;

六轴关节机器人机械结构

六轴关节机器人机械结构 e y . <7>J4 akis motor <8>J5 axis / tiKi呂motor 说uation Mdr / Flhaw -U 」£: □nis rritx r crc .inTi * 12;、JE处也mn空 < 13 ■ J6 axis red jction gear ■ S J3 axi reduct ken / \<1t)〉J5 酣仪timi啊belt i < / /<1 1>J5 3ME Wrist hoqsine/ / r也[juGlidn 営凸mr <2>J1 axis n'dijnt rm 3" J? miG irctci: <4>J2 axis rrdi.nt nn £rn^ 上图为常见的六轴关节机器人的机械结构,六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带 轮等驱动六个关节轴的旋转,注意观察一、二、三、四轴的结构,关节一至关节四的驱动电机为空心结构,关节机器人的驱动电机采用空心轴结构应该不常见,空心轴结构的电机一般 较大。采用空心轴电机的优点是:机器人各种控制管线可以从电机中心直接穿过,无论关节轴怎么旋转,管线不会随着旋转,即使旋转,管线由于布置在旋转轴线上,所以具有最小的 旋转半径。此种结构较好的解决了工业机器人的管线布局问题。对于工业机器人的机械结构 设计来说,管线布局是难点之一,怎样合理的在狭小的机械臂空间中布置各种管线(六个电机的驱动线、编码器线、刹车线、气管、电磁阀控制线、传感器线等),使其不受关节轴旋 转的影响,是一个值得深入考虑的问题。 机器人的腕部结构常见有如下几种结构

?3RS 在这三种手腕部的结构中,以第一种(RBR型)结构应用最为广泛,它适应于各种工作场合,后两种结构应用范围相对较窄,比如说3R型的手腕结构主要应用在喷涂行业等关节设计: 对于国外的工业机器人主要制造国家来说,六轴关节机器人的研发设计及制造已经有好几十 年的历史了,整个工业机器人的研发制造体系较为完善,他们的技术相对来说比较成熟,他们 在相互竞争中可以相互模仿、改善、不断推陈出新,他们的技术对于国内来说,近乎完美?而 国内目前这个行业还处在黎明前的黑暗阶段,虽然有不少公司有这个研发意图,或者正在研发途中,不管怎么说,浮出水面公布自己正在研发或者研发成功的公司应该说是极少数,即使宣布自己研发成功,也只是初步试验成功,真正产业化、商品化还有一段相当漫长的路要走?而更多的公司还停留在项目立项、技术评估、投入风险分析的阶段?由于国内做这个行业的 很少,相关的结构也没有什么可参考的,技术储备不足,少数的单位或个人有机会能够拆拆别 人的机器,拆个一知半解,更多的人只能在旁边看看了(比如说我,想拆都没机会A_A),还好了,网络资源丰富,今搜集到不少机械结构方面的图片,分享给大家参考,希望咱们做机械设计的(我应该也算是个机械工程师啊A_A毕竟我也是做机械的)少走点弯路,做出更好的机器? 六轴关节机器人的腕部关节设计较为复杂,因为在腕部同时集成了三种运动?小型的六轴关 节机器人的腕部关节主要采用谐波减速器?下面的图片较为详细的描述了常见的六轴关节机 器人的腕部结构?

机器人操作调节说明书

机器人操作调节说明 1.开启机器人电箱电源,待机器人启动完毕后将将选择开关扭至手动模式,机器人处于手动工作状态;2.程序说明: a.nWheelH1放下高度 b.nWheelH2抓取高度 c.nWheelD扫粉深度(高度) d.wobjCnv1固化线解码器(坐标) e.wobjCnv2喷粉线解码器(坐标) f.tool_Grip机器人坐标 g.phome机器人原点位置 h.pReady1机器人准备位置1 i.pcln1机器人清扫位置1 j.pReady2机器人准备位置2 k.Pick机器人抓取位置 l.pLeave机器人离开位置 m.Dplace机器人放下位置 n.rOpenGripper打开夹爪 o.rCloseGripper放开夹爪 3.机器人启动完毕,按一下左上角ABB,弹出选择目录,可进入不同控制目录; 4.选择程序调试,进入各单元程序,可手动调节及测试各单元程序及位置点; 进入程序调试后选择phome,运行程序为使机器人回原点,修改phome位置为改变原点位置; 选择TSingle为校正追踪固化线输送机及追踪喷粉线输送机,具体操作步骤为: 开启固化线输送机后单步运行程序 DeactUnit CNV1; DropWObj wobjCnv1; ActUnit CNV1; 跳步将PP移至WaitWObj wobjCnv1;时连续执行程序 待出现警报立即停止固化线输送机,停止运行程序可手动操纵机器人到固化线轮毂放下位置,修改相应位置; 再次运行一次该程序,正常后完成放下轮毂位置的设定; 关于追踪喷粉线输送机位置的步骤如上; 注意:同步感应开关位置不能变更!!! 选择ClnWheel为校正清扫位置,设定好相应位置后,修改相应位置;

六轴工业机器人实验报告

六轴工业机器人模块 实验报告

六轴工业机器人模块实验报告 一、实验背景 六自由度工业机器人具有高度得灵活性与通用性,用途十分广泛。本实验就是在开放得六自由度机器人系统上,采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台,实现机器人得运动控制。通过示教程序完成机器人得系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人得基本控制程序,学习实现六自由度机器人得运动控制得基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中得应用。 在当今高度竞争得全球市场,工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着,制造企业所承受得压力日益增大,既要应付低成本国家得对手,还要面临发达国家得劲敌,二后者为增强竞争力,往往不惜重金改良制造技术,扩大生产能力。 机器人就是开源节流得得利助手,能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值,机器人就可确保生产工艺与产品质量得恒定一致,显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重得重复性劳动中解放出来,让人类得聪明才智与应变能力得以释放,从而生产更大得经济回报。 二、实验过程 1、程序点0——开始位置 把机器人移动到完全离开周边物体得位置,输入程序点 0。按下手持操作示教器上得【命令一览】键,这时在右侧弹出指令列表菜单如图: 按手持操作示教器【下移】键,使{移动 1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动1}子列表,MOVJ 变蓝后,按下【选择】键,指令出现在命令编辑区。修改指令参数为需要得参数,设置速度,使用默认位置点 ID 为 1。(P1 必须提前示教好)。按下手持操作示教器上得【插入】键,这时插入绿色灯亮起。然后再按下【确认】键,指令插入程序文件记录列表中。此时列表内容显示为: MOVJ P=1 V=25 BL=0 (工作原点)

浅析六轴工业机器人的控制方式及特点

浅析六轴工业机器人的控制方式及特点工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。 6轴工业机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散(级)式控制,即采用多台微机来分担机器人的控制,如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时,主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算,并向下级微机发送指令信息;作为下级从机,各关节分别对应一个CPU,进行插补运算和伺服控制处理,实现给定的运动,并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同,机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力(力矩)控制。 6轴工业机器人的特点主要有以下几方面: (1)可编程:6轴工业机器人Biggist特点是柔性启动化,柔性制造系统中的一个重要组成部分。工业机器人可随其工作环境变化以及加工件的变化进行再编程,适合于小批量多品种具有均衡率的柔性制造生产线的应用。 (2)拟人化:6轴工业机器人结合机器人与人的特点。在6轴工业机器人的结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。其传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。 3)通用性:一般6轴工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。当然也有的工业机器人。 4)机电一体化:6轴工业机器人是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。工业机器人具有各种传感器可以获取外部环境信息,而且还具有记忆能力、语言理解能力、

图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。 六轴关节工业机器人的研发设计及制造已经有好几十年的历史了,整个工业机器人的研发制造体系较为完善,各研发厂家在相互竞争中可以相互模仿、改善、不断推陈出新。博立斯多年来坚持投入研发、生产各类自动化设备,其中包括:数控车床机械手、上下料机械手、机床机械手、冲压机械手、6轴工业机器人、4轴工业机械手、多轴工业机器人等。多年来不断推陈出新,研发生产的自动化设备帮助许多企业解决了生产难题,备受企业的喜爱。

工业领域中一般多用6关节型机器人(精)

工业领域中一般多用6关节型机器人,根据所学内容谈谈该种机器人都有哪些部件组成,每个部件的工作原理及选择该部件的依据 图例 六关节型机器人,又称之为“六自由度型机器人”。是我们大型工业生产中,使用相当广泛的一种机器人类型。如图所示的,为一个基本的六关节型机器人,亦是最常见的六关节型机器人。其基本结构为由六个转轴,组成的空间六杆开链结构机器人。由七个部件和六个关节连结而成的,拥有六个自由度,每个自由度均为旋转关节,具有与外界交互性能良好的开式结构。 由此例,我们可以得出,该类机器人的机械结构部件由主要是以三个主要部件所组成:机身部件、手臂部件、手腕及手部部件所组成的。 绝大多数的六关节型机器人都是以机座回转式的机身部件为基础,他的作用是直接连接、支承和传动机器人的主要运动机构。而六关节类的机器人通常是用在汽车或者其他较大型设备的生产流水线里,需要一套运动范围相对较大且可以有效率的进行生产的机器人设备,这也是六关节机器人通常使用回转式机座型机身的原因。 连结在机身上进行承载传动的,则是该类机器人最主要的部分,亦是关节使用最多的运动机构,通常为机械臂形式的手臂部件。通常手臂部件是由与机身部件相连接的大臂带动的第二关节、第三关节和小臂与手部组成的第四关节所形成的,手臂部件的作用是支承腕部和手部,并带动它们在空间运动。

手臂部件(简称“臂部”),在六关节类的机器人身上,比较常使用的是“转动伸缩型臂部结构”。该类臂部的好处,是使得机器人的工作范围大适应性广,配合其大角度大范围的手腕活动,使它工作时位置的适应性很强。是在实际生产中,对于大幅度提高大型设备的生产效率,起到了一个良好的基础作用。 而在整套机械结构末端的,是其腕部及其手部部件,主要是由腕部与臂部连结的第四关节和手部自身旋转或者夹持所用到的第五、第六关节所组成的。它的主要作用是确定手部的作业方向,而多数将腕部结构的驱动部分安排在小臂上。 要确定手部的作业方向,一般需要三个自由度,这三个回转方向为:(1 臂转:绕小臂轴线方向的旋转。(第四关节的旋转)(2手转:使手部绕自身的轴线方向旋转。(第五关节的旋转)(3腕摆:使手部相对于臂进行摆动。(第六关节的旋转) 在实际的生产中,这套部件决定了该类型机器人在操作流水线上的生产方式,机器人的手部是最重要的执行机构,是实际生产中最重要的一个环节,他决定了产品生产的效率和质量。在工业生产中用到的六关节类机器人,通过运用不同类型的手部,进行着各种直接的生产操作。 总体而言,六关节型机器人其第一关节旋转轴(基座旋转轴)、第四关节旋转轴、第六关节旋转轴(手腕端部法兰安装盘的旋转中心)在同一个平面内;第二关节旋转轴、第三关节旋转轴以及第五关节旋转轴互相平行,而且与前面提到到平面垂直;另外,还需要保证第四关节旋转轴线、第五关节旋转轴线以及第六关节旋转轴线相交于一点。采用该种结构的工业机器人可以使得其运动学算法最为简单可靠。

六轴工业机器人实验报告

六轴工业机器人模块 实验报告 姓名:张兆伟 班级:13 班 学号:30 日期:2016年8月25日

六轴工业机器人模块实验报告 一、实验背景 六自由度工业机器人具有高度的灵活性和通用性,用途十分广泛。本实验是在开放的六自由度机器人系统上,采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台,实现机器人的运动控制。通过示教程序完成机器人的系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人的基本控制程序,学习实现六自由度机器人的运动控制的基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中的应用。 在当今高度竞争的全球市场,工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着,制造企业所承受的压力日益增大,既要应付低成本国家的对手,还要面临发达国家的劲敌,二后者为增强竞争力,往往不惜重金改良制造技术,扩大生产能力。 机器人是开源节流的得利助手,能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值,机器人就可确保生产工艺和产品质量的恒定一致,显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重的重复性劳动中解放出来,让人类的聪明才智和应变能力得以释放,从而生产更大的经济回报。 二、实验过程 1、程序点0——开始位置 把机器人移动到完全离开周边物体的位置,输入程序点 0。按下手持操作示教器上的【命令一览】键,这时在右侧弹出指令列表菜单如图:按手持操作示教器【下移】键,使{移动 1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动 1}子列表,MOVJ 变蓝后,按下【选择】键,指令出现在命令编辑区。修改指令参数为需要的参数,设置速度,使用默认位置点 ID 为 1。(P1 必须提前示教好)。按下手持操作示教器上的【插入】键,这时插入绿色灯亮起。然后再按下【确认】键,指令插入程序文件记录列表中。此时列表内容显示为: MOVJ P=1 V=25 BL=0 (工作原点) 2、程序点1——抓取位置附近(抓取前) 位置点1必须选取机器人接近工件时不与工件发生干涉的方向、位置。(通常在抓取位置的正上方)按下手持操作示教器上的【命令一览】键按手持操作示教器【下移】键,使{移动 1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动 1}子列表,MOVJ

机器人点焊操作说明书-推荐下载

按下该按钮控制夹具夹紧,当夹具夹紧到位后指示灯亮。 按下该按钮控制夹具松开,当夹具松开到位后指示灯亮。 按钮盒急停按钮: 紧急情况下拍下该按钮,机器人停止运行,防止发生意外。将拍下的按钮按箭头方向 故障复位”按钮或者“机器人启动”按钮后,机器人才能正常运行。 双手预约按钮: 同时按下两按钮,进行机器人焊接预约。预约成功则预约取消指示灯亮。 预约取消按钮: 双手预约按钮 双手预约按钮 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题,而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中,要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等,要求技术交底。管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式,为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题,合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则:在分线盒处,当不同电压回路交叉时,应采用金属隔板进行隔开处理;同一线槽内,强电回路须同时切断习题电源,线缆敷设完毕,要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系,根据生产工艺高中资料试卷要求,对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验;对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作;对于继电保护进行整核对定值,审核与校对图纸,编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案,编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案;对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题,作为调试人员,需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料,并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术,电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时,需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全,并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围,或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理,尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作,并且拒绝动作,来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此,电力高中资料试卷保护装置调试技术,要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时,需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

机器人坐标关系

坐标系: ●基坐标系位于机器人基座。它是最便于机器人从一个位置移动到另一个位置的坐 标系。 ●工件坐标系与工件相关,通常是最适于对机器人进行编程的坐标系。 ●工具坐标系定义机器人到达预设目标时所使用工具的位置。 ●大地坐标系可定义机器人单元,所有其他的坐标系均与大地坐标系直接或间接相 关。它适用于微动控制、一般移动以及处理具有若干机器人或外轴移动机器人的 工作站和工作单元。 ●用户坐标系在表示持有其他坐标系的设备(如工件)时非常有用。 线性模式:在每个机械单元中,系统将对线性动作模式默认使用基坐标系。 重定位模式:在每个机械单元中,系统将对线性动作模式默认使用基坐标系。机器人六轴微控制方向示意图: 基坐标系:

工件坐标系: A为大地坐标系B为工件坐标系1 C为工件坐标系2

工件坐标系必须定义于两个框架:用户框架(与大地基座相关)和工件框架(与用户框架相关)。机器人可以拥有若干工件坐标系,或者表示不同工件,或者表示同一工件在不同位置的若干副本。 ●重新定位工作站中的工件时,您只需更改工件坐标系的位置,所有路径将即刻随之更新。 ●允许操作以外轴或传送导轨移动的工件,因为整个工件可连同其路径一起移动。 工具坐标系: 工具坐标系将工具中心点设为零位。它会由此定义工具的位置和方向。工具坐标系经常被缩写为 TCPF (Tool Center Point Frame),而工具坐标系中心缩写为 TCP (Tool Center Point).执行程序时,机器人就是将 TCP 移至编程位置。这意味着,如果您要更改工具(以及工具坐标系),机器人的移动将随之更改,以便新的TCP 到达目标.所有机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系,该坐标系被称为tool0。这样就能将一个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移值.微动控制机器人时,如果您不想在移动时改变工具方向(例如移动锯条时不使其弯曲),工具坐标系就显得非常有用。 大地坐标系:

工业机器人常用坐标系介绍

工业机器人常用坐标系介绍 坐标系:为确定机器人的位置和姿态而在机器人或空间上进行的位置指标 系统。 坐标系包含:1、基坐标系(Base Coordinate System) 2、大地坐标系(World Coordinate System) 3、工具坐标系(Tool Coordinate System) 4、工件坐标系(Work Object Coordinate System) 1、工具坐标系机器人工具座标系是由工具中心点TCP 与座标方位组成。 机器人联动运行时,TCP 是必需的。 1) Reorient 重定位运动(姿态运动)机器人TCP 位置不变,机器人工具沿座标轴转动,改变姿态。 2) Linear 线性运动机器人工具姿态不变,机器人TCP 沿座标轴线性移动。机器人程序支持多个TCP,可以根据当前工作状态进行变换。 机器人工具被更换,重新定义TCP 后,可以不更改程序,直接运行。 1.1.定义工具坐标系的方法:1、N(N=4)点法/TCP 法-机器人TCP 通过N 种不同姿态同某定点相碰,得出多组解,通过计算得出当前TCP 与机器人手腕中心点( tool0 ) 相应位置,座标系方向与tool0 一致。 2、TCPZ 法-在N 点法基础上,Z 点与定点连线为座标系Z 方向。 3、TCPX,Z 法-在N 点法基础上,X 点与定点连线为座标系X 方向,Z 点与定点连线为座标系Z 方向。 2. 工件坐标系机器人工件座标系是由工件原点与座标方位组成。 机器人程序支持多个Wobj,可以根据当前工作状态进行变换。 外部夹具被更换,重新定义Wobj 后,可以不更改程序,直接运行。

六轴运动机器人运动学求解分析_第九讲

六轴联动机械臂运动学及动力学求解分析 V0.9版 随着版本的不断更新,旧版本文档中的一些笔误得到了修正,同时文档内容更丰富,仿真程序更完善。 作者朱森光 Email zsgsoft@https://www.360docs.net/doc/0b1899297.html, 完成时间 2016-02-28

1引言 笔者研究六轴联动机械臂源于当前的机器人产业热,平时比较关注当前热门产业的发展方向。笔者从事的工作是软件开发,工作内容跟机器人无关,但不妨碍研究机器人运动学及动力学,因为机器人运动学及动力学用到的纯粹是数学和计算机编程知识,学过线性代数和计算机编程技术的人都能研究它。利用业余时间翻阅了机器人运动学相关资料后撰写此文,希望能够起到抛砖引玉的作用引发更多的人发表有关机器人技术的原创性技术文章。本文内容的正确性经过笔者编程仿真验证可以信赖。 2机器建模 既然要研究机器人,那么首先要建立一个机械模型,本文将以典型的六轴联动机器臂为例进行介绍,图2-1为笔者使用3D技术建立的一个简单模型。首先建立一个大地坐标系,一般教科书上都是以大地为XY平面,垂直于大地向上方向为Z轴,本文为了跟教科书上有所区别同时不失一般性,将以水平向右方向为X轴,垂直于大地向上方向为Y轴,背离机器人面向人眼的方向为Z轴,移到电脑屏幕上那就是屏幕水平向右方向为X轴,屏幕竖直向上方向为Y轴,垂直于屏幕向外为Z轴,之所以建立这样不合常规的坐标系是希望能够突破常规的思维定势训练在任意空间建立任意坐标系的能力。 图2-1 图2-1中的机械臂,底部灰色立方体示意机械臂底座,定义为关节1,它能绕图中Y轴旋转;青色长方体示意关节2,它能绕图中的Z1轴旋转;蓝色长方体示意关节3,它能绕图中的Z2轴旋转;绿色长方体示意关节4,它能绕图中的X3轴旋转;深灰色长方体示意关节5,它能绕图中的Z4轴旋转;末端浅灰色机构示意关节6即最终要控制的机械手,机器人代替人的工作就是通过这只手完成的,它能绕图中的X5轴旋转。这儿采用关节这个词可能有点不够精确,先这么意会着理解吧。 3运动学分析 3.1齐次变换矩阵 齐次变换矩阵是机器人技术里最重要的数学分析工具之一,关于齐次变换矩阵的原理很多教科书中已经描述在此不再详述,这里仅针对图2-1的机械臂写出齐次变换矩阵的生成过程。首先定义一些变量符号,关节1绕图中Y轴旋转的角度定义为θ0,当θ0=0时,O1点在OXYZ坐标系内的坐标是(x0,y0,0);关节2绕图中的Z1轴旋转的角度定义为θ1,图中的θ1当前位置值为+90度;定义O1O2两点距离为x1,关节3绕图中的Z2轴旋转的角度定义为θ2,图中的θ2当前位置值为-90度;O2O3两点距离为x2,关节4绕图中的X3轴旋转的角度定义为θ3, 图中的θ3当前位置值为0度;O3O4两点距离为x3,关节5绕图中的Z4轴旋转的角度定义为θ4, 图中的θ4当前位置值为-60度;O4O5两点距离为x4,关节6绕图中的X5轴旋转的角度定义为θ5, 图中的θ5当前位置值为0度。以上定义中角度正负值定义符合右手法则,所有角度定义值均为本关节坐标系相对前一关节坐标系的相对旋转角度值(一些资料上将O4O5两点重合在一起即O4O5两点的距离x4退化为零,本文定义x4大于零使得讨论时更加不失一般性)。符号定义好了,接下来描述齐次变换矩阵。 定义R0为关节1绕Y轴的旋转矩阵 =cosθ0 s0 = sinθ0 //c0 R0 =[c0 0 s0 0 0 1 0 0 0 c0 0 -s0 0 0 0 1] 定义T0为坐标系O1X1Y1Z1相对坐标系OXYZ的平移矩阵 T0=[1 0 0 x0 0 1 0 y0 00 1 0 0 0 0 1] 定义R1为关节2绕Z1轴的旋转矩阵 R1=[c1 –s1 0 0 s1 c1 0 0

六轴关节机器人机械结构

六轴关节机器人机械结构 < 7". J4 3KI5 EOtb 8 J& UKi:; ---- =7i& J3 nioltir gr”/ < 9 J5 axis motor Flhow -12. J6 訣在motor <5 J3 axi reduction / /<1 1>J5 3ME diaper anr Wnst hausine/ / 営tier <2XJ1 axis n'drint J2 axis r- di.nt nn pnaf -二1:;J I axis motor 上图为常见的六轴关节机器人的机械结构,六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带 轮等驱动六个关节轴的旋转,注意观察一、二、三、四轴的结构,关节一至关节四的驱动电机为空心结构,关节机器人的驱动电机采用空心轴结构应该不常见,空心轴结构的电机一般 较大。采用空心轴电机的优点是:机器人各种控制管线可以从电机中心直接穿过,无论关节轴怎么旋转,管线不会随着旋转,即使旋转,管线由于布置在旋转轴线上,所以具有最小的旋转半径。此种结构较好的解决了工业机器人的管线布局问题。对于工业机器人的机械结构 设计来说,管线布局是难点之一,怎样合理的在狭小的机械臂空间中布置各种管线(六个电机的驱动线、编码器线、刹车线、气管、电磁阀控制线、传感器线等),使其不受关节轴旋转的影响,是一个值得深入考虑的问题。 机器人的腕部结构常见有如下几种结构

JT5(弯曲)"4(旋转) 为?? JT6 (旋 转) =£\JT4 (弯 曲) JT6 (旋转)JT5(弯曲)

?3R型 JT6 (旋转) JT4 (旋转) 在这三种手腕部的结构中,以第一种(RBR型)结构应用最为广泛,它适应于各种工作场合,后两种结构应用范围相对较窄,比如说3R型的手腕结构主要应用在喷涂行业等. 关节设计: 对于国外的工业机器人主要制造国家来说,六轴关节机器人的研发设计及制造已经有好几十 年的历史了,整个工业机器人的研发制造体系较为完善,他们的技术相对来说比较成熟,他们在相互竞争中可以相互模仿、改善、不断推陈出新,他们的技术对于国内来说,近乎完美?而 国内目前这个行业还处在黎明前的黑暗阶段,虽然有不少公司有这个研发意图,或者正在研发途中,不管怎么说,浮出水面公布自己正在研发或者研发成功的公司应该说是极少数,即使宣布自己研发成功,也只是初步试验成功,真正产业化、商品化还有一段相当漫长的路要走?而更多的公司还停留在项目立项、技术评估、投入风险分析的阶段?由于国内做这个行业的 很少,相关的结构也没有什么可参考的,技术储备不足,少数的单位或个人有机会能够拆拆别 人的机器,拆个一知半解,更多的人只能在旁边看看了(比如说我,想拆都没机会A_A),还好了,网络资源丰富,今搜集到不少机械结构方面的图片,分享给大家参考,希望咱们做机械设计的(我应该也算是个机械工程师啊A_A毕竟我也是做机械的)少走点弯路,做出更好的机器? 六轴关节机器人的腕部关节设计较为复杂,因为在腕部同时集成了三种运动?小型的六轴关节机器人的腕部关节主要采用谐波减速器?下面的图片较为详细的描述了常见的六轴关节机 器人的腕部结构?

六自由度工业机器人设计

六自由度工业机器人 对于工业机器人的设计与大多数机械设计过程相同;首先要知道为什么要设计机器人?机器人能实现哪些功能?活动空间(有效工作范围)有多大?了解基本的要求后,接下来的工作就好作了。 首先是根据基本要求确定机器人的种类,是行走的提升(举升)机械臂、还是三轴的坐标机器人、还是六轴的机器人等。选定了机器人的种类也就确定了控制方式,也就有了在有限的空间内进行设计的指导方向。 接下来的要做的就是设计任务的确定。这是一个相对复杂的过程,在实现这一复杂过程的第一步是将设计要求明确的规定下来;第二步是按照设计要求制作机械传动简图,分析简图,制定动作流程表(图),初步确定传动功率、控制流程和方式;第三步是明确设计内容,设计步骤、攻克点、设计计算书、草图绘制,材料、加工工艺、控制程序、电路图绘制;第四步是综合审核各方面的内容,确认生产。 下面我将以六轴工业机器人作为设计对象来阐明这一设计过程: 在介绍机器人设计之前我先说一下机器人的应用领域。机器人的应用领域可以说是非常广泛的,在自动化生产线上的就有很多例子,如垛码机器人、包装机器人、转线机器人;在焊接方面也有很例子,如汽车生产线上的焊接机器人等等;现在机器人的发展是非常的迅速,机器人的应用也在民用企业的各个行业得以延伸。机器人的设计人才需求也越来越大。

六轴机器人的应用范筹不同,设计形式也各不相同。现在世界上生产机器人的公司也很多,结构各有特色。在中国应用最多的如:ABB、Panasonic、FANUK、莫托曼等国外进口的机器人。 既然机器人的应用那么广泛,在我国却没有知名的生产公司。对于作为中国机械工程技术人员来说是一个值得思考的问题!有关机器人技术方面探讨太少了?从业人员还不能成群体?虽然在很多地方可以看到机器的论术,可是却没有真正形成普及的东西。 即然是要说设计,那我就从头一点一点的说起。力求讲的通俗简明一些,讲得不对的地方还请各位指正! 六轴机器人是多关节、多自由度的机器人,动作多,变化灵活;是一种柔性技术较高的工业机器人,应用面也最广泛。那么怎样去从头开始的设计它呢?工作范围又怎样去确定?动作怎样去编排呢?位姿怎样去控制呢?各部位的关节又是有怎么样的要求呢?等等。。。。。。让我们带着众多的疑问慢慢的往下走吧! 首先我们设定:机器人是六轴多自由度的机器人,手爪夹持二氧气体保护焊标准焊枪;完成点焊、连续焊等不同要求的焊接部件,工艺要求、工艺路线变化快的自动生线上。最大伸长量:1700mm;转动270度;底座与地平线水平固定;全电机驱动。 好了,有了这样的基本要求我们就可以做初步的方案的思考了。 首先是全电机驱动的,那么我们在考虑方案的时候就不要去考虑液压和气压的各种结构了,也就是传动机构只能用齿轮齿条、连杆机构等机械机构了。 机器人是用于焊接方面的,那么我们就去考察有人工行为下的各种焊接手法和方法。这里就有一个很复杂的东西在里面,那就是焊接工艺;即然焊艺定不下来,我们就给它区分一下,在常用焊接里有单点点焊、连续断点点焊、连续平缝焊接、填角焊接、立缝焊接、仰焊、环缝焊等等。。。。。。 搞清了各种焊方法,也就明白了要实现这些复杂的动作就要有一套可行的控制方式才行;在机械没有完全设计出来之前可以不做太多的控制方案思考,有一个大概的轮廓概念就行了,待机械结构做完,各方面的驱动功率确定下来之后再做详细的程序。 焊枪是用常用的标准的焊枪,也就是说焊枪是随时可以更换下来的,也就要求我们要做到对焊枪的夹持部分进行快速锁定与松开。 焊枪在焊接过程中要进行各种焊接姿态调整,那么机械手腕就要很灵活,在各个方位角度上都可调节。

六轴工业机器人控制系统探究

高 新 技 术 中国新技术新产品- 1 - 随着机器人技术的发展,在现代工业生产中,机器人发挥着越来越重要的作用,改变了传统的生产和生活方式。引起了世界各国的广泛关注。工业机器人由机器人控制系统和机器人本体两部分组成,一般工业计算机使用Windows操作系统,但是却无法满足工业机器人实时性控制要求。国内的运动控制器主要采用三种方案。 方案一:A R M (l i n u x )+D S P + F P G A ,核心运算在D S P 实现,A R M (linux)里面实现人机交互。例如广州数控采用本方案。 方案二:PC(Windows)+DSP+ F P G A ,核心运算在D S P 实现,P C (Windows)里面实现人机交互。例如固高采用本方案。 方案三:PC(Windows)+DSP+ F P G A ,核心运算在P C 实现,P C (Windows)里面实现人机交互。例如卡诺普采用本方案。 本文研究了一种基于R T X (R e a l Time Extend)的工业机器人控制系统,在实时性、精度方面均有优势,可满足应用需要。 一、工业机器人本体介绍 我国自主研发的六轴工业机器人本体的驱动装置,采用的是交流伺服电机和减速器两种构件。六轴工业机器人的本体,主要包括回转机体、腕部、大臂和小臂等几部分。其中,全部关节都是转动关节。机器人的前三个关节,能够将末端工具送至任何空间位置,后三个关节能够满足不同工具姿态的要求。 从结构上面来看,第1关节为数值方向旋转,属于六轴工业机器人腰部关节,底部底座位置安装着电机;第2关节相当于人体的肩关节,其轴线为水平方向,并且大臂缠绕此轴线之上;第3关节就是机器人的小臂和手腕,而第4关节为带动手腕旋转,第5关节做俯仰旋转运用,第6关节做旋转运用。 Windows系统属于多任务操作系统,可同时并行多项任务,系统核心层的任务调度器可调度用户线程。同时,Windows系统实现了一个由优先驱动的抢占式调度系统,通过配额的调整,根据时间进行调度。根据调度机制,在运行过程中,用户的程序如果超过了实时性的要求,即超过15ms,则可能需要等待更长时间才能得以处理。 Windows系统中的硬件采用的是两片级联的8259芯片,但是由于PCI分配中断资源属于常规中断,且由于BIOS运行属于实时模式,因此只有在保护模式下其才能够正常使用。这也就是说,目前系统中的 中断实现还存在局限性,需要加以进一步开发和研究,完善系统中断实现,以更好适应机器人控制系统发展,满足其要求。 基于此,本文探究了一种基于RTX 系统的六轴工业机器人控制系统。 二、基于RTX工业机器人控制系统结构介绍 (一)RTX系统 事实上,RTX是Windows系统内核体系的拓展和眼神,为系统提供实时解决方案,有效拓展了抽象层HAL,建立了一种独立内核驱动模式。RTX系统可将既有系统的线程间切换时间消耗,也只有短短的数微妙。系统结构图如图1所示。 经过拓展的实时HAL,其RTX使用的是中断管理模式,而与Windows线程相比,RTX可实现实时线程严格调度管理,并且RTX线程也比其他系统的调度权要优越。同时,通过扩展的HAL, RTX还拥有自身的中断管理机制,可直接访问I/O硬件端口。因此,RTX的上述机制,可该系统始终保持优先权,而不被系统线程堵塞。RTX线程与Windows线程间,可实现共享内存数据,并由实时信号负责两部分的同步通信。RTX定时器精度,由运行环境来决定和设置,可达到0.2ms精度。 (二)系统硬件结构分析 六轴工业机器人系统结构包括三部分,即机器人手臂、电气控制箱和工业计算机。如图2所示。 机器人手臂主要负责机器人操作,其可直接带动末端,控制和实现计算机的各种动作和操作。机器人手臂为全关节式,通过旋转运动可实现任何动作和姿态。而电气控制箱则是内里安装有伺服电动驱动器的部分,用于驱动机器人手臂关节,实现手臂关节的启停与运动。同时,这部分还包括各种保护电路、辅助电路和I/O电路等。 六轴工业机器人控制系统探究 汤嘉荣1,2 (1.广州数控设备有限公司,广东 广州 510000;2.广州市广数职业培训学院,广东 广州 510000) 摘 要:六轴工业机器人系统要求具有高实时性和高精度,本文研究了一种基于RTX的工业机器人系统。本文对工业机器人的结构做了准确介绍,重点分析了基于RTX的控制系统构架,并探究了其软硬件结构,在利用Windows界面功能和RTX实时处理能力,实现了开放、可扩展的六轴工业机器人系统。实践表明,这种工业机器人的点位和轨迹精度均满足生产需要,值得推广。 关键词:工业机器人;控制系统;实时性;探究中图分类号:TP242 文献标识码:A 图1 RTX 系统结构 图2

KUKA简单操作说明书

KUKA简单操作说明书 一、KUKA控制面板介绍 1、示教背面 在示教盒的背面有三个白色和一个绿色的按钮。三个白色按钮是使能开关(伺服上电),用在T1和T2模式下。不按或者按死此开关,伺服下电,机器人不能动作;按在中间档时,伺服上电,机器人可以运动。绿色按钮是启动按钮。 Space Mouse为空间鼠标又称6D鼠标。 2、示教盒正面 急停按钮: 这个按钮用于紧急情况时停止机器人。一旦这个按钮被按下,机器人的伺服电下,机器人立即停止。 需要运动机器人时,首先要解除急停状态,旋转此按钮可以抬起它并解除急停状态,然后按功能键“确认(Ackn.)”,确认掉急停的报警信息才能运动机器人。 伺服上电: 这个按钮给机器人伺服上电。此按钮必须在没有急停报警、安全门关闭、机器人处于自动模式(本地自动、外部自动)的情况下才有用。 伺服下电: 这个按钮给机器人伺服上电。

模式选择开关: T1模式:手动运行机器人或机器人程序。在手动运行机器人或机器人程序时,最大速度都为250mm/s。 T2模式:手动运行机器人或机器人程序。在手动运行机器人时,最大速度为250mm/s。在手动运行机器人程序时,最大速度为程序中设定的速度。 本地自动:通过示教盒上的启动按钮可以使程序自动运行。 外部自动:必须通过外部给启动信号才能自动执行程序。 退出键: 可以退出状态窗口、菜单等。 窗口转换键: 可以在程序窗口、状态窗口、信息窗口之间进行焦点转换。当某窗口背景呈蓝色时,表示此窗口被选中,可以对这个窗口进行操作,屏幕下方的功能菜单也相应改变。 暂停键: 暂停正在运行的程序。按“向前运行”或“向后运行”重新启动程序。 向前运行键: 向前运行程序。在T1和T2模式,抬起此键程序停止运行,机器人停止。 向后运行键: 向后运行程序。仅在T1和T2模式时有用。 回车键: 确认输入或确认指令示教完成。 箭头键: 移动光标。 菜单键: 用菜单键打开相应菜单,通过箭头键选择子菜单,回车键使选中的菜单被应用。用退出键退出打开的菜单。 状态键: 选择机器人的操作状态。

四轴机械手及六关节机器人参数说明

四轴机械手及六关节机器人参数说明 深圳市鑫台铭机械设备有限公司主要致力于四轴、五轴、六轴及多轴机械手,直角坐标机械手,桁架机器人,机床上下料机械手等工业机器人产品的自主研发和应用, 鑫台铭机器人产品广泛应用于电子、汽车、半导体等行业的搬运,移栽,码垛,点胶,喷涂,检测,切割等应用。 1:四轴机械手简介及技术参数 J1轴(上下运动Z轴)采用滚珠丝杆+线性导轨+高速高分辨率伺服马达J2轴(摆臂旋转A轴)采用谐波减速机+高速高分辨率伺服马达 J3轴(前后伸缩X轴)采用滚珠丝杆+线性导轨+高速高分辨率伺服马达J4轴(末端旋转B轴)采用行星减速机+高速高分辨率伺服马达 ?上下运动Z轴行程: 450MM ?摆臂旋转A轴旋转角度:300° 前后伸缩X轴行程:600MM ?末端旋转B轴旋转角度:360° 摆臂活动半径:1400MM ?前后伸缩X轴最高速度:0.8M/S ?上下运动Z轴最高速度:1.0M/S ?摆臂旋转A轴最高速度:225°/S ?末端旋转B轴最高旋转速度:900°/S ?标准最大负载:6KG ( 可订做最大负载:16KG ) ?输出法兰到地面高:950MM(可根据现场要求定) ?重复定位精度: ±0.08MM 应用领域: 1.此4轴机械手主要用于冲压行业冲床、冲压件自动上下料。 2.此4轴机械手可用于油压机自动上下料。 3.此4轴机械手可用于车床自动上下料。 4.此4轴机械手可用于铣床自动上下料。 5.此4轴机械手还可以用于一些代替人的搬运。

2:手机辅料贴片机简介及技术参数

3:六关节机器人应用 六关节机器人广泛应用于各种劳动密集,危险作业等领域,用以从事替代人工搬运,涂装,焊接,码垛,装配等作业。 样机模拟压铸产品取料后再放入油压切水口机切除料边。机器人相关技术参数: S旋转轴动作范围-90°到+90°最大速度185°/秒 L下臂轴动作范围+50°到-100°最大速度185°/秒 U上臂轴动作范围+5°到+163°最大速度185°/秒 R手腕旋转轴动作范围-360°到+360°最大速度360°/秒 B手腕摆动轴动作范围-360°到+360°最大速度410°/秒 T手腕回转轴动作范围-360°到+360°最大速度500°/秒

6关节机器人介绍

BONMET ROBOT 在当今高度竞争的全球市场,工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着,制造企业所承受的压力日益增大,既要应付低成本国家的对手,还要面临发达国家的劲敌,二后者为增强竞争力,往往不惜重金改良制造技术,扩大生产能力。 自动化的优势 机器人自动化一系列广受好评的优势,可参见”投资机器人的10大理由”。许多行业尤其是工程、食品等传统行业,普遍面临劳动力老龄化、对年轻人缺乏吸引力的问题。引入机器人解决方案之后,可减轻对传统技术人员的依赖,充分发挥IT、计数机等新兴技术的优势,相关人才也更容易在年轻一代中物色。 改善困难的工作条件与安全性 在高温、腐蚀等高危环境中,高柔性的自动化系统能够代替工作

人员勇挑重担。工作人员从事高度重复性的操作,稍有不慎就会造成经济或质量损失等。而实现自动化作业之后,工作人员便可以转调到对技能要求更高的岗位,工作成就感也将随之上升。恻然解决了招人难、留人难、老龄化这些问题。 优质稳定的产品与工艺降低生产成本 高度柔性的机器人自动化系统能根据市场需求的波动灵活性增减产量;每逢订单激增,即可安排夜班或周末班,而只负担有限的加班成本。机器人自动化还能加快产品转换,在确保品质恒定如一的同时,实现小批量、短周期、多频次供货,从而提升服务水准。自动化系统的重复定位精度与一致性俱优,加工公差更小,工艺控制更严,能长期确保优异的产品质量、最大限度降低生产和劳动力成本。 提高生产效率 机器人是开源节流的得利助手,能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值,机器人就可确保生产工艺和产品质量的恒定一致,显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重的重复性劳动中解放出来,让人类的聪明才智和应变能力得以释放,从而生产更大的经济回报。

低成本六轴工业机器人实践型教学方案

低成本六轴工业机器人人手一套实践型教学方案 一、方案提出的背景 1)学校机器人少,学生操作机器人的机会不多;蜻蜓点水; 2)学生对机器人结构不理解,影响其学习效果;知其然不知其所以然; 3)老师教一点,学生就学一点,没有自信心,没有兴趣;照猫画虎,没有触及本质; 4)目前机器人培训手段单一,师资贫乏,导致很多学生的学习效果企业不认可;培而不精,训而不专; 二、方案分析 要想得到很好的教学效果,实践是非常重要的环节,但是由于安全性、成本、是否方便上课等原因,导致目前机器人教学的实践效果受到很大的限制。一台6轴、全伺服的工业机器人,按照传统的模块划分如下: 1)机械本体;(底座、大臂、小臂等) 2)减速器、轴承、同步带、齿轮等; 3)驱动器、电机; 4)控制器、示教盒; 5)外部模块、总线、通讯等;

如果按照30人同时上课,人手一套的实践理论,结合机器人本身的特色,考虑成本因素,提出如下的方案: 1)以1kg~3kg负载的工业机器人为对象,500mm~700mm臂长,六轴,全伺服,主流控制系统; 2)配置2套完整的机器人,机器人+电控箱+主流控制系统和示教盒,随时可以操作、演示、学习等; 3)配置15套机械本体(底座、大臂、小臂等)+减速器、轴承、同步带、齿轮+内部电缆等;人手一套,2个学生一组,完成装配过程,如果需要体验精密加工过程,则机械本体直接提供铸造件和精加工图纸; 4)配置5套驱动器+电机+线缆+控制器+简易示教盒;学生组装完成的机器人本体在此步骤做整体测试; 5)配置5套外部模块、总线和通讯模块,机器人连接外部模块、总线等做高级使用; 6)全虚拟软件、半实物仿真、离线编程软件等。 一轴结构二轴结构

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