工业机器人技术(郭洪红)第5章
《工业机器人技术》课程教学大纲
《工业机器人技术》课程教学大纲课程名称：工业机器人技术英文名称：Industry Robot Technology课程编码：学时/学分：18/1课程性质：选修适用专业：机械设计制造及其自动化先修课程：理论力学，机械原理，机械设计，液压传动，自动控制理论一、课程的目的与任务《工业机器人技术》是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的专业选修课，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论。
通过本课程的学习，可使学生掌握工业机器人基本概念、机器人运动学理论、工业机器人机械系统设计、工业机器人控制等方面的知识。
其主要任务是培养学生：1、掌握工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；2、掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；3、掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；4、了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。
二、教学内容及基本要求第一章绪论教学目的和要求：了解工业机器人的发展及现状，结构原理及应用情况。
教学重点和难点：介绍工业机器人的产生和发展过程，掌握机器人的概念、特点、工业机器人的基本分类、工业机器人的应用、工业机器人的组成以及主要性能参数，工业机器人的手部、腕部、臂部、机座的结构原理和实例。
教学方法与手段：课堂教学第一节机器人的分类第二节工业机器人的应用和发展1.2.1 工业机器人的应用1.2.2 工业机器人的发展第三节工业机器人的基本组成及技术参数1.3.1 工业机器人的基本组成1.3.2 工业机器人的技术参数1.3.3 工业机器人的坐标1.3.4 工业机器人的参考坐标系习题第二章工业机器人机构教学目的和要求：本部分介绍常用机器人机构，要求学生掌握常用机器人机构设计形式。
教学重点和难点：主要介绍机器人末端操作器、手腕、手臂及机器人驱动与传动形式。
教学方法与手段：课堂教学第一节机器人末端操作器2.1.1 夹钳式取料手2.1.2 吸附式取料手2.1.3 专用操作器及转换器2.1.4 仿生多指灵巧手2.1.5 其它手第二节机器人手腕2.2.1 手腕的分类2.2.2 手腕的典型结构2.2.3 柔顺手腕结构第三节机器人手臂第四节机器人机座2.4.1 固定式机器人2.4.2 移动式机器人第五节工业机器人的驱动与传动2.5.1 直线驱动机构2.5.2 旋转驱动机构2.5.3 直线驱动和旋转驱动的选用和制动2.5.4 工业机器人的传动2.5.5 新型的驱动方式2.5.6 驱动传动方式的应用习题第三章机器人运动学教学目的和要求：机器人运动学主要研究两个问题：一个是运动学问题，即给定机器人手臂、腕部等各个构件的几何参数及各个关节变量求机器人手部对参考坐标系的位置和姿态；介绍机器人的微移动和微转动概念、两坐标系间的微分运动关系、变换式（方程）中的微分关系、机器人雅可比矩阵的概念、求法——微分变换法；了解逆雅可比矩阵的概念和求解。
工业机器人技术应用作业指导书范本1
工业技术应用作业指导书第1章工业概述 (4)1.1 工业的发展历程 (4)1.2 工业的分类与特点 (4)1.3 工业的应用领域 (4)第2章工业的结构与原理 (5)2.1 工业的机械结构 (5)2.1.1 关节 (5)2.1.2 连杆 (5)2.1.3 末端执行器 (5)2.1.4 基座 (5)2.2 工业的驱动系统 (5)2.2.1 电动驱动 (5)2.2.2 气动驱动 (5)2.2.3 液压驱动 (6)2.3 工业的控制系统 (6)2.3.1 控制器 (6)2.3.2 传感器 (6)2.3.3 驱动器 (6)2.3.4 通信接口 (6)第3章工业的关键技术与参数 (6)3.1 工业的精度与重复定位精度 (6)3.1.1 位置精度 (6)3.1.2 重复定位精度 (6)3.2 工业的负载能力与速度 (7)3.2.1 负载能力 (7)3.2.2 速度 (7)3.3 工业的自由度与坐标变换 (7)3.3.1 自由度 (7)3.3.2 坐标变换 (7)第4章工业编程与仿真 (7)4.1 工业编程语言 (7)4.1.1 编程语言的分类与特点 (7)4.1.2 常用编程语言介绍 (8)4.2 工业编程方法 (8)4.2.1 编程步骤 (8)4.2.2 编程技巧 (8)4.2.3 编程注意事项 (8)4.3 工业仿真技术 (8)4.3.1 仿真技术的意义与作用 (8)4.3.2 常用仿真软件介绍 (8)4.3.3 仿真流程与方法 (8)4.3.4 仿真与实际应用的结合 (8)第5章工业视觉系统 (9)5.1 视觉系统的基本原理 (9)5.1.1 图像获取 (9)5.1.2 图像处理 (9)5.1.3 图像分析 (9)5.2 视觉系统的硬件组成 (9)5.2.1 相机 (9)5.2.2 光源 (9)5.2.3 镜头 (9)5.2.4 图像采集卡 (10)5.3 视觉系统的软件算法 (10)5.3.1 图像预处理算法 (10)5.3.2 特征提取算法 (10)5.3.3 特征匹配算法 (10)5.3.4 目标定位与跟踪算法 (10)5.3.5 机器学习与深度学习算法 (10)第6章工业感知与认知技术 (10)6.1 工业传感器技术 (10)6.1.1 传感器概述 (10)6.1.2 传感器选型与应用 (11)6.1.3 传感器信号处理 (11)6.2 工业感知技术 (11)6.2.1 视觉感知技术 (11)6.2.2 触觉感知技术 (11)6.2.3 听觉与嗅觉感知技术 (11)6.3 工业认知技术 (11)6.3.1 认知技术概述 (11)6.3.2 机器学习与深度学习 (11)6.3.3 认知推理与决策 (11)第7章工业典型应用案例分析 (12)7.1 汽车制造领域的应用 (12)7.1.1 点焊 (12)7.1.2 喷涂 (12)7.1.3 装配 (12)7.2 电子制造领域的应用 (12)7.2.1 SMT贴片 (12)7.2.2 焊接 (12)7.2.3 检测与测试 (12)7.3 食品饮料领域的应用 (12)7.3.1 分拣 (12)7.3.2 包装 (13)7.3.3 清洗 (13)第8章工业安全与防护 (13)8.1 工业安全标准与法规 (13)8.1.1 我国工业安全标准 (13)8.1.2 国际工业安全标准 (13)8.1.3 工业安全法规 (13)8.2 工业安全防护措施 (13)8.2.1 设计阶段安全措施 (13)8.2.2 制造与安装阶段安全措施 (14)8.2.3 运行阶段安全措施 (14)8.3 工业安全监控系统 (14)8.3.1 安全监控设备 (14)8.3.2 安全监控策略 (14)8.3.3 安全监控管理 (14)第9章工业系统集成与自动化生产线 (14)9.1 工业系统集成技术 (15)9.1.1 系统集成概述 (15)9.1.2 系统集成关键技术与流程 (15)9.1.3 系统集成案例分析 (15)9.2 工业自动化生产线设计 (15)9.2.1 自动化生产线概述 (15)9.2.2 自动化生产线设计原则与方法 (15)9.2.3 自动化生产线关键设备与组成 (15)9.2.4 自动化生产线实施与优化 (15)9.3 工业与智能物流系统的融合 (15)9.3.1 智能物流系统概述 (15)9.3.2 工业与智能物流系统的融合技术 (15)9.3.3 融合案例分析与启示 (16)9.3.4 发展趋势与挑战 (16)第10章工业发展趋势与展望 (16)10.1 工业技术的发展趋势 (16)10.1.1 市场规模持续扩大 (16)10.1.2 技术水平不断提高 (16)10.1.3 应用领域不断拓展 (16)10.1.4 产业链逐渐完善 (16)10.2 工业技术的创新与挑战 (16)10.2.1 创新方向 (16)10.2.2 挑战 (17)10.3 工业技术的未来展望 (17)10.3.1 普及化 (17)10.3.2 定制化 (17)10.3.3 网络化 (17)10.3.4 绿色化 (17)第1章工业概述1.1 工业的发展历程工业作为一种重要的自动化设备，其发展历程可追溯至20世纪中叶。
工业机器人操作与应用【ch05】机器人的拓展功能 培训教学课件
机器人输送器同步跟踪
1 同步跟踪反馈方式
(2)编码器方式 这种方式将编码器（增量型）连接至脉冲计数模块，再通过CAN总线将脉 冲计数模块。 与KRC4系统连接。脉冲值与路径长度成比例。
机器人输送器同步跟踪
1 同步跟踪反馈方式
(2)编码器方式
机器人输送器同步跟踪
2 输送器测量
为实现机器入与输送器的同步运行，需要进行输送器跟踪方向、跟踪距离 及平面姿态的确定。 KUKA机器人的输送器测晕方法主要有线形输送器测噩和环形输送器测量两 种，经过测量后的输送器还需要进行位移校验。
机器人输送器同步跟踪
3 工件测量
机器人输送器同步跟踪
4 输送器同步点示教
当完成工件测量并校验合格后，需要进行输送器同步点示教。 示例中共有5个位置点，即Pl~P5,同步点为P2、P3、P4。 具体的示教方法是：当工件收到同步信号后，输送器停止，此时进行同步 点(P2、P3、P4)的程序编辑，完成同步点的程序编辑后，选择运行方式， 进行程序的测试，如果发现跟踪位置有偏差，需要重新进行工件测量或输 送器测量。
机器人协调功能
1 协调系统类型
机器人协调功能
1 协调系统类型
机器人协调功能
1 协调系统类型
单机与外部轴协调系统：一般是指一个机器人与单轴或双轴变位机的组合。 变位机能实现工件的旋转和翻转，旋转角度和翻转角度由实际生产工艺确 定，为保证安全，一般通过系统设定的软极限来进行限制。 变位机作为机器人的附加轴与机器人互连。在硬件配置上，机器人控制系 统中一般要增加额外的伺服控制器等电气元件。
(1)线形输送器测量 线形输送器测量方法需要借助三个点，如图5-7所示。Pl、P2、P3点为标 记的点，输送器应用的精度取决于用其测量这三个点的精度，因此TCP（ 工具中心点）要精确地指向各点。 位置点Pl可以是输送器上的任意一点。可以在机器人开始跟踪工件的起始 范围内选择一个点作为Pl点，在继续使用时要能清楚地识别出该点。以Pl点 作为参考点对输送器基坐标系的原点进行定义，所有输送器程序将以该基 坐标系作为参考。
工业机器人 chapter5
22
机械电子学院
一、机器人的触觉
一般认为触觉包括接触觉、压觉、滑觉、力觉四种，狭义的 触觉按字面上来看是指前三种感知接触的感觉。
若工件滑动，则指针振动，线圈输出信号。
34
机械电子学院
二、机器人的接近觉
接近觉传感器是机器人用来探测机器人自身与周围物体之 间相对位置或距离的一种传感器，它探测的距离一般在几毫米 到十几厘米之间。 有时接近觉传感器与视觉、触觉等传感器没有明显的区别。 接近觉传感器结构上分为接触型和非接触型两种，其中非接触 型接近觉传感器应用较广。 目前按照转换原理的不同，接近觉传感器分为电涡流式、光纤 式、超声波式及激光扫描式等。
32
机械电子学院 采用压觉传感器实现滑觉感知
滚轮式滑觉传感器
它由一个金属球和触针组成，金属球表面分成许多个相间排
列的导电和绝缘小格。触针头很细，每次只能触及一格。当工件
滑动时，金属球也随之转动，在触针上输出脉冲信号，脉冲信号 的频率反映了滑移速度，个数对应滑移的距离。
33
机械电子学院
根据振动原理制成的滑觉传感器。钢球指针与被抓物体接触。
组成六组半桥，对这6组电桥信
号进行解耦可得到六维力（力矩） 的精确解。
31
机械电子学院
4） 滑觉传感器
机械手一般采用两种抓取方式：硬抓取和软抓取。硬抓取
（无感知时采用） ：末端执行器利用最大的夹紧力抓取工件。软 抓取（有滑觉传感器时采用）：末端执行器使夹紧力保持在能稳 固抓取工件的最小值，以免损伤工件。
工业机器人技术(第三版)课后答案 郭洪红主编
第一章课后习题１、工业机器人定义：是机器人的一种，由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间内完成各种作业的机电一体化的自动化生产设备。
２、工业机器人应用场合及其特点：①恶劣工作环境及危险工作（有害健康并可能危及生命，或不安全因素大不宜于人去从事的作业）②特殊作业场合和极限作业（对人类力所不及的作业）③自动化生产领域（早期工业机器人再生产主要用于上下料、点焊和喷漆，随柔性自动化出现扮演更重要角色）３、说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。
答：工业机器人由三大部分六个子系统组成。
三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。
六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人—环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
关系由右图表明：４、简述工业机器人各参数的定义：自由度、重复定位精度、工 作范围、工作速度、承载能力。
答：自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不应包括手爪（末端操作器）的开合自由度。
重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力，可以用标准偏差这个统计量来表示，它是衡量一列误差值的密集度（即重复度）。
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。
工作速度一般指工作时的最大稳定速度。
承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。
承载能力不仅指负载，而且还包括了机器人末端操作器的质量。
５、按坐标形式分类及特点：①直角坐标型（这种机器人在x、y、z轴上的运动是独立的, 运动方程可独立处理, 且方程是线性的, 因此, 很容易通过计算机控制实现; 它可以两端支撑, 对于给定的结构长度, 刚性最大; 它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化, 容易达到高精度。
但它的操作范围小,手臂收缩的同时又向相反的方向伸出, 即妨碍工作, 且占地面积大, 运动速度低, 密封性不好。
工作范围是立方体型）②圆柱坐标型（这种机器人可以绕中心轴旋转一个角,工作范围可以扩大,且计算简单; 直线部分可采用液压驱动,可输出较大的动力; 能够伸入型腔式机器内部。
工业机器人课后答案
工业机器人课后答案【篇一：工业机器人技术习题答案.pdf】>一、填空1、自由度2、操作机、控制器、示教器、末端执行器、操作机、控制器、示教器3、点位运动（ptp）、连续路径运动（cp）、cp4、正向二、选择1、d2、d 三、判断2、示教再现机器人、感知机器人、智能机器人3、日系、欧系二、选择1、d2、d3、c 三、判断第一章绪论第二章工业机器人的机械结构和运动控制第三章手动操纵工业机器人一、填空 1、机器人轴、基座轴、基座轴、外部轴 2、工具 3、点动二、选择1、d2、d 三、判断表手动移动机器3-6 人要领一、填空 1、示教、程序、再现 2、跟踪 3、离线编程二、选择1、b 2、d 3、d三、判断四、综合应用表4-6第四章初识工业机器人的作业编程直线轨迹作业示教第五章搬运机器人的作业编程一、填空 1、龙门式搬运机器人、悬臂式搬运机器人、侧壁式搬运机器人、摆臂式搬运机器人 2、吸附式、夹钳式、仿人式 3、机器人控制柜、示教器、气体发生装置、气吸附手爪二、选择1、d2、d三、判断1、√2、√3、√四、综合应用略取式、组合式 3、第六章码垛机器人的作业编程一、填空 1、龙门式码垛机器人、摆臂式码垛机器人 2、吸附式、夹板式、抓操作机、机器人控制柜、示教器、真空发生装置、气体发生装置4、一进一出、一进两出、两进两出二、选择1、a2、a三、判断一、填空 1、关节式 2、c型、伺服3、弧焊、示教器、焊枪、操作机、弧焊电源4、双、双、h 二、选择1、b2、d3、d 四、综合应用略第七章焊接机器人的作业编程三、判断（2）略2、1、√ √ 3、√ 四、综合应用（1）表 7-圆弧轨迹作业13 示教【篇二：工业机器人考点大全--习题答案】p class=txt>答：工业机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通过可编程动作来完成各种任务并具有编程能力的多功能机械手。
智能机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
工业机器人技术(第3版 郭洪红) 第1章 绪论
第1章 绪论
1958年，被誉为“工业机器人之父”的Joseph F.Engel Berger创建了世界上第一个机器人公司——Unimation (Universal Automation)公司，并参与设计了第一台Unimate 机器人，如图1.11所示。这是一台用于压铸作业的五轴液压 驱动机器人，手臂的控制由一台专用计算机完成。它采用分 离式固体数控元件，并装有存储信息的磁鼓，能够记忆完成 180个工作步骤。 与此同时，另一家美国公司——AMF公 司也开始研制工业机器人，即Versatran(Versatile Transfer)机 器人，如图1.12所示。它主要用于机器之间的物料运输，采 用液压驱动。
第1章 绪论
第1章 绪论
1.1 机器人的分类 1.2 工业机器人的应用和发展 1.3 工业机器人的基本组成及技术参数
第1章 绪论
“机器人”一词不仅可以在科幻小说、动画片中看到 和听到，在电视中我们也可以看到在工厂进行作业的机器人，
“机器人”一词最早出现于1920年捷克作家Karel Capek 的剧本《罗萨姆的万能机器人》中。在剧本中，作家塑造了 一个具有人的外表、特征和功能，愿意为人类服务的机器人 奴仆“Robota”，在该剧中机器人被描写成像奴隶那样进行
(5) 综合机器人。综合机器人是由操作机器人、示教再 现机器人、智能机器人组合而成的机器人，如火星机器人。 1997年7月4日，“火星探险者(Mars Pathfinder)”在火星上着 陆，着陆体是四面体形状，着陆后三个盖子的打开状态如图 1.8所示。它在能上、下、左、右动作的摄像机平台上装有 两台CCD摄像机，通过立体观测而得到空间信息。整个系 统可以看做是由地面指令操纵的操作机器人。
工业机器人操作与编程课程标准
工业机器人操作与编程课程教学大纲标准（一）理论教学内容和基本要求第一章认识工业机器人掌握工业机器人的结构；理解工业机器人坐标系的意义；熟悉示教器的操作界面及基本功能，会启动工业机器人；能完成单轴移动的手动操作，会控制机器人回到参考的。
重点：理解工业机器人的坐标意义，理解工业机器人的工作原理、系统组成及基本功能。
难点：理解工业机器人的工作原理。
第二章搬运编程与操作掌握工业机器人搬运运动的特点及程序编写方法；能使用工业机器人基本指令正确编写搬运控制程序。
重点：掌握工业机器人关节位置数据形式、意义及记录方法。
难点：编写搬运控制程序。
第三章涂胶编程与操作掌握工业机器人涂胶运动的特点及程序编写方法；能使用工业机器人基本指令正确编写涂胶控制程序。
重难点：掌握工业机器人的坐标系设定及涂胶编程方法。
第四章喷涂编程与操作掌握工业机器人喷涂运动的特点及程序编写方法；能使用工业机器人基本指令正确编写喷涂控制程序。
重难点：掌握工业机器人的坐标系设定及喷涂编程方法。
第五章数控车床上下料编程与操作掌握工业机器人上下料运动的特点及编程方法，能使用工业机器人的基本指令正确编写上下料控制程序。
重难点：掌握工业机器人的工具坐标系和工件坐标系设定及上下料搬运编程方法。
第六章码垛编程与操作掌握工业机器人码垛运动的特点及编程方法，能使用工业机器人的基本指令正确编写码垛控制程序。
重难点: 掌握工业机器人的工具坐标系和工件坐标系设定及码垛搬运编程方法。
第七章工业机器人的离线编程掌握工业机器人离线编程的基本原理，熟悉离线编程软件的操作界面及基本功能，掌握喷涂离线编程的几班操作。
重难点: 掌握工业机器人离线编程软件。
（二）实验教学内容与学时分配实验1、对工业机器人进行简单单轴移动操作 (2学时)实验2、自主编程操作工业机器人进行搬运工作 (8学时)实验3、自主编程操作工业机器人进行涂胶工作 (8学时)实验4、自主编程操作工业机器人进行喷漆工作 (8学时)实验5、自主编程操作工业机器人进行上下料工作 (6学时)实验6、自主编程操作工业机器人进行喷漆工作 (6学时)实验7、通过离线编程软件，编写机器人在不同环境下的工作程序 (12。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第5章 工业机器人控制 2)
示教盒示教编程方式是人工利用示教盒上所具有的各种功 能的按钮来驱动工业机器人的各关节轴, 按作业所需要的顺序 单轴运动或多关节协调运动, 从而完成位置和功能的示教编程。
第5章 工业机器人控制 图 5.1 示教数据的编辑机能
第5章 工业机器人控制 图 5.2 CP控制示教举例
第5章 工业机器人控制 2)
工业机器人的记忆方式随着示教方式的不同而不同。又由 于记忆内容的不同, 故其所用的记忆装置也不完全相同。通常, 工业机器人操作过程的复杂程序取决于记忆装置的容量。容量 越大, 其记忆的点数就越多, 操作的动作就越多, 工作任务就 越复杂。
当对PTP(点位控制方式)控制的工业机器人示教时, 可以分 步编制程序,且能进行编辑、修改等工作。但是在作曲线运动而 且位置精度要求较高时,示教点数一多,示教时间就会拉长, 且 在每一个示教点都要停止和启动, 因而很难进行速度的控制。
第5章 工业机器人控制 对需要控制连续轨迹的喷漆、电弧焊等工业机器人进行连 续轨迹控制的示教时, 示教操作一旦开始, 就不能中途停止, 必 须不中断地进行到完, 且在示教途中很难进行局部修正。
(5) 机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成, 因此存在一个“最优”的问题。 较高级的机器人可以用人工智 能的方法,用计算机建立起庞大的信息库, 借助信息库进行控制、 决策、管理和操作。 根据传感器和模式识别的方法获得对象及 环境的工况, 按照给定的指标要求, 自动地选择最佳的控制规律。
第5章 工业机器人控制
第5章 工业机器人控制
第5章 工业机器人控制
5.1 工业机器人控制系统的特点 5.2 工业机器人控制系统的主要功能 5.3 工业机器人的控制方式 5.4 电动机的控制 5.5 机械系统的控制来自第5章 工业机器人控制
5.1 工业机器人控制系统的特点
机器人的结构是一个空间开链机构, 其各个关节的运动是 独立的, 为了实现末端点的运动轨迹, 需要多关节的运动协调。 因此, 其控制系统与普通的控制系统相比要复杂得多,具体如 下:
示教方式中经常会遇到一些数据的编辑问题, 其编辑机能 有如图5.1所示的几种方法。
在图中, 要连接A与B两点时, 可以这样来做: (a) 直接连接; (b) 先在A与B之间指定一点x, 然后用圆弧连接; (c) 用指定半径 的圆弧连接; (d) 用平行移动的方式连接。在CP(连续轨迹控制 方式)控制的示教中, 由于CP控制的示教是多轴同时动作, 因 此与PTP控制不同,它几乎必须在点与点之间的连线上移动, 故 有如图5.2所示的两种方法。
示教盒通常是一个带有微处理器的、可随意移动的小键盘, 内部ROM中固化有键盘扫描和分析程序。其功能键一般具有回 零、示教方式、自动方式和参数方式等。
示教编程控制由于其编程方便、装置简单等优点,在工业 机器人的初期得到较多的应用。同时, 又由于其编程精度不高、 程序修改困难、示教人员要熟练等缺点的限制,促使人们又开 发了许多新的控制方式和装置, 以使工业机器人能更好更快地 完成作业任务。
第5章 工业机器人控制
2. 示教编程方式
1)
手把手示教编程方式主要用于喷漆、弧焊等要求实现连续 轨迹控制的工业机器人示教编程中。具体的方法是人工利用示 教手柄引导末端执行器经过所要求的位置,同时由传感器检测 出工业机器人各关节处的坐标值,并由控制系统记录、存储下 这些数据信息。实际工作当中, 工业机器人的控制系统重复再 现示教过的轨迹和操作技能。
(3) 把多个独立的伺服系统有机地协调起来, 使其按照人 的意志行动, 甚至赋予机器人一定的“智能”, 这个任务只能 由计算机来完成。 因此, 机器人控制系统必须是一个计算机 控制系统。 同时, 计算机软件担负着艰巨的任务。
第5章 工业机器人控制
(4) 描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型, 随着状态的不同和外力的变化, 其参数也在变化, 各变量之间 还存在耦合。因此, 仅仅利用位置闭环是不够的,还要利用速度 甚至加速度闭环。系统中经常使用重力补偿、前馈、解耦或自 适应控制等方法。
第5章 工业机器人控制
5.2.2
工业机器人的运动控制是指工业机器人的末端执行器从一 点移动到另一点的过程中, 对其位置、速度和加速度的控制。 由于工业机器人末端操作器的位置和姿态是由各关节的运动引 起的,因此,对其运动控制实际上是通过控制关节运动实现的。
工业机器人关节运动控制一般可分为两步进行。第一步是 关节运动伺服指令的生成, 即指将末端执行器在工作空间的位 置和姿态的运动转化为由关节变量表示的时间序列或表示为关 节变量随时间变化的函数。这一步一般可离线完成。第二步是 关节运动的伺服控制,即跟踪执行第一步所生成的关节变量伺 服指令。 这一步是在线完成的。
5.2 工业机器人控制系统的主要功能
1. 2. 运动控制功能
第5章 工业机器人控制
5.2.1 1. 1) 示教的方式总的可分为集中示教方式和分离示教方式。 集中示教方式就是指同时对位置、速度、操作顺序等进行
的示教方式。 分离示教方式是指在示教位置之后, 再一边动作, 一边分别示教位置、 速度、 操作顺序等的示教方式。
(1) 机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。 机 器人手足的状态可以在各种坐标下进行描述,应当根据需要选 择不同的参考坐标系, 并做适当的坐标变换。经常要求正向运 动学和反向运动学的解, 除此之外还要考虑惯性力、 外力(包 括重力)、哥氏力及向心力的影响。
第5章 工业机器人控制
(2) 一个简单的机器人至少要有3～5个自由度, 比较复杂 的机器人有十几个甚至几十个自由度。 每个自由度一般包含 一个伺服机构, 它们必须协调起来, 组成一个多变量控制系统。
最初工业机器人使用的记忆装置大部分是磁鼓, 随着科学 技术的发展, 慢慢地出现了磁线、磁芯等记忆装置。现在, 计 算机技术的发展带来了半导体记忆装置的出现, 尤其是集成化 程度高、容量大、高度可靠的随机存取存储器( RAM )和可 编程只读存储器(EPROM)等半导体的出现, 使工业机器人的记 忆容量大大增加, 特别适合于复杂程度高的操作过程的记忆, 并且其记忆容量可达无限。