工业机器人课件2-2

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工业机器人课件-知识点2.2 机器人坐标系及数学基础

工业机器人课件-知识点2.2 机器人坐标系及数学基础

项目2 工业机器人虚拟工作站的仿真操作
2.2 机器人坐标系的运动变换与数学运算
2.2.3 机器人坐标系中的各种变换 2、机器人本体的关节运动和连杆变换矩阵
项目2 工业机器人虚拟工作站的仿真操作
2.2 机器人坐标系的运动变换与数学运算
2.2.3 机器人坐标系中的各种变换 3、机器人工具变换与工具变换数据
基本变换:从机器人世界坐标系变换至机器人基座坐标系的运
动过程,称之为基本变换。
基本变换数据:沿着机器人世界坐标系X、Y、Z轴平移的距离分
别用X、Y、Z表示,绕机器人世界坐标系X、Y、Z轴旋转的角度分别用 A、B、C表示。以上6个数据构成一个一维数组(X,Y,Z,A,B,C), 该数组被称为基本变换数据。
2.2 机器人坐标系的运动变换与数学运算
2.2.4 机器人正运动学与逆运动学
2、逆运动学计算
把根据机器人工具坐标系在 世界坐标系中的直交位置数据计 算出各个关节角度值(J1,J2, J3,J4,J5,J6)的过程称之为
逆运动学计算
项目2 工业机器人虚拟工作站的仿真操作
2.2 机器人坐标系的运动变换与数学运算
2.2.1 坐标系的运动和变换矩阵 2、坐标系的旋转运动和矩阵表示
例如,将坐标系{F}绕坐标系{U}的X轴正方向旋转30°
项目2 工业机器人虚拟工作站的仿真操作
2.2 机器人坐标系的运动变换与数学运算
2.2.1 坐标系的运动和变换矩阵 3、复合运动和矩阵表示
例如,将坐标系{F}绕坐标系{U}的X轴正方向旋转30°
项目2 工业机器人虚拟工作站的仿真操作
2.2 机器人坐标系的运动变换与数学运算
2.2.4 机器人正运动学与逆运动学 (2)构造标志数据FL1 (X,Y,Z,A,B,C,L1,L2)(FL1,FL2)

《工业机器人》PPT课件

《工业机器人》PPT课件

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2021/3/26
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2.圆柱坐标型
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姿由(z,r,θ)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 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z轴愈远,其切向线位移的分辨精 度就愈低。
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3.球坐标型
球坐标型操作机它有两个转动关节和一个移动关节, 末端操作器的安装轴线之位姿由(θ,φ, r)坐标予以 表示。该种型式的工业机器人,空间尺寸较小,工 作范围较大。
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4.关节型
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,空间尺寸相对较小,工作范围相对较 大,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。
工业机器人
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一.工业机器人的历程
1 9 6 0 年 美 国 A M F 公 司 生 产 了 首 台 工 业 生 产 柱 坐 标 型 Versatran机器人,可进行点位和轨迹控制。
1979年,Unimation推出PUMA机器人:多关节、全电 机驱动、多CPU二级控制,采用VAL专用语言,可配 视觉、触觉、力觉传感器。
执行机构是机器人赖以完成各种作业的主体部分。 通常为开式空间连杆机构。
驱动-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。

工业机器人应用技术课件ppt(PPT163张)可修改文字

工业机器人应用技术课件ppt(PPT163张)可修改文字

一、机器人控制系统的特点
(3)具有较高的重复定位精度,系统刚性好。除直角坐标机器 人外,机器人关节上的位置检测元件不能安装在末端执行器上,而 应安装在各自的驱动轴上,构成位置半闭环系统。但机器人的重复 定位精度较高,一般为±0.1 mm。此外,由于机器人运行时要求 运动平稳,不受外力干扰,为此系统应具有较好的刚性。
(5-20)
随此着外实 ,际还工要作考情虑的况各作的关不节业同之,间信可惯息以性采力存用、各哥储种氏在不力同等内的的控耦存制合中方作式用,。和重在力执负载行的影任响务,因时此,,系依统中靠还经工常业采用机一些器控人制策的略,动如重力补偿、
前馈、解耦或自适应控制等。
与在自由空间运作动再的控现制相功比能,机,器人可在重受限复空间进运行动的该控制作主业要是。增加此了外对其,作用从端操与外作界接的触角作用度力(来包看括力,矩)要的控制要求,
图5-1 机器人控制系统的分类
二、机器人控制系统的组成
图5-2 机器人控制系统组成框图
二、机器人控制系统的组成
(1)控制计算机。控制计算机是控制系统的调度指挥机 构,一般为微型机,微处理器分为32位、64位等,如奔腾 系列CPU等。
(2)示教编程器。示教机器人的工作轨迹、参数设定和 所有人机交互操作拥有自己独立的CPU及存储单元,与主 计算机之间以串行通信方式实现信息交互。
因而受限运动的控制一般称为力控制。
四现、场机 总器线人应智用能于求力生控控产制现制方场法,系在统微机具化测有量良控制好设备的之人间实机现双界向面多结,点数尽字量通信降,从低而对形成操了新作型者的网的络集要成求式全。分布因控制系统—— 现位场置总 控线制控部制分系的此统输,出(fieΔl多dqb1u和数s速co度情nt控ro况制l s部y要s分tem的求,输F控出CΔS制q)。2相器加,的其设和作计为机人器员人的不关节仅控要制增完量Δ成q,底用于层控伺制机服器人控的制运动器。

工业机器人教材PPT课件

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示教输入
编程输入
穿孔带输入 穿孔卡输入 磁带输入
键盘输入
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三、工业机器人智能传感器
CHENLI 2021/3/7
1.接近觉传感器
接近觉传感器能使机器人手爪感知与物体的接 近程度,当近到一定距离时能使高速搜索物体的手 爪向控制系统发出减速信号,以减少手爪和物体的 冲击。
接近觉传感器有光学、超声波和电磁等几种, 一般装在手爪上。
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CHENLI 2021/3/7
焊接机器人
一、焊接机器人系统的组成 焊接机器人系统一般由以下几个部分组
成:机器人操作机、变位机、控制器、焊 接系统、焊接传感器、中央控制计算机和 相应的安全设备等。
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CHENLI 2021/3/7
机器人操作机是焊接机器人系统的执行机构 变位机作为机器人焊接生产线及运动形式
① 直角坐标式 ② 圆柱坐标式 ③ 球坐标式 ④ 多关节式
CHENLI 2021/3/7
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3.机器人运动功能
CHENLI 2021/3/7
① 点位控制型:用于搬运和装卸物件,点焊及具 有固定位置零件的装配工作。
② 连续轨迹控制型:主要用于电弧焊和喷涂等. 4.机器人程序输入方式
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一汽“红旗”轿车机器人焊接线
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搬运、码垛机器人
自动搬运工作站由搬运机器人和周边设备组成。 搬运机器人可用于搬运重达几公斤至1 t以上的
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工业机器人
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CHENLI 2021/3/7
到目前为止,工业机器人是最成熟、应用最 广泛的一类机器人,全世界目前已经销售110万台, 这是1999年的统计,已经进行使用的是75万台。 日本在工业机器人领域的发展是首位的,成为机 器人的王国; 美国发展得也很迅速,目前在新安装的台数方面 已经超过了日本; 中国刚开始进入产业化的阶段,已经研制出多种 工业机器人样机,已有小批量在生产中使用。

工业机器人技术基础工业机器人的组成PPT课件

工业机器人技术基础工业机器人的组成PPT课件


工业机器人的机械结构又称执行机构,也称操作机,通常
由杆件和关节组成。
肘 肩
• 从功能角度,执行机构可分为:



机 座
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二、机械部分 1.机械结构系统
工业机器人
机械结构 手部 腕部 臂部 腰部 机座
手部:末端执行器,其作用是直接抓取和 放置物件。 腕部:连接手部和臂部的部件,其作用是 调整或改变手部的姿态。
本节主要借鉴论文 《山东海洋渔业资源问题分析及其可持续发展策略》 (傅秀梅 戴桂林 管华诗)和《山东海洋渔业的现代化及其科技发展对策》 (山东海洋经济技术研究会)
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渔业资源利用过程中面临的问题
山东省海洋渔业发展
渔业生态环境恶化
➢ 由于沿海城市工业和生活污水的排放以及养殖自污染,导致海洋生态环境恶 化和海底植被荒漠化; ➢ 近岸局部水域富营养化,赤潮等海洋灾害频发,严重影响了渔业的发展。 ➢ 养殖量大大超过环境容纳量,种质退化,养殖病害不断。
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四、传感部分 1. 感受系统
• 感受系统包括内部检测系统与外部检测系统两部分。 • 内部检测系统的作用就是通过各种检测器,检测执行机
构的运动境况,根据需要反馈给控制系统,与设定值进 • 外行部比检测较系后统对检测执机行器机人所构处进环行境、调外整部以保证其动作符合设计要
物求体。状态或机器人与外部物体的关系。
• 臂部:手臂,用以连接 腰部和腕部,用以带动 腕部运动。
• 腰部:立柱,是支撑手 臂的部件,其作用是带 动臂部运动,与臂部运 动结合,把腕部传递到 需到的工作位置。
• 机座(行走机构):机 7 座是机器人的支持部分,
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历史上的山东省海洋渔业发展概况
山东省海洋渔业发展

工业机器人技术基础课件(最全)

工业机器人技术基础课件(最全)
设置编程语言、通信接口 、坐标系等参数
程序结构设计与实现过程
程序结构设计
注意事项
模块化设计、流程图设计、状态机设 计等
避免死锁、确保实时性、优化代码结 构等
实现过程
编写程序框架、定义变量和函数、实 现控制逻辑等
调试技巧及优化方法
01
02
03
调试技巧
单步执行、断点调试、变 量监视等
优化方法
减少计算量、优化算法、 使用高效数据结构等
03 电动驱动
精度高,响应速度快,维护方便,适用于各种负 载和行程的作业。
传感器配置与选型
01 内部传感器
检测机器人自身状态,如关节角度、电机电流等 。
02 外部传感器
检测机器人外部环境,如距离、温度、光照等。
03 选型原则
根据作业需求和机器人性能要求选择合适的传感 器类型和精度等级。
控制系统硬件架构
工业机器人技术基础 课件(最全)
目录
• 工业机器人概述 • 工业机器人核心技术 • 工业机器人硬件组成 • 工业机器人软件编程 • 工业机器人系统集成与应用案例 • 工业机器人维护与保养知识普及
01
工业机器人概述
定义与发展历程
定义
工业机器人是一种能自动执行工作的机器装置,靠自身 动力和控制能力来实现各种功能,可以接受人类指挥, 也可以按照预先编排的程序运行。
控制算法
详细讲解工业机器人控制 中常用的算法,如PID控 制、模糊控制、神经网络 控制等。
控制器设计
阐述工业机器人控制器的 设计原则和方法,包括硬 件设计和软件设计。
控制技术应用
探讨控制技术在工业机器 人中的应用,如焊接机器 人、装配机器人、喷涂机 器人等。

工业机器人-智能传感与感知ppt课件

工业机器人-智能传感与感知ppt课件

SRI腕力传感器应变片连接方式
外部传感器
(3)距离传感器
距离传感器可用于机器人导航和回避障碍物,也可用于机器人空间内的物体进行定 位及确定其一般形状特征。
1) 超声波测距法
超声波是频间隔推算 出距离。缺点:波束较宽,其分辨力受到严重的限制,主要用于导航和回避障碍物。
定义
种类
• 移动机器(AGV) • 点焊机器人 • 弧焊机器人 • 激光加工机器人 • 真空机器人-真空中使用(半导体工业) • 洁净机器人-洁净环境使用
种类
• 移动机器(AGV)-自动移载
KUKA
种类
• 移动机器(AGV)-自动移载
平移、自转-子母轮
种类
解决方案
四大家族
ABB
KUKA
FANUC
工业机器人
人机协作
感知能力
工业机器人
人机协作
ABB-YuMi人机协作机器人
YuMi是全球首款名副其 实的人机协作机器人, 既能与人类并肩执行相 同的作业任务,又可确 保其周边区域安全无虞。 无论是手表、平板电脑 还是其他各类产品,YuMi 都能轻松处理,甚至连 穿针引线也不在话下, YuMi将彻底改变我们对 装配自动化的固有思维。
2) 滑觉传感器有滚动式和球式,还有一种通过振动检测滑觉的 传感器。物体在传感器表面上滑动时,和滚轮或环相接触, 把滑动变成转动。
外部传感器
例如振动式滑觉传感器,表面伸出的触针能和物体接触,物 体滚动时,触针与物体接触而产生振动,这个振动由压电传感器 或磁场线圈结构的微小位移计检测。
外部传感器
(2)力觉传感器
原理:三角测量法、立体视觉法等等。
多传感器数据融合
多传感器数据融合算法简介

《工业机器人》课件

《工业机器人》课件

工业机器人在推动经济发展方面的贡献
工业机器人在推动经济发展方面发挥着重要作用,提高了工业生产效率,促进了产业升级和国家经济的发展。
工业机器人的可持续发展和环 保问题
工业机器人的发展应注重可持续性和环保性,采用节能技术和清洁生产方式, 减少对环境的影响。
竞争状况
工业机器人行业竞争激烈,包括ABB、Fanuc、KUKA等领先企业。
工业机器人在提高生产效率方面的作 用
1 自动化操作
工业机器人实现了自动化生产,提高了生产效率和产品质量。
2 精确操作
工业机器人具备精确的操作能力,减少了人为误差,提高了生产效率。
3 高速作业
工业机器人可以高速作业,加快了生产速度,提高了生产效率。
工业机器人在智能制造中的应用案例
物流领域
工业机器人在物流和仓储领域中的 应用越来越广泛,实现货物的自动 搬运和分拣。
医疗行业
工业机器人在医疗手术和康复辅助 等领域中发挥重要作用,提高治疗 效果和手术安全。
农业领域
工业机器人在农业生产中的应用逐 渐增加,实现农作物的种植、采摘 和病虫害防治。
工业机器人的未来发展趋势和展望
《工业机器人》PPT课件
工业机器人的发展与应用是现代制造业的重要组成部分。本课件将介绍工业 机器人的定义、种类、发展历程、优势和应用领域,以及机器人的构造、工 作原理和控制系统。
工业机器人的发展历程
1
早期发展
20世纪50年代至60年代,工业机器人始出现,但发展相对缓慢。2
技术突破
20世纪70年代至80年代,随着计算机和传感器技术的进步,工业机器人的性能和 功能得到了显著提升。
3
智能化发展
21世纪以来,工业机器人逐渐实现智能化,具备自主学习和适应能力,为智能制 造和自动化生产提供了强大支持。
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2.2.2 两杆之间位姿矩阵的建立 建立坐标系
关节轴线为z轴 长度线为x轴
确定参数 变换过程
α θ Tii−1 = Rot (x, i-1 )Trans(li−1 0 0)Trans(0 0 di ) Rot (z, i )
cosθi cosα sin θ i −1 i = sin αi−1 sin θi 0 − sin θi cosαi−1 cosθi sin αi−1 cosθi 0 0 li−1 − sin αi−1 − di sin αi−1 cosαi−1 di cosαi−1 0 1
C5 0 T54 = S 5 0
− S5 0 C5 0
0 −1 0 0 0 0 1 0
nx n 0 0 1 2 3 4 5 T6 = T1 T2 T3 T4 T5 T6 = y nz 0
ox oy oz 0
ax ay az 0
px py pz 1
Py = S1 (l2C2 + l3C23 − d4 S23 ) + d3C1
Pz = −l2 S2 − l3 S23 − d4C23
Mபைடு நூலகம்TOMAN
HP6
− S2 0 − C2 0
0 1 0 0
0 0 0 1
C3 S 2 T3 = 3 0 0
C6 0 5 T6 = − S6 0
− S3 C3 0 0
− S6 0 − C6 0
0 l2 0 0 1 d3 0 1
0 0 1 0 0 0 0 1
2.2 运动学正解方程
2.2.1 机器人杆件的几何参数及关节变量
杆件的几何参数 杆件长度——杆上两关节轴线之间的最短距离 杆件扭角——杆上两关节轴线之间的夹角 αi 两杆之间关节参数 θi 关节转角——两杆长度线之间的夹角 关节偏置量——两杆长度线之间的距离 d
i
li
zi
zi +1
zi -1 i θi i -1 αi-1 l i-1 di xi xi -1
相邻两杆间的位姿矩阵
C1 − S1 S C1 0 T1 = 1 0 0 0 0
C4 0 3 T4 = − S4 0 − S4 0 − C4 0
0 0 0 0 1 0 0 1
0 l3 1 d4 1 0 0 1
C2 0 1 T2 = − S2 0
nY = S1 [C23 (C4C5C6 − S4 S6 ) − S23S5C6 ] + C1 (S4C5C6 + C4 S6 ) nx = −S23 (C4C5C6 − S4 S6 ) − C23S5C6 ox = C1[C23 (−C4C5 S6 − S4C6 ) + S23S5 S6 ] + S1 (−S4C5 S6 + C4C6 ) ox = C1[C23 (−C4C5 S6 − S4C6 ) + S23S5 S6 ] + S1 (−S4C5 S6 + C4C6 ) oz = −S23 (−C4C5 S6 − S4C6 ) + C23S5 S6 ax = −C1 (C23C4 S5 + S23C5 ) − S1S4 S5
PUMA560
l3 z1 z0 z2 z3
d3 x0 x1 x2 l2 x3 z5
x4 x5 x6 z4 z6
参数表
i 1 2 3 4 5 6 ai-1 0 -900 0 -900 900 -900 li-1 0 0 l2 l3 0 0 di-1 0 0 d3 d4 0 0 θi θ1 θ2 θ3 θ4 θ5 θ6
nx = C1[C23 (C4C5C6 − S4S6 ) − S23S5C6 ] + S1(S4C5C6 + C4S6 )
a y = −S1 (C23C4 S5 + S23C5 ) + C1S4 S5
az = S23C4 S5 − C23C5 Px = C1 (l2C2 + l3C23 − d4 S23 ) − d3 S1
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