机器人技术基础作业

学院：电气与信息工程

班级：电子信息工程1302

姓名：唐佳伟

学号：A19130150

1.简要说明工业机器人的定义？

答：工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。

2.简要说明工业机器人的分类？

答：按坐标分类

直角坐标型:  机器人在x、 y、 z轴上的运动是的, 运动方程可处理, 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

3简要说明工业机器人有哪些应用？

答：目前工业机器人在制造加工中主要从事工件上下料、焊接、装配、喷涂、检验、铸造、锻压、热处理、金属切削加工等工作。

1、弧焊机器人

弧焊过程中，焊运动速度的稳定性和轨迹是两项重要的指标。

弧焊机器人

2、点焊机器人

性能要求

1)安装面积小，工件空间大；

2)快速完成小节距的多点定位；

3)定位精度高，以确保焊接质量；

4)持重大(490-980N)，以便携带内装变压器的焊钳；

5)示教简单，节省工时；

6)安全可靠性好。

一汽红旗轿车机器人焊接线

3、装配机器人

4.简要介绍工业机器人发展过程中的几个标志性事件？

答：1969年，维克多·沙因曼在斯坦福大学发明了斯坦福大学的手臂，全电动，6轴多关节型机器人的设计允许一个手臂的解决方案。这使得它精确地跟踪在太空中任意路径拓宽了潜在用途的机器人更复杂的应 用，如装配和焊接。沙因曼则设计了第二臂的MIT 人工智能实验室，被称为“麻省理工学院的手臂。” 沙因曼，接收奖学金从Unimation发展他的设计后，卖给那些设计以Unimation谁进一步发展他们的支持，通用汽车公司，后来它上市的可编程的通用机装配（PUMA）。

工业机器人在欧洲起飞相当快，既ABB机器人和库卡机器人带来机器人市场在1973年ABB机器人（原ASEA）推出IRB 6，世界上首位市售全电动微型处理器控制的机器人。前两个IRB 6机器人被出售给马格努森在瑞典进行研磨和抛光管弯曲并在1974年1月被安装在生产同样是在1973年，库卡机器人建立了自己的第一个机器人，被称为FAMULUS，也1第一关节机器人具有6机电驱动轴。

在机器人技术在20世纪70年代后期，许多美国公司的兴趣增加进入该领域，包括大公司，如通用电气和通用汽车公司（这就形成合资 FANUC机器人与FANUC日本LTD）。美国创业公司包括Automatix和娴熟技术，公司在机器人热潮在1984年的高度，Unimation收购了西屋电气公司 107万美元。西屋出售Unimation以史陶比尔法韦日SCA的法国于1988年，还在进行关节型机器人用于一般工业和洁净室应用，甚至买的机器人事业部，博世于2004年底。

只有少数的非日本公司管理，最终在这个市场中生存，其中主要的有：娴熟技术，史陶比尔，Unimation，在瑞典 - 瑞士公司ABB阿西亚·布朗Boveri公司，在德国公司的KUKA机器人与意大利公司柯马。

5简要说明工业机器人的基本组成有哪些？

答：工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。

工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。

工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行。

机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。

工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。

示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。

具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。

6.工业机器人的技术参数有哪些，分别有何含义？

机器人负载

负载是指机器人在工作时能够承受的最大载重。如果你需要将零件从一台机器处搬至另外一处，你就需要将零件的重量和机器人抓手的重量计算在负载内。

自由度（轴数）

机器人轴的数量决定了其自由度。如果只是进行一些简单的应用，例如在传送带之间拾取放置零件，那么4轴的机器人就足够了。如果机器人需要在一个狭小的空间内工作，而且机械臂需要扭曲反转，6轴或者7轴的机器人是最好的选择。轴的数量选择通常取决于具体的应用。需要注意的是，轴数多一点并不只为灵活性。事实上，如果你在想把机器人还用于其它的应用，你可能需要更多的轴，“轴”到用时方恨少。不过轴多的也有缺点，如果一个6轴的机器人你只需要其中的4轴，你还是得为剩下的那2个轴编程。

机器人制造商倾向于用稍微有区别的名字为轴或者关节命名。一般来说，最靠近机器人基座的关节为J1，接下来是J2，J3，J4以此类推，直到腕部。还有一些厂商像安川莫托曼则使用字母为轴命名。

最大运动范围

在选择机器人的时候，你需要了解机器人要到达的最大距离。选择机器人不单要关注负载，还要关注其最大运动范围。每一个公司都会给出机器人的运动范围，你可以从中看出是否符合你应用的需要。最大垂直运动范围是指机器人腕部能够到达的最低点（通常低于机器人的基座）与最高点之间的范围。最大水平运动范围是指机器人腕部能水平到达的最远点与机器人基座中心线的距离。你还需要参考最大动作范围（用度表示）。这些规格不同的机器人区别很大，对某些特定的应用存在。

重复精度

这个参数的选择也取决于应用。重复精度是机器人在完成每一个循环后，到达同一位置的精确度/差异度。通常来说，机器人可以达到0.5mm以内的精度，甚至更高。例如，如果机器人是用于制造电路板，你就需要一台超高重复精度的机器人。如果所从事的应用精度要求不高，那么机器人的重复精度也可以不用那么高。精度在2D视图中通常用“±”表示。实际上，由于机器人并不是线性的，其可以在公差半径内的任何位置。

速度

速度对于不同的用户需求也不同。它取决于工作需要完成的时间。规格表上通常只是给出最大速度，机器人能提供的速度介于0和最大速度之间。其单位通常为度/秒。一些机器人制造商还给出了最大加速度。

机器人重量

机器人重量对于设计机器人单元也是一个重要的参数。如果工业机器人需要安装在定制的工作台甚至轨道上，你需要知道它的重量并设计相应的支撑。

制动和惯性力矩

机器人制造商一般都会给出制动系统的相关信息。一些机器人会给出所有轴的制动信息。为在工作空间内确定精准和可重复的位置，你需要足够数量的制动。机器人特定部位的惯性力矩可以向制造商索取。这对于机器人的安全至关重要。同时还应该关注各轴的允许力矩。例如你的应用需要一定的力矩去完成时，就需要检查该轴的允许力矩能否满足要求。如果不能，机器人很可能会因为超负载而故障。

防护等级

这个也取决于机器人的应用时所需要的防护等级。机器人与食品相关的产品、实验室仪器、医疗仪器一起工作或者处在易燃的环境中，其所需的防护等级各有不同。这是一个国际标准，需要区分实际应用所需的防护等级，或者按照当地的规范选择。一些制造商会根据机器人工作的环境不同而为同型号的机器人提供不同的防护等级。

7. 工业机器人有哪几种坐标形式，试绘制其示意图？

直角坐标型:  机器人在x、 y、 z轴上的运动是的, 运动方程可处理, 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

8工业机器人的参考坐标系有哪几种？

答：一.基础座标系（即卡笛尔座标系）,该座标系是其它座标系的基础,内部通过机械数值运算出来

二.关节座标系,即为每个轴相对原点位置的绝对角度

三.用户座标系,即用户自定义座标系,该座标系实际是通过基础座标系将轴向偏转角度变化而来,

四.工具座标系,即安装在机器人末端的工具座标系,原点及方向都是随着末端位置与角度不断变化的,该座标系实际是将基础座标系通过旋转及位移变化而来的

9列表表示出工业机器人各种机构运动副的图形符号，并绘制常用坐标型机器人的机构简图？