先进制造技术课件作者李伟第5章节-工业机器人.ppt

2005-08 第5章 工业机器人 第5章 工业机器人 5.1 概 述 5.1.1 工业机器人的概念 5.1.2 工业机器人的基本组成和结构特点 5.1.3 工业机器人的分类 5.5 工业机器人的感觉技术 机器人感觉技术可分为内部状态感觉和 外部状态感觉两大类。机器人对本身状态 （如位姿、速度和加速度）的检测称为内部 状态感觉；机器人对工作环境的感觉称为外 部状态的感觉。 视觉传感器 视觉一般是利用光（也可采用可见光以 外的红外线等）的非接触方式来识别物体。 常见的视觉传感器包括PSD传感器、CCD图像 传感器、全方位视觉传感器等。 5.5 工业机器人的感觉技术 触觉传感器 目前的触觉传感器主要有接触觉、接近 觉、压觉、滑觉和力觉传感器四种。 5.6 工业机器人在现代制造业中的应用 5.6.1 焊接机器人 5.6.2 喷漆机器人 5.6.3 装配机器人 5.6.4 搬运机器人 5.6.1 焊接机器人 点焊机器人 图5-30所示为德国产IR662/100型点焊 机器人总图，它是一种用于地面安装的工业 机器人。 弧焊机器人 图5-31所示为日本汽车工业使用的一种 曲柄式弧焊机器人。 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 1 2 3 4 5 6 5.6.1 焊接机器人 图5-30 IR662/100 型点焊机器人1－手臂及手腕 2－臂架 3－橡皮缓冲器 4－肘形节杆 5－回转台 6－基座 7－连接电缆 8－转台缓冲器 9－第一轴（转台）电机（M1） 10、14－平衡气缸 11－第二轴（臂架）电机（M2） 12－第三轴螺杆 15－驱动臂架 16－电机组（M4、M5、M6）17－控制柜 5.6.1 焊接机器人 5.6.1 焊接机器人 焊接电源 显示器 机器人控制装置 夹具控制装置 机器人 焊接夹具 工件 图5-31 弧焊机器人 5.6.1 焊接机器人 5.6.1 焊接机器人 5.6.2 喷漆机器人 喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电 产品和各种塑料制品的喷漆作业。图5-32为日本TOKICO公司生产RPA856RP关节式喷漆机器人。该机器人由操作机、控制箱、修正盘和液压源四部分组成。 5.6.2 喷漆机器人 关节3（70o） 小臂 关节5（210o） 关节4（210o） 大臂 关节1（100o） 基座 转台 手腕 关节6（420o） 关节2（75o） 图5-32 RPA 856RP 机器人基本组成及关节轴回转角度 5.6.2 喷漆机器人 5.6.3 装配机器人 采用工业机器人进行自动装配，是近十几年来才发展起来的一项新技术。从目前的情况看，整个机械制造过程中自动化程度最低的就是装配工艺。图5-33所示是日本九洲工业大学研制的专用装配机器人KAM。带有力反馈机构的精密装配作业机器人的装配作业如图5-34所示。 5.6.3 装配机器人 2 1 4 3 6 5 7 14 15 13 12 11 10 8 9 16 22 21 20 19 18 17 图5-33 KAM装配机器人机械结构图1－Z方向导轨挡板 2－r方向电机安装台 3－减速齿轮 4－方向直联齿轮 5－r方向导轨 6－r方向滚珠丝杠 7－Z方向滚珠丝杠 8－Z方向导轨 9－传动箱 10－Z方向丝杠支座 11－涡轮 12－装配底板 13－支座 14－Z方向进给齿轮 15－Z方向直联齿轮 16－Z轴进给支板 17－爪部 18－轴承座 19－涡杆 20－中间齿轮 21－θ方向直联齿轮 22－θ方向电机安装台 5.6.3 装配机器人 1 z 2 3 4 5 7 6 y x 8 9 图5-34 精密插入装配机器人的装配作业1－主机器人 2－柔性手腕 3、5－触觉传感器（应变片） 4－弹簧片 6－基座零件的传送、定位 7－辅助机器人 8－联套供料机构 9－小轴供料机构 5.6.4 搬运机器人 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展，搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。图5-35所示为一种搬运机器人。该机器人是用来抓取、搬运来自输送带或输送机上流动的物品的自动化装置。 5.6.4 搬运机器人 y轴 z轴 x轴 极式分配器 多工位式输送机 卸载输送机 控制台 极式输送机 操作台 横进给式输送机 图5-35 搬运机器人500型的构成 5.7 工业机器人技术的发展趋势 5.7.1 机器人的智能化 5.7.2 机器人的多机协调化 5.7.3 机器人的标准化 5.7.4 机器人的模块化 5.7.5 机器人的微型化 5.7.1 机器人的多机