机器人末端执行器-工业自动化.PPT

机器人末端执行器 2.机器人末端执行器 机器人末端执行器装在操作机手腕的前端(称机械接口)，用以直接执行工作任务。根据作业任务的不同，它可以是夹持器或专用工具等。 夹持器是具有夹持功能的装置，如吸盘、机械手爪、托持器等； 专用工具是用以完成某项作业所需要的装置，如用于完成焊接作业的气焊枪、点焊钳等。并由此，将焊接机器人又可细分为： C02焊机器人、TIG焊机器人、MAG/MIG焊机器人、气焊机器人、钎焊机器人、点焊机器人、激光焊机器人等。 3．传感器系统 机器人所用传感器又分为内部传感器和外部传感器二类。 前者用来检测自身状态的信息，主要是位置、速度、加速度等传感器，并且作为反馈信号构成伺服控制； 后者是用来检测机器人作业对象和作业环境信息的传感器，如测量夹持器夹紧力的压力传感器，对外界进行识别的视觉、触觉、听觉等传感器。 机器人常用传感器及其功能见表7—5。 4．控制器 控制器是个专用计算机，相当于机器人的大脑，它以计算机程序方式来完成给定任务。目前，大部分工业机器人都采用二级计算机控制： 第一级为主CPU，完成系统的监控、作业管理、自诊断等； 第二级为子CPU，完成各关节伺服系统的控制等。 机器人控制器的控制功能大致有三类： 第一类是点位控制，简称为PTP控制，它只要求机器人手臂末端能快速准确地从一点到相邻点运动，而对其运动路径不作具体规定。这种控制功能用于搬运、点焊、装配等作业中。 第二类是连续路径控制，又称连续轨迹控制，简称CP控制。它不但要求机器人手臂末端从一点到相邻点运动，而且要求所走过的路径是连续平滑的，这就需要插补运算，所以这种控制功能多用于喷涂、弧焊、去飞边等作业中。 第三类是移动控制，它包括对移动的路径、速度、目标跟踪、机器人操作机的稳定平衡、越过障碍物及回避障碍物等的控制，这种控制功能多用于作业距离较长或野外作业等需要机器人移动甚至行走的场合。 此外，机器人还有一类附加装置，如手动操作器、编程器、示教器等。用这些附加装置可以进行手动调整机器人状态、编制机器人作业程序、示教作业参数或输入修改系统参数等工作。 三、机器人的示教、编程及语言 1．示教再现 为使机器人完成规定的任务，在工作前由操作者把作业要求的内容(如机器人的运行轨迹、作业顺序、工艺条件等)预先教给机器人，进行这种操作称为示教。 把示教的内容保存下来称为记忆。 使机器人按示教的内容动作称为再现。 例如，由操作者对焊接机器人按实际焊接操作一步步的进行示教，机器人即将其每一步示教的空间位置、焊枪姿态以及焊接参数等，顺序的、精确地存人控制器计算机系统的相应存储区。 示教结束的同时，就会自动生成一个执行上述示教参数的程序。当实际待焊件到位时，只要给机器人一个起焊命令，机器人就会精确的、无需人介入的一步步重现示教的全部动作，自动完成该项焊接任务。 如果需要机器人去完成一项新的焊接任务(如汽车车型改变)，无需对机器人作任何改装，只需要按新任务操作重新对机器人示教就可以实现。 如果在机器人控制器计算机内存中同时存储多种焊件的示教程序，在同一条生产线上就可以很容易地实现多种焊件同时生产；而仅需在一种焊件到来时，给机器人一个这种焊件的识别编码即可，这就是所谓柔性。 示教是目前工业机器人所采用的主要编程方法，它是真实作业环境中的在线编程，可用手把手和示教盒两种方法。图7.6给出一个用于点焊、弧焊的6自由度工业机器人的示教盒例子。 为了再现和验证程序，还有向前一步键8、向后一步键7以，及连续键6。 此外，还可利用键24、26、27、28和3输入速度、子程序、I／0输入和输出以及工具开闭功能和功能数据。 最后利用记录键21记录各步的位置和功能数据信息。 如果必要，可利用修改键20修改某步的信息。 2．离线编程 示教编程的缺点在于它是在线，示教过程中必须停工。离线编程则可克服这一缺点。 所谓离线编程，即是在与机器人分离的装置上编制任务程序(为定义机器人系统特定的任务所编制的运动和辅助功能的指令集，称任务程序)后，再输入到机器人中的一种编程方法。 离线编程的优点： 可减少机器人停机时间； 让程序员脱离潜在的危险环境； 一套编程系统可以给多台机器人编程。 若机器人程序格式不同，只要采用不同的后置处理即可。另外，该编程能完成示教难以完成的复杂、精确的编程任务； 通过图形编程系统的动画仿真可验证和优化程序等。 因此，离线编程系统已成为机器人编程的发展趋向。该系统目前已有多种供应市场，例如OSMAP公司的ROBCAD等。 3．编程语言 机器人语言是供用户编写机器人程序的专用计算机语言。 编程语言的功能决定了机器人的适应性和给用户的方便性，但至今还没有完全公认的通用机器人编程语言，而每个机器人制造厂都有自己的语言。 机器人编程语言主要有两类： 面向机器