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工業(yè)機(jī)器人教案.doc

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工業(yè)機(jī)器人教案.doc

大連理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心 實(shí) 習(xí) 教 案 實(shí)習(xí)項(xiàng)目名稱:工業(yè)機(jī)器人訓(xùn)練 教案編寫:姜英實(shí)習(xí)地點(diǎn):現(xiàn)代制造技術(shù)車間 講課時(shí)間: 教案審定: 工 業(yè) 機(jī) 器 人教學(xué)目的及要求:了解工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用和簡單的工作過程教學(xué)重點(diǎn):略 教學(xué)難點(diǎn):略 教學(xué)內(nèi)容:(結(jié)合實(shí)物講解)1 概述:機(jī)器人是典型的光機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品。工業(yè)機(jī)器人是目前技術(shù)上最成熟、應(yīng)用最廣泛的機(jī)器人?,F(xiàn)在世界各國已裝配了90余萬臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用使產(chǎn)品的質(zhì)量更加可靠,生產(chǎn)線的柔性增加,企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)的能力大大提高。2 工業(yè)機(jī)器人的定義:工業(yè)機(jī)器人是指在工業(yè)中應(yīng)用的一種可自動(dòng)定位控制的,可重復(fù)編程的,多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī)。它能夠搬運(yùn)物料、零件,或者是操持工具,用以完成各種作業(yè)。3 工業(yè)機(jī)器人的分類:根據(jù)臂機(jī)構(gòu),按照其工作形態(tài),可以分為: l 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人 l 極坐標(biāo)型機(jī)器人l 直角坐標(biāo)型機(jī)器人 l 多關(guān)節(jié)型機(jī)器人4 實(shí)習(xí)機(jī)器人型號(hào):ABB公司的IRB1400型小型機(jī)器人,屬于多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。5IRB1400機(jī)器人的組成: ManipulatorControllerController: 控制器。Manipulator: 機(jī)械手。 機(jī)械本體: l 由六個(gè)轉(zhuǎn)軸組成的空間六桿開鏈結(jié)構(gòu);l 六個(gè)轉(zhuǎn)軸均有AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),每個(gè)電機(jī)后面均有編碼器;l 每個(gè)轉(zhuǎn)軸帶有一個(gè)齒輪箱。l 有手動(dòng)松閘按鈕,用于維修時(shí)使用。Mains Switch Teach pendant Operators panel Disk drive機(jī)器人控制器: Mains Switch:主電源開關(guān)。Teach Pendant:示教器。Operators Panel:操作盤。Disk drive:磁盤驅(qū)動(dòng)器機(jī)器人的控制系統(tǒng)主要由中心控制計(jì)算機(jī)和伺服控制器組成。中心控制計(jì)算機(jī)發(fā)出指令協(xié)調(diào)各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器之間的運(yùn)動(dòng),同時(shí)完成編程、示教/再現(xiàn)以及和其他環(huán)境狀況、工藝要求、外部相關(guān)設(shè)備協(xié)調(diào)工作。伺服控制器控制各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器,使各軸按一定的速度、加速度和位置要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 (示教器) 示教器功能:坐標(biāo)系指定: 大地、基礎(chǔ)、工具、工件運(yùn)動(dòng)性質(zhì)指定:直線、姿態(tài)軸動(dòng)作:對(duì)各關(guān)節(jié)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制速度設(shè)定:動(dòng)作方式設(shè)定:單步、單次、循環(huán)急停、暫停、運(yùn)行、結(jié)束、復(fù)位指定示教數(shù)據(jù)命令修正:對(duì)已示教過的數(shù)據(jù)命令進(jìn)行修正(變更、插入、刪除)作業(yè)條件再線修正信息顯示:數(shù)據(jù)寫入等控制,編輯,報(bào)警顯示等功能6IRB1400機(jī)器人的技術(shù)參數(shù):自由度數(shù)6腕部承載能力5kg運(yùn)動(dòng)范圍1軸1802軸-90+1103軸-230+504軸2005軸1156軸400重復(fù)定位精度0.05mm0.2mm驅(qū)動(dòng)方式AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方式點(diǎn)到點(diǎn)(PTP)連續(xù)軌跡(CP)7程序編制坐標(biāo)系:用戶在編制程序時(shí),可根據(jù)需要選擇坐標(biāo)系。機(jī)器人可以建立的坐標(biāo)系有“World坐標(biāo)系”,“Base坐標(biāo)系”,“Tool坐標(biāo)系” ,Wobj工件坐標(biāo)系”,“Wirst腕坐標(biāo)系”等。其相互關(guān)系如下:Wrist coordinatesWrist coordinatesTool coordinatesY TCPZxZY xZY xZZYYxxWobj coordinatesUser coordinatesObject coordinatesBase coordinatesWorld coordinates World大地坐標(biāo)系。 Base基礎(chǔ)坐標(biāo)系。Tool工具坐標(biāo)系。 Wobj工件坐標(biāo)系。編制程序: 機(jī)器人的語言命令是一種用戶非常容易理解的語言。語言中的每個(gè)語句(命令)都與某種功能相對(duì)應(yīng),機(jī)器人的各種動(dòng)作都是由這些語句的組合來完成的。機(jī)器人語言命令包括運(yùn)動(dòng)語句、程序流程語句、外部管理與控制語句。例:基本運(yùn)動(dòng)指令: MoveL p1,v100,z10,tool1;Move L: 線性運(yùn)動(dòng)。(Linear)Move J:關(guān)節(jié)軸運(yùn)動(dòng)。(Joint)Move C:圓周運(yùn)動(dòng)。(Circular) p1:目標(biāo)位置。 v100:規(guī)定在數(shù)據(jù)中的速度。 z10:規(guī)定在轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸。 tool1:工具。(TCP)速度選擇:mm/s vmax速度為v5000,可自定義速度。 最大可定義至v7000,但機(jī)器人未必能達(dá)到。轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸選擇:mm 選擇所需轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸,可自定義。 fine指機(jī)器人TCP達(dá)到目標(biāo)點(diǎn),在目標(biāo)點(diǎn)速度降為零。機(jī)器人動(dòng)作有停頓,焊接時(shí)必須用。 zone指機(jī)器人TCP不達(dá)到目標(biāo)點(diǎn),機(jī)器人動(dòng)作圓滑、流暢。例:畫一個(gè)長方形。為了精確確定p1、p2、p3、p4點(diǎn),可以采用函數(shù)offs,反饋一個(gè)參變量。offs(p,x,y,z)代表一個(gè)離p1點(diǎn)X軸偏差量為x,Y軸偏差量為y,Z軸偏差量為z的點(diǎn)。P0P1P2例:圓弧指令MoveC p1,p2,v100,z1,tool1; 例: 畫一個(gè)半徑為80mm的圓:PMoveJ p0,v500,z1,tool1;MoveL offs(p,80,0,0),v500,z1,tool1;MoveC offs(p,0,80,0),offs(p,-80,0,0),v500,z1,tool1;MoveC offs(p,0,-80,0),offs(p,80,0,0),v500,z1,tool1;MoveJ p0,v500,z1,tool1;8工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用:工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在電機(jī)制造工業(yè)、汽車制造工業(yè)、塑料成型加工、通用機(jī)械制造、金屬加工、鑄造及其他重型工業(yè)和輕工業(yè)等行業(yè)。涉及搬運(yùn)、工具及工件裝卸、機(jī)械加工、鑄造、鍛造、熱處理、焊接(包括點(diǎn)焊和弧焊)、噴漆、裝配、檢驗(yàn)和拋光修整等。所實(shí)習(xí)的ABB機(jī)器人主要應(yīng)用在焊接上。9.有關(guān)安全事項(xiàng):由于機(jī)器人系統(tǒng)復(fù)雜而且危險(xiǎn)性大,在練習(xí)期間,對(duì)機(jī)器人進(jìn)行任何操作都必須注意安全。無論什么時(shí)候進(jìn)入機(jī)器人工作范圍都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的傷害,只有經(jīng)過培訓(xùn)認(rèn)證的人員才可以進(jìn)入該區(qū)域。 萬一發(fā)生火災(zāi),請(qǐng)使用二氧化碳滅火器。 機(jī)器人在發(fā)生意外或運(yùn)行不正常等情況下,均可使用急停鍵,停止運(yùn)行。急停鍵不允許被短接。 機(jī)器人處于自動(dòng)模式時(shí),任何人員不允許進(jìn)入其運(yùn)動(dòng)所及的區(qū)域。 其他安全事項(xiàng)詳見“用戶指南”。7

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