焊接机器人操作技术电子教案2(1.1机器人概述).docx

授 课 教 案 第 2 讲 机器人概述 章 节 内 容 班 级 第一章 机器人 日 1.1 机器人概述 月 1.1.1 工业机器人种类 学 时 1.1.2 机器人系统的基本构成 学 时 1.1.3 工业机器人应用 学 时 1.1.4 焊接机器人系统 学 时 学习目标: 1、了解工业机器人种类 2、熟悉机器人系统的基本构成 3、掌握工业机器人应用 4、理解焊接机器人系统 重点难点 1、机器人系统的基本构成 2、焊接机器人系统 教学手段 多媒体教学 工业机器人种类 按机器人机械手的几何结构来分类，见表1-1。 表 1-1 机器人按机械手的几何结构分类 名 称 机器人结构类型 说 明 手臂具有三个棱柱关节，其轴线按直角坐标配置，运动学模型 直角坐标机器人 简单直观，需要较大的操作空间， 多做成大型龙门式或框架式机器人 圆柱坐标机器人 手臂至少有一个回转关节和一个棱柱关节，其轴线按圆柱坐标配置，运动学模型简单直观，易于进入开口部分 1 授 课 教 案 极坐标机器人 关节机器人 手臂有两个回转关节和一个棱柱关节，其轴线按极坐标配置， 运动学模型较复杂，占用空间较小，操作范围大且灵活 手臂具有三个回转关节，具有最好的操作灵活性和可达性，工作空间大，运动学模型较复杂， 视觉上不直观，结构刚度较差 它有三个旋转关节和一个移动 SCARA 机器人 关节，为水平关节型结构，柔顺 性好，能够实现高精度和高速度 运动 按机器人的控制方式分类，分为非伺服机器人（non-servo robots）和伺服控制机器人（servo-controlled robots）。 按机器人的智能程度分类，分为一般机器人（不具有智能，只具有一般编程能力操作功能）和智能机器人（具有不同程度的智能）。 按用途分为弧焊机器人和点焊机器人两种。 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。 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。 机器人系统的基本构成 机器人一般由机械主体，感测器，驱动系统和控制器等四部分组成。 机械主体 通常由机器人基座、关节、末端执行器等部分组成。图1-1 机器人的关节结构图 腰部结构 臂部结构 腕部结构 感测器 又可称为传感器系统，机器人所用传感器又分为内部传感器和外部传感器两类。前者用 来检测自身状态信息，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 2 授课教案 授 课 教 案 PAGE PAGE 4 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。 驱动系统 机器人常采用的关节驱动装置有电力驱动装置、液压驱动装置和气动驱动装置。 电力驱动装置 液压驱动装置 气动驱动装置 控制器 示教盒示教机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作，拥有自己独立的 CPU以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 工业机器人应用 一、机器人焊接工作站 简介 技术指标 工件尺寸：可按用户的工件大小设计。工件重量：可按用户要求设计。 焊接速度：一般取5～50mm/s，根据焊缝大小来选定。机器人重复定位精度：±0.05mm 移动机构重复定位精度：±0.1mm 变位机重复定位精度：±0.1mm 机器人螺柱焊接：设备一般包括焊接电源、自动退钉机、自动焊枪、机器人系统、相应的焊接软件及其它辅助设备等。 焊接效率：5-8个/分钟螺钉规格：直径2-8mm 长度：10-40mm 机器人重复定位精度：±0.05mm 应用领域 自动机器人焊接工作站可广泛地应用于铁路、航空航天、军工、冶金、汽车、电器等各个行业。 用户反馈 采用机器人进行焊接作业可以极大地提高生产效益和经济效率；另一方面，机器人的移 位速度快，可达3m/s，甚至更快。因此，一般而言，采用机器人焊接比同样用人工焊接效率可提高2～4倍，焊接质量优良且稳定。 二、转轴自动焊接工作站 简介 转轴自动焊接工作站用于以转轴为基体（上置若干悬臂）的各类工件的焊接，它由焊接 机器人、回转双工位变位机（若干个工位）及工装夹具组成，在同一工作站内通过使用不同的夹具可实现多品种的转轴自动焊接，焊接的相对位置精度很高。由于采用双工位变位机， 焊接的同时，其他工位可拆装工件，极大地提高了效率。 技术指标 转轴直径： 10～50mm，长度300～900mm，焊接速度3～15mm/s，焊接工艺采用MAG 混合气体保护焊，变位机回转，变位精度达0.05mm。 应用领域 可广泛应用于高质量、高精度的以转轴为基体的各类工件焊接，适用