《工业机器人技术》陈长远，郭美君主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《工业机器人技术》

【作　者】陈长远，郭美君主编

【丛书名】高等职业教育“十三五”规划教材

【页 数】 193

【出版社】 北京：北京理工大学出版社 , 2019.05

【ISBN号】978-7-5682-7083-0

【分 类】工业机器人－高等职业教育－教材

【参考文献】 陈长远，郭美君主编. 工业机器人技术. 北京：北京理工大学出版社, 2019.05.

图书封面：

图书目录：

《工业机器人技术》内容提要：

本书从实用性和可操作性出发，面向高等职业院校电气类专业的学生，内容以新松工业机器人及其仿真系统为平台，以工业机器人应用的核心技术为主线，从仿真到实体，简明扼要、图文并茂、通俗易懂。本书编写遵循“先进性、实用性、可读性”原则，采取案例教学的编写形式，将教学融入轻松愉快的氛围中，激发学生学习兴趣，提高教学效果，力求达到易学、易懂。本书根据机器人实训设备，前五章分别介绍了码垛机器人、搬运机器人、激光切割机器人、打磨抛光机器人，指令的使用及编程实例，第六章介绍了机械与电气维修，包括工业机器人的维护安装、电气维护法、机械维护法，第七章介绍了离线编程软件的使用。

《工业机器人技术》内容试读

第1

草

工业机器人的概念

1.1工业机器人的定义

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。工业机器人可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

美国机器人协会(RIA)对工业机器人的定义为：“工业机器人是用来进行搬运材料、零部件、

工具等可再编程的多功能机械手，或通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置。”

日本工业机器人协会(RA)对工业机器人的定义为：“工业机器人是一种装备有记忆

装置和末端执行器的、能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。”在我国1989年的国际草案中，工业机器人被定义为：“一种自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。”操作机被定义为：“具有和人的手臂相似的动作功能，可在空间抓取物体或进行其他操作的机械装置。”

国际标准化组织(IS0)曾于1984年将工业机器人定义为：“机器人是一种自动的、位

置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务。”

1.2工业机器人的构成

工业机器人由本体、驱动系统和控制系统3个基本部分组成。本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。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。控制系统按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信

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工业机器人技术

号，并进行控制。工业机器人本体一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副)常称为关节，关节个数通常称为工业机器人的自由度数，大多数工业机器人有3~6个运动自由度。根据关节配置形式和运动坐标形式的不同，工业机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。

1.3工业机器人的种类及应用

1.3.1工业机器人的种类

1.按系统功能分1)专用机器人

这种工业机器人在固定地点以固定程序工作，无独立的控制系统，具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低的特点，如附属于加工中心机床的自动换刀机械手。2)通用机器人

通用机器人是一种控制系统独立、动作灵活多样，通过改变控制程序能完成多作业的工业机器人。它的结构较复杂，工作范围大，定位精度高，通用性强，适用于不断变换生产品种的柔性制造系统。

3)示教再现式机器人

这种工业机器人具有记忆功能，可完成复杂的动作，适用于多工位和经常变换工作路线的作业。示教再现式机器人比一般通用机器人的先进之处在于编程方法，对于这种工业机器人，能采用示教法进行编程，由操作者通过手动控制，“示教”机器人做一遍操作示范，完成全部动作过程以后，其存储装置便能记忆所有工作的顺序。此后，它便能“再现”操作者教给它的动作。

4)智能机器人

这种机器人具有视觉、听觉、触觉等各种感觉功能，能够通过比较识别作出决策，自动进行反馈补偿，完成预定的工作。

2.按驱动方式分1)电气驱动机器人

电气驱动机器人是由交、直流伺服电动机，直线电动机或功率步进电动机驱动的工业机器人。它不需要中间转换机构，故机械结构简单。近年来，机械制造业大部分采用这种工业机器人。

2)气压传动机器人

气压传动机器人是一种以压缩空气来驱动执行机构运动的工业机器人，具有动作迅速、结构简单、成本低的特点。空气的可压缩性往往会造成其工作稳定性差。其一般抓重不超过30kg,适合在高速、轻载、高温和粉尘大的环境中作业。

3.按结构形式分1)直角坐标机器人

直角坐标机器人的主机架由3个相互正交的平移轴组成，具有结构简单、定位精度高的特点。

2

第1章工业机器人的概念

2)圆柱坐标机器人

圆柱坐标机器人由立柱和一个安装在立柱上的水平臂组成。立柱安装在回转机座上，水平臂可以伸缩，它的滑鞍可沿立柱上下移动，因此，它具有一个旋转轴和两个平移轴。

3)关节机器人

关节机器人手臂的运动类似于人的手臂，其由大、小两臂的立柱等机构组成。大、小两臂之间用铰链连接形成肘关节，大臂和立柱连接形成肩关节，可实现三个方向的旋转运动。关节机器人能够抓取靠近机座的物件，也能绕过机体和目标间的障碍物去抓取物件，具有较高的运动速度和极高的灵活性，是最通用的机器人。

1.3.2工业机器人的应用

自从20世纪50年代末人类创造了第一台工业机器人以后，工业机器人就显示出强大的生命力，在短短40多年的时间内，机器人技术得到了迅速发展。目前，工业机器人己广泛应用于汽车及其零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品饮料工业、木材与家具制造业等领域。在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。工业机器人及成套设备之所以能得到广泛应用，原因在于工业机器人的使用不仅能将工人从繁重或有害的体力劳动中解放出来，解决劳动力短缺问题，而且能够提高生产效率和产品质量，增强企业的整体竞争力。服务型机器人通常是可移动的，代替或协助人类完成为人类提供服务和安全保障的各种工作。工业机器人不仅可以代替工人的劳动，还可以作为可编程的、具有高度柔性、开放的加工单元集成到先进的制造系统中，适用于多品种大批量的柔性生产，可以提升产品的稳定性和一致性，在提高生产效率的同时加快产品的更新换代，对提高制造业的自动化水平起到了很大作用。

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第2

草

码垛机器人的编程操作

近年来工业机器人自动化生产线不断出现，工业机器人自动化生产线的市场越来越大，并且逐渐成为自动化生产线的主要方式。过去的自动化码垛作业大部分是由机械式码垛机完成或人工完成，由于结构等因素的限制，机械式码垛机存在占地面积大、程序更改麻烦（甚至无法更改）、耗电量大等缺点，而人工搬运则劳动量大。在一些实际应用中，工业机器人的应用正逐渐改变这一问题。码垛机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及力学、机械学、电气液压气压技术、自动控制技术、传感器技术、单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务，在自身结构和性能上有了人和机器各自的优势，尤其体现出了人工智能和机器人的适应性。本章的学习目标，其一是让学生了解当代机器人在工业中的应用与发展，理解码垛机器人的一般工作原理：其二是通过编程设计码垛机器人，理解传感器的工作原理，掌握程序的设计思想，并且使机器人能完成简单的项目任务。

)本章目标

(1)掌握机器人项目实现的一般方法和技巧，掌握程序的优化方法。

(2)能够通过小组合作搭建具有一定功能的机器人结构，能够对机器人结构进行创新、优化设计。

(3)增强对结构、系统等技术思想的理解，激发对机器人的兴趣，加深对技术的理性思考。

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第2章码垛机器人的编程操作

2.1

码垛方式

2.1.1码垛机器人介绍

码垛机器人提供快捷的码垛操作，客户可通过配置码垛的行、列等属性利用码垛指令进行方便快捷的操作。

1.码垛机器人系统

码垛机器人系统主要包括机器人本体、控制柜、示教盒三部分，如图2-1所示。

2.机器人本体

机器人本体上一般有6个轴，6个轴都是旋转轴。机器人本体及各轴运动示意如图2-2所示。

图2-1码垛机器人系统构成

图2-2机器人本体及各轴运动示意

3.控制柜

码垛机器人控制柜前面板上有控制柜电源开关、门锁以及各按钮及指示灯，示教盒悬挂在挂钩上，如图2-3所示。

按钮/指示灯

控制柜电源开关

示教盒挂钩

门领

互联电缆接口

图2-3控制柜

工业机器人技术

4.按钮/指示灯介绍

控制柜上的按钮/指示灯如图2-4所示。

电源

故障机械手上电

急停

●

控制电源开关

启动/运行暂停本地/远程

图2-4控制柜上的按钮/指示灯

(1)“电源”指示灯：当控制柜电源接通后，“电源”指示灯亮。

(2)“故障”指示灯：当机器人控制系统发生报警时，该指示灯亮：当报警被解除后，该指示灯熄灭。

(3)“机械手上电”指示灯：在示教模式下，伺服驱动单元上动力电，再按3挡使能开关，给伺服电机上电，该指示灯亮：在执行模式下，伺服驱动单元及电机同时上电，该指示灯亮。

(4)“启动”按钮/“运行”指示灯：此处既是按钮，又是指示灯。当系统处于执行模式时，“启动”按钮指定程序自动运行。当程序自动运行时，“运行”指示灯亮。

(5)“暂停”按钮/指示灯：其既是按钮，又是指示灯。当系统处于执行模式时，按下该按钮可暂停正在自动运行的程序，再次按下该按钮，程序可以继续运行。当程序处于暂停状态时，该指示灯亮。

(6)“本地/远程”开关：当开关旋转至“本地”时，机器人自动运行由控制柜按钮实现：当开关旋转至“远程”时，机器人自动运行由外围设备控制实现。

(7)“急停”按钮：按下该按钮时，伺服驱动及电机动力电立刻被切断，如果机器人正在运动，则立刻停止运动，停止时没有减速过程：旋转拔起该按钮可以解除急停。在非紧急情况下，如果机器人正在运行，请先按下“暂停”按钮，不要在机器人运动过程中直接关闭电源或按下“急停”按钮，以免对机械造成冲击损害。

5.示教盒

示教盒是一个人机交互设备。通过示教盒可以操作机器人运动、完成示教编程、实现对系统的设定、诊断故障等，如图2-5所示。

显示屏

急停键“serve on”键

键盘

'deadman'"键

图2-5示教盒

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···试读结束···