《工业机器人入门实用教程 COMAU机器人》张明文|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《工业机器人入门实用教程 COMAU机器人》

【作　者】张明文

【丛书名】工业机器人技术专业“十三五”规划教材

【页 数】 228

【出版社】 哈尔滨市：哈尔滨工业大学出版社有限公司 , 2020.06

【ISBN号】978-7-5603-8768-0

【分 类】工业机器人-教材

【参考文献】 张明文. 工业机器人入门实用教程 COMAU机器人. 哈尔滨市：哈尔滨工业大学出版社有限公司, 2020.06.

图书封面：

图书目录：

《工业机器人入门实用教程 COMAU机器人》内容提要：

本书基于COMAU工业机器人,从机器人应用过程中需要掌握的技能出发,由浅入深、循序渐进地介绍了COMAU机器人入门实用知识,主要包括COMAU工业机器人首次拆箱安装、示教器和机器人示教、手动操纵机器人、工具及用户坐标系的定义及建立、I/O及配置、指令与编程等内容。

《工业机器人入门实用教程 COMAU机器人》内容试读

第1章

工业机器人概述

本章主要介绍工业机器人定义及特点、工业机器人主要技术参数和工业机器人应用。通过本章的学习，读者将初步认知工业机器人，熟悉工业机器人应用中的常用概念

1.1工业机器人定义和特点

工业机器人虽是技术上最成熟、应用最广泛的机器人，但对其具体的定义，科学界尚

未达成统一，目前普遍采用的是国际标准化组织(ISO)的定义。

国际标准化组织(ISO)的定义为：“工业机器人是一种能自动控制、可重复编程、

多功能、多自由度的操作机，能够搬运材料、工件或者操持工具来完成各种作业。”

我国国家标准将工业机器人定义为：“自动控制的、可重复编程、多用途的操作机，并可对三个或三个以上的轴进行编程。它可以是固定式或移动式。在工业自动化中使用。”

工业机器人最显著的特点有：

>拟人化：在机械结构上类似于人的手臂或其他组织结构。>通用性：可执行不同的作业任务，动作程序可按需求改变。>独立性：完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。

>智能性：有不同程度的智能功能，如感知系统等，提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

1.2工业机器人主要技术参数

选用什么样的工业机器人，首先要了解机器人的主要技术参数，然后根据生产和工艺的实际要求，通过机器人的技术参数来选择机器人的机械结构、坐标形式和传动装置等。

机器人的技术参数反映了机器人的适用范围和工作性能，主要包括：自由度、额定负载、工作空间、工作精度。其他参数还有：工作速度、控制方式、驱动方式、安装方式、动力源容量、本体质量、环境参数等。

1.自由度

自由度是指描述物体运动所需要的独立坐标数。

。1

工业机器人入门实用教程(COMAU机器人)

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空间直角坐标系又称笛卡尔直角坐标系，它是以空间一点O为原点，建立三条两两相

互垂直的数轴，即X轴、Y轴和Z轴。机器人系统中常用的坐标系为右手坐标系，即三个

轴的正方向符合右手规则，如图1.1所示，即右手大拇指指向Z轴正方向，食指指向X轴

正方向，中指指向Y轴正方向。

在三维空间中描述一个物体的位姿（即位置和姿态）需要6个自由度，如图1.2所示：>沿空间直角坐标系O-YZ的X、Y、Z三个轴平移运动Tx、T,、T>绕空间直角坐标系O-YZ的X、Y、Z三个轴旋转运动Rx、R,、R2。

T

图1.1右手规则

图1.2刚体的6个自由度

机器人的自由度是指工业机器人相对坐标系能够进行独立运动的数目，不包括末端执行器的动作，如图1.3所示。

机器人的自由度反映机器人动作的灵活性，自由度越多，机器人就越接近人手的动作机能，通用性越好；但是自由度越多，结构就越复杂，对机器人的整体要求就越高。因此，工业机器人的自由度是根据其用途设计的。

J4

J2

(a)Racer3机器人

(b)Rebel S6机器人

图1.3机器人的自由度

…2

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第1章工业机器人概述

采用空间开链连杆机构的机器人，因为每个关节运动副仅有一个自由度，所以机器人的自由度数就等于它的关节数。

2.额定负载

额定负载也称有效负荷，是指正常作业条件下，工业机器人在规定性能范围内，手腕末端所能承受的最大载荷。

目前使用的工业机器人额定负载范围一般为0.5~2500kg,具体数值见表1.1。

表1.1主流品牌工业机器人的额定负载

COMAU

COMAU

COMAU

COAMU

型号

Racer 3

SIX6-1.4

NS12-1.85

NJ60-2.2

实物图

额定负载

3kg

6kg

12 kg

60 kg

FANUC

ABB

KUKA

YASKAWA

型号

LR Mate 200iD/4S

IRB120

KR16

MC200011

实物图

额定负载

4kg

3kg

16kg

50 kg

额定负载通常用载荷图表示，如图1.4所示。

在图1.4中，“纵轴Lmm”表示负载重心与连接法兰端面的距离：“横轴Lgmm”表示负载重心在连接法兰所处平面上的投影与连接法兰中心的距离。图中负载重心落在2kg载荷线上，表示此时负载质量不能超过2kg。

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L:/mm

600

1kg

500

1.5kg

400

负载

重心

300

2 kg

200

2.5kg3 kg

100

连接法兰中心

Lxv/mm

100

200300

400

500

机器人末端

图1.4 Racer3机器人的载荷图

3.工作空间

工作空间又称工作范围、工作行程，是指工业机器人作业时，手腕参考中心（即手腕旋转中心)所能到达的空间区域，不包括手部本身所能达到的区域，常用图形表示，如图

l.5所示，P点为手腕参考中心，COMAU Racer3机器人的工作空间为630mm。

R155

P点

630

530

(a)主视图

(b)俯视图

图1.5 Racer3机器人的工作空间（图中的数字单位为mm)

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第1章工业机器人概述

工作空间的形状和大小反映了机器人工作能力的强弱，它不仅与机器人各连杆的尺寸有关，还与机器人的总体结构有关，工业机器人在作业时可能会因存在手部不能到达的作业死区而不能完成规定任务。

由于末端执行器的形状和尺寸是多种多样的，为真实反映机器人的特征参数，工作范围一般是指不安装末端执行器时，可以达到的区域。

注意：在装上末端执行器后，需要同时保证工具姿态，实际的可达空间会和生产商给出的有差距，因此需要通过比例做图或模型核算，来判断是否满足实际需求。

4.工作精度

工业机器人的工作精度包括定位精度和重复定位精度。

>定位精度又称绝对精度，是指机器人的末端执行器实际到达位置与目标位置之间的差距。

>重复定位精度简称重复精度，是指在相同的运动位置命令下，机器人重复定位其末端执行器于同一目标位置的能力，以实际位置值的分散程度来表示。

实际上机器人重复执行某位置给定指令时，它每次走过的距离并不相同，都是在一平均值附近变化，该平均值代表精度，变化的幅值代表重复精度，如图1.6和图1.7所示。机器人具有定位精度低、重复定位精度高的特点。

实际位置

目标位置

实际位置

目标位置

图1.6定位精度图

图1.7重复定位精度图

1.3工业机器人应用

工业机器人可以替代人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作：还可以替代人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量，主要用于汽车、

3C产品、医疗、食品、通用机械制造、金属加工、船舶等领域，用以完成搬运、焊接、

喷涂、装配、码垛和打磨等复杂作业。工业机器人与数控加工中心、自动引导车及自动

检测系统可组成柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS),实现生产自动

化。

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1.搬运

搬运作业是指用一种设备握持工件，从一个加工位置移动到另一个加工位置。

搬运机器人可安装不同的末端执行器（如机械手爪、真空吸盘等）以完成各种不同形状和状态的工件搬运，大大减轻了人类繁重的体力劳动。通过编程控制，配合各个工序不同设备实现流水线作业。

搬运机器人广泛应用于机床上下料、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等自动搬运工作中，如图1.8所示

2.焊接

机器人焊接目前在工业领域应用最广，如工程机械、汽车制造、电力建设等，焊接机器人能在恶劣的环境下连续工作并能保障稳定的焊接质量，提高工作效率，减轻工人的劳动强度。采用机器人焊接是焊接自动化的革命性进步，突破了焊接专机的传统方式，如图

1.9所示。

图1.8搬运机器人

图1.9焊接机器人

3.折弯

折弯机器人准确对多种规格的产品进行折弯作业，在加工更高效的同时，保证折弯生产质量和稳定性，如图1.10所示。

4.装配

装配是一个比较复杂的作业过程，装配机器人不仅要检测装配过程中的误差，而且试图纠正这种误差。装配机器人是柔性自动化系统的核心设备，末端执行器种类多，以适应不同的装配对象：传感系统用于获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。装配机器人主要应用于各种电器的制造业及流水线产品的组装作业，具有高效、精确、持续工作的特点，如图1.11所示。

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···试读结束···