工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用(教案)5-搬運機(jī)器人及其操作應(yīng)用

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1 第五章 搬運機(jī)器人及其操作應(yīng)用 5 1 搬運機(jī)器人的分類及特點 5 2 搬運機(jī)器人的系統(tǒng)組成 5 3 搬運機(jī)器人的作業(yè)示教 5 3 1 冷加工搬運機(jī)器人 5 3 2 熱加工搬運機(jī)器人 學(xué)習(xí)目標(biāo) 導(dǎo)入案例 課堂認(rèn)知 擴(kuò)展與提高 本章小結(jié) 思考練習(xí) 5 4 搬運機(jī)器人的周邊設(shè)備 5 4 1 周邊設(shè)備 5 4 1 周邊設(shè)備 課前回顧 如何使用在線示教方式進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人任務(wù)編程 如何進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人離線作業(yè)示教再現(xiàn) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 認(rèn)知目標(biāo) 了解搬運機(jī)器人的分類及特點 掌握搬運機(jī)器人的系統(tǒng)組成及其功能 熟悉搬運機(jī)器人作業(yè)示教的基本流程 熟悉搬運機(jī)器人的周邊設(shè)備與布局 能力目標(biāo) 能夠識別搬運機(jī)器人工作站基本構(gòu)成 能夠進(jìn)行搬運機(jī)器人的簡單作業(yè)示教 導(dǎo)入案例 機(jī)器人助力機(jī)床上下料 國產(chǎn)高效智能壓鑄裝備研制成功 智能壓鑄島是以壓鑄機(jī)為核心設(shè)備構(gòu)成的一組智能化生產(chǎn)單元 以無人化生產(chǎn)管 理方式自動完成從原材料到合格鑄件成品間的工藝生產(chǎn)流程 實現(xiàn)壓鑄生產(chǎn)的程 序化 數(shù)字化和遠(yuǎn)程控制 高效智能壓鑄島以壓鑄機(jī)為 核心 配備 3 10 個機(jī) 器人和多部 AGV 小車 集成多個控制系統(tǒng) 伺服系統(tǒng) 檢測系統(tǒng)于一體 包括鋁 液智能熔化系統(tǒng) 伺服定量澆注系統(tǒng) 爐料回收系統(tǒng) 智能熔體含氣量檢測系統(tǒng) 真空壓鑄系統(tǒng)自動模溫機(jī) 自動三維伺服噴涂機(jī)械手 耐高溫抗腐蝕的裝件取件 2 機(jī)器人 鑲嵌自動快速加熱和均溫裝置 自動型芯冷卻系統(tǒng) 自動余料去除及飛 邊清理裝置 大型精密壓鑄模具 輸送帶 冷卻裝置 在線智能檢測系統(tǒng) 激光打標(biāo)機(jī) 智能轉(zhuǎn)運小車 壓鑄生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng) 嵌入式專用控制器 壓 鑄專家系統(tǒng)等設(shè)備和系統(tǒng) 課堂認(rèn)知 5 1 搬運機(jī)器人的分類及特點 搬運機(jī)器人具有通用性強(qiáng) 工作穩(wěn)定的優(yōu)點 且操作簡便 功能豐富 逐漸向第 三代智能機(jī)器人發(fā)展 其主要優(yōu)點有 動作穩(wěn)定和提高搬運準(zhǔn)確性 提高生產(chǎn)效率 解放繁重體力勞動 實現(xiàn) 無人 或 少人 生產(chǎn) 改善工人勞作條件 擺脫有毒 有害環(huán)境 柔性高 適應(yīng)性強(qiáng) 可實現(xiàn)多形狀 不規(guī)則物料搬運 定位準(zhǔn)確 保證批量一致性 降低制造成本 提高生產(chǎn)效益 從結(jié)構(gòu)形式上看 搬運機(jī)器人可分為 龍門式搬運機(jī)器人 懸臂式搬運機(jī)器人 側(cè) 壁式搬運機(jī)器人 擺臂式搬運機(jī)器人和關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人 龍門式搬運機(jī)器人 其坐標(biāo)系主要由 X 軸 Y 軸和 Z 軸組成 其多采用模塊化結(jié)構(gòu) 可依據(jù)負(fù)載位 置 大小等選擇對應(yīng)直線運動單元及組合結(jié)構(gòu)形式 可實現(xiàn)實現(xiàn)大物料 重噸位 3 搬運 采用直角坐標(biāo)系 編程方便快捷 廣泛運用于生產(chǎn)線轉(zhuǎn)運及機(jī)床上下料等 大批量生產(chǎn)過程 懸臂式搬運機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由 X 軸 Y 軸和 Z 軸組成 其也可隨不同的應(yīng) 用采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式 廣泛運用于臥式機(jī)床 立式機(jī)床及特定機(jī)床內(nèi)部和沖壓機(jī)熱處理機(jī)床自動上下料 龍門式搬運機(jī)器人 懸臂式搬運機(jī)器人 側(cè)壁式搬運機(jī)器人 其坐標(biāo)系主要由 X 軸 Y 軸和 Z 軸組成 其也可隨不同的應(yīng)用采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu) 形式 主要運用于立體庫類 如檔案自動存取 全自動銀行保管箱存取系統(tǒng)等 擺臂式搬運機(jī)器人其坐標(biāo)系主要由 X 軸 Y 軸和 Z 軸組成 Z 軸主要是升降 也稱為主軸 Y 軸的移動主要通過外加滑軌 X 軸末端連接控制器 其繞 X 軸 的轉(zhuǎn)動 實現(xiàn) 4 軸聯(lián)動 廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外生產(chǎn)廠家 是關(guān)節(jié)式機(jī)器人的理想 替代品 但其負(fù)載程度相對于關(guān)節(jié)式機(jī)器人小 側(cè)壁式搬運機(jī)器人 擺臂式搬運機(jī)器人 4 關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人 關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人是當(dāng)今工業(yè)產(chǎn)業(yè)中常見的機(jī)型之一 其擁有 5 6 個軸 行為動 作類似于人的手臂 具有結(jié)構(gòu)緊湊 占地空間小 相對工作空間大 自由度高等 特點 適合于幾乎任何軌跡或角度的工作 關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人 龍門式 懸臂式 側(cè)壁式和擺臂式搬運機(jī)器人均在直角式坐標(biāo)系下作業(yè) 其適應(yīng) 范圍相對較窄 針對性較強(qiáng) 適合定制專用機(jī)來滿足特定需求 直角式 桁架式 搬運機(jī)器人和關(guān)節(jié)式機(jī)器人在實際運用中都有如下特性 1 能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)動作節(jié)拍 移動速率 末端執(zhí)行器動作狀態(tài) 2 可更換不同末端執(zhí)行器以適應(yīng)物料形狀的不同 方便 快捷 3 能夠與傳送帶 移動滑軌等輔助設(shè)備集成 實現(xiàn)柔性化生產(chǎn) 4 占地面積相對小 動作空間大 減少廠源限制 5 2 搬運機(jī)器人的系統(tǒng)組成 搬運機(jī)器人是一個完整系統(tǒng) 以關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人為例 其工作站主要有 操作機(jī) 控制系統(tǒng) 搬運系統(tǒng) 氣體發(fā)生裝置 真空發(fā)生裝置和手爪等 和安全保護(hù)裝置 組成 5 搬運機(jī)器人系統(tǒng)組成 關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人常見的本體有 4 6 軸 6 軸搬運機(jī)器人本體部分具有回轉(zhuǎn) 抬臂 前伸 手腕旋轉(zhuǎn) 手腕彎曲和手腕扭轉(zhuǎn) 6 個獨立旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 多數(shù)情況下 5 軸搬運機(jī)器人略去手腕旋轉(zhuǎn)這一關(guān)節(jié) 4 軸搬運機(jī)器人則略去了手腕旋轉(zhuǎn)和手腕 彎曲這兩個關(guān)節(jié)運動 搬運機(jī)器人運動軸 常見的搬運機(jī)器人末端執(zhí)行器有 吸附式 夾鉗式 和 仿人式 等 吸附式 吸附式末端執(zhí)行器依據(jù)吸力不同可分為 氣吸附 和 磁吸附 1 氣吸附 主要是利用吸盤內(nèi)壓力和大氣壓之間壓力差進(jìn)行工作 依據(jù)壓力差分 為真空吸盤吸附 氣流負(fù)壓氣吸附 擠壓排氣負(fù)壓氣吸附等 6 1 橡膠吸盤 2 固定環(huán) 3 墊 片4 支撐桿 5 螺母 6 基板 真空吸盤吸附 1 橡膠吸盤 2 心套 3 透氣螺 釘4 支撐架 5 噴嘴 6 噴嘴套 氣流負(fù)壓氣吸附 利用吸盤變形和拉 桿移動改變吸盤內(nèi) 外部壓力完成工件 吸取和釋放動作 通過連接真空發(fā)生裝置和氣 體發(fā)生裝置實現(xiàn)抓取和釋放 工件 工作時 真空發(fā)生裝 置將吸盤與工件之間的空氣 吸走使其達(dá)到真空狀態(tài) 此 時 吸盤內(nèi)的大氣壓小于吸 盤外大氣壓 工件在外部壓 力的作用下被抓取 利用流體力學(xué)原理 通過 壓縮空氣 高壓 高速流 動帶走吸盤內(nèi)氣體 低壓 使吸盤內(nèi)形成負(fù)壓 同樣 利用吸盤內(nèi)外壓力差完成 取件動作 切斷壓縮空氣 隨即消除吸盤內(nèi)負(fù)壓 完 成釋放工件動作 7 1 橡膠吸盤 2 彈簧 3 拉桿 擠壓排氣負(fù)壓氣吸附 2 磁吸附 利用磁力進(jìn)行吸取工件 常見的磁力吸盤分為 永磁吸盤 電磁吸盤 電永 磁吸盤等 1 非導(dǎo)磁體 2 永磁鐵 3 磁軛 4 工件 永磁吸附 1 直流電源 2 激磁線圈 3 工件 電磁吸附 電永磁吸附 是利用永磁磁鐵產(chǎn)生磁力 利用激磁線圈對吸力大小進(jìn)行 控制 起到 開 關(guān) 作用 磁吸附只能吸附對磁產(chǎn)生感應(yīng)物體起作用 故對于要求不能有剩磁的工 件無法使用 且磁力受高溫影響較大 故在高溫下工作亦不能選擇磁吸附 所以在使用過程中有一定局限性 常適合要求抓取精度不高且在常溫下工作 的工件 根據(jù)被抓取工件形狀 大小及抓取部位的不同 爪面形式常有平滑爪面 齒形爪 利用磁力線通路的連續(xù)性及 磁場疊加性而工作 永磁吸 盤的磁路為多個磁系 通過 磁系之間的相互運動來控制 工作磁極面上的磁場強(qiáng)度的 強(qiáng)弱進(jìn)而實現(xiàn)工件的吸附和 釋放動作 利用內(nèi)部激磁線圈通 直流電后產(chǎn)生磁力 而吸附導(dǎo)磁性工件 8 面和柔性爪面 平滑爪面 指爪面光滑平整 多數(shù)用來加持已加工好的工件表面 保證加工表面無 損傷 齒形爪面 指爪面刻有齒紋 主要目的是增加與加持工件的摩擦力 確保加持穩(wěn)固 可靠 常用于加持表面粗糙毛坯或半成品工件 柔性爪面 內(nèi)鑲有橡膠 泡沫 石棉等物質(zhì) 起到增加摩擦 保護(hù)已加工工件表面 隔熱等作用 多用于加持已加工工件 熾熱工件 脆性或薄壁工件等 夾鉗式 通過手爪的開啟閉合實現(xiàn)對工件的夾取 由手爪 驅(qū)動機(jī)構(gòu) 傳動機(jī)構(gòu) 連接和支 承元件組成 多用于負(fù)載重 高溫 表面質(zhì)量不高等吸附式無法進(jìn)行工作的場合 常見手爪前端形狀分 V 型爪 平面型爪 尖型爪 等 1 V 型爪 常用于圓柱形工件 其加持穩(wěn)固可靠 誤差相對較小 2 平面型爪 多數(shù)用于加持方形工件 至少有兩個平行面如方形包裝盒等 厚 板形或者短小棒料 3 尖型爪 常用于加持復(fù)雜場合小型工件 避免與周圍障礙物相碰撞 也可加持 熾熱工件 避免搬運機(jī)器人本體受到熱損傷 V 型爪 平面型爪 尖型爪 仿人式 仿人式末端執(zhí)行器是針對特殊外形工件進(jìn)行抓取的一類手爪 其主要 包括 柔性手和 多指靈巧手 1 柔性手 柔性手的抓取是多關(guān)節(jié)柔性手腕 每個手指有多個關(guān)節(jié)鏈組成 有摩 擦輪和牽引絲組成 工作時通過一根牽引線收緊另一根牽引線放松實現(xiàn)抓取 其 抓取不規(guī)則 圓形等輕便工件 2 多指靈巧手 多指靈巧手包括多根手指 每根手指都包含 3 個回轉(zhuǎn)自由度且為 獨立控制 實現(xiàn)精確操作 廣泛應(yīng)用于核工業(yè) 航天工業(yè)等高精度作業(yè) 9 柔性手 靈巧手 搬運機(jī)器人夾鉗式 仿人式手爪需要連接相應(yīng)外部信號控制裝置及傳感系統(tǒng) 以 控制搬運機(jī)器人手爪實時的動作狀態(tài)及力的大小 其手爪驅(qū)動方式多為 氣動 電 動和液壓驅(qū)動 對于輕型和中型的零件采用氣動的手爪 對于重型的零件采用液 壓手爪 對于精度要求高或復(fù)雜的場合采用伺候的手爪 依據(jù)手爪開啟閉合狀態(tài)的傳動裝置可分為 回轉(zhuǎn)型 和 移動型 夾鉗式手爪常用形式 是通過斜楔 滑槽 連桿 齒輪螺桿或蝸輪蝸桿等機(jī)構(gòu)組 合形成 可適時改變傳動比以實現(xiàn)對夾持工件不同力的需求 手爪做平面移動或者直線往復(fù)移動來實現(xiàn)開啟閉合 多用于夾持具有平行面的工 件 設(shè)計結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜 應(yīng)用不如回轉(zhuǎn)型手爪廣泛 搬運機(jī)器人主要包括機(jī)器人和搬運系統(tǒng)組成 機(jī)器人由搬運機(jī)器人本體及 完成搬運路線控制的控制柜組成 而搬運系統(tǒng)中末端執(zhí)行器主要有吸附式 夾鉗 式和仿人式等形式 5 3 搬運機(jī)器人的作業(yè)示教 搬運機(jī)器人主要適應(yīng)對象為大批量 重復(fù)性強(qiáng)或是工件重量較大以及工作環(huán)境 具有高溫 粉塵等條件惡劣情況 特點 定位精確 生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定 工作節(jié)拍可調(diào) 運行平穩(wěn)可靠 維修方便 TCP 點確定 10 末端執(zhí)行器不同而設(shè)置在不同位置 就吸附式而言其 TCP 一般設(shè)在法蘭中心線與 吸盤平面交點處 夾鉗式其 TCP 一般設(shè)在法蘭中心線與手爪前端面交點處 吸盤式 TCP 生產(chǎn)再現(xiàn) TCP 點確定 末端執(zhí)行器不同而設(shè)置在不同位置 就吸附式而言其 TCP 一般設(shè)在法蘭中心 線與吸盤平面交點處 夾鉗式其 TCP 一般設(shè)在法蘭中心線與手爪前端面交點處 夾鉗式 TCP 生產(chǎn)再現(xiàn) 5 3 1 冷加工搬運作業(yè) 以機(jī)加工件搬運為例 選擇龍門式 5 軸 末端執(zhí)行器為氣吸附 采用在 線示教方式為機(jī)器人輸入搬運作業(yè)程序 11 搬運運動軌跡圖例 程序點說明 程序點 說明 吸盤動作 程序點 說明 吸盤動作 程序點 1 機(jī)器人原點 程序點 8 搬運中間點 吸取 程序點 2 移動中間點 程序點 9 搬運中間點 吸取 程序點 3 搬運臨近點 程序點 10 搬運作業(yè)點 放置 程序點 4 搬運作業(yè)點 吸取 程序點 11 搬運規(guī)避點 程序點 5 搬運中間點 吸取 程序點 12 移動中間點 程序點 6 搬運中間點 吸取 程序點 13 機(jī)器人原點 程序點 7 搬運中間點 吸取 12 冷加工搬運機(jī)器人作業(yè)示教流程 5 3 1 冷加工搬運作業(yè) 1 示教前的準(zhǔn)備 1 確認(rèn)自己和機(jī)器人之間保持安全距離 2 機(jī)器人原點確認(rèn) 2 新建作業(yè)程序 點按示教器的相關(guān)菜單或按鈕 新建一個作業(yè)程序 如 Handle cold 3 程序點的登錄 示教模式下 手動操作移動龍門搬運機(jī)器人軌跡設(shè)定程序點 1 至程序點 13 程 序點 1 和程序點 13 需設(shè)置在同一點 可方便編寫程序 此外程序點 1 至程序 點 13 需處于與工件 夾具互不干涉位置 冷加工搬運作業(yè)示教 程序點 示教方法 程序點 1 機(jī)器人原點 按第 3 章手動操作機(jī)器人要領(lǐng)移動機(jī)器人到搬運原點 插補(bǔ)方式選擇 PTP 程序點 2 移動中間點 確認(rèn)并保存程序點 1 為搬運機(jī)器人原點 手動操作搬運機(jī)器人到移動中間點 并調(diào)整吸盤姿態(tài) 插補(bǔ)方式選擇 PTP 程序點 3 搬運臨近點 確認(rèn)并保存程序點 2 為搬運機(jī)器人作業(yè)移動中間點 手動操作搬運機(jī)器人到搬運作業(yè)臨近點 并調(diào)整吸盤姿態(tài) 插補(bǔ)方式選擇 PTP 程序點 4 搬運作業(yè)點 確認(rèn)并保存程序點 3 為搬運機(jī)器人作業(yè)臨近點 手動操作搬運機(jī)器人移動到搬運起始點且保持吸盤位姿不變 插補(bǔ)方式選擇 直線插補(bǔ) 再次確認(rèn)程序點 保證其為作業(yè)起始點 若有需要可直接輸入搬運作業(yè)命令 程序點 5 搬運中間點 手動操作搬運機(jī)器人到搬運中間點 并適度調(diào)整吸盤姿態(tài) 插補(bǔ)方式選擇 直線插補(bǔ) 確認(rèn)并保存程序點 5 為搬運機(jī)器人作業(yè)中間點 程序點 6 9 搬運中間點 手動操作搬運機(jī)器人到搬運中間點 并適度調(diào)整吸盤姿態(tài) 插補(bǔ)方式選擇 PTP 確認(rèn)并保存程序點 6 9 為搬運機(jī)器人作業(yè)中間點 程序點 10 搬運作業(yè)點 手動操作搬運機(jī)器人移動到搬運終止點且調(diào)整吸盤位姿以適合 安放工件 插補(bǔ)方式選擇 直線插補(bǔ) 再次確認(rèn)程序點 保證其為作業(yè)終止點 若有需要可直接輸入搬運作業(yè)命令 13 程序點 示教方法 程序點 11 搬運規(guī)避點 手動操作搬運機(jī)器人到搬運作業(yè)規(guī)避點 插補(bǔ)方式選擇 直線插補(bǔ) 確認(rèn)并保存程序點 11 為搬運機(jī)器人作業(yè)規(guī)避點 程序點 12 移動中間點 手動操作搬運機(jī)器人到移動中間點 并調(diào)整吸盤姿態(tài) 插補(bǔ)方式選擇 PTP 確認(rèn)并保存程序點 12 為搬運機(jī)器人作業(yè)移動中間點 程序點 13 機(jī)器人原點 手動操作搬運機(jī)器人到機(jī)器人原點 插補(bǔ)方式選擇 PTP 確認(rèn)并保存程序點 13 為搬運機(jī)器人原點 4 設(shè)定作業(yè)條件 1 在作業(yè)開始命令中設(shè)定搬運開始規(guī)范及搬運開始動作次序 2 在搬運結(jié)束命令中設(shè)定搬運結(jié)束規(guī)范及搬運結(jié)束動作次序 3 手動調(diào)節(jié)相應(yīng)大小的負(fù)壓 依據(jù)實際情況 在編輯模式下合理選擇配置 搬運工藝參數(shù) 5 檢查試運行 1 打開要測試的程序文件 2 移動光標(biāo)到程序開頭位置 3 按住示教器上的有關(guān) 跟蹤功能鍵 實現(xiàn)搬運機(jī)器人單步或連續(xù)運轉(zhuǎn) 6 再現(xiàn)搬運 1 打開要再現(xiàn)的作業(yè)程序 并將光標(biāo)移動到程序的開始位置 將示教器上 的 模式開關(guān) 設(shè)定到 再現(xiàn) 自動 狀態(tài) 2 按示教器上 伺服 ON 按鈕 接通伺服電源 3 按 啟動按鈕 搬運機(jī)器人開始運行 5 3 2 熱加工搬運作業(yè) 模鍛工件搬運為例 選擇關(guān)節(jié)式 6 軸 末端執(zhí)行器為夾鉗式 采用在線 示教方式為機(jī)器人輸入搬運作業(yè)程序 此程序由編號 1 至 10 的 10 個程序點組 成 14 熱加工搬運機(jī)器人軌跡圖例 1 示教前的準(zhǔn)備 1 確認(rèn)自己和機(jī)器人之間保持安全距離 2 機(jī)器人原點確認(rèn) 通過機(jī)器人機(jī)械臂各關(guān)節(jié)處的標(biāo)記或調(diào)用原點程序復(fù)位機(jī) 器人 2 新建作業(yè)程序 點按示教器的相關(guān)菜單或按鈕 新建一個作業(yè)程序 如 Handle hot 3 程序點的登錄 示教模式下 手動操作移動搬運機(jī)器人軌跡設(shè)定程序點 1 至程序點 10 程序點 1 和程序點 10 需設(shè)置在同一點 可方便編寫程序 此外程序點 1 至程序點 10 需處于與工件 夾具互不干涉位置 熱加工搬運作業(yè)示教 程序點 示教方法 15 程序點 示教方法 程序點 1 機(jī)器人原點 按第 3 章手動操作機(jī)器人要領(lǐng)移動機(jī)器人到搬運原點 插補(bǔ)方式選擇 PTP 確認(rèn)并保存程序點 1 為搬運機(jī)器人原點 程序點 2 搬運臨近點 手動操作搬運機(jī)器人到搬運作業(yè)臨近點 并調(diào)整夾鉗姿態(tài) 插補(bǔ)方式選擇 PTP 確認(rèn)并保存程序點 2 為搬運機(jī)器人作業(yè)臨近點 程序點 3 搬運作業(yè)點 手動操作搬運機(jī)器人移動到搬運起始點且保持夾鉗位姿不變 插補(bǔ)方式選擇 直線插補(bǔ) 再次確認(rèn)程序點 保證其為作業(yè)起始點 若有需要可直接輸入搬運作業(yè)命令 程序點 4 搬運中間點 手動操作搬運機(jī)器人到搬運中間點 并適度調(diào)整夾鉗姿態(tài) 插補(bǔ)方式選擇 直線插補(bǔ) 確認(rèn)并保存程序點 4 為搬運機(jī)器人作業(yè)中間點 程序點 5 6 搬運中間點 手動操作搬運機(jī)器人到搬運中間點 并適度調(diào)整夾鉗姿態(tài) 插補(bǔ)方式選擇 PTP 確認(rèn)并保存程序點 5 6 為搬運機(jī)器人作業(yè)中間點 程序點 7 搬運中間點 手動操作搬運機(jī)器人到搬運中間點 并適度調(diào)整夾鉗姿態(tài) 插補(bǔ)方式選擇 直線插補(bǔ) 確認(rèn)并保存程序點 7 為搬運機(jī)器人作業(yè)中間點 程序點 8 搬運作業(yè)點 手動操作搬運機(jī)器人移動到搬運終止點且調(diào)整夾鉗位姿以適合安放工件 插補(bǔ)方式選擇 直線插補(bǔ) 再次確認(rèn)程序點 保證其為作業(yè)終止點 若有需要可直接輸入搬運作業(yè)命令 程序點 9 搬運規(guī)避點 手動操作搬運機(jī)器人到搬運作業(yè)規(guī)避點 插補(bǔ)方式選擇 直線插補(bǔ) 確認(rèn)并保存程序點9 為搬運機(jī)器人作業(yè)規(guī)避點 程序點 10 機(jī)器人原點 手動操作搬運機(jī)器人到機(jī)器人原點 插補(bǔ)方式選擇 PTP 確認(rèn)并保存程序點 10 為搬運機(jī)器人原點 5 4 1 周邊設(shè)備 常見的搬運機(jī)器人輔助裝置有增加移動范圍的 滑移平臺 合適的 搬運系統(tǒng)裝 置 和 安全保護(hù)裝置 等 1 滑移平臺 增加滑移平臺是搬運機(jī)器人增加自由度最常用的方法 可安裝在 地面上或龍門框架上 16 2 搬運系統(tǒng) 主要包括 真空發(fā)生裝置 氣體發(fā)生裝置 液壓發(fā)生裝置 等 此部 分裝置均為標(biāo)準(zhǔn)件 企業(yè)常用空氣控壓站對整個車間提供壓縮空氣和抽真空 5 4 2 工位布局 常見搬運機(jī)器人工作站可采用 L 型 環(huán)狀 品 字 一 字 等布局 L 型布局 將搬運機(jī)器人安裝在龍門架上 使其行走在機(jī)床上方 大限度節(jié)約地面資源 L 型布局 環(huán)狀布局 又稱 島式加工單元 以關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人為中心 機(jī)床圍繞其周圍形成環(huán)狀 進(jìn)行工件搬運加工 可提高生產(chǎn) 節(jié)約空間 適合小空間廠房作業(yè) 17 環(huán)狀布局 一 字布局 直角桁架機(jī)器人通常要求設(shè)備成一字排列 對廠房高度 長度具有一定要求 工作運動方式為直線編程 很難能滿足對放置位置 相位等有特別要求工件的上下料作 業(yè)需要 一 字排列布局 擴(kuò)展與提高 搬運機(jī)器人技術(shù)的新發(fā)展 1 機(jī)器人系統(tǒng) 操作機(jī) 日本 FANUC 公司推出的 FANUC R 2000iB 有緊湊的手腕結(jié)構(gòu) 狹小的后部 干涉區(qū)域 可高密度布置機(jī)構(gòu)等特點 瑞士 ABB 公司推出的 IRB 6660 100 3 3 解決 坯件大 重 距離長等壓機(jī)上下料的難題 縮短生產(chǎn)節(jié)拍 是處理大坯件最快速的壓機(jī) 上下料機(jī)器人 18 FANUC R 2000iB ABB IRB 6660 100 3 3 控制器 實現(xiàn)同時對幾臺機(jī)器人和幾個外部軸的協(xié)同控制 如 FANUC 推出的機(jī)器人控制 柜R 30iA 可實現(xiàn)散堆工件搬運 大幅度提高 CPU 的處理能力 增加最新軟件功能 實現(xiàn)機(jī)器人的智能化與網(wǎng)絡(luò)化 有高速動作性能 內(nèi)置視覺功能 散堆工件取出功能 故障診斷功能優(yōu)點 散堆工件的拾取與搬運 示教器 COMAU 公司的無線示教器 WiTP 與機(jī)器人控制單元之間的連接 配對 解配 對 安全連接程序 多個控制器可由一個示教器控制 它可與其他 Wi Fi 資源實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳 送與接收 有效范圍達(dá) 100m 且各系統(tǒng)間無干擾 19 COMAU 無線示教器 WiTP 2 傳感技術(shù) 傳感技術(shù)運用到搬運機(jī)器人中 拓寬了搬運機(jī)器人的應(yīng)用范圍 提高了生產(chǎn)效率 保證 了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可追溯性 3 維廣域傳感器 搬運機(jī)器人視覺傳感系統(tǒng) 搬運機(jī)器人傳感系統(tǒng)的流程是 視覺系統(tǒng)采集被測目標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù) 控制柜內(nèi)置相應(yīng)系 統(tǒng)進(jìn)行圖象處理和數(shù)據(jù)分析 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)據(jù)量 傳給搬運機(jī)器人 機(jī)器人以接收到的 數(shù)據(jù)為依據(jù) 進(jìn)行相應(yīng)作業(yè) 20 小型工件散堆拾取 3 AGV 搬運車 AGV 搬運車是一種無人搬運車 Automated Guided Vehicle 指裝備有電磁或 光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置 能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛 具有安全保護(hù)以及各種移載 功能的運輸車 通常AGV 搬運車可分為 列車型 平板車型 帶移載裝置型 貨叉 型 及 帶升降工作臺型 列車型 AGV 列車型 最早開發(fā)的產(chǎn) 品 由牽引車和拖車組 成 一輛牽引車可若干 節(jié)拖車 適合成批量小 件物品長距離運輸 在 倉庫離生產(chǎn)車間較遠(yuǎn)時 運用廣泛 21 平板型 AGV 帶移栽裝置型 AGV 貨叉型 AGV 帶升降工作臺型 AGV 本章小結(jié) 搬運機(jī)器人亦為工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中一員 通過軸之間的相互配 合可將搬運手爪準(zhǔn)確移動到預(yù)定空間位置 實現(xiàn)物件的抓取 平板車型 多需要人工 卸載 載重量 500Kg 以 下的輕型車主要用于小 件物品搬運 適用于電 子行業(yè) 家電行業(yè) 食 品行業(yè)等場所 帶移載裝置型 帶移載 裝置型 AGV 車裝有輸送 帶或輥子輸送機(jī)等類型 移載裝置 通常和地面 板式輸送機(jī)或輥子機(jī)配 合使用 以實現(xiàn)無人化 自動搬運作業(yè) 貨叉型 貨叉型 AGV 類 似于人工駕駛的叉車起 重機(jī) 本身具有自動裝 卸載能力 主要用于物 料自動搬運作業(yè)以及在 組裝線上做組裝移動工 作臺使用 帶升降工作臺型 帶升 降工作臺型 AGV 主要應(yīng) 用于機(jī)器制造業(yè)和汽車 制造業(yè)的組裝作業(yè) 因 車帶有升降工作臺可使 操作者在最佳高度下作 業(yè) 提高工作質(zhì)量和效 率 22 和釋放動作 按結(jié)構(gòu)形式分 搬運機(jī)器人可分為龍門式 懸 臂式 側(cè)壁式 擺臂式和關(guān)節(jié)式等 搬運機(jī)器人作業(yè)編程簡單 主要為運動軌跡 作業(yè)條件和作 業(yè)順序的示教 對于搬運作業(yè)而言 其機(jī)器人控制點 TCP 可依據(jù)實際條件進(jìn)行設(shè)置 如吸盤類手爪多設(shè)置為法蘭中心 線與吸盤底面的交點處 夾鉗類手爪多設(shè)置在法蘭中心線與 手爪前端面的交點處 作業(yè)時要求機(jī)器人手爪貼近工件實現(xiàn) 抓取動作 思考練習(xí) 1 填空 1 從結(jié)構(gòu)形式上看 搬運機(jī)器人可分為 和關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人 2 搬運機(jī)器人常見的末端執(zhí)行器主要有 和 等 3 下圖所示為吸附式搬運機(jī)器人系統(tǒng)組成示意圖 其中 編號 1 表示 編 號 2 表示 編號 3 表示 編號 6 表示 題 3 圖 2 選擇 1 依據(jù)壓力差不同 可將氣吸附分為 真空吸盤吸附 氣流負(fù)壓氣吸附 擠壓排氣負(fù)壓氣吸附 A B C D 23 2 搬運機(jī)器人作業(yè)編程主要是完成 的示教 運動軌跡 作業(yè)條件 作業(yè)順序 A B C D 3 判斷 1 根據(jù)車間場地面積 在有利于提高生產(chǎn)節(jié)拍的前提下 搬運機(jī)器人工作站可采用 L 型 環(huán)狀 品 字 一 字等布局 2 關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人本體在負(fù)載較輕的情況下可以與其它通用關(guān)節(jié)機(jī)器人本體進(jìn)行互換 3 關(guān)于搬運機(jī)器人 TCP 點 吸盤類一般設(shè)置在法蘭中心線與吸盤底面的交點處 而夾 鉗類通常設(shè)置在法蘭中心線與手爪前端面的交點處 4 綜合應(yīng)用 1 簡述氣吸附與磁吸附的異同點 2 下圖是某品牌游戲機(jī)鈑金件生產(chǎn)線 該生產(chǎn)線主要由 5 臺沖壓機(jī)床和 6 臺垂直多關(guān) 節(jié)搬運機(jī)器人組成 產(chǎn)品采用 Q235 冷板材 生產(chǎn)工序依次為落料 一次拉伸 二 次拉伸 沖孔 大孔 沖孔 周邊小孔 各工序間物料搬運均由機(jī)器人完成 依 圖畫出落料至一次拉伸工序間機(jī)器人物料搬運軌跡示意圖并完成下表 請在相應(yīng)選項下 打 或選擇序號 24