年月小学教育科学研究试题省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第一节第一节 概述概述第二节第二节 工业机器人工业机器人第三节第三节 工装夹具与变位机工装夹具与变位机第四节第四节 工作站气控系统工作站气控系统第五节第五节 工作站电气控制原理工作站电气控制原理第六节第六节 工业机器人示教工业机器人示教第五章第五章工业机器人工作站工业机器人工作站第1页第五章第五章 工业机器人工作站工业机器人工作站工工业业机机器器人人工工作作站站：进进行行简简单单作作业业，且且使使用用一一台台或或两两台台机机器器人人生生产产体系。体系。工工业业机机器器人人生生产产线线：进进行行工工序序内内容容多多复复杂杂作作业业，使使用用了了两两台台以以上上机机器人生产体系。器人生产体系。第一节第一节 概述概述 以一个摩托车车架焊接以一个摩托车车架焊接工作站为例。工作站为例。一、焊接对象一、焊接对象 由十个散件焊接成由十个散件焊接成摩托车车架摩托车车架 第2页二、工作站划分二、工作站划分划分原因划分原因：散件夹紧机构不能干涉。散件夹紧机构不能干涉。便于焊枪作业便于焊枪作业 焊接时间与辅助时间之和应满足年生产量要求。焊接时间与辅助时间之和应满足年生产量要求。划分结果：划分结果：主管焊主管焊第一工作站第一工作站预点焊预点焊第二工作站第二工作站完成焊完成焊 车架焊车架焊第三工作站第三工作站预点焊预点焊第四工作站第四工作站完成焊完成焊仅介绍第一工作站仅介绍第一工作站第3页第4页第5页三、工作站布局及组成三、工作站布局及组成组成：组成：机机器器人人；机机器器人人控控制制系系统统；变变位位机机；夹夹详详细细；未未端端执执行行器器；电电焊焊机机；辅辅助助装置；气动系统等装置；气动系统等1.机器人机器人 选型原因：选型原因：驱动方式驱动方式 传动形式传动形式 自由度数自由度数 结结 构构 可搬重量可搬重量 工作空间工作空间n按详细作业要求选按详细作业要求选n本本例例选选垂垂直直关关节节型型六六自自由由度机器人度机器人第6页2.变位机（专门设计）变位机（专门设计）n运动数：决定于工件位置改变要求运动数：决定于工件位置改变要求n传动类型：电动（普通、伺服）、气动、液动传动类型：电动（普通、伺服）、气动、液动 取取决决于于工工件件精精度度，作作业业精精度度、运运动动件件大大小小 及及与与机机器器人人协调要求。协调要求。n结结构构形形式式：与与工工作作站站布布局局，用用户户要要求求、物物流流路路线线、生生产产纲纲领领、工工件重量、占地空间等。件重量、占地空间等。n外部轴数：控制系统，协调运动相关。外部轴数：控制系统，协调运动相关。3.未端执行器（手爪）（专门设计）未端执行器（手爪）（专门设计）n依据工件特点，作业要求及设计依据工件特点，作业要求及设计n焊枪：焊枪：送丝机经送丝管送焊丝送丝机经送丝管送焊丝 焊丝正极、工件负极焊丝正极、工件负极丝周围惰性保护气体丝周围惰性保护气体 冷却水冷却焊丝管、咀。冷却水冷却焊丝管、咀。4.其它其它 1）夹详细；）夹详细；2）电焊机系统；电焊机系统；3）辅助装置；）辅助装置；4）安全装置）安全装置第7页第二节第二节 工业机器人工业机器人可称万能工具可称万能工具 （搬运、装配、弧焊、点焊、切割、研磨、喷涂等）（搬运、装配、弧焊、点焊、切割、研磨、喷涂等）一、技术参数（见表一、技术参数（见表51）主要参数：主要参数：可搬重量可搬重量 工作空间工作空间 重复定位精度重复定位精度 各轴最大旋转角度各轴最大旋转角度 各轴最大旋转速度各轴最大旋转速度 各轴许用扭转力矩各轴许用扭转力矩造型相关原因：造型相关原因：未端执行器重量未端执行器重量 工件大小工件大小 作业条件作业条件 工作站布局工作站布局第8页造型与其它设计：造型与其它设计：布局设计布局设计 未端执行器设计未端执行器设计 夹详细设计夹详细设计 变位机设计变位机设计本例选：本例选：MK6SB型型选择可搬重量原因：选择可搬重量原因：末端执行器净重末端执行器净重 末端执行器重心偏移末端执行器重心偏移 机器人最大速度及惯性机器人最大速度及惯性选择工作空间原因：选择工作空间原因：满足作业范围要求满足作业范围要求 工件置于机器人最正确作业位置工件置于机器人最正确作业位置 第9页二、机器人传动与结构二、机器人传动与结构传动示意（如图传动示意（如图59）：）：S 轴：轴：D1R1 腰旋转腰旋转 340 L 轴：轴：D2R2 下臂摆下臂摆 240 U 轴：轴：D3R3 上臂摆上臂摆 270 形成机器人工作形成机器人工作 R 轴：轴：D4R4 上臂转上臂转360 空间（图空间（图5-10）B 轴：轴：D5R5 手腕摆手腕摆270 T 轴：轴：D6R6 手腕转手腕转400基点基点P：R、B、T轴中心线之交点轴中心线之交点P。减速器：减速器：R1，R2，R3RV摆线针轮减速器摆线针轮减速器 R4，R6谐波减速器谐波减速器 R5扁平型谐波减速器扁平型谐波减速器第10页第11页第12页1.谐波减速器谐波减速器（1）基本构件）基本构件 内齿刚轮内齿刚轮+外齿柔轮外齿柔轮+波发生器波发生器（2）传动关系）传动关系n柔轮柔轮Zg84略有升高略有升高n如如图图532 气气流流经经过过球球形形油滴油滴n低压使油球膨胀低压使油球膨胀n低低压压作作用用表表面面张张力力时时，油油滴被撕裂滴被撕裂n油油滴滴雾雾化化过过程程比比较较复复杂杂，高高速速气气流流下下，油油滴滴凸凸透透镜镜形形状状表表面面层层被被吹吹离离逐逐层层雾雾化化第32页（2）油雾器原理及使用）油雾器原理及使用图图533为一次油雾器为一次油雾器工作原理：工作原理：单向阀动作原理单向阀动作原理 图图534（c）最初进气，压向最下方）最初进气，压向最下方 图图534(b)气气泄泄漏漏，并并与与弹弹簧簧力力平平衡衡后后处处中中位位，压压力力空空气气便便作作用在油杯中油液上表面。用在油杯中油液上表面。压压力力气气进进入入，经经喷喷咀咀组组件件1起起引引射射作作用用，经经单单向向阀阀进进入入油油杯杯空空气气将将油油经经吸吸油油管管、钢钢球球7和和节节流流阀阀8送送至至滴滴油油管管，进进入入喷喷咀咀组组件件，这这里里油滴便被引射，雾化。油滴便被引射，雾化。油雾器选择和使用油雾器选择和使用n依据系统所需气体流量和油雾粒径大小确定依据系统所需气体流量和油雾粒径大小确定n油雾器在三联件最终，尽可能靠近换向阀油雾器在三联件最终，尽可能靠近换向阀n不得反向，要垂直安装。不得反向，要垂直安装。n确保正常油面范围确保正常油面范围n普通普通10m3自由空气供给自由空气供给1ml油量为基本供油量。油量为基本供油量。第33页第34页第五节第五节 工作站电气控制原理工作站电气控制原理n直直接接控控制制：用用机机器器人人控控制制柜柜为为主主控控装装置置，利利用用机机器器人人控制程序对工作站进行控制控制程序对工作站进行控制n并行控制：并行控制：PC控制与机器人控制协调控制控制与机器人控制协调控制一、信号分析一、信号分析n每一运动本身位置信号（起始点），可形成映象（每一运动本身位置信号（起始点），可形成映象（I）SP：靠近开关：靠近开关 输入信号输入信号 SA：手动开关：手动开关n每一个运动驱动指令及显示（每一个运动驱动指令及显示（Q）与机器人通讯与机器人通讯 输出信号输出信号 经中继器作用于驱动元件经中继器作用于驱动元件第35页二、电气控制原理二、电气控制原理机机器器人人控控制制柜柜：控控制制机机器器人人各各轴轴及及外外部部轴轴，并并经经端端子子与与其其它它设设备备通通信。信。电电气气控控制制柜柜：控控制制除除机机器器人人控控制制内内容容之之外外其其它它对对象象，并并协协调调工工作作站站工作。工作。1.主电路分析主电路分析 图图535n合上工作站开关：电源指示灯合上工作站开关：电源指示灯 HL3 亮亮+电气柜风扇电气柜风扇 M1 工作工作nSA2，SA3控制两个照明灯（电气柜及工作站）控制两个照明灯（电气柜及工作站）nSA1经经KM使其它设备带电。使其它设备带电。n220V：n供供PC电源电源直流直流24V输入、输出模块输入、输出模块n供变压整流供变压整流直流直流24V输入、输出模块输入、输出模块n110V供电磁铁用电（经中间继电器控制）供电磁铁用电（经中间继电器控制）n380V：n机器人控制柜机器人控制柜n电焊机电焊机第36页第37页2.PC与机器人通信与机器人通信两控制系统建立联络：将本系统状态通知对方，掌握他系统状态。两控制系统建立联络：将本系统状态通知对方，掌握他系统状态。Qi XI PC通知机器人通知机器人 Yi II 机器人通知机器人通知PC3.PC外部接线外部接线n图图537输入信号接线图输入信号接线图nYI机器人信号机器人信号nSP4SP11 变位机、夹具板靠近开关变位机、夹具板靠近开关nSP12SP23 A、B夹具板各气缸磁性开关夹具板各气缸磁性开关 SP30SP47 nSA5，SA6 双手起动按钮双手起动按钮nSA10SA19 手动三位选择开关（自复位）手动三位选择开关（自复位）n图图538输出信号接线图输出信号接线图nXIPC系统送机器人信号系统送机器人信号nAAAV中间继电器触点中间继电器触点第38页三、三、PC控制程序控制程序n手动调整程序手动调整程序n自动循环程序（仅介绍此项）图自动循环程序（仅介绍此项）图539n故障检测程序故障检测程序n复位程序复位程序n主程序主程序程序思绪：程序思绪：n双手按钮双手按钮M001或或M002A板或板或B板气缸依次夹紧板气缸依次夹紧n夹具板装料完成（夹具板装料完成（Q004机器人）预约机器人）预约n夹夹具具板板翻翻板板次次数数（C100或或C101）变变位位机机松松开开转转台台转动转动Q010转台定位转台定位n时继器时继器T001使待卸板气缸打开，取出已焊工件使待卸板气缸打开，取出已焊工件第39页第40页第六节第六节 工业机器人示教工业机器人示教 示教是一个特殊程序偏制过程示教是一个特殊程序偏制过程一、示教方式一、示教方式1.直接对实机示教直接对实机示教 使用示教盒或导引把手使用示教盒或导引把手n示教盒示教盒 用用示示教教盒盒按按动动轴轴操操作作键键，抵抵达达所所需需位位置置后后统统计计一一个个示示教教点点数数据据，同同时时形形成成一一条条运运动动指指令令。逐逐点点示示教教之之后后，便便组组成成作作业业程程序序动动作部分，最终加入对应辅助作业命令（如起弧）作部分，最终加入对应辅助作业命令（如起弧）n导引把手导引把手 导导引引把把手手使使未未端端执执行行器器动动作作，统统计计一一连连贯贯动动作作数数据据，就就组组成成了作业程序了作业程序n特点：特点：n可靠可靠n效果好效果好n占用实机生产时间占用实机生产时间n操作时安全性差操作时安全性差第41页2.间接对实机示教（离线示教或离线编程）间接对实机示教（离线示教或离线编程）实质：实质：用用CAD或或仿仿真真伎伎俩俩在在图图形形模模拟拟环环境境中中示示教教，生生成成程序后传给实机。在普通微机或工程师工作站上进行。程序后传给实机。在普通微机或工程师工作站上进行。特点：特点：n不多占用实机生产时间不多占用实机生产时间n但需较强软件支持。但需较强软件支持。二、主程序和子程序二、主程序和子程序n主程序：主程序：管理全部作业程序程序。管理全部作业程序程序。n主主程程序序能能够够使使机机器器人人拥拥有有各各种种作作业业程程序序、一一经经条条件件确确认，便执行对应程序。执行后返回主程序。认，便执行对应程序。执行后返回主程序。n主、子程序关系主、子程序关系 见图见图540。n无通用机器人编程语言。无通用机器人编程语言。第42页