自动化机器人介绍.ppt
自動化工業機器人介紹總綱 一、工業機器人的定義 二、工業機器人的發展歷程 三、機器人的組成 四、工業機器人的分類 五、工業機器人的應用機器人的定義 1.工業機器人以剛性高的機械手臂為主體，與人相比，可以有更快的運動速度，可以搬更重的東西，而且定位精度相當高。它可以根據外部來的信號，自動進行各種操作。 2.工業機器人是應用電腦進行控制的替代人進行工作的高度自動化系統，是典型的機電一體化的產品。 3.工業機器人在實現智慧化、多功能化、柔性自動化生產、提高產品品質、代替人在惡劣環境條件下工作中發揮重大作用。工業機器人的發展歷程-第一代機器人第一代機器人 19世紀50、60年代，隨著機構理論和伺服理論的發展，機器人進入了實用階段。1954年美國的G. C. Devol發表了“通用機器人”專利；1960年美國AMF公司生產了柱座標型Versatran機器人，可進行點位和軌跡控制，這是世界上第一種應用於工業生產的機器人。 70年代，隨著電腦技術、現代控制技術、傳感技術、人工智慧技術的發展，機器人也得到了迅速的發展。1974年Cincinnati Milacron公司成功開發了多關節機器人；1979年，Unimation公司又推出了PUMA機器人，它是一種多關節、全電機驅動、多CPU二級控制的機器人，採用VAL專用語言，可配視覺、觸覺、力覺感測器，在當時是技術最先進的工業機器人。現在的工業機器人在結構上大體都以此為基礎。這一時期的機器人屬於“示教再現”（Teach-in / Playback）型機器人，只具有記憶、存儲能力，按相應程式重複作業，對周圍環境基本沒有感知與回饋控制能力。工業機器人的發展歷程-第二代機器人第二代機器人 進入80年代，隨著傳感技術，包括視覺感測器、非視覺感測器（力覺、觸覺、接近覺等）以及資訊處理技術的發展，出現了第二代機器人有感覺的機器人。它能夠獲得作業環境和作業對象的部分相關資訊，進行一定的即時處理，引導機器人進行作業。第二代機器人已進入了使用化，在工業生產中得到了廣泛應用。 第三代機器人 目前正在研究的“智能機器人”，它不僅具有比第二代機器人更加完善的環境感知能力，而且還具有邏輯思維、判斷和決策能力，可根據作業要求與環境資訊自主地進行工作。 工業機器人的發展歷程-第三代機器人機器人的 組成 機器人由機械部分、傳感部分、控制部分三大部分組成這三大部分可分成驅動系統、機械結構系統、感受系統、機器人一環境交互系統、人機交互系統、控制系統六個子系統驅動系統 要使機器人運行起來，需給各個關節即每個運動自由度安置傳動裝置，這就是驅動系統感受系統 它由內部感測器模組和外部感測器模組組成,獲取內部和外部環境狀態中有意義的資訊智能感測器的使用提高了機器人的機動性、適應性和智能化的水準人類的感受系統對感知外部世界資訊是極其靈巧的，然而，對於一些特殊的資訊，感測器比人類的感受系統更有效機器人一環境交互系統 機器人一環境交互系統是實現機器人與外部環境中的設備相互聯繫和協調的系統機器人與外部設備集成為一個功能單元，如加工製造單元、焊接單元、裝配單元等機器人的 組成人一機交互系統 人一機交互系統是人與機器人進行聯繫和參與機器人控制的裝置 ：指令給定裝置和資訊顯示裝置控制系統 控制系統的任務是根據機器人的作業指令程式以及從感測器回饋回來的信號，支配機器人的執行機構去完成規定的運動和功能如果機器人不具備資訊回饋特徵，則為開環控制系統；具備資訊回饋特徵，則為閉環控制系統根據控制原理可分為程式控制系統，適應性控制系統和人工智慧控制系統根據控制運動的形式可分為點位控制和連續軌跡控制 機器人的 組成機器人的分類 （1）按）按按結構形式按結構形式分類分類 直角坐標式直角坐標式 圓柱座標式圓柱座標式 球座標式球座標式 關節座標式（開鏈機器人）關節座標式（開鏈機器人） 平面平面/立體關節式（平面立體關節式（平面/立體並聯立體並聯機器人）機器人）直角坐標機器人直角坐標機器人 圓柱座標機器人圓柱座標機器人 關節機器人關節機器人 球座標機器人球座標機器人機器人的分類(2)(2)按系統功能分類按系統功能分類 專用機器人專用機器人 以固定程式工作機器人，結構簡單以固定程式工作機器人，結構簡單、無獨立控制系統、造價低廉。、無獨立控制系統、造價低廉。 通用機器人通用機器人 可完成多種作業，結構複雜，工作可完成多種作業，結構複雜，工作範圍大，定位精度高，通用性強。範圍大，定位精度高，通用性強。 示教再現式機器人示教再現式機器人 在示教操作後，能按示教的在示教操作後，能按示教的順序、位置、條件重現示教作業。順序、位置、條件重現示教作業。 智能機器人智能機器人 具有視覺、聽覺、觸覺功能，通過具有視覺、聽覺、觸覺功能，通過比較和識別比較和識別, ,作出決策和規劃，完成預定的動作。作出決策和規劃，完成預定的動作。機器人的分類(3)(3)按驅動方式分類按驅動方式分類 氣壓傳動機器人氣壓傳動機器人 以壓縮空氣作為動力源，高速輕載；以壓縮空氣作為動力源，高速輕載； 液壓傳動機器人液壓傳動機器人 採用液壓驅動，負載能力強、傳動平採用液壓驅動，負載能力強、傳動平 穩、結構緊湊、動作靈敏；穩、結構緊湊、動作靈敏； 電力傳動機器人電力傳動機器人 交直流伺服電機驅動，結構簡單、回交直流伺服電機驅動，結構簡單、回應快、精度高。應快、精度高。機器人的分類（4 4）按運動控制方式分類）按運動控制方式分類 點位控制點位控制 點位點位/直線控制直線控制 平面連續軌跡曲線控制平面連續軌跡曲線控制 空間連續軌跡曲線空間連續軌跡曲線/輪廓曲面控制輪廓曲面控制（5 5）按應用範圍分類）按應用範圍分類 可編程式控制制通用機器人可編程式控制制通用機器人 可編程式控制制專用機器人可編程式控制制專用機器人 固定程式控制專用機器人固定程式控制專用機器人（6 6）按自動控制理論數學模型分類）按自動控制理論數學模型分類 開關量開關量/邏輯控制機器人邏輯控制機器人 線性控制機器人線性控制機器人 自適應控制機器人自適應控制機器人 人工智慧控制機器人人工智慧控制機器人機器人的應用領域清潔機器人清潔機器人 上料機器人上料機器人 物料輸送機器人物料輸送機器人 材料去除機器人材料去除機器人 包裝機器人包裝機器人 噴漆機器人噴漆機器人 機器人的應用領域部件移動機器人部件移動機器人 裝配機器人裝配機器人 打保險機器人打保險機器人 自動鑽孔機器人自動鑽孔機器人 設備維護機器人設備維護機器人 包裝機器人包裝機器人
