第8章--装配机器人及其技术应用.pptx
- 文档编号:1911521
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:PPTX
- 页数:53
- 大小:38.94MB
第8章--装配机器人及其技术应用.pptx
《第8章--装配机器人及其技术应用.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第8章--装配机器人及其技术应用.pptx(53页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
,第8章装配机器人及其技术应用,教学目标,1.了解装配机器人的分类及特点2.掌握装配机器人的系统组成及其功能3.能够进行装配机器人的简单作业示教4.熟悉装配机器人典型周边设备与布局,工业机器人技术与应用(机械工业出版社“十三五”规划教材屈金星主编),目录页,PAGEOFCONTENT,装配机器人的分类及特点,装配机器人的系统组成,装配机器人的作业示教,装配机器人典型作业任务,装配机器人工作站布局,装配机器人的分类及特点,8.1,装配机器人是为完成装配作业而设计的工业机器人。
是工业机器人应用种类中适用范围比较广的产品之一。
作为柔性自动化装配的核心设备具有精度高、工作稳定、柔顺性好、动作迅速等优点。
装配机器人的主要优点如下:
1.操作速度快,加速性能好,缩短工作循环时间;2.精度高,具有极高重复定位精度,保证装配精度;3.提高生产效率,解放单一繁重体力劳动;4.改善工人劳作条件,摆脱有毒、有辐射装配环境;5.可靠性好、适应性强,稳定性高;,装配机器人的分类及特点,8.1,装配机器人在不同装配生产线上发挥着强大的装配作用,装配机器人大多由4-6轴组成,就目前市场上常见的装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人和关节式装配机器人,关节式装配机器人亦分水平串联关节式、垂直串联关节式和并联关节式。
装配机器人的分类,装配机器人的分类及特点,8.1,常见装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人和关节式装配机器人。
1.直角式装配机器人,直角式是目前工业机器人中最简单的一类,具有操作、编程简单等优点,可用于零部件移送、简单插入、旋拧等作业,机构上多装备球形螺钉和伺服电动机,具有速度快、精度高等特点,装配机器人多为龙门式和悬臂式。
直角式装配机器人装配缸体,装配机器人的分类及特点,8.1,常见装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人和关节式装配机器人。
2.关节式装配机器人,是目前装配生产线上应用最广泛的一类机器人,具有结构紧凑、占地空间小、相对工作空间大、自由度高,适合几乎任何轨迹或角度工作,编程自由,动作灵活,易实现自动化成产等特点。
分水平串联关节式、垂直串联关节式和并联关节式。
水平串联关节式装配机器人拾取超薄硅片,装配机器人的分类及特点,8.1,常见装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人和关节式装配机器人。
2.关节式装配机器人,
(2)垂直串联式装配机器人垂直串联式装配机器人多有六个自由度,可在空间任意位置确定任意位姿,面向对象多为三维空间的任意位置和姿势的作业。
垂直串联关节式装配机器人组装读卡器,装配机器人的分类及特点,8.1,常见装配机器人以臂部运动形式分直角式装配机器人和关节式装配机器人。
2.关节式装配机器人,(3)并联式装配机器人是一款轻型、结构紧凑高速装配机器人,可安装在任意倾斜角度上,独特的并联款轻型、结构紧凑高速装配机器人,可安装在任意倾斜角度上,独特的并联装方便、精准灵敏等优点,广泛运用于IT、电子装配等领域。
并联机器人装配线,装配机器人的分类及特点,8.1,装配机器人作业时需与作业对象直接接触,并进行相应动作;码垛、焊接机器人在移动物料时运动轨迹多为开放性,而装配作业是一种约束运动类操作,即装配机器人精度要高于搬运、码垛、焊接和涂装机器人。
尽管装配机器人在本体上较其他类型机器人有所区别,但在实际运用中无论是直角式装配机器人还是关节式装配机器人都有如下特性:
能够实时调节生产节拍和末端执行器动作状态;可更换不同末端执行器以适应装配任务的变化,方便、快捷;能够与零件供给器、输送装置等辅助设备集成,实现柔性化生产;多带有传感器,如视觉传感器、触觉传感器、力传感器等,以保证装配任务的精准性。
装配机器人的系统组成,8.2,装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备,由操作机、控制系统、装配系统(手爪、气体发生装置、真空发生装置或电动装置)、传感系统和安全保护装置组成。
装配机器人系统组成1机器人控制柜2示教器3气体发生装置4真空发生装置5机器人本体6视觉传感器7气动手爪,装配机器人的系统组成,8.2,装配机器人的末端执行器是夹持工件移动的一种夹具,类似于码垛机器人的末端执行器,常见的装配执行器有吸附式、夹钳式、专用式和组合式。
1.吸附式吸附式末端执行器在装配中仅占一小部分,广泛应用于电视、录音机、鼠标等轻小物品装配场合。
2.夹钳式夹钳式手爪是最常用的一类手爪,多采用气动或伺服电机驱动,闭环控制配备传感器可实现准确控制手爪起动、停止、转速并对外部信号做出准确反映,具有重量轻、出力大、速度高、惯性小、灵敏度强、转动平滑、力矩稳定等特点。
夹钳式手爪,装配机器人的系统组成,8.2,装配机器人的末端执行器是夹持工件移动的一种夹具,类似于码垛机器人的末端执行器,常见的装配执行器有吸附式、夹钳式、专用式和组合式。
3.专用式专用式手爪是在装配中针对某一类装配场合而单独设定的末端执行器,且部分带有磁力,常见的主要是螺钉、螺栓的装配,同样亦多采用气动或伺服电机驱动。
4.组合式组合式末端执行器在装配作业中是通过组合获得各单组手爪优势的一类手爪,灵活性较大。
多在机器人进行相互配合装配时,可节约时间、提高效率。
专用式手爪,组合式手爪,装配机器人的系统组成,8.2,带有传感系统的装配机器人可更好地完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装配作业,在其作业中常用到的传感系统有视觉传感系统、触觉传感系统。
1.视觉传感系统视觉传感器的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。
配备视觉传感系统的装配机器人可依据需要选择合适装配零件,并进行粗定位和位置补偿,可完成零件平面测量、形状识别等检测。
视觉系统原理,装配机器人的系统组成,8.2,带有传感系统的装配机器人可更好地完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装配作业,在其作业中常用到的传感系统有视觉传感系统、触觉传感系统。
2.触觉传感系统装配机器人的触觉传感系统主要是时刻检测机器人与被装配物件之间的配合,机器人触觉可分为接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉等五种传感器。
(1)接触觉传感器,用以判断机器人(主要指四肢)是否接触到外界物体或测量被接触物体的特征的传感器。
接触觉传感器有微动开关、导电橡胶、含碳海绵、碳素纤维、气动复位式装置等类型。
接触觉传感器,装配机器人的系统组成,8.2,
(1)接触觉传感器,装配机器人的系统组成,8.2,
(2)接近觉传感器接近觉传感器是一种非接触传感器,机器人利用它,可以感觉到近距离的对象或障碍物,能检测出物体的距离、相对倾角甚至对象表面的特性,可用来防止碰撞,实现无冲击接近和抓取操作,它比视觉系统和触觉系统简单,应用也比较广泛。
接近觉传感器,装配机器人的系统组成,8.2,
(2)接近觉传感器,装配机器人的系统组成,8.2,(3)力觉传感器力觉传感器用于测量机器人自身或与外界相互作用而产生的力或力矩的传感器。
它通常装在机器人各关节处。
在装配机器人中力觉传感器不仅存在末端执行器与环境作用过程中的力测量,而且存在于装配机器人自身运动控制和末端执行器夹持物体的夹持力测量等情况。
常见装配机器人力觉传感器分关节力传感器、腕力传感器、指力传感器。
腕力传感器,装配机器人的系统组成,8.2,(3)力觉传感器,装配机器人的系统组成,8.2,(4)滑觉传感器用于判断和测量机器人抓握或搬运物体时物体所产生的滑移。
它实际上是一种位移传感器。
按有无滑动方向检测功能可分为无方向性、单方向性和全方向性三类。
无方向性传感器有探针耳机式,它由蓝宝石探针、金属缓冲器、压电罗谢尔盐晶体和橡胶缓冲器组成。
滑动时探针产生振动,由罗谢尔盐转换为相应的电信号。
缓冲器的作用是减小噪声。
单方向性传感器有滚筒光电式,被抓物体的滑移使滚筒转动,导致光敏二极管接收到透过码盘(装在滚筒的圆面上)的光信号,通过滚筒的转角信号而测出物体的滑动。
全方向性传感器采用表面包有绝缘材料并构成经纬分布的导电与不导电区的金属球。
当传感器接触物体并产生滑动时,球发生转动,使球面上的导电与不导电区交替接触电极,从而产生通断信号,通过对通断信号的计数和判断可测出滑移的大小和方向。
这种传感器的制作工艺要求较高。
装配机器人的系统组成,8.2,(4)滑觉传感器,装配机器人的作业示教,8.3,一、TCP点确定,对于装配机器人,末端执行器结构不同TCP点设置点亦不同,吸附式、夹钳式可参考码垛机器人TCP点设定;专用式末端执行器(拧螺栓)TCP一般设在法兰中心线与手爪前端平面交点处,组合式TCP设定点需依据起主要作用的单组手爪确定。
专用式末端执行器TCP点及生产再现,装配机器人的作业示教,8.3,二、螺栓紧固作业,现依螺纹孔紧固为例选择直角式(或SCARA机器人),末端执行器为专用式螺栓手爪。
采用在线示教方式为机器人输入装配作业程序。
以A螺纹孔紧固为例,简述装配作业编程,B、C、D螺纹孔可根据A孔自行扩展。
装配运动轨迹,装配机器人的作业示教,8.3,二、螺栓紧固作业,程序点说明(装配作业),螺栓紧固机器人作业示教流程,装配机器人的作业示教,8.3,二、螺栓紧固作业,
(1)明确工作任务螺栓紧固作业装配。
(2)示教前的准备1)工件清理,表面无铁锈、油污等杂质2)确认自己和机器人之间保持安全距离3)确认机器人运动区域无干涉4)机器人原点确认5)安全确认(3)新建作业程序点:
按示教器的相关菜单或按钮,新建一个作业程序(4)程序点的输入,装配作业示教,装配机器人的作业示教,8.3,二、螺栓紧固作业,(5)设定作业条件1)在作业开始命令中设定装配开始规范及装配开始动作次序;2)在作业结束命令中设定装配结束规范及装配结束动作次序;3)依据实际情况,在编辑模式下合理选择配置装配工艺参数及选择合理的末端执行器。
(6)测试程序确认装配机器人周围安全,按如下操作进行跟踪测试作业程序。
1)检查是否有急停按钮被按下,若有则将其拔出,在示教器上按OK后按电极上电按钮进行复位;2)若机器人远离工作起始点,则必须手动将机器人移动到工作起始点附近;3)选MovePPtomain,此时,PP(程序运行指针)被移动到主程序第一句;4)按上下菜单切换旋钮,可改变机器人运动速度,改变后再按一次上下菜单切换旋钮;5)按下示教器上的使能按钮,然后按启动按钮,可在手动状态启动机器人。
装配机器人的作业示教,8.3,二、螺栓紧固作业,(7)再现装配1)检查是否有急停按钮被按下,若有则将其拔出,在示教器上按OK后按电极上电按钮进行复位;2)打开要再现的作业程序;3)将模式转换钥匙切换到自动状态,按“OK”确认,按下电机上电旋钮至指示灯亮,点击屏幕左上角“ABB”,再选择主动生产窗口,选MovePPtomain,此时,PP(程序运行指针)被移动到主程序第一句;4)按“程序启动”按钮,机器人开始自动运行;,装配机器人典型作业任务,8.4,一、任务描述,工业机器人工件装配单元中机器人通过手抓吸盘组合式末端执行器拾取工件,依据装配工艺,完成对USB无线接收器装配工作,机器人需要完成的任务是把排列在支架上的4个工件依序放到组装支架上,每次在装配点放下工件后,机器人都要迅速竖直抬起,然后轻轻垂直向下按入该工件。
机器人末端执行器为手抓+吸盘组合式结构。
工件装配单元图手抓吸盘组合式末端执行器,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,1.设计机器人程序流程,2.机器人运动所需示教点,机器人程序流程图,机器人运行轨迹图,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,关键示教点、信号和坐标系,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,整个程序需要一个复位程序“fuwei()”,工件装配3个子程序“zhuangpei_1()”、“zhuangpei_2()”、“zhuangpei_3()”和“zhuangpei()_4。
PROCmain()fuwei;!
调用复位子程序zhuangpei_1;!
调用工件1的装配子程序zhuangpei_2;!
调用工件2的装配子程序zhuangpei_3;!
调用工件3的装配子程序zhuangpei_4;!
调用工件4的装配子程序fuwei;!
调用复位子程序ENDPROC,
(1)主程序编写,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,在“fuwei()”程序中,要将机器人回到原点,所有信号复位,参考程序如下:
PROCfuwei()Resetdo01;!
手爪关闭Resetdo02;!
吸盘关闭MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;ENDPROC,
(2)复位程序编写,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,“zhuangpei_1()”程序中,先是夹取工件1,接着将工件1提起到一个合适的高度,再移到组装位置的上方,最后将工件放置到组装的位置,然后压入。
(3)工件1装配程序编写,PROCzhuangpei_1()MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;!
运动到原点位置MoveLp1_10,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到夹取工件1临近点MoveLp1_20,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到夹取工件1作业点Setdo01;!
手抓夹紧WaitTime0.5;MoveLp1_30,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到夹取工件1规避点MoveLp1_40,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件1临近点,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,“zhuangpei_1()”程序中,先是夹取工件1,接着将工件1提起到一个合适的高度,再移到组装位置的上方,最后将工件放置到组装的位置,然后压入。
(3)工件1装配程序编写,MoveLp1_50,v10,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件1作业点Resetdo01;!
手抓松开WaitTime0.5;MoveLp1_60,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件1临近点MoveLp1_70,v10,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件1作业点MoveLp1_80,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件1规避点MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;ENDPROC,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,a)夹取工件1b)放置工件1c)压入工件1d)离开工件1,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,(4)工件2装配程序编写,PROCzhuangpei_2()MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;!
运动到原点位置MoveLp2_10,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到夹取工件2临近点MoveLp2_20,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到夹取工件2作业点Setdo01;!
手抓夹紧WaitTime0.5;MoveLp2_30,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到夹取工件2规避点MoveLp2_40,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件2临近点MoveLp2_50,v10,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件2作业点,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,(4)工件2装配程序编写,Resetdo01;!
手抓松开WaitTime0.5;MoveLp2_60,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件2临近点MoveLp2_70,v10,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件2作业点MoveLp2_80,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件2规避点MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;ENDPROC,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,工件2装配流程a)夹取工件2b)放置工件2c)压入工件2d)离开工件2,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,(5)工件3装配程序编写,PROCzhuangpei_3()MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;!
运动到原点位置MoveLp3_10,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到夹取工件3临近点MoveLp3_20,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到夹取工件3作业点Setdo01;!
手抓夹紧WaitTime0.5;MoveLp3_30,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到夹取工件3规避点MoveLp3_40,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件3临近点MoveLp3_50,v10,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件3作业点,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,(5)工件3装配程序编写,Resetdo01;!
手抓松开WaitTime0.5;MoveLp3_60,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件3临近点MoveLp3_70,v10,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件3作业点MoveLp3_80,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件3规避点MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;ENDPROC,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,工件3装配流程a)夹取工件3b)放置工件3c)压入工件3d)离开工件3,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,(6)工件4装配程序编写,PROCzhuangpei_4()MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;!
运动到原点位置MoveLp4_10,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到吸取工件4临近点MoveLp4_20,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到吸取工件4作业点Setdo02;!
打开吸盘WaitTime0.5;MoveLp4_30,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到吸取工件4规避点MoveLp4_40,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件4临近点MoveLp4_50,v10,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件4作业点,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,(6)工件4装配程序编写,PROCzhuangpei_4()MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;!
运动到原点位置MoveLp4_10,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到吸取工件4临近点MoveLp4_20,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到吸取工件4作业点Setdo02;!
打开吸盘WaitTime0.5;MoveLp4_30,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到吸取工件4规避点MoveLp4_40,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件4临近点MoveLp4_50,v10,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到放置工件4作业点,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,(6)工件4装配程序编写,Resetdo02;!
关闭吸盘WaitTime0.5;MoveLp4_60,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件4临近点MoveLp4_70,v10,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件4作业点MoveLp4_80,v50,fine,tool1WObj:
=zp_wobj1;!
沿直线运动到压入工件4规避点MoveJp_home,v150,fine,tool0WObj:
=wobj0;ENDPROC,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,3.ABB机器人程序设计,工件4装配流程a)吸取工件4b)放置工件4c)压入工件4d)离开工件4,装配机器人典型作业任务,8.4,二、任务实施,4.机器人程序调试,建立主程序main和子程序,并确保所有指令的速度值不能超过150mm/s。
程序编写完成,调试机器人程序。
单击“调试”按钮,单击“PP移至例行程序”,单击“fuwei”,单击“确定”,程序指针指在“fuwei”程序的第一条语句。
工件装配程序调试,装配机器人工作站布局,8.5,一、周边设备,1.零件供给器,零件供给装置的作用是保证机器人能逐个正确地抓取待装配零件,保证装配作业正常进行。
目前运用最多的零件供给器主要有给料器和托盘,可通过控制器编程控制。
(1)给料器用振动或回转机构将零件排齐,并逐个送到指定位置,给料器以输送小零件为主。
(2)托盘装配结束后,大零件或易损坏划伤零件应放入托盘中进行运输。
托盘的样式多种,可根据实际生产需要配置合理的托盘。
振动式给料器,托盘,装配机器人工作站布局,8.5,一、周边设备,2.输送装置,在机器人装配生产线上,输送装置承担将工件输送到各作业点,在输送装置中以传送带为主。
二、工位布局,1.回转式布局回转式装配工作站可将装配机器人聚集在一起进行配合装配,亦可进行单工位装配,灵活性较大,可针对一条或两条生产线,具有较小的输送线成本,减小占地面积,广泛运用于大、中型装配作业。
回转式布局,装配机器人工作站布局,8.5,二、工位布局,2.线式布局线式装配机器人是依附于生产线,排布于生产线的一侧或两侧,具有生产效率高、节省装配资源、节约人员维护,一人便可监视全线装配等优点,广泛运用于小物件装配场合。
线式布局,思考与练习,8.6,一、填空题1.按臂部运动形式不同,装配机器人可分为和。
2.装配机器人在其作业中常用到的传感系统有和。
3.在实际生产中,装配机器人工作站布局有和。
二、判断题1.垂直关节型装配机器人是目前装配生产线上应用数量最多的一类装配机器人。
()2.一般工业机器人相比,装配机器人具有精度高、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套使用等特点。
()3.专用式末端执行器(拧螺栓)TCP一般设在法兰中心线与手爪前端平面交点处。
()4.组合式末端执行器在装配作业中是通过组合获得各单组手爪优势的一类手爪,灵活性较大。
(),思考与练习,8.6,三、简答题1.如何对装配机器人进行I/O设置?
2.试述装配机器人系统的组成与功能?
3.简述装配机器人示教再现流程。
4.简述装配机器人与码垛、焊接机器人的区
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 装配 机器人 及其 技术 应用