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1、机器人自动化技术应用,内容,机器人应用现状机器人分类和组成工业机器人硬件认识工业机器人应用介绍机器人焊接系统系统展示,一、机器人应用现状,机器人应用现状,科学技术是第一生产力，各国之间综合国力的竞争，很大程度上取决于高技术之间的竞争，作为机电一体化的最高成就机器人技术作为高技术的一个重要分支普遍受到了各国政府的重视。上世纪80年代中期以来，机器人技术在新技术革命中起着先锋作用，工业机器人总数每年以30%以上的速度在增长。在智能机器人的研究与开发方面，美国国防部提出了自主陆行车计划，仅花在无人机上用就达25亿美元，欧洲尤里卡计划提出了自主机器人计划，而日本继“极限作业机器人”计划和“微机械技术”
2、开发计划之后，正在实施“人型机器人计划”，强调从广泛意义上去理解机器人，把有关机器人的技术总称“机器人技术(RT)，构筑RT产业战略。我国政府也非常重视机器人的研究，国家七五科技攻关计划及“863”计划把工业及智能机器人列入高技术发展计划，取得了令人瞩目的成就。,机器人应用现状,20世纪90年代以来，随着科技的进步，人工智能技术的发展，智能机器人在全世界范围内掀起犷一股热潮。随着机器人技术理念的逐步完善和相关设备更新，人们也越来越重视智能机器人的教学和竟赛活动。智能机器人教育在学校教育中的地位也越来越重要。,机器人应用现状,美国基础教育领域中的机器人教育主要有四种形式：一是机器人技术课程，一般
3、开设在技术类课程中；二是课外活动，类似我国的综合实践活动课程；三是机器人主题夏令营等定期活动；第四种形式主要利用机器人技术作为辅助性工具来辅助其他课程的教学或者作为一种研究工具来培养学生能力，与此同时学习机器人技术知识。日本的机器人教育水平和机器人文化普及水平是世界上最高的国家之一，不仅每所大学都有高水平的机器人研究会，而且每年定期举行机器人设计和制作大赛。大赛，不仅加速了日本机器人文化的普及，而且调动了社会各方面的力量，开发了大量的机器人产品，增强了社会应用机器人技术的积极性。同时，为日本的创新教育提供了好教材，好课题，并培养了大批创新人才和机器人研究和应用人才。韩国、新加坡、台湾、香港等国
4、家和地区，也在机器人教育方面取得了长足的发展。新加坡国立教育学院(NIE)和乐高教育部于2006年6月在新加坡举办了第一届亚太ROBOLAB国际教育研讨会，通过专题报告、论文交流和动手制作等方式，就机器人教育及其在科技、数学课程里的应用进行交流，以提高教师们开展机器人教育的科技水平与应用能力。,二、机器人分类和组成,机器人的分类,工业用机器人：面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。包括：A、焊接机器人B、搬运机器人C、喷涂机器人D、拆垛、码垛机器人E、组装机器人F、插件机器人,非工业用机器人：除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人。包括：A、服务机器人B、水下机器人
5、C、娱乐机器人D、军用机器人E、农业机器人F、机器人化机器,机器人的分类,工业机器人的组成,机器人的组成部分一般有本体（机械手臂）控制柜示教器（人机界面）,示教器,控制柜,本体,机器人本体是所有动作的执行机构，由电机、传动机构、外壳等组成；控制柜是机器人的控制部分，所有的控制板、记忆体都处于控制柜中，它记录了所有机器人的数据和命令，负责提供本体运行的驱动动力并控制本体的运行；示教器是机器人与外界对话的人机交互界面，主体为显示（触摸）屏，其他附属机构有按键、拨杆、搓轮、触摸笔等。示教器用来进行机器人程序的示教生成和机器人参数的设定，是机器人与人交流的途径。,三、工业机器人硬件认识,六轴机器人本体
6、,机器人本体性能指标,一、可达性（工作范围）：机器人工具中心点（TCP）所能够到达的范围，是影响机器人能够加工工件大小的主要参数；二、自由度（轴数、关节数）：机器人本体灵活性的主要标志，一个关节代表一个自由度，一般来讲越多的关节数越灵活，适合复杂工作。市场上的机器人从4关节到8关节不等，主流的焊接工业机器人为6关节（含独立和非独立两种）；三、负载能力（抓持力）：机器人本体最小腕轴能够负担的重量。是机器人从事何种行业工作的主要衡量参数；四、重复定位精度：是衡量机器人在工作时，自身移动精度的参数，不同应用领域对该参数的要求不同，比如：焊接用机器人达到0.5mm（0.25mm）就能满足应用要求，喷绘
7、用机器人通常要求机器人重复定位精度不高于0.06mm 0.03mm）；,机器人本体性能指标,五、最大移动速度（TCP移动速度）：只机器人工具中心点（TCP）进行线性移动时能够达到的最大速度，取决于机器人本体的伺服电机性能，虽然各个机器人生产厂家标称的最大速度有很大不同，但一般工作时最大速度不超过100m/min；六、安装方式：机器人在实际工作应用中的安装方法，有落地式、壁挂式（侧装）、倒置式（天吊）、倾斜式等，根据实际工作需要采取适合的安装方式；七、工作电压、额定功率：欧式机器人：交流三项400V、日式机器人一般为：交流三项200V。功率要看机器人的型号；八、轴速度、轴工作范围：每款机器人不尽
8、相同；,机器人本体性能指标,例：时代 TIR 6相关参数：1.可达性：1.42m 2.自由度：6轴3.负载能力：6Kg 4.重复定位精度:0.08mm5.安装方式：落地式 6.额定功率：4.4KVA7.工作电压：AC380，50/60Hz,机器人控制系统,机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。,机器人控制系统,示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信
9、号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。,四、工业机器人应用介绍,工业机器人应用介绍,点焊机器人 点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作，生产过程由各大汽车主机厂负责完成。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系，向各大型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产线
10、配套形式进入中国，在该领域占据市场主导地位。随着汽车工业的发展，焊接生产线要求焊钳一体化，重量越来越大，165公斤点焊机器人是当前汽车焊接中最常用的一种机器人。,工业机器人应用介绍,弧焊机器人 弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域，国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。(1)弧焊机器人系统优化集成技术；(2)协调控制技术；(3)精确焊缝轨迹跟踪技术；,工业机器人应用介绍,切割机器人1、火焰切割2、等离子切割3、激光切割,工业机器人应用介绍,搬运机器人 搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。搬运作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置
11、移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。世界上使用的搬运机器人被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。,工业机器人应用介绍,喷涂机器人 喷涂机器人又叫喷漆机器人，是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有23个自由度，可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，
12、既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。,五、机器人焊接系统,系统组成,系统组成,机器人焊接设备主要包括：1、机器人（本体、控制柜、示教器等）2、焊枪（TBI、宾采尔等）3、焊接电源（时代、肯比、福尼斯等）4、送丝机构（与焊接电源配套）5、清枪机构（TBI、宾采尔等）6、外辅设备（变位机、夹具、行走机构等）7、安全防护（安全房、围栏、除尘设备等）8、相关软件（离线编程、寻位、跟踪等）
13、,焊接机器人相关设备机器人,ABB机器人常用型号,IRB1410 Robot,焊接机器人相关设备机器人,IRB1520ID Robot,ABB机器人常用型号,焊接机器人相关设备机器人,安川机器人常用型号,MOTOMAN-MA1400,焊接机器人相关设备机器人,时代机器人常用型号,时代-TIR6,焊接机器人相关设备焊枪,传统机器人用焊枪中空机器人用焊枪,焊接机器人相关设备焊枪,机器人配套焊枪：传统类型,传统类型机器人，配防碰撞器根据客户需要配置。可以不需要。,焊接机器人相关设备焊枪,机器人配套焊枪：中空类型,一般情况下，中空类型机器人都要配防碰撞器。,焊接机器人相关设备焊接电源,机器人配套焊接电
14、源,福尼斯,肯比,时代,焊接机器人相关设备-清枪机构,焊接机器人相关设备-清枪机构,TBi BRG-ES,剪丝机 DA2000,铰刀装置,焊接机器人相关设备外辅设备,头尾架变位机,L型变位机,U型双轴变位机,机器人行走滑台,焊接机器人相关设备外辅设备,三轴垂直翻转变位机,单轴水平回转台,水平三轴旋转变位机,焊接机器人相关设备外辅设备,头尾架变位机,通过单轴变位，能使绝大多数焊缝位于水平位置，实现水平焊或船形焊；一般成对使用，分布于机器人两侧；,推荐头尾架变位机使用条件,焊接机器人相关设备外辅设备,L型变位机,L型变位机使用条件,具有相对复杂的空间焊缝，需要通过2个轴来变位，实现焊缝位于水平位置
15、。结构较复杂，外形尺寸较大的框架结构件；,焊接机器人相关设备外辅设备,U型双轴变位机,具有相对复杂的空间焊缝，需要通过2个轴来变位，实现焊缝位于水平位置；工件外形尺寸较小。焊缝相对复杂；,U型双轴变位机使用条件,焊接机器人相关设备外辅设备,机器人行走滑台,增加机器人可达范围，常用于较长工件焊缝焊接。,行走滑台使用条件,焊接机器人相关设备外辅设备,三轴垂直翻转变位机,三轴垂直翻转变位机使用条件,通过单轴变位，能使绝大多数焊缝位于水平位置，实现水平焊或船形焊；位于机器人一侧，相对于2个单轴变位机来说，更节省空间；,焊接机器人相关设备外辅设备,单轴水平回转台,单轴水平回转台使用条件,使位于远端焊缝，
16、接近焊接机器人。水平盘回转可做为简易的工位更替。,焊接机器人相关设备外辅设备,水平三轴旋转变位机,水平三轴旋转变位机使用条件,类似三轴垂直翻转变位机；通过单轴变位，能使绝大多数焊缝位于水平位置，实现水平焊或船形焊；位于机器人一侧，相对于两个单轴变位机来说，更节省空间；具体使用视用户工作空间而定。,焊接机器人相关设备安全防护,安全房,半封闭式围栏,安全防护装置,焊接机器人相关设备安全防护,安全防护装置使用条件,排风、挡光板避免粉尘、弧光污染；光栅、光幕避免非工作人员进入误操作；隔离保护设备正常运行；,焊接机器人相关设备相关软件,焊接相关软件,设备中需相应焊接软件，必须在机器人及焊机采购中，明确单
17、独提出。,焊接机器人相关设备相关软件,接触传感功能,焊接机器人相关设备相关软件,接触传感使用条件,角焊缝；工件在工装或焊装时发生较大位置偏差；,焊接机器人相关设备相关软件,电弧跟踪功能,焊接机器人相关设备相关软件,电弧跟踪使用条件,焊接时摆动；一般用于厚板；焊接过程中热变形较大工件；,焊接机器人相关设备相关软件,多层多道功能,焊接机器人相关设备相关软件,多层多道使用条件,针对于大焊缝；深坡口的情况；焊接一层不能填满焊缝；,焊接机器人相关设备相关软件,坡口宽度跟踪,焊接机器人相关设备相关软件,坡口宽度跟踪使用条件,工件拼接时存在间隙不均匀现象；,六、系统展示,系统形式展示,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,11,12,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,11,12,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,11,12,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,谢谢！,
