工业机器人示教器功能分析和发展趋势预测.pdf
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"工业机器人示教器功能分析和发展趋势预测" 工业机器人示教器是工业机器人的主要组成部分,其设计与研究均由各厂家自行研制。著名的公司有瑞典的 ABBRobotics、日本的 FANUC、Yaskawa 安川电机、川崎重工、OTC、德国的 KUKARoboter、CLOOS、REISKUKA、美国的 AdeptTechnology、AmericanRobot、EmersonIndustrialAutomation、S-TRobotics、Miler、意大利的COMAU、英国的 Auto-TechRobotics、加拿大的 JcdInternationalRobotics、以色列的RobogroupTek 公司、奥地利 IGM 等公司。其中,全球排名前三甲的是 ABB、FANUC和 KUKA 公司。 机器人示教系统的原理、分类及特点 机器人示教系统是工业机器人中的重要组成部分,通过某一设备或方式实现对机器人作业任务的编程,这个过程就是机器人的示教过程。现有的机器人示教系统可以分为以下三类: 1. 示教再现方式示教再现(teachingplayback),也称为直接示教,就是指我们通常所说的手把手示教,由人直接搬动机器人的手臂对机器人进行示教,如示教盒示教或操作杆示教等。 示教再现是机器人普遍采用的编程方式,典型的示教过程是依靠操作员观察机器人及其夹持工具相对于作业对象的位姿,通过对示教盒的操作,反复调整示教点处机器人的作业位姿、运动参数和工艺参数,然后将满足作业要求的这些数据记录下来,再转入下一点的示教整个示教过程结束后,机器人实际运行时使用这些被记录的数据,经过插补运算,就可以再现在示教点上记录的机器人位姿。 2. 机器人操作流程控制简图 在这种示教方式中,示教盒是一个重要的编程设备,一般具备直线、圆弧、关节插补以及能够分别在关节空间和笛卡尔空间实现对机器人的控制等功能。示教时,如图 10 所示,当用户按下示教键盘上的按键时,示教器通过线缆向主控计算机发出相应的指令代码(S0);此时,主控计算机上的主控模块中负责串口通信的通信子模块中的串口监视线程接收指令代码(S1);然后由指令码解释模块分析判断该指令码,并进一步向相关模块发送与指令码相应的消息(S2);驱动有关模块完成该指令码要求的具体功能(S3);同时,为了让操作用户时刻掌握机器人的运动位置和各种状态信息,主控计算机的有关模块同时将状态信息( S4)从串口发送给示教器(S5),在液晶显示屏上显示,从而与用户沟通,完成数据的交换功能。 3. 人工牵引示教 人工牵引示教是一种早期的示教方法,操作员直接牵引机器人沿作业路径运动一遍,对于难以直接牵引的大、中型功率液压机器人,这种方式并不合适。于是又有人工模拟牵引示教,在牵引的过程中,由计算机对机器人各关节运动数据采样记录,得到作业路径数据。由于这些数据是各关节的数据,因此这种方法又被称为关节坐标示教法。 这些形式不同的机器人示教再现系统具有如下的一些共同特点: * 利用了机器人具有较高的重复定位精度优点,降低了系统误差对机器人运动绝对精度的影响,这也是目前机器人普遍采用这种示教方式的主要原因; * 要求操作员具有相当的专业知识和熟练的操作技能,並需要现场近距离示教操作,因而具有一定的危险性,安全性较差; * 示教过程繁琐、费时,需要根据作业任务反复调整机器人的动作轨迹。 机器人示教器功能分析和发展趋势预测是工业机器人技术的重要组成部分,对机器人的示教方式和示教系统的研究和发展将极大地影响工业机器人的发展趋势和应用前景。
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