工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用(教案)2-工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)和運動控制

1、1第二章工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)和運動控制章節(jié)目錄章節(jié)目錄2.1工業(yè)機器人的系統(tǒng)組成2.1.1操作機2.1.2控制器2.1.3示教器2.2工業(yè)機器人的技術(shù)指標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)入案例課堂認知擴展與提高本章小結(jié)思考練習(xí)2.3工業(yè)機器人的運動控制2.3.1機器人運動學(xué)問題2.3.2機器人的點位運動…2.3.3機器人的位置控制課前回顧課前回顧何為工業(yè)機器人？工業(yè)機器人具有幾個顯著特點，分別是什么？工業(yè)機器人的常見分類有哪些，簡述其行業(yè)應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目

2、標(biāo)認知目標(biāo)熟悉工業(yè)機器人的常見技術(shù)指標(biāo)掌握工業(yè)機器人的機構(gòu)組成及各部分的功能了解工業(yè)機器人的運動控制能力目標(biāo)能夠正確識別工業(yè)機器人的基本組成能夠正確判別工業(yè)機器人的點位運動和連續(xù)路徑運動導(dǎo)入案例導(dǎo)入案例國產(chǎn)機器人競爭力缺失關(guān)鍵技術(shù)是瓶頸眾所周知，中國機器人產(chǎn)業(yè)由于先天因素，在單體與核心零部件仍然落后于日、美、韓等發(fā)達國家。雖然中國機器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過30年的發(fā)展，形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，但與發(fā)達國家相比，仍存在較大差距，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)依然薄弱，關(guān)

3、鍵零部件嚴重依賴進口。整個機器人產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游核心零部件（主要是機器人三大核心零部件——伺服電機、減速器和控制系統(tǒng)，相當(dāng)于機器人的“大腦”）、中游機器人本體（機器人的“身體”）和下游系統(tǒng)集成商（國內(nèi)95%的企業(yè)都集中在這個環(huán)節(jié)上）三個層面。課堂認知課堂認知2.1工業(yè)機器人的系統(tǒng)組成第一代工業(yè)機器人主要由以下幾部分組成：操作機、控制器和示教器。對于第二代及第三代工業(yè)機器人還包括感知系統(tǒng)和分析決策系統(tǒng)，它們分別由傳感器及軟件實現(xiàn)。3(1

4、)機械臂關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人的機械臂是由關(guān)節(jié)連在一起的許多機械連桿的集合體。實質(zhì)上是一個擬人手臂的空間開鏈?zhǔn)綑C構(gòu)，一端固定在基座上，另一端可自由運動，由關(guān)節(jié)連桿結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的機械臂大體可分為基座、腰部、臂部（大臂和小臂）和手腕4部分。1)基座基座是機器人的基礎(chǔ)部分，起支撐作用。2)腰部腰部是機器人手臂的支承部分。3)手臂手臂是連接機身和手腕的部分，是執(zhí)行結(jié)構(gòu)中的主要運動部件，亦稱主軸，主要用于改變手腕和末端執(zhí)行器的空間位置。4)手腕手腕是連接

5、末端執(zhí)行器和手臂的部分，亦稱次軸，主要用于改變末端執(zhí)行器的空間姿態(tài)。(2)驅(qū)動裝置驅(qū)使工業(yè)機器人機械臂運動的機構(gòu)。它按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號，借助于動力元件使機器人產(chǎn)生動作，相當(dāng)于人的肌肉、筋絡(luò)。機器人常用的驅(qū)動方式主要有液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和電氣驅(qū)動三種基本類型。目前，除個別運動精度不高、重負載或有防爆要求的機器人采用液壓、氣壓驅(qū)動外，工業(yè)機器人大多采用電氣驅(qū)動，而其中屬交流伺服電機應(yīng)用最廣，且驅(qū)動器布置大都采用一個關(guān)節(jié)一個驅(qū)動器。三