工业机器人技术及应用第3章PPT资料.ppt

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任何重复,性的生产过程，都能够使用它并从中受益。

返回,目录,4/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.1机器人运动轴的名称,所,处,位,通常机器人运动轴按其功能可划分为机器人轴、基座轴和工装轴，基座轴和,置,工装轴统称外部轴。

机器人轴,【,机器人操作机（本体）的轴，属,课,于机器人本身。

堂,认,知,】,基座轴,工装轴,机器人轴和基座轴以外的轴，指,机器人整体移动的轴，如行走轴,使工装夹具翻转和回转的轴。

（滑移平台或导轨）。

返回,机器人系统中个运动轴的定义,目录,5/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.1机器人运动轴的名称,所,处,位,A5,轴5,置,A4,轴4,A6,A3,轴3,轴6,【,课,堂,认,知,】,A2,轴2,A1,轴1,ABB机器人,KUKA机器人,典型机器人操作机各运动轴,A1、A2和A3三轴（轴1、轴2和轴3）称为基本轴或主轴，用以,保证末端执行器达到工作空间的任意位置。

返回,A4、A5和A6三轴（轴4、轴5和轴6）称为腕部轴或次轴，用以,目录,实现末端执行器的任意空间姿态。

6/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.2机器人坐标系的种类,所,目前，大部分商用工业机器人系统中，均可使用关节坐标系、直角坐标系、,处,位,工具坐标系和用户坐标系，而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范畴。

置,【,关节坐标系,课,堂,认,知,机器人坐,工具坐标系,】,标系种类,直角坐标系,用户坐标系,TCP为机器人系统控制点，出厂是默认位于最后一个运动轴或安装法兰的,返回,目录,中心，安装工具后TCP点将发生改变。

7/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.2机器人坐标系的种类,所,

（1）关节坐标系,在关节坐标系下，机器人各轴均可实现单独正向或反向运动。

处,对大范围运动，且不要求TCP姿态的，可选择关节坐标系。

位,置,轴名称,轴类型,动作说明,动作图示,ABB,FANUC,YASKAWA,KUKA,【,本体,课,轴1,S轴,J1,A1,左右回转,堂,认,知,主轴,大臂,轴2,L轴,J2,A2,】,（基本轴）,上下运动,小臂,轴3,U轴,J3,A3,前后运动,手腕,轴4,R轴,J4,A4,回旋运动,次轴,手腕,轴5,B轴,J5,A5,弯曲运动,（腕部轴）,返回,手腕,目录,轴6,T轴,J6,A6,扭曲运动,8/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.2机器人坐标系的种类,所,

（2）直角坐标系（世界坐标系、大地坐标系）,机器人示教与编程时经常使用,处,位,的坐标系之一，原点定义在机器人安装面与第一转动轴的交点处，X轴向前，Z,置,轴向上，Y轴按右手法则确定。

【,课,堂,认,知,】,Z,X,Y,直角坐标系原点,返回,目录,9/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.2机器人坐标系的种类,所,直角坐标系下的各轴动作,处,位,轴,动作,轴,动作,置,轴类型,动作图示,轴类型,动作图示,名称,说明,名称,说明,【,课,沿X轴平,X轴,U轴,绕Z轴旋转,堂,行移动,认,知,】,主轴,次轴,沿Y轴平,Y轴,V轴,绕Y轴旋转,（基本轴,（腕部,行移动,）,轴）,绕末端工,沿Z轴平行,Z轴,W轴,具所指方,移动,向旋转,返回,目录,10/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.2机器人坐标系的种类,所,（3）工具坐标系原点定义在TCP点，并且假定工具的有效方向为X轴（有些机器,处,位,人厂商将工具的有效方向定义为Z轴），而Y轴、Z轴由右手法则确定。

在进行相,置,对于工件不改变工具姿态的平移操作时选用该坐标系最为适宜。

【,课,堂,认,知,】,Y,X,Z,返回,工具坐标系原点,目录,11/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.2机器人坐标系的种类,工具坐标系下的各轴动作,所,处,轴,动作,轴,动作,位,轴类型,动作图示,轴类型,动作图示,置,名称,说明,名称,说明,沿X轴平,【,X轴,Rx轴,绕X轴旋转,课,行移动,堂,认,知,】,主轴,次轴,沿Y轴平,Y轴,Ry轴,绕Y轴旋转,（基,（腕,行移动,本轴）,部轴）,沿Z轴平行,Z轴,Rz轴,绕Z轴旋转,移动,返回,目录,12/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.2机器人坐标系的种类,所,处,（4）用户坐标系,可根据需要定义用户坐标系。

当机器人配备多个工作台时，选,位,择用户坐标系可使操作更为简单。

在用户坐标系中，TCP点将沿用户自定义的坐,置,标轴方向运动。

【,课,堂,Z,认,知,】,Y,X,用户坐标系原点,返回,目录,13/34,3.1机器人运动轴与坐标系,3.1.2机器人坐标系的种类,用户坐标系下的各轴动作,所,处,位,轴,动作,轴,动作,置,轴类型,动作图示,轴类型,动作图示,名称,说明,名称,说明,【,课,沿X轴平,X轴,Rx轴,绕X轴旋转,堂,行移动,认,知,】,主轴,次轴,沿Y轴平,Y轴,Ry轴,绕Y轴旋转,（基,（腕,行移动,本轴）,部轴）,沿Z轴平行,Z轴,Rz轴,绕Z轴旋转,移动,返回,目录,14/34,3.1机器人运动轴与坐标系,不同的机器人坐标系功能等同，即机器人在关节坐标系下完成的动,所,处,作，同样可在直角坐标系下实现。

位,提示,机器人在关节坐标系下的动作是单轴运动，而在直角坐标系下则是,置,多轴联动。

除关节坐标系以外，其他坐标系均可实现控制点不变动,作（只改变工具姿态而不改变TCP位置）在进行机器人TCP标定时,【,经常用到。

课,堂,认,知,】,动作后动作中动作前,动作前动作中动作后,关节坐标系下的单轴运动,直角坐标系下的多轴协调运动,返回,目录,15/34,3.2认识和使用示教器,所,处,位,置,【,课,堂,KUKAsmartPAD,ABBFlexPendant,认,知,】,YASKAWADX100,FANUCiPendant,返回,目录,工业机器人行业四巨头的最新示教器产品,16/34,3.2认识和使用示教器,示教器主要由显示屏和各种操作按键组成，显示屏主要有4个显示区组成。

所,处,位,置,菜单显示区,显示操作屏主菜单和子菜单。

通用显示区,在通用显示区，可对作业程序、特性文件、各种设定进行显,【,课,示和编辑。

堂,认,知,状态显示区显示系统当前状态，如动作坐标系、机器人移动速度等。

显,】,示的信息根据控制柜的模式（示教或再现）不同而改变。

人机对话显示区,在机器人示教或自动运行过程中，显示功能图标以及系,统错误信息等。

返回,目录,17/34,3.2认识和使用示教器,示教器按键设置主要包括【急停键】、【安全开关】、【坐标选择键】、【,轴操作键】/【Jog键】、【速度键】、【光标键】、【功能键】、【模式旋钮】,所,处,等。

位,置,序号,按键名称,按键功能,通过切断伺服电源立刻停止机器人和外部轴操作。

急停键,一旦按下，开关保持紧急停止状态；

顺时针方向旋转解除紧急停止状态,【,1,课,。

堂,在操作时确保操作者的安全。

认,只有安全开关被按到适中位置，伺服电源才能，机器人方可动作。

安全开关,知,2,】,一旦松开或按紧，切断伺服电源，机器人立即停止运动。

手动操作时，机器人的动作坐标选择键。

可在关节、直角、工具和用户等常见坐标系中选择。

坐标选择键,3,此键每按一次，坐标系变化一次。

对机器人各轴进行操作的键。

只有按住轴操作键，机器人才可动作。

轴操作键,4,可以按住两个或更多的键，操作多个轴。

速度键,手动操作时，用这些键来调整机器人的运动速度。

5,光标键,使用这些键在屏幕上按一定的方向移动光标。

6,功能键,使用这些键可根据屏幕显示执行指定的功能和操作。

7,返回,选择机器人控制柜的模式（示教模式、再现/自动模式、远程/遥控模式等,目录,模式旋钮,8,）。

18/34,3.3机器人安全操作规程,3.3.1示教和手动机器人时,所,处,位,1）禁止用力摇晃机械臂及在机械臂上悬挂重物。

置,2）示教时请勿戴手套。

穿戴和使用规定的工作服、安全鞋、安全帽、保护用具等,3）未经许可不能擅自进入机器人工作区域。

调试人员进入机器人工作区域时，需,【,随身携带示教器，以防他人误操作。

课,堂,4）示教前，需仔细确认示教器的安全保护装置是否能够正确工作，如【急停键】、,认,【安全开关】等。

知,】,5）在手动操作机器人时要采用较低的倍率速度以增加对机器人的控制机会。

6）在按下示教器上的【轴操作键】之前要考虑到机器人的运动趋势。

7）要预先考虑好避让机器人的运动轨迹，并确认该路径不受干涉。

8）在察觉到有危险时，立即按下【急停键】，停止机器人运转。

返回,目录,19/34,3.3机器人安全操作规程,3.3.2再现和生产运行时,所,处,1）机器人处于自动模式时，严禁进入机器人本体动作范围内。

位,置,2）在运行作业程序前，须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务。

3）使用由其他系统编制的作业程序时，要先跟踪一遍确认动作，之后再使用该程序。

【,课,堂,4）须知道所有会左右机器人移动的开关、传感器和控制信号的位置和状态。

认,知,】,5）必须知道机器人控制器和外围控制设备上的【急停键】的位置，准备在紧急情况,下按下这些按钮。

6）永远不要认为机器人没有移动，其程序就已经完成，此时机器人很可能是在等,待让它继续移动的输入信号。

返回,目录,20/34,3.4手动移动机器人,3.4.1移动方式,所,处,位,

（1）点动,置,点动机器人就是点按/微动【轴操作键】来移动机器人手臂的方式。

每,点按或微动【轴操作键】一次机器人移动一段距离。

点动机器人主要用在,示教时离目标位置较近的场合。

【,课,堂,认,知,】,返回,目录,点动机器人,21/34,3.4手动移动机器人,3.4.1移动方式,所,处,位,

（2）连续移动,置,连续移动机器人则是长按/拨动【轴操作键】来移动机器人手臂的方式。

连续,移动机器人主要用在示教时离目标位置较远的场合。

【,课,堂,认,知,】,返回,连续移动机器人,目录,22/34,3.4手