资源简介

(共28张PPT)
任务 １ 认识工业机器人
01
任务 ２ 认识工业机器人的机械结构
02
任务 ３ 认识工业机器人中的传感器
03
任务 ４ 认识工业机器人的控制与驱动系统
04
任务 １
认识工业机器人
知识目标
１. 了解工业机器人的定义及特点。
２. 了解工业机器人的历史和发展趋势。
３. 熟悉工业机器人的常见分类及其行业应用。
４. 熟悉工业机器人的安全使用注意事项和安全操作规程。
能力目标
１. 能结合工厂自动化生产线说出搬运机器人、码垛机器人、焊接机器人、涂装机器人和装配机器人的应用场合。
２. 能进行简单的机器人操作。
学习目标
本次任务的主要内容就是初步认知工业机器人，通过观看工业机器人在工厂自动化生产线中的应用录像，参观工业机器人相关企业和生产现场，加深对工业机器人应用领域的了解。最后在教师指导下，分组进行简单的工业机器人操作练习。
工作任务
一、工业机器人的定义及特点
１. 工业机器人的定义
美国机器人工业协会 ( RIA) 定义。
日本工业机器人协会 (JIRA ) 定义。
在我国 1989 年的国标草案中定义。
国际标准化组织 ( ISO) 定义。
相关知识
２. 工业机器人的特点
(１) 可编程
(２) 拟人化
(３) 通用性
(４) 机电一体化
二、工业机器人的历史和发展趋势
１. 工业机器人的诞生
20 世纪 60 年代初，美国发明家英格伯格与德沃尔制造出了世界上第一台工业机器人Unimate。
世界上第一台工业机器人 Unimate
２. 工业机器人的发展现状
YSKAWA 公司的机器人
ａ) 双臂机器人 MOTOMAN-DA20　ｂ) 七轴机器人 MOTOMAN-IA20
国际工业机器人基本沿着两个路径发展：一是模仿人的手臂，实现多维运动，在应用上比较典型的是点焊、弧焊机器人；二是模仿人的下肢运动，实现物料输送、传递等搬运功能，例如搬运机器人。
COMAU 公司的码垛
机器人 SMART5 PAL
KUKA 公司的焊接
机器人 KR 5arc HW
FANUC 公司的装配
机器人 Robot M-3iA
３. 工业机器人的发展趋势
(１) 高性能
(２) 机械结构向结构的模块化、可重构化发展
(３) 本体结构更新加快
(４) 控制系统向基于 PC 的开放型控制器方向发展
(５) 多传感器融合技术的实用化
(６) 多智能体协调控制技术
三、工业机器人的分类
１. 按机器人的技术等级划分
按照机器人技术发展水平可以将工业机器人分为三代。
(１) 示教再现机器人
第一代工业机器人是示教再现型。按照人类预先示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业。
(２) 感知机器人
第二代工业机器人具有环境感知装置，能在一定程度上适应环境的变化，目前已进入应用阶段。
(３) 智能机器人
第三代工业机器人称为智能机器人，具有发现问题并能自主地解决问题的能力。
２. 按机器人的机构特征划分
按基本动作机构不同，工业机器人通常可分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人和多关节机器人等类型。
(１) 直角坐标机器人
直角坐标机器人具有空间上相互垂直的多个直线移动轴，通常为 3 个，如图所示。
直角坐标机器人
ａ) 示意图　ｂ) 实物图
(２) 柱面坐标机器人
柱面坐标机器人的空间位置机构主要由旋转基座、垂直移动轴和水平移动轴构成，如图所示。
柱面坐标机器人
ａ) 示意图　ｂ) 实物图
(３) 球面坐标机器人
如图所示，其空间位置分别由旋转、摆动和平移 3 个自由度确定，动作空间为球面的一部分。
球面坐标机器人
ａ) 示意图　ｂ) 实物图
(４) 多关节机器人
多关节机器人由多个旋转和摆动机构组合而成。这类机器人又可分为垂直多关节机器人和水平多关节机器人。
１) 垂直多关节机器人。手腕通常有 2~3 个自由度。多关节球面机器人，如图所示。
垂直多关节机器人
２) 水平多关节机器人。其自由度可以根据用途选择 2 ~ 4 个，动作空间为一圆柱体，如图所示。
水平多关节机器人
四、工业机器人的应用
主要分为日系和欧系两种。又可分成 “ 四大” 和“ 四小” 两个阵营：“四大” 即瑞典 ABB 公司、日本 FANUC 公司及 YASKAWA 公司、德国 KUKA 公司；“ 四小” 为日本 OTC 公司、PANASONIC 公司、NACHI 公司及KAWASAKI 公司。 国内沈阳新松机器人自动化股份有限公司、南京埃斯顿自动化股份有限公司、广州数控设备有限公司的伺服、数控系统厂商。当今世界近 ４０％ 的工业机器人集中使用在汽车领域，主要进行搬运、码垛、焊接、涂装和装配等复杂作业。
近年来工业机器人行业应用分布
１. 机器人搬运
从一个加工位置移到另一个加工位置。
机器人搬运
２. 机器人码垛
满足中低产量的生产需要，也可按照要求的编组方式和层数，完成对料带、胶块、箱体等各种产品的码垛。
机器人码垛
３. 机器人焊接
恶劣的环境下连续工作并能提供稳定的焊接质量，提高工作效率，减轻工人的劳动强度。
机器人焊接
４. 机器人涂装
适用于生产量大、产品型号多、表面形状不规则的工件外表面涂装。
机器人涂装
５. 机器人装配
适应不同的装配对象而设计成各种手爪，传感系统用于获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。
在工业生产中应用机器人，可以灵活迅速地改变作业内容或方式，以满足生产要求的变化。
机器人装配
五、工业机器人的安全使用
机器人可在动作区域范围内高速自由运动，其最高运行速度可以达到 4m /s，所以在操作机器人时必须严格遵守机器人操作规程，并且熟知机器人安全使用注意事项。
１. 工业机器人安全使用注意事项
２. 工业机器人的安全操作规程
(１) 示教和手动操作机器人
(２) 生产运行
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
二、观看工业机器人在工厂自动化生产线中的应用录像
记录工业机器人的品牌及型号，并查阅相关资料，了解工业机器人的类型、品牌和应用等，填写在表中。
观看工业机器人在工厂自动化生产线中的应用录像记录表
三、参观工厂或实训室
参观工厂或实训室，记录工业机器人的品牌及型号，并查阅相关资料，了解工业机器人的主要技术指标及特点，填写在表中。
参观工厂或实训室记录表
工业机器人基础操作实训室
四、分组进行简单的机器人操作练习(共38张PPT)
任务 １ 认识工业机器人
01
任务 ２ 认识工业机器人的机械结构
02
任务 ３ 认识工业机器人中的传感器
03
任务 ４ 认识工业机器人的控制与驱动系统
04
任务 ２
认识工业机器人的机械结构
知识目标
１. 掌握机器人的结构运动简图。
２. 掌握机器人的坐标系、自由度和工作空间。
３. 掌握关节机器人机身、臂部、腕部及手部等结构的特点及功能。
能力目标
１. 能根据机器人的结构组成确定其自由度。
２. 能根据机器人的结构识别机器人的运动。
３. 能根据工作需求正确选择机器人。
学习目标
机器人一般由驱动系统、执行机构、控制系统三个基本系统。
主要内容是认识工业机器人的本体构造及典型机器人操作机轴。
工作任务
一、机器人结构运动简图
机器人结构运动简图是指用结构与运动符号表示机器人手臂、手腕和手指等结构及运动形式的简易图形符号，见表。
相关知识
机器人结构运动简图
机器人结构运动简图
二、工业机器人的坐标系
工业机器人的运动实质是根据不同作业内容和轨迹的要求，在各种坐标系下的运动。坐标系主要包括基坐标系、关节坐标系、工件坐标系及工具坐标系。
工业机器人坐标系
三、工业机器人的自由度
１. 自由度的概念
描述物体相对于坐标系进行独立运动的数目称为自由度。物体在三维空间有 ６ 个自由度，如图所示。
物体在三维空间的自由度
２. 工业机器人的自由度
机器人的自由度是指描述机器人本体 ( 不含末端执行器) 相对于基坐标系 ( 机器人坐标系) 进行独立运动的数目。
机器人关节的种类决定了机器人的运动自由度，移动关节、转动关节、球面关节和虎克铰关节是机器人机构中经常使用的关节类型。
工业机器人关节类型
ａ) 移动关节　ｂ) 转动关节　ｃ) 球面关节　ｄ) 虎克铰关节
(１) 直角坐标机器人的自由度
如图所示为直角坐标机器人，其臂部具有 ３ 个自由度。
直角坐标机器人自由度
(２) 柱面坐标机器人的自由度
如图所示为五轴圆柱坐标机器人，其有 5 个自由度。
五轴圆柱坐标机器人自由度
(３) 球面 ( 极) 坐标机器人的自由度
如图所示为球面坐标机器人，其有 5 个自由度。
球面坐标机器人自由度
(４) 关节机器人的自由度
１)SCARA 型平面关节机器人的自由度
SCARA 型平面关节机器人有 4 个自由度，如图所示。
SCARA 型平面关节机器人自由度
２) 六轴关节机器人的自由度
六轴关节机器人有 6 个自由度，如图所示。
六轴关节机器人自由度
(５) 并联机器人的自由度
并联机器人是由并联方式驱动的闭环机构组成的机器人。如图所示。
Gough-Stewart 并联机构和并联机器人
ａ) 并联机器人　ｂ) Gough-Stewart 并联机构
四、工业机器人的工作空间
１. 工作空间的概念
(１) 工作空间
(２) 灵活工作空间
(３) 次工作空间
(４) 奇异形位
２. 工作空间的两个基本问题
(１) 正问题
(２) 逆问题
３. 图解法确定工作空间
用图解法求工作空间边界，得到的往往是工作空间的各类剖面 ( 或截线) ，如图所示。
在应用图解法确定工作空间边界时，需要将关节分为两组，即前三关节和后三关节 ( 有时为两关节或单关节) 。
NB4L 型关节机器人外形尺寸与动作范围
五、典型工业机器人结构
关节机器人也称为关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人形态之一。
１. 关节机器人的特点
(１) 有较多的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作。
(２) 可以自由编程，完成全自动化的工作。
(３) 提高了生产效率，降低了错误率。
(４) 代替人类完成很多不适合人力完成、对人体健康有害的工作。
(５) 价格高，初期投资成本高。
(６) 生产前期的工作量大。
２. 关节机器人的分类
(１) 多关节机器人
五轴和六轴关节机器人是常用的多关节机器人，这类机器人拥有 5 个或 6 个旋转轴，类似于人类的手臂。如图所示。
ABB IRB1520 六轴关节机器人
(２) 平面关节机器人 SCARA 及类 SCARA 机器人
传统 SCARA 机器人具有 3 个互相平行的旋转轴和 1 个线性轴，如图所示。
平面关节机器人 SCARA
(３) 四轴码垛机器人
四轴码垛机器人有 4 个旋转轴，具有机械手爪的定位锁紧装置，如图所示。
四轴码垛机器人
３. 关节机器人的结构及功能
六轴关节机器人的关节如图所示。
六轴关节机器人的关节及其正方向的判断
关节机器人的机械结构由四大部分构成，即机身、臂部、腕部和手部，如图所示。
关节机器人结构
(１) 机身的结构及功能
机身是连接、支撑手臂及行走机构的部件，臂部的驱动装置或传动装置安装在机身上，具有升降、回转及俯仰 3 个自由度。
(２) 臂部的结构及功能
臂部由动力型关节、大臂和小臂组成。
(３) 腕部的结构及功能
腕部是臂部和手部的连接件，起支撑手部和改变手部姿态的作用。关节机器人的腕部结构有 3 种，如图所示。
腕部结构
ａ) 3R 型结构　ｂ) RBR 型结构　ｃ) BBR 型结构
１) 腕部的自由度。如图所示，这便是腕部运动的 3 个自由度，即偏转 Y ( Yaw) 、俯仰 P ( Pitch)和翻转 R ( Roll) 。
腕部坐标系
２) 腕部的分类
①按自由度来分，腕部可分为单自由度腕部、二自由度腕部和三自由度腕部。
● 单自由度腕部在空间可以具有 3 个自由度。
● 二自由度腕部可以由一个 R 关节和一个 B 关节联合构成 BR 关节，如图 a 所示。
二自由度腕部
ａ) BR 关节　ｂ) BB 关节　ｃ) R 关节
● 三自由度腕部由 R 关节和 B 关节组合构成，可以有多种形式，实现翻转、俯仰和偏转功能，如图所示。
三自由度腕部
ａ) RRR 腕部　ｂ) RBR 腕部　ｃ) BBR 腕部
②按驱动方式来分。
● 直接驱动腕部。驱动源直接装在腕部上，如图所示。
● 远距离传动腕部。
液压直接驱动腕部
(４) 手部的结构及功能
１) 机械式夹持器。内撑式夹持器和外夹式夹持器两种。
外夹式夹持器
内撑式夹持器
２) 吸附式执行器。
①气吸附执行器 ( 即气吸附吸盘) 。工作原理如图所示。
气吸附吸盘
ａ) 真空吸盘吸附　ｂ) 气流负压气吸附　ｃ) 挤压排气负压气吸附
②磁吸附执行器 ( 即磁吸附吸盘) 。工作原理如图所示。
磁吸附吸盘
ａ) 永磁吸盘　ｂ) 电磁吸盘
３) 专用工具。机器人专用工具，如图所示，有拧螺母机、焊枪、电磨头、电铣头、抛光头、激光切割机等。
机器人专用工具
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
二、认识工业机器人本体构造
如图所示是关节机器人操作机的基本构造图，通过对实物的认识，填写图中各序号所表示的部件名称并描述机器人各部件的功能。
关节机器人操作机的基本构造图
三、识别典型机器人操作机轴
六轴关节机器人操作机有 6 个可活动的关节 ( 轴) ，如图所示。
典型机器人操作机轴的定义
ａ) KUKA 机器人　ｂ) ABB 机器人(共31张PPT)
任务 １ 认识工业机器人
01
任务 ２ 认识工业机器人的机械结构
02
任务 ３ 认识工业机器人中的传感器
03
任务 ４ 认识工业机器人的控制与驱动系统
04
任务 ３
认识工业机器人中的传感器
知识目标
１. 了解机器人传感器的种类和性能指标及其使用要求。
２. 掌握机器人内部传感器和外部传感器的区别和各自的功能、应用。
能力目标
１. 认识工业机器人常用的传感器。
２. 会分析常见工业机器人传感器系统的工作过程。
学习目标
工业机器人能发展到何种程度，传感器技术将是关键因素之一。
本任务的主要内容是学会辨识工业机器人传感器，并指出各种传感器在机器人中所在的位置。
工作任务
一、机器人中常用传感器的种类
传感器是一种以一定精度将被测量转换为与之有确定对应关系、易于精确处理和测量的某种物理量的测量部件或装置。
机器人中常用传感器按用途可分为外部传感器和内部传感器。
机器人中常用传感器的分类、功能和应用见表。
相关知识
机器人中常用传感器的分类、功能和应用
二、工业机器人传感器的性能指标
１. 灵敏度
２. 线性度
３. 精度
４. 重复性
５. 分辨率
６. 响应时间
７. 抗干扰能力
三、工业机器人的内部传感器
机器人所应具有的基本传感器单元是位置和速度传感器。
１. 位置传感器
(１) 编码式位移传感器
１) 绝对式光电编码器。
如图所示为四位二进制编码盘，图中空白部分是透光的，用 “ 0” 来表示；涂黑部分是不透光的，用 “1” 来表示。
四位二进制编码盘
现在常用如图所示的循环码编码盘。循环码又称格雷码，其码值与真值及二进制码值的对照参见表。
循环码 ( 格雷码) 编码盘
格雷码与二进制码的对照表
２) 增量式光电编码器。其结构及工作原理如图所示。编码器的编码盘有 3 个同心光栅，分别为 A 相、B 相和 C 相光栅。
增量式光电编码器的结构、工作原理及输出波形
ａ) 编码盘的结构　ｂ) Ａ 相、Ｂ 相正弦波　ｃ) Ａ 相、Ｂ 相的脉冲数字信号
(２) 电位器式位移传感器
主要由电位器和滑动触点组成，通过触点的滑动改变电位器的阻值来测量信号的大小。
１) 旋转型电位器式位移传感器 ( 角位移测量) 。如图所示
旋转型电位器式位移传感器
ａ) 外形　ｂ) 工作原理
２) 直线型电位器式位移传感器 ( 线位移测量) 。其外形及工作原理如图所示。
直线型电位器式位移传感器
ａ) 外形　ｂ) 工作原理
２. 速度传感器
角速度传感器有测速发电机和增量式光电编码器两种。
(１) 测速发电机
是一种模拟式速度传感器，它实际上是一台小型永磁式直流发电机，结构如图所示。
直流测速发电机的结构
机器人速度伺服控制系统的控制原理如图所示。
机器人速度伺服控制系统的控制原理
(２) 增量式光电编码器
１) 模拟方式。其原理如图所示。
２) 数字方式。数字方式测速是利用数学公式用计算软件计算出速度。编码器在时间 Δt 内的平均转速为 ω ＝ Δθ / Δt。
模拟方式下的增量式光电编码器测速原理
四、工业机器人的外部传感器
用于检测机器人作业对象及作业环境状态的传感器，主要有力觉传感器、接近觉传感器、触觉传感器。
１. 力觉传感器
力觉传感器又称力或力矩传感器。
力觉传感器主要包括关节力传感器、腕力传感器、指力传感器等，是机器人重要的传感器之一。
最广泛的是电阻应变片式力或力矩传感器。这种传感器的力或力矩敏感元件是应变片，装载在铝制筒体上，筒体由 ８ 根应变梁 ( 弹性梁) 支撑。
２. 接近觉传感器
接近觉传感器按结构不同，分为接触型和非接触型两种。
按照转换原理的不同。
(１) 电涡流式传感器
电涡流式传感器的工作原理如图所示。
电涡流式传感器
ａ) 外形　ｂ) 工作原理
(２) 光纤式传感器
光纤式传感器
ａ) 射束中断型光纤式传感器　ｂ) 回射型光纤式传感器　ｃ) 扩散型光纤式传感器
(３) 超声波式传感器
激光扫描式传感器的测量原理与超声波式传感器类似。
超声波式传感器工作原理
３. 触觉传感器
(１) 触觉传感器在机器人中的作用
１) 感知操作手指与操作对象之间的作用力，使手指动作适当。
２) 识别操作对象的大小、形状、质量及硬度等。
３) 躲避危险，以防碰撞障碍物而引起事故。
(２) 触觉传感器的分类
１) 压觉传感器。
①压阻效应式压觉传感器。
②压电效应式压觉传感器。
③集成压敏压觉传感器。
④压磁传感器。
２) 滑觉传感器。
滑觉传感器有滚动式和球式两种，其原理是：物体在传感器表面上滑动时，和滚轮或球相接触，把滑动变成转动。
如图所示为滚珠式滑觉传感器。
滚珠式滑觉传感器
如图所示为滚柱式滑觉传感器。
“ 人工皮肤” ，实际上就是一种超高密度排列的阵列传感器，主要用于表面形状和表面特性的检测。
滚柱式滑觉传感器
ａ) 机器人夹持器　ｂ) 传感器结构原理
五、多传感器的融合及应用
１. 多传感器的融合
(１) 竞争性的
在传感器检测同一环境或同一物体的同一性质时，传感器提供的数据可能是一致的，也可能是矛盾的。
(２) 互补性的
传感器提供不同形式的数据。
２. 多感觉传感器应用系统
(１) 多感觉智能机器人的组成
多感觉智能机器人的组成如图所示。
多感觉智能机器人的组成
(２) 机器人本体结构
机器人本体结构如图所示。
机器人本体结构
(３) 多感觉传感器系统
多感觉智能机器人具有 7 种感觉。6 种传感器组装于一体的机械手爪如图所示。
６ 种传感器组装于一体的机械手爪
(４) 控制部分
控制系统的硬件结构框图
(５) 总体布局
多感觉智能机器人的系统总体布局如图所示。
多感觉智能机器人的系统总体布局
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
二、辨识工业机器人传感器
１. 指出 ABB 系列工业机器人所用传感器
２. 根据所给传感器功能，指出其适用的部位(共37张PPT)
任务 １ 认识工业机器人
01
任务 ２ 认识工业机器人的机械结构
02
任务 ３ 认识工业机器人中的传感器
03
任务 ４ 认识工业机器人的控制与驱动系统
04
知识目标
１. 掌握工业机器人控制系统的特点。
２. 了解工业机器人控制系统的基本功能。
３. 熟悉工业机器人控制系统的组成与结构。
４. 掌握工业机器人的控制方式、控制策略和驱动系统。
能力目标
１. 会辨别工业机器人伺服驱动器的类别。
２. 能识别工业机器人电气控制柜各个元器件的名称及功能。
学习目标
机器人通常由 ４ 部分构成，即操作人员与机器人之间进行通信的部分；测量周围环境和机器人自身状态的传感器部分；对信息进行处理的控制部分；根据决策进行动作执行的机器人本体部分。
本次任务是认识工业机器人的控制与驱动系统，并使用示教器熟练操作机器人实现单轴运动、线性运动与重定位运动。
工作任务
一、工业机器人控制系统的特点
(１) 工业机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。
(２) 比较复杂的工业机器人的自由度较多，组成一个多变量控制系统。
(３) 从经典控制理论的角度来看，多数机器人控制系统中都包含非最小的相位系统。
(４) 把多个独立的伺服系统有机地协调起来，使其按照人的意志行动。
(５) 描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型。
(６) 机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成。
相关知识
二、工业机器人控制系统的基本功能
(１) 记忆功能
(２) 示教功能
(３) 与外围设备联系功能
(４) 坐标设置功能
(５) 人机接口
(６) 传感器接口
(７) 位置伺服功能
(８) 故障诊断安全保护功能
三、工业机器人控制系统的组成和结构
工业机器人控制系统主要包括硬件和软件两个部分。
(１) 硬件部分
工业机器人控制系统的硬件组成如图所示。其配置如下：
(２) 软件部分
主要是指控制软件，包括运动轨迹规划算法和关节伺服控制算法及相应的动作顺序。
工业机器人控制系统的硬件组成
２. 工业机器人控制系统的基本结构
(１) 集中控制式
其构成框图如图所示。
集中控制式构成框图
(２) 主从控制式
其构成框图如图所示。
主从控制式构成框图
(３) 分散控制式
其构成框图如图所示。
分散控制式构成框图
四、工业机器人的控制方式
１. 点位控制方式
２. 轨迹控制方式
３. 力 ( 力矩) 控制方式
４. 智能控制方式
五、工业机器人的控制策略
１. 重力补偿
２. 前馈和超前控制
３. 耦合惯量及摩擦力的补偿
４. 传感器位置反馈
５. 记忆—修正控制
６. 触觉控制
７. 听觉控制
８. 视觉控制
９. 最佳控制
１０. 自适应控制
１１. 解耦控制
１２. 递阶控制
六、工业机器人的驱动系统
工业机器人驱动系统按动力源可分为液压驱动、气动驱动和电动驱动 ３ 种基本驱动类型。３种基本驱动系统的主要特点见表。
液压驱动、气动驱动和电动驱动的主要特点
液压驱动、气动驱动和电动驱动的主要特点
１. 液压驱动
液压驱动工业机器人如图所示。
(１) 液压系统的组成
１) 液压泵。
２) 液压机。
３) 控制调节装置。
４) 辅助装置。
液压驱动工业机器人
(２) 液压伺服驱动系统
液压驱动机器人分为程序控制驱动和伺服控制驱动两种类型。
液压伺服驱动系统由液压泵、驱动器、伺服阀、传感器和控制回路组成，如图所示。
伺服阀在液压伺服系统中是不可缺少的一部分，它利用电信号实现液压系统的能量控制。
工业机器人液压伺服驱动系统
２. 气动驱动
气动驱动工业机器人如图所示。
气动驱动工业机器人 ( 用于冲压)
工业机器人气动驱动系统的结构
气动驱动系统由以下 ４ 部分组成。
(１) 气源系统
压缩空气是保证气动系统正常工作的动力源。
(２) 气源净化辅助设备
气源净化辅助设备主要有后冷却器、油水分离器、储气罐和过滤器等。
(３) 气动执行机构
气动执行机构有气缸和气动马达两种。
(４) 空气控制阀和气动逻辑元件
空气控制阀是气动控制元件，它的作用是控制和调节气路系统中压缩空气的压力、流量和方向。
３. 电动驱动
电动驱动也称电气驱动，是利用电动机产生的力或力矩直接或通过减速机构等间接地驱动机器人的各个运动关节的驱动方式。
(１) 电动机
１) 直流伺服电动机 ( ＤＣ 伺服电动机) 。
２) 交流伺服电动机 ( ＡＣ 伺服电动机) 。
３) 步进伺服电动机。
(２) 驱动器
１) 直流伺服电动机驱动器。
２) 交流伺服电动机驱动器。
３) 步进伺服电动机驱动器。
工业机器人电动驱动原理框图
一、任务准备
实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表。
任务实施
实训设备及工具材料
二、认识机器人控制柜
本任务采用 ABB 公司生产的 IRC5 控制柜，如图所示。RIC5 控制柜包括电源开关按钮、模式切换旋钮、I / O 端子排、动力电缆、编码器电缆、示教器电缆等，其功能说明见表。
IRC5 控制柜
IRC5 控制柜部件的功能说明
三、认识示教器
１. 示教器的组成
示教器包括使能器按钮、触摸屏、触摸笔、急停按钮、操纵杆和一些功能按钮，如图所示。各部件的功能说明见表。
示教器结构
示教器主要部件的功能说明
２. 示教器的手持方式
示教器的手持方式如图所示。
示教器的手持方式
四、工业机器人系统的启动
１. 工业机器人系统的连接
按照图所示工业机器人系统接线图进行工业机器人系统的连接。
工业机器人系统接线图
２. 系统的启动
(１) 检查系统接线无误，如图所示。
配电系统电源操作面板
(２) 如图所示，将操作控制柜的 “ 4P 断路器” 往上打，开启电源。
操作控制柜电源操作面板
(３) 将机器人控制柜背面的电源开关 从水平状态旋转到垂直状态。如图所示。
控制柜电源操作面板 ( 背面)
五、手动操纵工业机器人
１. 单轴运动控制
(１) 单击 “ 手动操纵” 按钮，进入手动操纵界面，如图所示。
进入手动操纵界面
(２) 单击 “ 动作模式” ，选择 “ 轴 1-3” ，再单击 “ 确定” 按钮，动作模式设置成轴 1-3，如图所示。
(３) 操作图中的操纵杆。
设置动作模式为 “ 轴 1-3”
(４) 单击 “ 动作模式” ，选择 “ 轴 4-6” ，再单击 “ 确定” 按钮，动作模式设置成轴 4-6，如图所示。
(５) 操作图中的操纵杆。
设置动作模式为 “ 轴 4-6”
２. 线性运动与重定位运动控制
(１) 单击 “ 动作模式” ，动作模式设置成线性运动，如图所示。
(２) 操作图中的操纵杆。
设置动作模式为 “ 线性运动”
(３) 单击 “ 动作模式” ，动作模式设置成重定位运动，如图所示。
(４) 操作图中的操纵杆。
设置动作模式为 “ 重定位”

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