工业机器人基础PPT课件.ppt

第一章工业机器人基础工作空间MOTOMAN-EA1900N弧焊专用机器人，属于垂直多关节型机器人。图2-6图2-7为此种机器人的工作范围。2.2.3额定速度2.2.3承载能力分辨率是指位置反馈回路能检测到的最小位移量。2.2.5工业机器人的精度如图2-8所示，为重复定位精度的几种典型情况：图a为重复定位精度的测定；图b为合理的定位精度，良好的重复定位精度；图c为良好的定位精度，很差的重复定位精度；图d为很差的定位精度，良好的重复定位精度。可以用扔飞镖的例子来说明：2.1工业机器人的基本组成2.1.1操作机（机器人本体）机器人的六个轴：J1：腰部电机J2：肩部电机J3：肘部俯仰电机J4：肘部回转电机J5：碗部俯仰电机J6：碗部回转电机2.1.2控制器（控制柜）基本功能：示教、记忆、位置伺服、坐标设定等。开发程度：封闭型、开放型和混合型。目前基本上都是封闭型系统（如日系）或者混合型系统（如欧系）控制方式：集中式控制和分布式控制2.1.3示教器机器人的技术参数反映了机器人可胜任的工作、具有的最高操作性能等情况，是设计、应用机器人必须考虑的问题。机器人的主要技术参数有自由度、分辨率、工作空间、工作速度、工作载荷等。2.2.1自由度2.2.2工作空间MOTOMAN-EA1900N弧焊专用机器人，属于垂直多关节型机器人。图2-6图2-7为此种机器人的工作范围。2.3坐标系关节坐标系机器人每个轴均可以独立地正向或反向转动，关节坐标系是机器人各关节上固定的坐标系，用于确定机器人的关节角。基坐标系基坐标系是一个固定定义的直角坐标系，位于位于机器人基座。它是最便于机器人从一个位置移动到另一个位置的坐标系。世界坐标系世界坐标系是固定定义的直角坐标系，默认世界坐标系与基坐标系重合。世界坐标系可定义机器人单元，所有其他的坐标系均与世界坐标系直接或间接相关。它适用于微动控制、一般移动以及处理具有若干机器人或外轴移动机器人的工作站和工作单元。工具坐标系工具坐标系是一个直角坐标系，位于工具上。它是与机器人工具固连的笛卡尔坐标系，随机器人的运动而改变。通常是最适于对机器人进行编程的坐标系。用户坐标系用户坐标系是一个直角坐标系，用来说明工件的位置。2.3.2分类介绍轴2.绝对坐标系如图4-15所示，绝对坐标系的原点定义为机器人的安装面和第一转动轴的交点。X轴向前，z轴向上，y轴按右手规则定义。在绝对坐标系下，机器人末端轨迹沿定义的X、Y、Z方向运动，其运动方式见表4-2。轴3.世界坐标系图4-16所示，世界坐标系默认与基坐标系重合，位于机器人底部，可通过配置软件更改。其运动方式见表4-30。4.工具坐标系图4-17所示，工具坐标系定义在工具尖，并且假定工具的有效方向为Z轴，x轴垂直于工具平面，y轴由右手规则产生，如图4-17所示。标定了工具相对于法兰(指的是末端最后第6轴的法兰凸缘盘的位置和姿态)，如图4-18所示。这里特别注意，姿态一定不能遗漏。在工具坐标系中，机器人末端轨迹沿工具坐标的X、Y、Z轴方向运动，机器人的运动方式见表4-40轴5.用户坐标系用户坐标系是用户根据工作的需要，自行定义的坐标系，用户可根据需要定义多个坐标系，如图4-19所示。用户自定义可以方便的量测工作区间中各点的位置并加以任务安排，且更符合人的直观。在用户坐标系下，机器人末端轨迹沿用户自己定义的坐标轴方向运动，其运动方式见表4-5。轴2.3.3TCP运动轨迹2.3.4奇异点2、奇异点的本质机器人运动其实是电机的转动带动机械运动，关键问题在于如何将电机的转动转换到机器人TCP点的空间运动。从机器人每个轴的角度计算出TCP点的位置坐标是正解，逆解反之。奇异点既机器人在进行逆解过程时出现的矩阵退化导致多解。简单理解就是通过TCP点算不出来关节角。3、三种奇异位置在标准的轴运动学系统中应当区分三种不同的奇异位置,它们是顶部奇异点、完全伸展位置、腕部轴奇异点。完全伸展奇异点如图所示的六轴机器人，A2-A3的延长线直接穿过处于A4，A5，A6轴交叉点处的腕部根节点。腕部奇异点如图所示的六轴机器人，A2-A3的延长线直接穿过处于A4，A5，A6轴交叉点处的腕部根节点。4、奇异点的一般解决办法机器人处于奇异位形时，其某些自由度退化，逆运动学无正解。从机器人控制上来说，机器人将无法沿着规划路径运动。当机器人运动至奇异位形发生报错时：(1)首先判断问题：是速度超限还是位置超限;(2)然后确认通过路径上容易超限的地方;(3)最后在这个位置上其他方向偏移多设置一个中间点，避开奇异位置。（注意：奇异点报错后，需要确认错误，否则机器人不会工作）。