机器人技术与应用

出版说明

前言

项目1　直角坐标码垛机器人 1

任务1　直角坐标码垛机器人系统认知 1

1. 1　任务概述 1

1. 2　任务目标 1

1. 3　任务引入 1

1. 4　任务实施 1

1. 4. 1　直角坐标码垛机器人简述 1

1. 4. 2　关节型码垛机器人简述 3

1. 4. 3　码垛机器人两大类型特点及应用比较 3

1. 4. 4　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人系统组成 4

1. 4. 5　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人部件功能与使用 5

任务2　直角坐标码垛机器人系统调试与训练案例 11

2. 1　任务概述 11

2. 2　任务目标 11

2. 3　任务引入 11

2. 4　任务实施 11

2. 4. 1　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人接线准则 11

2. 4. 2　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人调试训练 13

2. 4. 3　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人系统工作训练 13

任务3　直角坐标码垛机器人井式供料单元训练案例 14

3. 1　任务概述 14

3. 2　任务目标 14

3. 3　任务引入 14

3. 4　任务实施 14

3. 4. 1　用PLC 实现两个常开按钮和两个磁性开关对推料电磁阀的控制 14

3. 4. 2　用PLC 实现货物有无检测报警的控制 16

任务4　直角坐标码垛机器人旋转编码器定位操作训练案例 18

4. 1　任务概述 18

4. 2　任务目标 18

Ⅸ ..........

4. 3　任务引入 19

4. 4　任务实施 19

任务5　直角坐标码垛机器人日常维护与常见故障排除案例 24

5. 1　任务概述 24

5. 2　任务目标 24

5. 3　任务引入 24

5. 4　任务实施 24

5. 4. 1　直角坐标码垛机器人常见故障排除 24

5. 4. 2　BNRT-CACS3 型直角坐标码垛机器人维护和保养 25

项目2　四自由度SCARA 机器人 27

任务1　SCARA 机器人路径轨迹规划 27

1. 1　任务概述 27

1. 2　任务目标 27

1. 3　任务引入 27

1. 4　任务实施 28

1. 4. 1　机器人的位姿描述 28

1. 4. 2　齐次变换及运算 28

1. 4. 3　机器人运动学方程 32

1. 4. 4　SCARA 机器人运动学模型 36

任务2　SCARA 装配机器人的控制系统 42

2. 1　任务概述 42

2. 2　任务目标 42

2. 3　任务引入 42

2. 4　任务实施 43

2. 4. 1　运动控制系统的硬件部分 43

2. 4. 2　运动控制系统的软件部分 46

项目3　六自由度关节机器人 48

任务1　六自由度模块化关节机器人硬件系统 48

1. 1　任务概述 48

1. 2　任务目标 48

1. 3　任务引入 48

1. 4　任务实施 48

1. 4. 1　模块化的定义与原则 48

1. 4. 2　模块化的作用 49

1. 4. 3　模块的划分原则 49

1. 4. 4　模块的组合原则 50

1. 4. 5　模块的接口 50

1. 4. 6　六自由度模块化关节机器人结构 50

任务2　六自由度模块化关节机器人示教编程与控制案例 52

Ⅹ..........

2. 1　任务概述 52

2. 2　任务目标 52

2. 3　任务引入 52

2. 4　任务实施 53

2. 4. 1　机器人正/逆运动学的D-H 方法 53

2. 4. 2　正运动学 54

2. 4. 3　逆运动学 56

2. 4. 4　机器人示教—再现过程 57

2. 4. 5　六自由度模块化关节机器人示教过程 57

任务3　六自由度模块化关节机器人常见故障案例 63

3. 1　任务概述 63

3. 2　任务目标 63

3. 3　任务引入 63

3. 4　任务实施 63

3. 4. 1　六自由度模块化关节机器人操作规程 63

3. 4. 2　六自由度模块化关节机器人常见故障 64

3. 4. 3　六自由度模块化关节机器人日常维护 64

项目4　并联机器人 67

任务1　并联机器人控制系统构建案例 67

1. 1　任务概述 67

1. 2　任务目标 67

1. 3　任务引入 67

1. 4　任务实施 68

1. 4. 1　控制系统方案设计 68

1. 4. 2　数控系统硬件搭建 69

1. 4. 3　I/ O 控制 70

任务2　并联机器人软件系统开发案例 70

2. 1　任务概述 70

2. 2　任务目标 71

2. 3　任务引入 71

2. 4　任务实施 71

2. 4. 1　开发工具的选择 71

2. 4. 2　建立VC 环境下PMAC 卡的初始化及数控程序框架 72

2. 4. 3　建立控制系统功能模块 73

2. 4. 4　设计控制系统软件人机界面 74

任务3　并联机器人加工案例 80

3. 1　任务概述 80

3. 2　任务目标 80

3. 3　任务引入 80

Ⅺ ..........

3. 4　任务实施 80

3. 4. 1　刀具补偿数量级的确定 80

3. 4. 2　3D 刀具半径补偿的方向 81

3. 4. 3　3D 刀具补偿执行过程 81

3. 4. 4　3D 刀具偏移轨迹验证 82

项目5　AGV 小车 84

任务1　AGV 小车系统认知 84

1. 1　任务概述 84

1. 2　任务目标 84

1. 3　任务引入 84

1. 4　任务实施 85

1. 4. 1　AGV 小车概述 85

1. 4. 2　AGV 小车的结构组成 86

1. 4. 3　AGV 小车导引原理 88

1. 4. 4　AGV 小车的主要技术参数 89

1. 4. 5　物流信息管理系统 90

任务2　AGV 小车机械结构设计 90

2. 1　任务概述 90

2. 2　任务目标 91

2. 3　任务引入 91

2. 4　任务实施 91

2. 4. 1　AGV 系统结构设置与动力学建模 91

2. 4. 2　AGV 中机械部分主要零件的选取 95

任务3　AGV 电气系统设计 102

3. 1　任务概述 102

3. 2　任务目标 103

3. 3　任务引入 103

3. 4　任务实施 103

3. 4. 1　控制系统 103

3. 4. 2　电路的设计 104

3. 4. 3　行走策略 105

3. 4. 4　传感器采样 106

3. 4. 5　控制策略 107

3. 4. 6　动作类型 107

项目6　柔性制造系统 109

任务1　柔性制造系统认知 109

1. 1　任务概述 109

1. 2　任务目标 109

1. 3　任务引入 109

1. 4　任务实施 110

1. 4. 1　柔性制造系统工作流程 110

1. 4. 2　六自由度关节型机器人 111

1. 4. 3　流水线 112

1. 4. 4　电气控制系统 116

任务2　柔性制造系统安装与调试 118

2. 1　任务概述 118

2. 2　任务目标 118

2. 3　任务引入 119

2. 4　任务实施 119

2. 4. 1　软件安装 119

2. 4. 2　柔性制造系统设备安装 119

2. 4. 3　系统测试运行 121

任务3　柔性制造物品视觉识别 122

3. 1　任务概述 122

3. 2　任务目标 122

3. 3　任务引入 122

3. 4　任务实施 126

3. 4. 1　硬件连接 126

3. 4. 2　软件调试及安装 126

3. 4. 3　实验操作步骤 126

课后练习 127

参考文献 128