《工业机器人基础知识》.pptx

第二章 工业机器人基础知识;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;2.3.3 TCP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