第一篇:《工業(yè)機(jī)器人》復(fù)習(xí)題
《工業(yè)機(jī)器人 》
一、填空題
1、按坐標(biāo)形式分類,機(jī)器人可分為 直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型
和 關(guān)節(jié)坐標(biāo)型 四種基本類型。
2、作為一個(gè)機(jī)器人,一般由三個(gè)部分組成,分別是 控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng) 和 機(jī)械系統(tǒng)。
3、機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)一般有 自由度、定位精度、工作范圍、重復(fù)定位精度、分辨率、承載能力及最大速度等。
4、自由度是指機(jī)器人所具有的 獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的 的數(shù)目,不包括 末端操作器 的開合自由度。
5、機(jī)器人分辨率分為 編程分辨率 和 控制分辨率,統(tǒng)稱為 系統(tǒng)分辨率。
6、重復(fù)定位精度是關(guān)于 精度 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
7、根據(jù)真空產(chǎn)生的原理真空式吸盤可分為 真空吸盤、氣流負(fù)壓吸盤 和
擠氣負(fù)壓吸盤 等三種基本類型。
8、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的生成方式有 示教再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、關(guān)節(jié)空間運(yùn)動(dòng)、空間直線運(yùn)動(dòng) 和空間曲線運(yùn)動(dòng)。
9、機(jī)器人傳感器的主要性能指標(biāo)有 靈敏度、線性度、測量范圍、重復(fù)性、精度、分辨率、響應(yīng)時(shí)間和抗干擾能力等。
10、自由度是指機(jī)器人所具有的 獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng) 的數(shù)目。
11、機(jī)器人的重復(fù)定位精度是指 在同一環(huán)境、同一條件、同一目標(biāo)動(dòng)作、同一命令下,機(jī)器人連續(xù)重復(fù)運(yùn)動(dòng)若干次時(shí),其位置分散情況。
12、機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式主要有 液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng) 和 電氣驅(qū)動(dòng) 三種。
13、機(jī)器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有 測速發(fā)電機(jī) 和 增量式碼盤。
14、機(jī)器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為 力 控制方式、軌跡 控制方式和 示教 控制方式。
15、按幾何結(jié)構(gòu)分劃分機(jī)器人分為: 串聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人。
二、單項(xiàng)選擇題(請?jiān)诿啃☆}的四個(gè)備選答案中,選出一個(gè)最佳答案。)
1、工作范圍是指機(jī)器人 B 或手腕中心所能到達(dá)的點(diǎn)的集合。A 機(jī)械手 B 手臂末端 C 手臂 D 行走部分。
2、機(jī)器人的精度主要依存于 C、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。A傳動(dòng)誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性
3、滾轉(zhuǎn)能實(shí)現(xiàn)360°無障礙旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),通常用 A 來標(biāo)記。A R B W C B
4、RRR型手腕是 C 自由度手腕。A 1 B 2
C 3
D 4
D L
5、真空吸盤要求工件表面 D、干燥清潔,同時(shí)氣密性好。A 粗糙 B 凸凹不平C平緩?fù)黄?D平整光滑
6、同步帶傳動(dòng)屬于 B 傳動(dòng),適合于在電動(dòng)機(jī)和高速比減速器之間使用。A 高慣性 B 低慣性 C 高速比 D 大轉(zhuǎn)矩
7、機(jī)器人外部傳感器不包括 D 傳感器。
A 力或力矩 B 接近覺 C 觸覺 D 位置
8、手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和 C 工件。A 固定 B 定位 C 釋放 D 觸摸。
9、機(jī)器人的精度主要依存于 C、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。A傳動(dòng)誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性
10、機(jī)器人的控制方式分為點(diǎn)位控制和 C。
A 點(diǎn)對點(diǎn)控制 B點(diǎn)到點(diǎn)控制 C 連續(xù)軌跡控制 D 任意位置控制
11、焊接機(jī)器人的焊接作業(yè)主要包括 A。
A 點(diǎn)焊和弧焊 B 間斷焊和連續(xù)焊 C平焊和豎焊 D氣體保護(hù)焊和氬弧焊
12、作業(yè)路徑通常用 D 坐標(biāo)系相對于工件坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)來描述。A 手爪 B 固定 C 運(yùn)動(dòng) D工具
13、諧波傳動(dòng)的缺點(diǎn)是 A。A扭轉(zhuǎn)剛度低 B 傳動(dòng)側(cè)隙小 C慣量低 D 精度高
14、機(jī)器人三原則是由誰提出的。(D)
A 森政弘 B 約瑟夫·英格伯格 C 托莫維奇 D 阿西莫夫
15、當(dāng)代機(jī)器人大軍中最主要的機(jī)器人為:(A)
A 工業(yè)機(jī)器人 B 軍用機(jī)器人 C 服務(wù)機(jī)器人 D 特種機(jī)器人
16、手部的位姿是由哪兩部分變量構(gòu)成的?(B)
A 位置與速度 B 姿態(tài)與位置 C 位置與運(yùn)行狀態(tài) D 姿態(tài)與速度
17、用于檢測物體接觸面之間相對運(yùn)動(dòng)大小和方向的傳感器是:C A接近覺傳感器 B接觸覺傳感器 C滑動(dòng)覺傳感器 D壓覺傳感器
18、示教-再現(xiàn)控制為一種在線編程方式,它的最大問題是:B A操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大 B占用生產(chǎn)時(shí)間 C操作人員安全問題 D容易產(chǎn)生廢品
19、下面哪個(gè)國家被稱為 “機(jī)器人王國”?C A 中國 B 英國 C 日本 D 美國
三、是非題(對劃“√”,錯(cuò)劃“×”)
1、示教編程用于示教-再現(xiàn)型機(jī)器人中。(√)
2、機(jī)器人軌跡泛指工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡,即運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的位移、速度和加速度。(√)
3、關(guān)節(jié)型機(jī)器人主要由立柱、前臂和后臂組成。
4、到目前為止,機(jī)器人已發(fā)展到第四代。
(×)(×)(×)
5、磁力吸盤能夠吸住所有金屬材料制成的工件。
6、諧波減速機(jī)的名稱來源是因?yàn)閯傒嘄X圈上任一點(diǎn)的徑向位移呈近似于余弦波形的變化。N(×)
8、由電阻應(yīng)變片組成電橋可以構(gòu)成測量重量的傳感器。Y(√)
9、激光測距儀可以進(jìn)行散裝物料重量的檢測。Y(√)
10、機(jī)械手亦可稱之為機(jī)器人。Y(√)
四、簡答題
1、機(jī)器人手腕有幾種?試述每種手腕結(jié)構(gòu)。答:機(jī)器人的手臂按結(jié)構(gòu)形式分可分為單臂式,雙臂式及懸掛式按手臂的運(yùn)動(dòng)形式區(qū)分,手臂有直線運(yùn)動(dòng)的。如手臂的伸縮,升降及橫向移動(dòng),有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動(dòng)有復(fù)合運(yùn)動(dòng)如直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。2直線運(yùn)動(dòng)的組合2回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的,常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸,齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),鏈輪傳動(dòng)和連桿機(jī)構(gòu)手臂俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),一般采用活塞油(氣)缸與連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)用來實(shí)現(xiàn)手臂復(fù)合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),多數(shù)用于動(dòng)作程度固定不變的專用機(jī)器人。
2、工業(yè)機(jī)器人控制方式有幾種? 工業(yè)機(jī)器人的控制方式多種多樣,根據(jù)作業(yè)任務(wù)的不同,主要分為點(diǎn)位控制方式、連續(xù)軌跡控制方式、力(力矩)控制方式和智能控制方式。答: 1)點(diǎn)位控制方式(PTP)
這種控制方式的特點(diǎn)是只控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點(diǎn)上的位姿。控制時(shí)只要求工業(yè)機(jī)器人快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)相鄰各點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng),而對達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡則不作任何規(guī)定。這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)是定位精度和運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。2)連續(xù)軌跡控制方式(CP)
這種控制方式的特點(diǎn)是連續(xù)的控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間的位姿,要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng),而且速度可控,軌跡光滑,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),以完成工作任務(wù)。3)力(力矩)控制方式
在完成裝配、抓放物體等工作時(shí),除要準(zhǔn)確定位外,還要求使用適度的力或力矩進(jìn)行工作,這時(shí)就要利用力(力矩)伺服方式。這種方式的控制原理與位置伺服控制原理基本相同,只不過輸入量和反饋量不是位置信號(hào),而是力(力矩)信號(hào),因此系統(tǒng)中必須有力(力矩)傳感器。有時(shí)也利用接近、滑動(dòng)等傳感功能進(jìn)行自適應(yīng)式控制。4)智能控制方式
機(jī)器人的智能控制時(shí)通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識(shí),并根據(jù)自身內(nèi)部的知識(shí)庫做出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù),使機(jī)器人具有了較強(qiáng)的適應(yīng)性及自學(xué)習(xí)功能。智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等人工智能的迅速發(fā)展。
4、機(jī)器人參數(shù)坐標(biāo)系有哪些?各參數(shù)坐標(biāo)系有何作用? 答:工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)坐標(biāo)型和平面關(guān)節(jié)型。1)直角坐標(biāo)/笛卡兒坐標(biāo)/臺(tái)架型(3P)
這種機(jī)器人由三個(gè)線性關(guān)節(jié)組成,這三個(gè)關(guān)節(jié)用來確定末端操作器的位置,通常還帶有附加道德旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機(jī)器人在X、Y、Z軸上的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的,運(yùn)動(dòng)方程可獨(dú)立處理,且方程是線性的,因此,很容易通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn);它可以兩端支撐,對于給定的結(jié)構(gòu)長度,剛性最大:它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化,容易達(dá)到高精度。但是,它的操作范圍小,手臂收縮的同時(shí)又向相反的方向伸出,即妨礙工作,且占地面積大,運(yùn)動(dòng)速度低,密封性不好。
2)圓柱坐標(biāo)型(R3P)
圓柱坐標(biāo)機(jī)器人由兩個(gè)滑動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置,再附加一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的姿態(tài)。這種機(jī)器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角,工作范圍可以擴(kuò)大,且計(jì)算簡單;直線部分可采用液壓驅(qū)動(dòng),可輸出較大的動(dòng)力;能夠伸入型腔式機(jī)器內(nèi)部。但是,它的手臂可以到達(dá)的空間受到限制,不能到達(dá)近立柱或近地面的空間;直線驅(qū)動(dòng)器部分難以密封、防塵;后臂工作時(shí),手臂后端會(huì)碰到工作范圍內(nèi)的其它物體。3)球坐標(biāo)型(2RP)
5、人手爪有哪些種類,各有什么特點(diǎn)? 答:(1)機(jī)械手爪:依靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來抓持工件;
(2)磁力吸盤:通過磁場吸力抓持鐵磁類工件,要求工件表面清潔、平整、干燥,以保證可靠地吸附,不適宜高溫條件;
(3)真空式吸盤:利用真空原理來抓持工件,要求工件表面平整光滑、干燥清潔,同時(shí)氣密性要好。
6、編碼器有哪兩種基本形式?各自特點(diǎn)是什么? 兩種基本形式:增量式、絕對式
增量式:用來測量角位置和直線位置的變化,但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中,都必須在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)進(jìn)行復(fù)位。絕對式:每個(gè)位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合,這種確定組合有惟一的特征。通過這特征,在任意時(shí)刻都可以確定碼盤的精確位置。
7、工業(yè)機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)器有那些類型,并簡要說明其特點(diǎn)。
(1)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的能源簡單,速度變化范圍大,效率高,轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小,速度和位置精度都很高,但它們多與減速裝置相聯(lián),直接驅(qū)動(dòng)比較困難。
(2)液壓驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是功率大,可省去減速裝置而直接與被驅(qū)動(dòng)的桿件相連,結(jié)構(gòu)緊湊,剛度好,響應(yīng)快,伺服驅(qū)動(dòng)具有較高的精度。但需要增設(shè)液壓源,易產(chǎn)生液體泄漏,不適合高、低溫及有潔凈要求的場合。故液壓驅(qū)動(dòng)器目前多用于特大功率的操作機(jī)器人系統(tǒng)或機(jī)器人化工程機(jī)械。
(3)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡單,清潔,動(dòng)作靈敏,具有緩沖作用。但也需要增設(shè)氣壓源,且與液壓驅(qū)動(dòng)器相比,功率較小,剛度差,噪音大,速度不易控制,所以多用于精度不高、但有潔凈、防爆等要求的點(diǎn)位控制機(jī)器人。
8、常用的工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)有那些?
齒輪傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng),滾珠絲桿出傳動(dòng),同步齒形帶傳動(dòng),鏈傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)
9、在機(jī)器人系統(tǒng)中為什么往往需要一個(gè)傳動(dòng)(減速)系統(tǒng)?
因?yàn)楝F(xiàn)在的電機(jī)一般速度較高,力矩較小,需要通過傳動(dòng)系統(tǒng)降低轉(zhuǎn)速、提高力矩。
10、機(jī)器人上常用的距離與接近覺傳感器有哪些?。超聲波,激光、紅外,霍爾傳感器
11、按機(jī)器人的用途分類,可以將機(jī)器人分為哪幾大類?試簡述之。1)工業(yè)機(jī)器人或產(chǎn)業(yè)機(jī)器人 應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,主要用在制造業(yè),進(jìn)行焊接、噴漆、裝配、搬運(yùn)、檢驗(yàn)、農(nóng)產(chǎn)品的加工等產(chǎn)業(yè)。
2)探索機(jī)器人 用于進(jìn)行太空和海洋探索,也可用于地面和地下探索。3)服務(wù)機(jī)器人 一種半自主或全自主的機(jī)器人,其所從事的服務(wù)工作可使人類生存的更好,使制造業(yè)以外的設(shè)備工作的更好。
4)軍用機(jī)器人 用于軍事目的,或進(jìn)攻性的,或防御性的。
12、什么是示教再現(xiàn)式機(jī)器人?
答:先由人驅(qū)動(dòng)操作機(jī),再以示教動(dòng)作作業(yè),將示教作業(yè)程序、位置及其他信息存儲(chǔ)起來,然后讓機(jī)器人重現(xiàn)這些動(dòng)作。
13、編碼器有哪兩種基本形式?各自特點(diǎn)是什么? 兩種基本形式:增量式、絕對式
增量式:用來測量角位置和直線位置的變化,但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中,都必須在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)進(jìn)行復(fù)位。
絕對式:每個(gè)位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合,這種確定組合有惟一的特征。通過這特征,在任意時(shí)刻都可以確定碼盤的精確位置。
五、按照下圖中給定的運(yùn)動(dòng)軌跡,編寫一段符合要求的運(yùn)動(dòng)控制指令。
六、請解讀下列程序,并寫出注釋。
1、主程序 PROC main()rInitAll;WHILE TRUE DO
IF di1=1 THEN rMoveRoutine;rHome;ENDIF WaitTime 0.3;ENDWHILE ENDPROC
2、PROC rModPos()!示教目標(biāo)點(diǎn)程序
MoveL pPick,v10,fine,tGripperWObj:=WobjCNV;MoveL pPlaceBase,v10,fine,tGripperWObj:=WobjBuffer;MoveL pHome,v10,fine,tGripper;ENDPROC ENDMODULE
3、理解下面指令并畫出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。PROC Routine1()
MoveL p10,v1000,fine,tool1WOBj:=wobj1;MoveC p30,p40,v1000,z1,tool1WOBj:=wobj1;ENDPROC
第二篇:《工業(yè)機(jī)器人》復(fù)習(xí)題
《工業(yè)機(jī)器人 》
一、填空題
1、按坐標(biāo)形式分類,機(jī)器人可分為、、球坐標(biāo)型 和 四種基本類型。
2、作為一個(gè)機(jī)器人,一般由三個(gè)部分組成,分別是、和。
3、機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)一般有、、、重復(fù)定位精度、、承載能力及最大速度等。
4、自由度是指機(jī)器人所具有的 的數(shù)目,不包括 的開合自由度。
5、機(jī)器人分辨率分為 和,統(tǒng)稱為。
6、重復(fù)定位精度是關(guān)于 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
7、根據(jù)真空產(chǎn)生的原理真空式吸盤可分為、和 等三種基本類型。
8、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的生成方式有、、和空間曲線運(yùn)動(dòng)。
9、機(jī)器人傳感器的主要性能指標(biāo)有、、、重復(fù)性、、分辨率、響應(yīng)時(shí)間和抗干擾能力等。
10、自由度是指機(jī)器人所具有的 的數(shù)目。
11、機(jī)器人的重復(fù)定位精度是指。
12、機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式主要有、和 三種。
13、機(jī)器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有 測速發(fā)電機(jī) 和 增量式碼盤。
14、機(jī)器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為 控制方式、控制方式和 控制方式。
15、按幾何結(jié)構(gòu)分劃分機(jī)器人分為: 串聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人。
二、單項(xiàng)選擇題(請?jiān)诿啃☆}的四個(gè)備選答案中,選出一個(gè)最佳答案。)
1、工作范圍是指機(jī)器人 或手腕中心所能到達(dá)的點(diǎn)的集合。A 機(jī)械手 B 手臂末端 C 手臂 D 行走部分。
2、機(jī)器人的精度主要依存于、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。A傳動(dòng)誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性
3、滾轉(zhuǎn)能實(shí)現(xiàn)360°無障礙旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),通常用 來標(biāo)記。A R B W C B
4、RRR型手腕是 自由度手腕。A 1 B 2
C 3
D 4
D L
5、真空吸盤要求工件表面、干燥清潔,同時(shí)氣密性好。A 粗糙 B 凸凹不平C平緩?fù)黄?D平整光滑
6、同步帶傳動(dòng)屬于 傳動(dòng),適合于在電動(dòng)機(jī)和高速比減速器之間使用。A 高慣性 B 低慣性 C 高速比 D 大轉(zhuǎn)矩
7、機(jī)器人外部傳感器不包括 傳感器。
A 力或力矩 B 接近覺 C 觸覺 D 位置
8、手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和 工件。A 固定 B 定位 C 釋放 D 觸摸。
9、機(jī)器人的精度主要依存于、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。A傳動(dòng)誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性
10、機(jī)器人的控制方式分為點(diǎn)位控制和。
A 點(diǎn)對點(diǎn)控制 B點(diǎn)到點(diǎn)控制 C 連續(xù)軌跡控制 D 任意位置控制
11、焊接機(jī)器人的焊接作業(yè)主要包括。
A 點(diǎn)焊和弧焊 B 間斷焊和連續(xù)焊 C平焊和豎焊 D氣體保護(hù)焊和氬弧焊
12、作業(yè)路徑通常用 坐標(biāo)系相對于工件坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)來描述。A 手爪 B 固定 C 運(yùn)動(dòng) D工具
13、諧波傳動(dòng)的缺點(diǎn)是。
A扭轉(zhuǎn)剛度低 B 傳動(dòng)側(cè)隙小 C慣量低 D 精度高
14、機(jī)器人三原則是由誰提出的。(D)
A 森政弘 B 約瑟夫·英格伯格 C 托莫維奇 D 阿西莫夫
15、當(dāng)代機(jī)器人大軍中最主要的機(jī)器人為:(A)
A 工業(yè)機(jī)器人 B 軍用機(jī)器人 C 服務(wù)機(jī)器人 D 特種機(jī)器人
16、手部的位姿是由哪兩部分變量構(gòu)成的?(B)A 位置與速度 B 姿態(tài)與位置 C 位置與運(yùn)行狀態(tài) D 姿態(tài)與速度
17、用于檢測物體接觸面之間相對運(yùn)動(dòng)大小和方向的傳感器是:C A接近覺傳感器 B接觸覺傳感器 C滑動(dòng)覺傳感器 D壓覺傳感器
18、示教-再現(xiàn)控制為一種在線編程方式,它的最大問題是:B A操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大 B占用生產(chǎn)時(shí)間 C操作人員安全問題 D容易產(chǎn)生廢品
19、下面哪個(gè)國家被稱為 “機(jī)器人王國”?C A 中國 B 英國 C 日本 D 美國
三、是非題(對劃“√”,錯(cuò)劃“×”)
1、示教編程用于示教-再現(xiàn)型機(jī)器人中。()
2、機(jī)器人軌跡泛指工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡,即運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的位移、速度和加速度。
3、關(guān)節(jié)型機(jī)器人主要由立柱、前臂和后臂組成。
4、到目前為止,機(jī)器人已發(fā)展到第四代。
()()()
5、磁力吸盤能夠吸住所有金屬材料制成的工件。
6、諧波減速機(jī)的名稱來源是因?yàn)閯傒嘄X圈上任一點(diǎn)的徑向位移呈近似于余弦波形的變化。N()
8、由電阻應(yīng)變片組成電橋可以構(gòu)成測量重量的傳感器。Y
9、激光測距儀可以進(jìn)行散裝物料重量的檢測。Y()
10、機(jī)械手亦可稱之為機(jī)器人。Y()
四、簡答題
1、機(jī)器人手腕有幾種?試述每種手腕結(jié)構(gòu)。答:機(jī)器人的手臂按結(jié)構(gòu)形式分可分為單臂式,雙臂式及懸掛式按手臂的運(yùn)動(dòng)形式區(qū)分,手臂有直線運(yùn)動(dòng)的。如手臂的伸縮,升降及橫向移動(dòng),有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動(dòng)有復(fù)合運(yùn)動(dòng)如直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。2直線運(yùn)動(dòng)的組合2回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的,常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸,齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),鏈輪傳動(dòng)和連桿機(jī)構(gòu)手臂俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),一般采用活塞油(氣)缸與連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)用來實(shí)現(xiàn)手臂復(fù)合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),多數(shù)用于動(dòng)作程度固定不變的專用機(jī)器人。
2、工業(yè)機(jī)器人控制方式有幾種? 工業(yè)機(jī)器人的控制方式多種多樣,根據(jù)作業(yè)任務(wù)的不同,主要分為點(diǎn)位控制方式、連續(xù)軌跡控制方式、力(力矩)控制方式和智能控制方式。答: 1)點(diǎn)位控制方式(PTP)
這種控制方式的特點(diǎn)是只控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點(diǎn)上的位姿。控制時(shí)只要求工業(yè)機(jī)器人快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)相鄰各點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng),而對達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡則不作任何規(guī)定。這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)是定位精度和運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。2)連續(xù)軌跡控制方式(CP)
這種控制方式的特點(diǎn)是連續(xù)的控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間的位姿,要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng),而且速度可控,軌跡光滑,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),以完成工作任務(wù)。3)力(力矩)控制方式
在完成裝配、抓放物體等工作時(shí),除要準(zhǔn)確定位外,還要求使用適度的力或力矩進(jìn)行工作,這時(shí)就要利用力(力矩)伺服方式。這種方式的控制原理與位置伺服控制原理基本相同,只不過輸入量和反饋量不是位置信號(hào),而是力(力矩)信號(hào),因此系統(tǒng)中必須有力(力矩)傳感器。有時(shí)也利用接近、滑動(dòng)等傳感功能進(jìn)行自適應(yīng)式控制。4)智能控制方式
機(jī)器人的智能控制時(shí)通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識(shí),并根據(jù)自身內(nèi)部的知識(shí)庫做出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù),使機(jī)器人具有了較強(qiáng)的適應(yīng)性及自學(xué)習(xí)功能。智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等人工智能的迅速發(fā)展。
4、機(jī)器人參數(shù)坐標(biāo)系有哪些?各參數(shù)坐標(biāo)系有何作用? 答:工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)坐標(biāo)型和平面關(guān)節(jié)型。1)直角坐標(biāo)/笛卡兒坐標(biāo)/臺(tái)架型(3P)
這種機(jī)器人由三個(gè)線性關(guān)節(jié)組成,這三個(gè)關(guān)節(jié)用來確定末端操作器的位置,通常還帶有附加道德旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機(jī)器人在X、Y、Z軸上的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的,運(yùn)動(dòng)方程可獨(dú)立處理,且方程是線性的,因此,很容易通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn);它可以兩端支撐,對于給定的結(jié)構(gòu)長度,剛性最大:它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化,容易達(dá)到高精度。但是,它的操作范圍小,手臂收縮的同時(shí)又向相反的方向伸出,即妨礙工作,且占地面積大,運(yùn)動(dòng)速度低,密封性不好。
2)圓柱坐標(biāo)型(R3P)
圓柱坐標(biāo)機(jī)器人由兩個(gè)滑動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置,再附加一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的姿態(tài)。這種機(jī)器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角,工作范圍可以擴(kuò)大,且計(jì)算簡單;直線部分可采用液壓驅(qū)動(dòng),可輸出較大的動(dòng)力;能夠伸入型腔式機(jī)器內(nèi)部。但是,它的手臂可以到達(dá)的空間受到限制,不能到達(dá)近立柱或近地面的空間;直線驅(qū)動(dòng)器部分難以密封、防塵;后臂工作時(shí),手臂后端會(huì)碰到工作范圍內(nèi)的其它物體。3)球坐標(biāo)型(2RP)
5、人手爪有哪些種類,各有什么特點(diǎn)? 答:(1)機(jī)械手爪:依靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來抓持工件;
(2)磁力吸盤:通過磁場吸力抓持鐵磁類工件,要求工件表面清潔、平整、干燥,以保證可靠地吸附,不適宜高溫條件;
(3)真空式吸盤:利用真空原理來抓持工件,要求工件表面平整光滑、干燥清潔,同時(shí)氣密性要好。
6、編碼器有哪兩種基本形式?各自特點(diǎn)是什么? 兩種基本形式:增量式、絕對式
增量式:用來測量角位置和直線位置的變化,但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中,都必須在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)進(jìn)行復(fù)位。
絕對式:每個(gè)位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合,這種確定組合有惟一的特征。通過這特征,在任意時(shí)刻都可以確定碼盤的精確位置。
7、工業(yè)機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)器有那些類型,并簡要說明其特點(diǎn)。
(1)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的能源簡單,速度變化范圍大,效率高,轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小,速度和位置精度都很高,但它們多與減速裝置相聯(lián),直接驅(qū)動(dòng)比較困難。
(2)液壓驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是功率大,可省去減速裝置而直接與被驅(qū)動(dòng)的桿件相連,結(jié)構(gòu)緊湊,剛度好,響應(yīng)快,伺服驅(qū)動(dòng)具有較高的精度。但需要增設(shè)液壓源,易產(chǎn)生液體泄漏,不適合高、低溫及有潔凈要求的場合。故液壓驅(qū)動(dòng)器目前多用于特大功率的操作機(jī)器人系統(tǒng)或機(jī)器人化工程機(jī)械。
(3)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡單,清潔,動(dòng)作靈敏,具有緩沖作用。但也需要增設(shè)氣壓源,且與液壓驅(qū)動(dòng)器相比,功率較小,剛度差,噪音大,速度不易控制,所以多用于精度不高、但有潔凈、防爆等要求的點(diǎn)位控制機(jī)器人。
8、常用的工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)有那些?
齒輪傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng),滾珠絲桿出傳動(dòng),同步齒形帶傳動(dòng),鏈傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)
9、在機(jī)器人系統(tǒng)中為什么往往需要一個(gè)傳動(dòng)(減速)系統(tǒng)?
因?yàn)楝F(xiàn)在的電機(jī)一般速度較高,力矩較小,需要通過傳動(dòng)系統(tǒng)降低轉(zhuǎn)速、提高力矩。
10、機(jī)器人上常用的距離與接近覺傳感器有哪些?。超聲波,激光、紅外,霍爾傳感器
11、按機(jī)器人的用途分類,可以將機(jī)器人分為哪幾大類?試簡述之。1)工業(yè)機(jī)器人或產(chǎn)業(yè)機(jī)器人 應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,主要用在制造業(yè),進(jìn)行焊接、噴漆、裝配、搬運(yùn)、檢驗(yàn)、農(nóng)產(chǎn)品的加工等產(chǎn)業(yè)。
2)探索機(jī)器人 用于進(jìn)行太空和海洋探索,也可用于地面和地下探索。3)服務(wù)機(jī)器人 一種半自主或全自主的機(jī)器人,其所從事的服務(wù)工作可使人類生存的更好,使制造業(yè)以外的設(shè)備工作的更好。
4)軍用機(jī)器人 用于軍事目的,或進(jìn)攻性的,或防御性的。
12、什么是示教再現(xiàn)式機(jī)器人?
答:先由人驅(qū)動(dòng)操作機(jī),再以示教動(dòng)作作業(yè),將示教作業(yè)程序、位置及其他信息存儲(chǔ)起來,然后讓機(jī)器人重現(xiàn)這些動(dòng)作。
13、編碼器有哪兩種基本形式?各自特點(diǎn)是什么? 兩種基本形式:增量式、絕對式
增量式:用來測量角位置和直線位置的變化,但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中,都必須在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)進(jìn)行復(fù)位。
絕對式:每個(gè)位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合,這種確定組合有惟一的特征。通過這特征,在任意時(shí)刻都可以確定碼盤的精確位置。
五、按照下圖中給定的運(yùn)動(dòng)軌跡,編寫一段符合要求的運(yùn)動(dòng)控制指令。
六、請解讀下列程序,并寫出注釋。
1、主程序 PROC main()rInitAll;WHILE TRUE DO
IF di1=1 THEN rMoveRoutine;rHome;ENDIF WaitTime 0.3;ENDWHILE ENDPROC
2、PROC rModPos()!示教目標(biāo)點(diǎn)程序
MoveL pPick,v10,fine,tGripperWObj:=WobjCNV;MoveL pPlaceBase,v10,fine,tGripperWObj:=WobjBuffer;MoveL pHome,v10,fine,tGripper;ENDPROC ENDMODULE
3、理解下面指令并畫出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。PROC Routine1()MoveL p10,v1000,fine,tool1WOBj:=wobj1;MoveC p30,p40,v1000,z1,tool1WOBj:=wobj1;ENDPROC
第三篇:《工業(yè)機(jī)器人》復(fù)習(xí)題
《工業(yè)機(jī)器人 》
一、填空題
1、按坐標(biāo)形式分類,機(jī)器人可分為、、球坐標(biāo)型 和 四種基本類型。
2、作為一個(gè)機(jī)器人,一般由三個(gè)部分組成,分別是、和。
3、機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)一般有、、、重復(fù)定位精度、、承載能力及最大速度等。
4、自由度是指機(jī)器人所具有的 的數(shù)目,不包括 的開合自由度。
5、機(jī)器人分辨率分為 和,統(tǒng)稱為。
6、重復(fù)定位精度是關(guān)于 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
7、根據(jù)真空產(chǎn)生的原理真空式吸盤可分為、和 等三種基本類型。
8、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的生成方式有、、和空間曲線運(yùn)動(dòng)。
9、機(jī)器人傳感器的主要性能指標(biāo)有、、、重復(fù)性、、分辨率、響應(yīng)時(shí)間和抗干擾能力等。
10、自由度是指機(jī)器人所具有的 的數(shù)目。
11、機(jī)器人的重復(fù)定位精度是指。
12、機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式主要有、和 三種。
13、機(jī)器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有 測速發(fā)電機(jī) 和 增量式碼盤。
14、機(jī)器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為 控制方式、控制方式和 控制方式。
15、按幾何結(jié)構(gòu)分劃分機(jī)器人分為: 串聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人。
二、單項(xiàng)選擇題(請?jiān)诿啃☆}的四個(gè)備選答案中,選出一個(gè)最佳答案。)
1、工作范圍是指機(jī)器人 或手腕中心所能到達(dá)的點(diǎn)的集合。A 機(jī)械手 B 手臂末端 C 手臂 D 行走部分。
2、機(jī)器人的精度主要依存于、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。A傳動(dòng)誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性
3、滾轉(zhuǎn)能實(shí)現(xiàn)360°無障礙旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),通常用 來標(biāo)記。A R B W C B
4、RRR型手腕是 自由度手腕。A 1 B 2
C 3
D 4
D L
5、真空吸盤要求工件表面、干燥清潔,同時(shí)氣密性好。A 粗糙 B 凸凹不平C平緩?fù)黄?D平整光滑
6、同步帶傳動(dòng)屬于 傳動(dòng),適合于在電動(dòng)機(jī)和高速比減速器之間使用。A 高慣性 B 低慣性 C 高速比 D 大轉(zhuǎn)矩
7、機(jī)器人外部傳感器不包括 傳感器。
A 力或力矩 B 接近覺 C 觸覺 D 位置
8、手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和 工件。A 固定 B 定位 C 釋放 D 觸摸。
9、機(jī)器人的精度主要依存于、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。A傳動(dòng)誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性
10、機(jī)器人的控制方式分為點(diǎn)位控制和。
A 點(diǎn)對點(diǎn)控制 B點(diǎn)到點(diǎn)控制 C 連續(xù)軌跡控制 D 任意位置控制
11、焊接機(jī)器人的焊接作業(yè)主要包括。
A 點(diǎn)焊和弧焊 B 間斷焊和連續(xù)焊 C平焊和豎焊 D氣體保護(hù)焊和氬弧焊
12、作業(yè)路徑通常用 坐標(biāo)系相對于工件坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)來描述。A 手爪 B 固定 C 運(yùn)動(dòng) D工具
13、諧波傳動(dòng)的缺點(diǎn)是。
A扭轉(zhuǎn)剛度低 B 傳動(dòng)側(cè)隙小 C慣量低 D 精度高
14、機(jī)器人三原則是由誰提出的。(D)
A 森政弘 B 約瑟夫·英格伯格 C 托莫維奇 D 阿西莫夫
15、當(dāng)代機(jī)器人大軍中最主要的機(jī)器人為:(A)
A 工業(yè)機(jī)器人 B 軍用機(jī)器人 C 服務(wù)機(jī)器人 D 特種機(jī)器人
16、手部的位姿是由哪兩部分變量構(gòu)成的?(B)A 位置與速度 B 姿態(tài)與位置 C 位置與運(yùn)行狀態(tài) D 姿態(tài)與速度
17、用于檢測物體接觸面之間相對運(yùn)動(dòng)大小和方向的傳感器是:C A接近覺傳感器 B接觸覺傳感器 C滑動(dòng)覺傳感器 D壓覺傳感器
18、示教-再現(xiàn)控制為一種在線編程方式,它的最大問題是:B A操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大 B占用生產(chǎn)時(shí)間 C操作人員安全問題 D容易產(chǎn)生廢品
19、下面哪個(gè)國家被稱為 “機(jī)器人王國”?C A 中國 B 英國 C 日本 D 美國
三、是非題(對劃“√”,錯(cuò)劃“×”)
1、示教編程用于示教-再現(xiàn)型機(jī)器人中。()
2、機(jī)器人軌跡泛指工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡,即運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的位移、速度和加速度。
3、關(guān)節(jié)型機(jī)器人主要由立柱、前臂和后臂組成。
4、到目前為止,機(jī)器人已發(fā)展到第四代。
()()()
5、磁力吸盤能夠吸住所有金屬材料制成的工件。
6、諧波減速機(jī)的名稱來源是因?yàn)閯傒嘄X圈上任一點(diǎn)的徑向位移呈近似于余弦波形的變化。N()
8、由電阻應(yīng)變片組成電橋可以構(gòu)成測量重量的傳感器。Y
9、激光測距儀可以進(jìn)行散裝物料重量的檢測。Y()
10、機(jī)械手亦可稱之為機(jī)器人。Y()
四、簡答題
1、機(jī)器人手腕有幾種?試述每種手腕結(jié)構(gòu)。答:機(jī)器人的手臂按結(jié)構(gòu)形式分可分為單臂式,雙臂式及懸掛式按手臂的運(yùn)動(dòng)形式區(qū)分,手臂有直線運(yùn)動(dòng)的。如手臂的伸縮,升降及橫向移動(dòng),有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動(dòng)有復(fù)合運(yùn)動(dòng)如直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。2直線運(yùn)動(dòng)的組合2回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的,常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸,齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),鏈輪傳動(dòng)和連桿機(jī)構(gòu)手臂俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),一般采用活塞油(氣)缸與連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)用來實(shí)現(xiàn)手臂復(fù)合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),多數(shù)用于動(dòng)作程度固定不變的專用機(jī)器人。
2、工業(yè)機(jī)器人控制方式有幾種? 工業(yè)機(jī)器人的控制方式多種多樣,根據(jù)作業(yè)任務(wù)的不同,主要分為點(diǎn)位控制方式、連續(xù)軌跡控制方式、力(力矩)控制方式和智能控制方式。答: 1)點(diǎn)位控制方式(PTP)
這種控制方式的特點(diǎn)是只控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點(diǎn)上的位姿。控制時(shí)只要求工業(yè)機(jī)器人快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)相鄰各點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng),而對達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡則不作任何規(guī)定。這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)是定位精度和運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。2)連續(xù)軌跡控制方式(CP)
這種控制方式的特點(diǎn)是連續(xù)的控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間的位姿,要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng),而且速度可控,軌跡光滑,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),以完成工作任務(wù)。3)力(力矩)控制方式
在完成裝配、抓放物體等工作時(shí),除要準(zhǔn)確定位外,還要求使用適度的力或力矩進(jìn)行工作,這時(shí)就要利用力(力矩)伺服方式。這種方式的控制原理與位置伺服控制原理基本相同,只不過輸入量和反饋量不是位置信號(hào),而是力(力矩)信號(hào),因此系統(tǒng)中必須有力(力矩)傳感器。有時(shí)也利用接近、滑動(dòng)等傳感功能進(jìn)行自適應(yīng)式控制。4)智能控制方式
機(jī)器人的智能控制時(shí)通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識(shí),并根據(jù)自身內(nèi)部的知識(shí)庫做出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù),使機(jī)器人具有了較強(qiáng)的適應(yīng)性及自學(xué)習(xí)功能。智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等人工智能的迅速發(fā)展。
4、機(jī)器人參數(shù)坐標(biāo)系有哪些?各參數(shù)坐標(biāo)系有何作用? 答:工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)坐標(biāo)型和平面關(guān)節(jié)型。1)直角坐標(biāo)/笛卡兒坐標(biāo)/臺(tái)架型(3P)
這種機(jī)器人由三個(gè)線性關(guān)節(jié)組成,這三個(gè)關(guān)節(jié)用來確定末端操作器的位置,通常還帶有附加道德旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機(jī)器人在X、Y、Z軸上的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的,運(yùn)動(dòng)方程可獨(dú)立處理,且方程是線性的,因此,很容易通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn);它可以兩端支撐,對于給定的結(jié)構(gòu)長度,剛性最大:它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化,容易達(dá)到高精度。但是,它的操作范圍小,手臂收縮的同時(shí)又向相反的方向伸出,即妨礙工作,且占地面積大,運(yùn)動(dòng)速度低,密封性不好。
2)圓柱坐標(biāo)型(R3P)
圓柱坐標(biāo)機(jī)器人由兩個(gè)滑動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置,再附加一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的姿態(tài)。這種機(jī)器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角,工作范圍可以擴(kuò)大,且計(jì)算簡單;直線部分可采用液壓驅(qū)動(dòng),可輸出較大的動(dòng)力;能夠伸入型腔式機(jī)器內(nèi)部。但是,它的手臂可以到達(dá)的空間受到限制,不能到達(dá)近立柱或近地面的空間;直線驅(qū)動(dòng)器部分難以密封、防塵;后臂工作時(shí),手臂后端會(huì)碰到工作范圍內(nèi)的其它物體。3)球坐標(biāo)型(2RP)
5、機(jī)器人手爪有哪些種類,各有什么特點(diǎn)? 答:(1)機(jī)械手爪:依靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來抓持工件;
(2)磁力吸盤:通過磁場吸力抓持鐵磁類工件,要求工件表面清潔、平整、干燥,以保證可靠地吸附,不適宜高溫條件;
(3)真空式吸盤:利用真空原理來抓持工件,要求工件表面平整光滑、干燥清潔,同時(shí)氣密性要好。
6、編碼器有哪兩種基本形式?各自特點(diǎn)是什么? 兩種基本形式:增量式、絕對式
增量式:用來測量角位置和直線位置的變化,但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中,都必須在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)進(jìn)行復(fù)位。
絕對式:每個(gè)位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合,這種確定組合有惟一的特征。通過這特征,在任意時(shí)刻都可以確定碼盤的精確位置。
7、工業(yè)機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)器有那些類型,并簡要說明其特點(diǎn)。
(1)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的能源簡單,速度變化范圍大,效率高,轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小,速度和位置精度都很高,但它們多與減速裝置相聯(lián),直接驅(qū)動(dòng)比較困難。
(2)液壓驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是功率大,可省去減速裝置而直接與被驅(qū)動(dòng)的桿件相連,結(jié)構(gòu)緊湊,剛度好,響應(yīng)快,伺服驅(qū)動(dòng)具有較高的精度。但需要增設(shè)液壓源,易產(chǎn)生液體泄漏,不適合高、低溫及有潔凈要求的場合。故液壓驅(qū)動(dòng)器目前多用于特大功率的操作機(jī)器人系統(tǒng)或機(jī)器人化工程機(jī)械。
(3)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡單,清潔,動(dòng)作靈敏,具有緩沖作用。但也需要增設(shè)氣壓源,且與液壓驅(qū)動(dòng)器相比,功率較小,剛度差,噪音大,速度不易控制,所以多用于精度不高、但有潔凈、防爆等要求的點(diǎn)位控制機(jī)器人。
8、常用的工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)有那些?
齒輪傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng),滾珠絲桿出傳動(dòng),同步齒形帶傳動(dòng),鏈傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)
9、在機(jī)器人系統(tǒng)中為什么往往需要一個(gè)傳動(dòng)(減速)系統(tǒng)?
因?yàn)楝F(xiàn)在的電機(jī)一般速度較高,力矩較小,需要通過傳動(dòng)系統(tǒng)降低轉(zhuǎn)速、提高力矩。
10、機(jī)器人上常用的距離與接近覺傳感器有哪些?。超聲波,激光、紅外,霍爾傳感器
11、按機(jī)器人的用途分類,可以將機(jī)器人分為哪幾大類?試簡述之。1)工業(yè)機(jī)器人或產(chǎn)業(yè)機(jī)器人 應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,主要用在制造業(yè),進(jìn)行焊接、噴漆、裝配、搬運(yùn)、檢驗(yàn)、農(nóng)產(chǎn)品的加工等產(chǎn)業(yè)。
2)探索機(jī)器人 用于進(jìn)行太空和海洋探索,也可用于地面和地下探索。3)服務(wù)機(jī)器人 一種半自主或全自主的機(jī)器人,其所從事的服務(wù)工作可使人類生存的更好,使制造業(yè)以外的設(shè)備工作的更好。
4)軍用機(jī)器人 用于軍事目的,或進(jìn)攻性的,或防御性的。
12、什么是示教再現(xiàn)式機(jī)器人?
答:先由人驅(qū)動(dòng)操作機(jī),再以示教動(dòng)作作業(yè),將示教作業(yè)程序、位置及其他信息存儲(chǔ)起來,然后讓機(jī)器人重現(xiàn)這些動(dòng)作。
13、編碼器有哪兩種基本形式?各自特點(diǎn)是什么? 兩種基本形式:增量式、絕對式
增量式:用來測量角位置和直線位置的變化,但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中,都必須在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)進(jìn)行復(fù)位。
絕對式:每個(gè)位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合,這種確定組合有惟一的特征。通過這特征,在任意時(shí)刻都可以確定碼盤的精確位置。
14、根據(jù)機(jī)器人作業(yè)水平的高低,機(jī)器人語言通常分為哪幾類?
答:機(jī)器人編程語言可分為:(1)動(dòng)作級:以機(jī)器人末端執(zhí)行器的動(dòng)作為中心來描述各種操作,要在
程序中說明每個(gè)動(dòng)作。(2)對象級:允許較粗略地描述操作對象的動(dòng)作、操作對象之間的關(guān)系等,特別適用于組裝作業(yè)。(3)任務(wù)級:只要直接指定操作內(nèi)容就可以了,為此,機(jī)器人必須一邊思考一邊工作。
15、工業(yè)機(jī)器人主要有哪些編程方式?試簡述之。
16、機(jī)器人機(jī)械夾持式手按手爪的運(yùn)動(dòng)方式分為哪兩種?各有何典型機(jī)構(gòu)? 答:按手爪的運(yùn)動(dòng)方式分為回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型可分兩類:它分為直線式和圓弧式兩種。典型機(jī)構(gòu):a齒輪齒條式b螺母絲杠式c凸輪式d平行連桿式.回轉(zhuǎn)型典型:a楔塊杠桿式b滑槽杠桿式c連桿杠桿式d齒輪齒條式e自重杠桿式
17、機(jī)器人吸附式手分為哪兩種?各有何特點(diǎn)?
答:根據(jù)吸附力的產(chǎn)生方法不同,將其分為:氣吸式,磁吸式(1)氣吸式:氣吸式手是利用吸盤內(nèi)的壓力與外界大氣壓之間形成的壓力差來工作的,根據(jù)壓力差形成的原理不同,可分為:a擠壓排氣式b氣流負(fù)壓式c真空抽氣式(2)磁吸式:磁吸式手是利用磁場產(chǎn)生的磁吸力來抓取工件的,因此只能對鐵磁性工件起作用(鋼、鐵等材料在溫度超過723℃時(shí)就會(huì)失去磁性),另外,對不允許有剩磁的工件要禁止使用,所以磁吸式手的使用有一定的局限性。根據(jù)磁場產(chǎn)生的方法不同,磁吸式手可分為:a永磁式b勵(lì)磁式
18、機(jī)器人電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器有哪幾種?
答:電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器是利用電能來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器,常見主要有:步進(jìn)電機(jī)(stepping motor)、直流(DC)伺服電機(jī)、交流(AC)伺服電機(jī)、直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)
19、機(jī)器人軌跡控制的兩種方式是什么? 答:如果要求機(jī)器人沿著一定的目標(biāo)軌跡運(yùn)動(dòng)則是軌跡控制。對于工業(yè)生產(chǎn)線上的機(jī)械臂,軌跡控制常用示教再現(xiàn)方式。示教再現(xiàn)分兩種:點(diǎn)位控制(PTP),用于點(diǎn)焊、更換刀具等情況;連續(xù)路徑控制(CP),用于弧焊、噴漆等作業(yè)。如果機(jī)器人本身能夠主動(dòng)地決定運(yùn)動(dòng),那么可經(jīng)常使用路徑規(guī)劃加在線路徑跟蹤方式進(jìn)行控制。
五、按照下圖中給定的運(yùn)動(dòng)軌跡,編寫一段符合要求的運(yùn)動(dòng)控制指令。
六、請解讀下列程序,并寫出注釋。
1、主程序 PROC main()rInitAll;WHILE TRUE DO
IF di1=1 THEN rMoveRoutine;rHome;ENDIF WaitTime 0.3;ENDWHILE ENDPROC
2、PROC rModPos()!示教目標(biāo)點(diǎn)程序
MoveL pPick,v10,fine,tGripperWObj:=WobjCNV;MoveL pPlaceBase,v10,fine,tGripperWObj:=WobjBuffer;MoveL pHome,v10,fine,tGripper;ENDPROC ENDMODULE
3、理解下面指令并畫出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。PROC Routine1()MoveL p10,v1000,fine,tool1WOBj:=wobj1;MoveC p30,p40,v1000,z1,tool1WOBj:=wobj1;ENDPROC
第四篇:工業(yè)機(jī)器人學(xué)習(xí)心得
金石興機(jī)器人學(xué)院
工業(yè)機(jī)器人學(xué)習(xí)心得
我大學(xué)學(xué)習(xí)的是電氣自動(dòng)化,畢業(yè)之后找不到合心意的工作,要么是需要有經(jīng)驗(yàn)的,要么是在公司做那種普工,在公司又沒有機(jī)會(huì)接觸到技術(shù)含量的工作,后來綜合考慮了一下就打算到武漢學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)。
當(dāng)初也是在網(wǎng)上隨便找找看有沒有哪家比較靠譜的,因?yàn)楝F(xiàn)在類似的機(jī)構(gòu)還是挺多的,不知道是真是假,我基本上都聯(lián)系過,每一家說的話大同小異,把我都繞暈了。后來我看到武漢有一家還挺不錯(cuò),就跟客服聊了下,也給了他們聯(lián)系方式,不過他們從來沒有亂打電話打擾我的生活和工作,這讓我對他們的初步印象還是不錯(cuò)的。后期就一直跟那邊的專業(yè)課老師咨詢,對我的問題每次都很耐心的解答。
他們邀請我過去武漢的實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行參觀,我想著過去看看也是對他們那邊的情況有個(gè)進(jìn)一步的了解,萬一覺得不好的話免得自己上當(dāng),然后就去了。那里的接待老師很實(shí)在,參觀講解的時(shí)候都是實(shí)事求是的。在那邊參觀的時(shí)候,我其實(shí)就決定要進(jìn)行這個(gè)工業(yè)機(jī)器人培訓(xùn)了。等我回家跟家里人商量了一番,家人也覺得現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)發(fā)展的很好,都很支持我來學(xué)習(xí)這個(gè)。
上課期間,講課的時(shí)候老師講的不快,有基礎(chǔ)的同學(xué)不要對自己放松,一定要按照老師說的做,不要以為自己學(xué)過就對自己放松,不要高估自己,有時(shí)候就是有基礎(chǔ)的太高估自己所以就學(xué)不好。所以,不管是對于有基礎(chǔ)跟沒基礎(chǔ)的,我們都要按照老師說的去學(xué)習(xí)。否則,基礎(chǔ)打不好,后面的課程學(xué)起來就會(huì)很困難。如果基礎(chǔ)不好,遇到不
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會(huì)的不懂的就去問老師、學(xué)習(xí)好的同學(xué),千萬不要覺得不好意思,學(xué)習(xí)態(tài)度很重要。我們?nèi)ソ鹗d培訓(xùn)都是帶著理想去的,所以一定不要做讓自己后悔的事情。
學(xué)習(xí)要找對方法。我們在沒培訓(xùn)之前可能沒有接觸過這些,不知道怎么去做,該怎么做。所以在學(xué)習(xí)過程中要認(rèn)真聽講,勤做筆記,如果不會(huì)也要抄下來,一遍抄不會(huì)就多抄幾遍。當(dāng)時(shí)我們班有個(gè)0基礎(chǔ)的同學(xué),跟上課程有點(diǎn)吃力,他就用手機(jī)把老師講的錄音下來,晚自習(xí)或者課下的時(shí)候就一遍一遍聽錄音補(bǔ)課,有不懂得就立馬去找老師解答,后來他考核的結(jié)果還挺不錯(cuò)的。另外自信心很重要,如果問題弄不明白,可能會(huì)對自己沒有信心,對以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生負(fù)面的影響。像我,做第一個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候,雖然老師在做的時(shí)候講的很仔細(xì),自己聽的也很明白。但是,如果讓自己不看老師的代碼自己寫的話,就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多自己不懂的問題。然后我就想為什么自己不懂,為什么老師會(huì)這么寫。慢慢的對這個(gè)項(xiàng)目就熟悉起來。對自己也有很到的信心。
在這里學(xué)習(xí),我們每天早上還有每日一講,每一天上課前,都會(huì)有同學(xué)對自己的經(jīng)歷或者心得體會(huì)或者是行業(yè)認(rèn)識(shí)做個(gè)分享。我覺得這樣的模式非常的好,大家都是來自不同地方的人,也有不同的生活工作經(jīng)歷,分享出來可以從中明白一些道理,而且通過這種每日一講,讓我的表達(dá)能力得到了提高,這為我后面的面試有很大的幫助。
在平時(shí)學(xué)習(xí)中,我們的班主任密切關(guān)注我們的狀況,學(xué)習(xí)中遇到瓶頸感到沮喪時(shí),班主任會(huì)及時(shí)跟我們談心鼓勵(lì)我們,經(jīng)常問我們學(xué)的怎么樣,能不能跟的上,有哪些覺得困難的·····學(xué)習(xí)的進(jìn)度
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會(huì)根據(jù)我們的情況有所調(diào)整,所以我和同學(xué)們都能跟得上。
到這里學(xué)習(xí)的人都是有強(qiáng)烈目的的,所以大家都很用功,每天晚自習(xí)到晚上9點(diǎn)半,曾經(jīng)在大學(xué)時(shí)不怎么上課的我,在這種學(xué)習(xí)氛圍的影響下,一刻都不敢松懈。我知道工業(yè)機(jī)器人是個(gè)新興的行業(yè),在未來會(huì)發(fā)展的越來越好,在這個(gè)行業(yè)做個(gè)兩三年,工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的薪資絕對是不低的,之前沒畢業(yè)的時(shí)候老師經(jīng)常拿一個(gè)學(xué)長給我們做榜樣,現(xiàn)在據(jù)說每月過萬了。可惜我大學(xué)時(shí)貪玩不曾好好努力,現(xiàn)在到這里就必須要好好學(xué)習(xí)。我想法簡單,學(xué)好一點(diǎn),學(xué)完之后就可以推薦到好點(diǎn)的單位,之后努力賺錢,不讓父母覺得我不爭氣。
我選擇了工業(yè)機(jī)器人行業(yè)就不會(huì)后悔,這是一個(gè)有發(fā)展,有錢途的行業(yè),我也會(huì)在這個(gè)行業(yè)不斷努力,為自己的美好未來奮斗。同時(shí)也希望我的這些心得能對將要從事這個(gè)行業(yè)的人有所幫助,愿大家都能過上自己想要的生活!
第五篇:工業(yè)機(jī)器人論文
走進(jìn)科技論文
0903030409
顏衛(wèi)勤
工業(yè)機(jī)器人論文
在科技界,科學(xué)家會(huì)給每一個(gè)科技術(shù)語一個(gè)明確的定義,但機(jī)器人問世已有幾十年,機(jī)器人的定義仍然仁者見仁,智者見智,沒有一個(gè)統(tǒng)一的意見。原因之一是機(jī)器人還在發(fā)展,新的機(jī)型,新的功能不斷涌現(xiàn)。根本原因主要是因?yàn)闄C(jī)器人涉及到了人的概念,成為一個(gè)難以回答的哲學(xué)問題。就像機(jī)器人一詞最早誕生于科幻小說之中一樣,人們對機(jī)器人充滿了幻想。也許正是由于機(jī)器人定義的模糊,才給了人們充分的想象和創(chuàng)造空間。其實(shí)并不是人們不想給機(jī)器人一個(gè)完整的定義,自機(jī)器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機(jī)器人。但隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時(shí)代的到來,機(jī)器人所涵蓋的內(nèi)容越來越豐富,機(jī)器人的定義也不斷充實(shí)和創(chuàng)新。
在此,我僅根據(jù)自己的所學(xué)及課本給出的定義概述一下有關(guān)機(jī)器人的定義。機(jī)器人(Robot)是1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅薩姆的機(jī)器人萬能公司》的劇本中,塑造的一個(gè)具有人的外表、特征和功能,愿意為人服務(wù)的機(jī)器奴仆“Robota”一詞衍生出來的。根據(jù)這個(gè)定義,我們可以這樣說:機(jī)器人是一個(gè)在三維空間中具有多自由度的,并能實(shí)現(xiàn)諸多擬人動(dòng)作和功能的機(jī)器;而工業(yè)機(jī)器人(Industrial Robot)則是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)器人。
而美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)(U.S.RIA)提出的工業(yè)機(jī)器人定義為機(jī)器人是“一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)S醚b置的,通過可編程序動(dòng)作來執(zhí)行種種任務(wù)的,并具有編程能力的多功能機(jī)械手(manipulator)或者通過不同程序的調(diào)用來完成各種工作任務(wù)的特種裝置”。日本機(jī)器人協(xié)會(huì)(JIRA)的定義則是:工業(yè)機(jī)器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器(end effector)的,能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并通過自動(dòng)完成各種移動(dòng)來代替人類勞動(dòng)的通用機(jī)器”。可見美國機(jī)器人協(xié)會(huì)和日本機(jī)器人協(xié)會(huì)給出了相類似的定義。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的定義:“機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手,這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸,能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置,以執(zhí)行種種任務(wù)”。而我國科學(xué)家對機(jī)器人的定義是:“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器,所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力,是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。在我國,在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的機(jī)器人我們稱為工業(yè)機(jī)器人。通常人們對工業(yè)機(jī)器人的定義是:工業(yè)機(jī)器人是一種能模擬人的手、臂的部分動(dòng)作, 按照預(yù)定的程序、軌跡及其它要求, 實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操作工具的自動(dòng)化裝置。
工業(yè)機(jī)器人的最顯著的特點(diǎn)簡單概述為可編程、擬人化、通用性、機(jī)電一體化。
工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括臂部、腕部和手部,有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3~6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度,其中腕部通常有1~3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作;控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào),并進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng);圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作;球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮;關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。
工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)能,又可分點(diǎn)位型和連續(xù)軌跡型。點(diǎn)位型只控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位,適用于機(jī)床上下料、點(diǎn)焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè);連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動(dòng),適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計(jì)算機(jī)上已編好的作業(yè)程序文件,通過RS232串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到機(jī)器人控制柜。
示教輸入型的示教方法有兩種:一種是由操作者用手動(dòng)控制器(示教操縱盒),將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍;另一種是由操作者直接領(lǐng)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍。在示教過程的同時(shí),工作程序的信息即自動(dòng)存入程序存儲(chǔ)器中在機(jī)器人自動(dòng)工作時(shí),控制系統(tǒng)從程序存儲(chǔ)器中檢出相應(yīng)信息,將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),使執(zhí)行機(jī)構(gòu)再現(xiàn)示教的各種動(dòng)作。示教輸入程序的工業(yè)機(jī)器人稱為示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人。
具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業(yè)機(jī)器人,能在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作;如具有識(shí)別功能或更進(jìn)一步增加自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能,即成為智能型工業(yè)機(jī)器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應(yīng)環(huán)境,并自動(dòng)完成更為復(fù)雜的工作。
清潔機(jī)器人的涵蓋范圍廣泛,依照IFR World Robotic的分類,可分為產(chǎn)業(yè)型與家用型兩大類,在產(chǎn)業(yè)型方面例如地板清潔(吸塵與洗地)、風(fēng)管空調(diào)系統(tǒng)清潔、除草、大樓窗戶清洗、水箱清潔等。目前為止應(yīng)用最成功的仍屬地板清潔型機(jī)器人,包括機(jī)場、大賣場、工廠、飯店大廳等大范圍面積的場所,原因在于地板屬于2-D幾何平面,技術(shù)相對較為單純。而家用型的地板清潔機(jī)器人(吸塵器)在近年來則快速竄起,成為市場主流產(chǎn)品,根據(jù)IFR World Robotics 2005的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,服務(wù)型機(jī)器人中,清潔機(jī)器人仍是主要應(yīng)用。其中家用清潔機(jī)器人更占整體服務(wù)型機(jī)器人的95%以上,其中2005-2008年更可高達(dá)447萬臺(tái)。
家用型清潔機(jī)器人受到熱烈歡迎的主要原因在于已開發(fā)與開發(fā)中國家多以雙薪家庭為主,并逐漸走向少子化與高齡化的趨勢,在家庭人口結(jié)構(gòu)變少的情況下,清潔工作的替代便成為新興市場發(fā)展的重要需求,遂使的清潔機(jī)器人成為各國爭相投入的技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)。
隨著自動(dòng)化技術(shù)與人工智能的快速發(fā)展,機(jī)器人在人類的環(huán)境中扮演越來越重要的腳色。傳統(tǒng)上機(jī)器人的應(yīng)用層面多集中于工業(yè)化的生產(chǎn)系統(tǒng)與制造流程上,專門應(yīng)付長時(shí)間作業(yè)、大量重復(fù)性動(dòng)作、系統(tǒng)復(fù)雜且需要精密控制、高危險(xiǎn)性等工作上。而近年來的演進(jìn)則漸漸朝向服務(wù)型機(jī)器人的方向快速蓬勃發(fā)展。那么在我們身邊有什么樣的機(jī)器人呢? 生活中常見的工業(yè)機(jī)器人有如下幾種:
點(diǎn)焊機(jī)器人,這主要是針對汽車生產(chǎn)線,提高生產(chǎn)效率,提高汽車焊接的質(zhì)量,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度的一種機(jī)器人。它的特點(diǎn)是通過機(jī)器人對兩個(gè)鋼板進(jìn)行點(diǎn)焊的時(shí)候,需要承載一個(gè)很大的焊鉗,一般在幾十公斤以上,那么它的速度要求在每秒鐘一米五到兩米這樣的高速運(yùn)動(dòng),所以它一般來說有五到六個(gè)自由度,負(fù)載三十到一百二十公斤,工作的空間很大,大概有兩米,這樣一個(gè)球形的工作空間,運(yùn)動(dòng)速度也很高,那么自由度的概念,就是說,是相對獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的部件的個(gè)數(shù),就相當(dāng)于我們?nèi)梭w,腰是一個(gè)回轉(zhuǎn)的自由度,我們大臂可以抬起來,小臂可以彎曲,那么這就三個(gè)自由度,同時(shí)腕部還有一個(gè)調(diào)整姿態(tài)來使用的三個(gè)自由度,所以一般的機(jī)器人有六個(gè)自由度,就能把空間的三個(gè)位置,三個(gè)姿態(tài),機(jī)器人完全實(shí)現(xiàn),當(dāng)然也有小于六個(gè)自由度的,也有多于六個(gè)自由度的機(jī)器人,只是在不同的需要場合來配置。
弧焊機(jī)器人也是工業(yè)機(jī)器人中一個(gè)最重要的方面,像我們汽車的后橋,進(jìn)行焊接的時(shí)候,它連續(xù)焊接,所以它的特點(diǎn)是連續(xù)軌跡控制,所以它要求的軌跡精度要求非常高,一般來說也是五到六個(gè)自由度,由于它焊槍比較小,所以在五到十公斤就可以了,這個(gè)方面是在國際和國內(nèi)應(yīng)用非常大的一類機(jī)器人,在另一方面像搬運(yùn)和鉚接,這些工作場合下,像搬運(yùn),主要是要求機(jī)器人有很高的速度,承載能力很多、很強(qiáng),像日本的大庫機(jī)器人,它可以承載三百公斤,抓取、來進(jìn)行搬運(yùn)和碼垛。
醫(yī)療機(jī)器人,是近五年來發(fā)展比較迅速的一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域,那么這個(gè)也可以看到幾個(gè)方面,包括人是一個(gè)非常珍貴的生物,那么包括人的眼球、神經(jīng)、血管都很精細(xì),那么如果人手術(shù)的時(shí)候,醫(yī)生來手術(shù),一個(gè)是疲勞,另一個(gè)人手操作的精度還是有限的,那么這是在德國,一些大學(xué)里面,面向人的脊椎,如腰間盤突出這種病,進(jìn)行識(shí)別以后,能夠自動(dòng)地用機(jī)器人來輔助進(jìn)行定位,進(jìn)行操作和手術(shù)。還有一類叫康復(fù)機(jī)器人,康復(fù)機(jī)器人像比方說,現(xiàn)在發(fā)病量比較大的是偏癱和半身不遂這種病患,當(dāng)他恢復(fù)治療完以后,需要對他的肢體進(jìn)行鍛煉和恢復(fù),那么如果醫(yī)生是有限的,不可能一個(gè)醫(yī)生,天天給一個(gè)病人進(jìn)行按摩或牽引這樣的工作,那么家庭的人員都上班,沒有時(shí)間照顧,那么用一個(gè)機(jī)器人,可以對他的手進(jìn)行牽動(dòng),天天強(qiáng)迫他進(jìn)行鍛煉,使人的肌肉的恢復(fù)達(dá)到最好,更為精細(xì)的工作像很多大學(xué)和一些醫(yī)院在開發(fā)像人的腦手術(shù),這個(gè)是很危險(xiǎn)的事情,但是,已經(jīng)得到了很好的例證,包括北航開發(fā)出了對人腦的定位和鉆孔這樣的工作,還包括像美國已經(jīng)有一千多例機(jī)器人對人眼球進(jìn)行手術(shù),這樣的機(jī)器人,還包括通過遙控操作的辦法,實(shí)現(xiàn)對人的胃腸這種手術(shù),大家在電視里邊看到,一個(gè)機(jī)械手,大概有手指這樣粗細(xì)的一個(gè)機(jī)械手,通過插入腹臟以后,人在屏幕上操作這個(gè)機(jī)器手,同時(shí)對它用激光的方法對病灶進(jìn)行激光的治療,這樣的話,人就不用很大幅度地破壞人的身體,這實(shí)際對人的一種解放,是非常好一種機(jī)器人,醫(yī)療機(jī)器人它也很復(fù)雜,一方面它完全自動(dòng)去完成各種工作,是有困難的,一般來說都是人來參與,這是美國開發(fā)的一個(gè)林白手術(shù)這樣一個(gè)例子,人通過在屏幕上,通過一個(gè)遙控操作手來控制另一個(gè)機(jī)械手,實(shí)現(xiàn)通過對人的腹腔進(jìn)行手術(shù),前幾年我們國家展覽會(huì)上,美國已經(jīng)成功的實(shí)現(xiàn)了對人的心臟瓣膜的手術(shù)和搭橋手術(shù),這已經(jīng)在機(jī)器人領(lǐng)域中,引起了很大的轟動(dòng),還包括,AESOP的這種外科手術(shù)機(jī)器人,它實(shí)際上通過一些儀器能夠?qū)θ说囊恍┎∽冞M(jìn)行檢查,通過一個(gè)機(jī)械手就能夠?qū)崿F(xiàn)對人的某些部位進(jìn)行手術(shù),還包括遙操作機(jī)械手,以及多個(gè)醫(yī)生可以在機(jī)器人共同參與下進(jìn)行手術(shù),包括機(jī)器人給大夫醫(yī)生拿鉗子、鑷子或刀子來代替護(hù)士的工作,同時(shí)把照明能夠自動(dòng)的給醫(yī)生的動(dòng)作聯(lián)系起來,醫(yī)生的手到哪兒,照明就去哪兒,這樣非常好的,一個(gè)醫(yī)生的助手。
由此可見,工業(yè)機(jī)器人是人類的得力助手,隨著社會(huì)的發(fā)展,大量的工業(yè)機(jī)器人把人們從繁重的體力和危險(xiǎn)的環(huán)境中解放出來,使人們有更好的崗位去工作,去創(chuàng)造更好的精神財(cái)富和文化財(cái)富,機(jī)器人來做這些危險(xiǎn)環(huán)境的工作,展望21世紀(jì)工業(yè)機(jī)器人將是一個(gè)與20世紀(jì)計(jì)算機(jī)的普及一樣,會(huì)深入地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,有人說在21世紀(jì)的前20年是機(jī)器人從制造業(yè)走向非制造業(yè)的發(fā)展一個(gè)重要時(shí)期,也是智能機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期,目前國際上很多國家,也對機(jī)器人對人類社會(huì)的影響的估計(jì)提出了新的認(rèn)識(shí),同時(shí),我們也可以看到機(jī)器人技術(shù),涉及到多個(gè)學(xué)科,機(jī)械、電工、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)測量、人工智能、傳感技術(shù)等等,它是一個(gè)國家高技術(shù)實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。所以,作為當(dāng)代大學(xué)生,作為一名機(jī)械專業(yè)的學(xué)生,我們的使命任重而道遠(yuǎn)。