工业机器人末端执行器的分类 与应用
任务一
项目二 工业机器人末端执行 器的分类与应用
搬运机器人末端执行器应用
导入
搬运机器人末端执行器的特点是什么？ 搬运机器人末端执行器由哪些部分组成？
目录
学习目标
知识准备
任务实施
主题讨论
学习目标
学习目标
知识目标
1 掌握搬运机器人末端执行器的工作原理 2 掌握搬运机器人末端执行器的结构
任务实施
1.搬运工作站的组成（视频案例）
——搬运装箱展示工作站
1）FANUC Robot M-3iA/6S机器人： 将传送带上杂乱排放的物料进行整理排
列，并码放到物料盒中。 2）上料装置 ：
将料仓中的物料排放到传送带上，可以 杂乱排放。 3）传送带：
将杂乱排放的物料输送到机器人下方的 工作区域中。 4）机器人控制柜：
任务实施
6.观察并分析整列过程（视频案例）
（4）抓取第二个物体
（2）抓取第一个物体
手爪下行，通过吸盘吸附第二个物体；
手爪下行，通过吸盘吸附第一个物体；
（5）以此类推。
（3）手爪对准第二个物体
通过上述过程，3个物体抓取之后的排列方向
手爪升起，使第二组吸盘到达下一个物体的正上方， 均与手爪方向一致，即达到整齐抓取的目的。上
上图中有两个绿框： 绿色内框就是抓取到的零件特征，是该零
件的矩形外轮廓，而零件其它特征均被隐去， 系统不识别。
绿色外框是指示零件所处区域，不是零件 特征。
任务实施
3. iＲVision-2D（2D视觉功能）
3）计算偏移量： 计算目标产品位置（任意位置）与事先设定
的产品基准位置之间的偏移量（offset量）； 4）视觉编程：
任务实施
5.末端执行器的结构（视频案例）
FANUC Robot M-3iA/6S采用复合手爪， 一次抓取3个产品，大大提高了抓取效率；
观察视频，分析复合手爪的结构。
安装法兰通过螺栓与机器人末端连接， 吸盘安装板通过4个连接柱与安装法兰连接。 吸盘是安装在吸盘安装板上的。
任务实施
5.末端执行器的结构（视频案例）
——吸盘及真空管路布置图
在吸盘安装板上， 吸盘分为3组，每组4个 吸盘，连接到同一根真 空接入管路上。
因此，同一组4个吸 盘同时产生吸力，吸附 一个零件。
三路真空分别由三 个回路独立控制，分别 对三个零件进行抓取。 将这三个回路的控制信 号以指令形式镶嵌在机 器人程序中，就可以在 吸盘运动到位后，由程 序自动控制该组吸盘的 真空管路接通。
通过动态分拣技术，可以使传送带 始终处于运行状态，不需要为了抓取零 件而停止传送带运行，这对提高生产效 率有十分重要的意义。
比如在大批量、小零件的生产中， 传送带运行速度快，零件摆放密集，要 求机器人以极快的速度进行抓取，在这 类企业中大量采用动态分拣功能技术。
在右图中，由于产品数量大，一套 动态分拣系统同时控制3个机器人进行分 拣，才能达到任务要求。
件的矩形外轮廓，而零件其它特征均被隐去， 系统不识别。
绿色外框是指示零件所处区域，不是零件 特征。
任务实施
4.Visual tracking（动态分拣功能）
使用该技术，通过编码器测量传送 带的运行速度，传送给机器人，机器人 就可以在其工作区域内与传送带同步运 行，即与传送带上的零件相对静止，从 而实现对动态零件的分拣。
学习重点
典型搬运机器人末端执行器的结构及各 组成部分的作用
知识准备
1.并联机器人基础知识：
并联机器人又称“蜘蛛机器 人”或“拳头机器人”。
一般并联机器人为4自由度 （右图），其中前三个自由度， 即1、2、3轴实现机器人在X、Y、 Z方向的平动，用来调整手爪的 位置及高度。第4轴实现绕Z轴的 旋转，用来调整抓具在水平面中 的摆放角度。
任务实施
3. iＲVision-2D（2D视觉功能）
视觉技术工作原理 1）设定特征：
首先取一个产品样件，将其图像存入机器人 控制器，然后指定产品的典型特征，将产品不需 要的特征隐去。 2）目标捕捉：
通过相机拍摄传送带上运行的零件，机器人 会将这些图片与前面设定好的样件特征对照，如 果特征吻合率达到规定的阈值，则认为捕捉到了 目标；
2） 了解机器人坐标系 机器人的运动以全局坐标系（WORD）
为基准，如图。 X方向是从机器人出来，指向机器人的
正前方；Y方向是我们面对机器人，我们的 右手方向；Z方向垂直向上。三个方向符合 右手螺旋定则。
三个旋转方向如下： X旋转、Y旋转、Z旋转，均按照右手螺 旋定则，大拇指指向该轴的正方向，四个手 指方向就是绕该轴旋转的正方向。
多轴XYZ控制平台示意图
知识准备
工作流程
1.掌握搬运工作站的组成及各部分作用； 2.掌握FANUC并联机器人的关节位置及运动方式，
全局坐标系的定义； 3.了解 iＲVision-2D（2D视觉功能）的原理； 4.了解Visual tracking（动态分拣功能）的原理； 5.掌握末端执行器的结构 6.观察并分析整列过程；
并联机器人也可以是6自由 度的（左图），也就是在第4轴 的基础上，增加5、6轴，可以实 现抓手更多的姿态变化
知识准备
2.FANUC iA系列并联机器人简介
包括M-1iA、M-2iA、 M-3iA三个型号，最大负重、 动作范围都依次增大。
可根据生产的实际需要， 按照右表中参数选择机器人 型号。
注意，最大负重是产品 重量和机器人末端执行器两 者的重量之和。
任务实施
6.观察并分析整列过程（视频案例）
1）整列的目的： 必须先将无序排列的物体（如图a）
按照整齐排列的方式进行抓取（如图 b），然后才能整齐地码放于物料盒中。
2）整列过程的动作分解： （1）手爪对准第一个物体
手爪的第一组吸盘到达第一个物体上方， 并与传送带同步向前移动，同时通过转动第4 轴，使手爪方向与第一个物体摆放角度一致；
转动第4轴，调整手爪方向与第二个物体摆放角度一致； 面所说的“手爪方向”指的是吸盘安装板的方向。
任务实施
请观看微课视频：“搬运机器人末端执行器应用”
主题讨论
讨论问题
并联机器人有哪些主要参数指标？ 机器人的全局坐标系是怎样定义的？ 视频案例中，末端执行器有哪些零
件组成？ 动态分拣系统的作用是什么？
将此偏移量附在机器人运动程序中，这样机 器人就会准确识别到任意摆放的目标物体的位置。
通过视觉技术，在产品杂乱摆放的情况下， 机器人能够准确识别其位置和摆放角度，不需要 对零件进行准确定位，大大减少了对生产线工艺 装配的要求，从而有效降低了抓取到的零件特征，是该零
小结
通过对搬运工作站组成、并联机器人、末端执行器 的学习，使我们了解了机器人末端执行器的基本组 成和工作原理，为今后学习其它机器人工作站及机 器人执行器奠定了基础。
谢谢观看
机器人的控制系统、伺服驱动系统等。 5）机器人示教器：
控制机器人工作及编程的操作终端。 6）视觉显示屏
实时显示目前机器人视觉系统捕获的零 件图像。
任务实施
2.FANUC Robot M-3iA/6S机器人
1）分析运动关节 FANUC Robot M-3iA/6S并联机器人，
拥有4个运动关节。如图，结合视频，观察4 个运动关节的位置。