『壹』 建立工業機器人工具數據的主要步驟
創建機器人工具數據tooldata主要步驟
工具數據tooldata用於描述安裝在機器人第六軸上的工具的TCP、質量、重心等參數數據,在編程後執行程序時,就是將工具的中心店TCP移動到程序指定位置,所以如果更改工具以及工具坐標系,機器人的移動也會隨之改變,以便新的TCP能夠到達目標。
『貳』 假如工業機器人對面有兩個工作台,那怎麼識別誰是A台,誰是B台
工業機器人對面有兩個工作台,通過識別工作台的方式有以下幾種:
其一,工業機器人系統位置坐標定位:通過工業機器人工件坐標系可以定義出兩個工作台的位置坐標,這個需要用戶手動輸入A和B工作台的位置,或者有可以通過示教定位A與B的位置坐標,這樣就很直接地可以分辨出哪是A工作台,哪是B工作台。
其二,工業機器人位置感測器坐標定位:要讓工業機器人識別出A工作台或B工作台,那麼可以在工作台上安裝相應的位置感測器,那麼工業機器人末端運動哪個工作台了,只需要通過位置感測器進行相應的識別,這樣就很間接地可以分辨出哪是A工作台,哪是B工作台。
其三,工業機器人視覺系統坐標定位:目前來說,工業機器人的視覺系統有著非常重要地位,因為有了工業機器人視覺之後,機器人就可以變得更加智能,就像我們人的雙眼一樣,這樣就可以分辨出任何的東西,那麼對於哪是A工作台,哪是B工作台這樣簡單的問題,視覺系統可以很輕松識別。
『叄』 機器人的知識
20世紀的偉大發明
隨著2001年新年鍾聲的敲響,人們邁著堅實的步伐跨進了21世紀。站在世紀之交的門檻,回顧過去,展望未來,我們心潮澎湃、思緒萬千……
20世紀,人類取得了輝煌的成就,從量子理論、相對論的創立,原子能的應用,脫氧核糖核酸雙螺旋結構的發現,到信息技術的騰飛,人類基因組工作草圖的繪就,世界科技發生了深刻的變革。信息技術、生物技術、新材料技術、先進製造技術、海洋技術、航空航天技術等都取得了重大突破,極大地提高了社會生產力。
機器人技術作為20世紀人類最偉大的發明之一,自60年代初問世以來,經歷40年的發展已取得長足的進步。工業機器人在經歷了誕生——成長——成熟期後,已成為製造業中不可少的核心裝備,世界上有約75萬台工業機器人正與工人朋友並肩戰斗在各條戰線上。特種機器人作為機器人家族的後起之秀,由於其用途廣泛而大有後來居上之勢,仿人形機器人、農業機器人、服務機器人、水下機器人、醫療機器人、軍用機器人、娛樂機器人等各種用途的特種機器人紛紛面世,而且正以飛快的速度向實用化邁進。
人們常常會問為什麼要發展機器人?我們說機器人的出現並高速發展是社會和經濟發展的必然,是為了提高社會的生產水平和人類的生活質量,讓機器人替人們干那些人幹不了、干不好的工作。在現實生活中有些工作會對人體造成傷害,比如噴漆、重物搬運等;有些工作要求質量很高,人難以長時間勝任,比如汽車焊接、精密裝配等;有些工作人無法身臨其境,比如火山探險、深海探密、空間探索等;有些工作不適合人去干,比如一些惡劣的環境、一些枯燥單調的重復性勞作等;這些都是機器人大顯身手的地方。服務機器人還可以為您治病保健、保潔保安;水下機器人可以幫助打撈沉船、鋪設電纜;工程機器人可以上山入地、開洞築路;農業機器人可以耕耘播種、施肥除蟲;軍用機器人可以沖鋒陷陣、排雷排彈……
現在社會上對機器人有很多迷惑,有人認為機器人無所不能。這些朋友是從電影、電視、小說中認識機器人的,他們眼中的機器人是神通廣大的萬能機器,當他們看到現實的機器人時,他們會認為現在的機器人太普通,不能稱之為機器人。有人認為機器人是人,形狀必須像人,不像人怎麼能叫機器人,然而現實中絕大多數的機器人樣子不像人,這使很多機器人愛好者大失所望。還有人認為機器人上崗,工人就會下崗,無形中把機器人當成了競爭對手,他們沒有想到機器人會為人做許多有益的事情,會推動產業的發展,給人類創造更多的就業機會。
機器人的定義
在科技界,科學家會給每一個科技術語一個明確的定義,但機器人問世已有幾十年,機器人的定義仍然仁者見仁,智者見智,沒有一個統一的意見。原因之一是機器人還在發展,新的機型,新的功能不斷涌現。根本原因主要是因為機器人涉及到了人的概念,成為一個難以回答的哲學問題。就像機器人一詞最早誕生於科幻小說之中一樣,人們對機器人充滿了幻想。也許正是由於機器人定義的模糊,才給了人們充分的想像和創造空間。
機器人指揮
其實並不是人們不想給機器人一個完整的定義,自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什麼是機器人。但隨著機器人技術的飛速發展和信息時代的到來,機器人所涵蓋的內容越來越豐富,機器人的定義也不斷充實和創新。
1886年法國作家利爾亞當在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機器起名為「安德羅丁」(android),它由4部分組成:
1,生命系統(平衡、步行、發聲、身體擺動、感覺、表情、調節運動等);
2,造型解質(關節能自由運動的金屬覆蓋體,一種盔甲);
3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態);
4,人造皮膚(含有膚色、機理、輪廓、頭發、視覺、牙齒、手爪等)。
1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》。在劇本中,卡佩克把捷克語「Robota」寫成了「Robot」,「Robota」是奴隸的意思。該劇預告了機器人的發展對人類社會的悲劇性影響,引起了大家的廣泛關注,被當成了機器人一詞的起源。在該劇中,機器人按照其主人的命令默默地工作,沒有感覺和感情,以呆板的方式從事繁重的勞動。後來,羅薩姆公司取得了成功,使機器人具有了感情,導致機器人的應用部門迅速增加。在工廠和家務勞動中,機器人成了必不可少的成員。機器人發覺人類十分自私和不公正,終於造反了,機器人的體能和智能都非常優異,因此消滅了人類。
但是機器人不知道如何製造它們自己,認為它們自己很快就會滅絕,所以它們開始尋找人類的倖存者,但沒有結果。最後,一對感知能力優於其它機器人的男女機器人相愛了。這時機器人進化為人類,世界又起死回生了。
卡佩克提出的是機器人的安全、感知和自我繁殖問題。科學技術的進步很可能引發人類不希望出現的問題。雖然科幻世界只是一種想像,但人類社會將可能面臨這種現實。
為了防止機器人傷害人類,科幻作家阿西莫夫於1940年提出了「機器人三原則」:
1,機器人不應傷害人類;
2,機器人應遵守人類的命令,與第一條違背的命令除外;
3,機器人應能保護自己,與第一條相抵觸者除外。
這是給機器人賦予的倫理性綱領。機器人學術界一直將這三原則作為機器人開發的准則。
在1967年日本召開的第一屆機器人學術會議上,就提出了兩個有代表性的定義。一是森政弘與合田周平提出的:「機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等7個特徵的柔性機器」。從這一定義出發,森政弘又提出了用自動性、智能性、個體性、半機械半人性、作業性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動性等10個特性來表示機器人的形象。另一個是加藤一郎提出的具有如下3個條件的機器稱為機器人:
1,具有腦、手、腳等三要素的個體;
2,具有非接觸感測器(用眼、耳接受遠方信息)和接觸感測器;
3,具有平衡覺和固有覺的感測器。
禮儀機器人
該定義強調了機器人應當仿人的含義,即它靠手進行作業,靠腳實現移動,由腦來完成統一指揮的作用。非接觸感測器和接觸感測器相當於人的五官,使機器人能夠識別外界環境,而平衡覺和固有覺則是機器人感知本身狀態所不可缺少的感測器。這里描述的不是工業機器人而是自主機器人。
機器人的定義是多種多樣的,其原因是它具有一定的模糊性。動物一般具有上述這些要素,所以在把機器人理解為仿人機器的同時,也可以廣義地把機器人理解為仿動物的機器。
1988年法國的埃斯皮奧將機器人定義為:「機器人學是指設計能根據感測器信息實現預先規劃好的作業系統,並以此系統的使用方法作為研究對象」。
1987年國際標准化組織對工業機器人進行了定義:「工業機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能,能完成各種作業的可編程操作機。」
我國科學家對機器人的定義是:「機器人是一種自動化的機器,所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力,是一種具有高度靈活性的自動化機器」。在研究和開發未知及不確定環境下作業的機器人的過程中,人們逐步認識到機器人技術的本質是感知、決策、行動和交互技術的結合。隨著人們對機器人技術智能化本質認識的加深,機器人技術開始源源不斷地向人類活動的各個領域滲透。結合這些領域的應用特點,人們發展了各式各樣的具有感知、決策、行動和交互能力的特種機器人和各種智能機器,如移動機器人、微機器人、水下機器人、醫療機器人、軍用機器人、空中空間機器人、娛樂機器人等。對不同任務和特殊環境的適應性,也是機器人與一般自動化裝備的重要區別。這些機器人從外觀上已遠遠脫離了最初仿人型機器人和工業機器人所具有的形狀,更加符合各種不同應用領域的特殊要求,其功能和智能程度也大大增強,從而為機器人技術開辟出更加廣闊的發展空間。
中國工程院院長宋健指出:「機器人學的進步和應用是20世紀自動控制最有說服力的成就,是當代最高意義上的自動化」。機器人技術綜合了多學科的發展成果,代表了高技術的發展前沿,它在人類生活應用領域的不斷擴大正引起國際上重新認識機器人技術的作用和影響。
機器人的分類
關於機器人如何分類,國際上沒有制定統一的標准,有的按負載重量分,有的按控制方式分,有的按自由度分,有的按結構分,有的按應用領域分。一般的分類方式見表:
分類名稱
簡要解釋
操作型機器人
能自動控制,可重復編程,多功能,有幾個自由度,可固定或運動,用於相關自動化系統中。
程式控制型機器人
按預先要求的順序及條件,依次控制機器人的機械動作。
示教再現型機器人
通過引導或其它方式,先教會機器人動作,輸入工作程序,機器人則自動重復進行作業。
數控型機器人
不必使機器人動作,通過數值、語言等對機器人進行示教,機器人根據示教後的信息進行作業。
感覺控制型機器人
利用感測器獲取的信息控制機器人的動作。
適應控制型機器人
機器人能適應環境的變化,控制其自身的行動。
學習控制型機器人
機器人能「體會」工作的經驗,具有一定的學習功能,並將所「學」的經驗用於工作中。
智能機器人
以人工智慧決定其行動的機器人。
我國的機器人專家從應用環境出發,將機器人分為兩大類,即工業機器人和特種機器人。所謂工業機器人就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業機器人之外的、用於非製造業並服務於人類的各種先進機器人,包括:服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人、機器人化機器等。在特種機器人中,有些分支發展很快,有獨立成體系的趨勢,如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。目前,國際上的機器人學者,從應用環境出發將機器人也分為兩類:製造環境下的工業機器人和非製造環境下的服務與仿人型機器人,這和我國的分類是一致的。
古代機器人
機器人一詞的出現和世界上第一台工業機器人的問世都是近幾十年的事。然而人們對機器人的幻想與追求卻已有3000多年的歷史。人類希望製造一種像人一樣的機器,以便代替人類完成各種工作。
機器馬車
西周時期,我國的能工巧匠偃師就研製出了能歌善舞的伶人,這是我國最早記載的機器人。
春秋後期,我國著名的木匠魯班,在機械方面也是一位發明家,據《墨經》記載,他曾製造過一隻木鳥,能在空中飛行「三日不下」,體現了我國勞動人民的聰明智慧。
公元前2世紀,亞歷山大時代的古希臘人發明了最原始的機器人——自動機。它是以水、空氣和蒸汽壓力為動力的會動的雕像,它可以自己開門,還可以藉助蒸汽唱歌。
1800年前的漢代,大科學家張衡不僅發明了地動儀,而且發明了計里鼓車。計里鼓車每行一里,車上木人擊鼓一下,每行十里擊鍾一下。
後漢三國時期,蜀國丞相諸葛亮成功地創造出了「木牛流馬」,並用其運送軍糧,支援前方戰爭。
1662年,日本的竹田近江利用鍾表技術發明了自動機器玩偶,並在大阪的道頓堀演出。
1738年,法國天才技師傑克·戴·瓦克遜發明了一隻機器鴨,它會嘎嘎叫,會游泳和喝水,還會進食和排泄。瓦克遜的本意是想把生物的功能加以機械化而進行醫學上的分析。
寫字機器人
在當時的自動玩偶中,最傑出的要數瑞士的鍾表匠傑克·道羅斯和他的兒子利·路易·道羅斯。1773年,他們連續推出了自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等,他們創造的自動玩偶是利用齒輪和發條原理而製成的。它們有的拿著畫筆和顏色繪畫,有的拿著鵝毛蘸墨水寫字,結構巧妙,服裝華麗,在歐洲風靡一時。由於當時技術條件的限制,這些玩偶其實是身高一米的巨型玩具。現在保留下來的最早的機器人是瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶,它製作於二百年前,兩只手的十個手指可以按動風琴的琴鍵而彈奏音樂,現在還定期演奏供參觀者欣賞,展示了古代人的智慧。
19世紀中葉自動玩偶分為2個流派,即科學幻想派和機械製作派,並各自在文學藝術和近代技術中找到了自己的位置。1831年歌德發表了《浮士德》,塑造了人造人「荷蒙克魯斯」;1870年霍夫曼出版了以自動玩偶為主角的作品《葛蓓莉婭》;1883年科洛迪的《木偶奇遇記》問世;1886年《未來的夏娃》問世。在機械實物製造方面,1893年摩爾製造了「蒸汽人」,「蒸汽人」靠蒸汽驅動雙腿沿圓周走動。
進入20世紀後,機器人的研究與開發得到了更多人的關心與支持,一些適用化的機器人相繼問世,1927年美國西屋公司工程師溫茲利製造了第一個機器人「電報箱」,並在紐約舉行的世界博覽會上展出。它是一個電動機器人,裝有無線電發報機,可以回答一些問題,但該機器人不能走動。1959年第一台工業機器人(可編程、圓坐標)在美國誕生,開創了機器人發展的新紀元。
現代機器人
現代機器人的研究始於20世紀中期,其技術背景是計算機和自動化的發展,以及原子能的開發利用。
機器人汽車焊接生產線
自1946年第一台數字電子計算機問世以來,計算機取得了驚人的進步,向高速度、大容量、低價格的方向發展。
大批量生產的迫切需求推動了自動化技術的進展,其結果之一便是1952年數控機床的誕生。與數控機床相關的控制、機械零件的研究又為機器人的開發奠定了基礎。
另一方面,原子能實驗室的惡劣環境要求某些操作機械代替人處理放射性物質。在這一需求背景下,美國原子能委員會的阿爾貢研究所於1947年開發了遙控機械手,1948年又開發了機械式的主從機械手。
鉚接機器人
1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念,並申請了專利。該專利的要點是藉助伺服技術控制機器人的關節,利用人手對機器人進行動作示教,機器人能實現動作的記錄和再現。這就是所謂的示教再現機器人。現有的機器人差不多都採用這種控制方式。
作為機器人產品最早的實用機型(示教再現)是1962年美國AMF公司推出的「VERSTRAN」和UNIMATION公司推出的「UNIMATE」。這些工業機器人的控制方式與數控機床大致相似,但外形特徵迥異,主要由類似人的手和臂組成。
1965年,MIT的Roborts演示了第一個具有視覺感測器的、能識別與定位簡單積木的機器人系統。
機器狗
1967年日本成立了人工手研究會(現改名為仿生機構研究會),同年召開了日本首屆機器人學術會。
1970年在美國召開了第一屆國際工業機器人學術會議。1970年以後,機器人的研究得到迅速廣泛的普及。
1973年,辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩製造了第一台由小型計算機控制的工業機器人,它是液壓驅動的,能提升的有效負載達45公斤。
到了1980年,工業機器人才真正在日本普及,故稱該年為「機器人元年」。
隨後,工業機器人在日本得到了巨大發展,日本也因此而贏得了「機器人王國的美稱」。
自治潛水器
隨著計算機技術和人工智慧技術的飛速發展,使機器人在功能和技術層次上有了很大的提高,移動機器人和機器人的視覺和觸覺等技術就是典型的代表。由於這些技術的發展,推動了機器人概念的延伸。80年代,將具有感覺、思考、決策和動作能力的系統稱為智能機器人,這是一個概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導了機器人技術的研究和應用,而且又賦予了機器人技術向深廣發展的巨大空間,水下機器人、空間機器人、空中機器人、地面機器人、微小型機器人等各種用途的機器人相繼問世,許多夢想成為了現實。將機器人的技術(如感測技術、智能技術、控制技術等)擴散和滲透到各個領域形成了各式各樣的新機器——機器人化機器。當前與信息技術的交互和融合又產生了「軟體機器人」、「網路機器人」的名稱,這也說明了機器人所具有的創新活力。
機器人的手
機器人要模仿動物的一部分行為特徵,自然應該具有動物腦的一部分功能。機器人的大腦就是我們所熟悉的電腦。但是光有電腦發號施令還不行,最基本的還得給機器人裝上各種感覺器官。我們在這里著重介紹一下機器人的「手」和「腳」。
機器人必須有「手」和「腳」,這樣它才能根據電腦發出的「命令」動作。「手」和「腳」不僅是一個執行命令的機構,它還應該具有識別的功能,這就是我們通常所說的「觸覺」。由於動物和人的聽覺器官和視覺器官並不能感受所有的自然信息,所以觸覺器官就得以存在和發展。動物對物體的軟,硬,冷,熱等的感覺就是靠的觸覺器官。在黑暗中看不清物體的時候,往往要用手去摸一下,才能弄清楚。大腦要控制手,腳去完成指定的任務,也需要由手和腳的觸覺所獲得的信息反饋到大腦里,以調節動作,使動作適當。因此,我們給機器人裝上的手應該是一雙會「摸」的、有識別能力的靈巧的「手」。
機器人的手一般由方形的手掌和節狀的手指組成。為了使它具有觸覺,在手掌和手指上都裝有帶有彈性觸點的觸敏元件(如靈敏的彈簧測力計)。如果要感知冷暖,還可以裝上熱敏元件。當觸及物體時,觸敏元件發出接觸信號,否則就不發出信號。在各指節的連接軸上裝有精巧的電位器(一種利用轉動來改變電路的電阻因而輸出電流信號的元件),它能把手指的彎曲角度轉換成「外形彎曲信息」。把外形彎曲信息和各指節產生的「接觸信息」一起送入電子計算機,通過計算就能迅速判斷機械手所抓的物體的形狀和大小。
現在,機器人的手已經具有了靈巧的指,腕,肘和肩胛關節,能靈活自如的伸縮擺動,手腕也會轉動彎曲。通過手指上的感測器還能感覺出抓握的東西的重量,可以說已經具備了人手的許多功能。
在實際情況中有許多時候並不一定需要這樣復雜的多節人工指,而只需要能從各種不同的角度觸及並搬動物體的鉗形指。1966年,美國海軍就是用裝有鉗形人工指的機器人「科沃」把因飛機失事掉入西班牙近海的一顆氫彈從七百五十米深的海底撈上來。1967年,美國飛船「探測者三號」就把一台遙控操作的機器人送上月球。它在地球上的人的控制下,可以在兩平方米左右的范圍里挖掘月球表面四十厘米深處的土壤樣品,並且放在規定的位置,還能對樣品進行初步分析,如確定土壤的硬度,重量等。它為「阿波羅」載人飛船登月當了開路先鋒。
機器人的眼睛
人的眼睛是感覺之窗,人有80%以上的信息是靠視覺獲取,能否造出「人工眼」讓機器也能象人那樣識文斷字,看東西,這是智能自動化的重要課題。關於機器識別的理論,方法和技術,稱為模式識別。所謂模式是指被判別的事件或過程,它可以是物理實體,如文字,圖片等,也可以是抽象的虛體,如氣候等。機器識別系統與人的視覺系統類似,由信息獲取,信息處理與特徵抽取,判決分類等部分組成。
機器認字
大家知道,信件投入郵筒需經過郵局工人分揀後才能發往各地。一人一天只能分揀2-3千封信,現在採用機器分揀,可以提高效率十多倍。機器認字的原理與人認字的過程大體相似。先對輸入的郵政編碼進行分析,並抽取特徵,若輸入的是個6字,其特徵是底下有個圈,左上部有一直道或帶拐彎。其次是對比,即把這些特徵與機器里原先規定的0到9這十個符號的特徵進行比較,與哪個數字的特徵最相似,就是哪個數字。這一類型的識別,實質上叫分類,在模式識別理論中,這種方法叫做統計識別法。
機器人認字的研究成果除了用於郵政系統外,還可用於手寫程序直接輸入,政府辦公自動化,銀行合計,統計,自動排版等方面。
機器識圖
現有的機床加工零件完全靠操作者看圖紙來完成。能否讓機器人來識別圖紙呢?這就是機器識圖問題。機器識圖的方法除了上述的統計方法外,還有語言法,它是基於人認識過程中視覺和語言的聯系而建立的。把圖像分解成一些直線、斜線、折線、點、弧等基本元素,研究它們是按照怎樣的規則構成圖像的,即從結構入手,檢查待識別圖像是屬於哪一類「句型」,是否符合事先規定的句法。按這個原則,若句法正確就能識別出來。
機器識圖具有廣泛的應用領域,在現代的工業,農業,國防,科學實驗和醫療中,涉及到大量的圖象處理與識別問題。
機器識別物體
機器識別物體即三維識別系統。一般是以電視攝像機作為信息輸入系統。根據人識別景物主要靠明暗信息,顏色信息,距離信息等原理,機器識別物體的系統也是輸入這三種信息,只是其方法有所不同罷了。由於電視攝像機所拍攝的方向不同,可得各種圖形,如抽取出棱數,頂點數,平行線組數等立方體的共同特徵,參照事先存儲在計算機中的物體特徵表,便可以識別立方體了。
目前,機器可以識別簡單形狀的物體。對於曲面物體,電子部件等復雜形狀的物體識別及室外景物識別等研究工作,也有所進展。物體識別主要用於工業產品外觀檢查,工件的分選和裝配等方面。
機器人的鼻子
人能夠嗅出物質的氣味,分辨出周圍物質的化學成分,這全是由上鼻道的粘模部分實現的。在人體鼻子的這個區域,在只有五平方厘米的面積上卻分布有五百萬個嗅覺細胞。嗅覺細胞受到物質的刺激,產生神經脈沖傳送到大腦,就產生了嗅覺。人的鼻子實際上就是一部十分精密的氣體分析儀。人的鼻子是相當靈敏的,就算在一升水中放進二百五十億分之一的乙硫醇(就是一種特殊的具有異常臭味的化學物質),人的鼻子也能夠聞出來。
機器人的鼻子也就是用氣體自動分析儀做成的。我國已經研製成功了一種嗅敏儀,這種氣體分析儀不僅能嗅出丙酮、氯仿等四十多種氣體,還能夠嗅出人聞不出來但是卻可以導致人死亡的一氧化碳(也就是我們通常所用的煤氣)。這種嗅敏儀有一個由二氧化錫,氯化鈀等物質燒結而成的探頭(相當於鼻粘模)。當它遇到某些種類氣體的時候,它的電阻就發生變化,這樣就可以通過電子線路做出相應的顯示,用光或者用聲音報警。同時,用這種嗅敏儀還可以查出埋在地下的管道漏氣的位置。
現在利用各種原理製成的氣體自動分析儀已經有很多種類,廣泛應用於檢測毒氣,分析宇宙飛船座艙里的氣體成分,監察環境等方面。
這些氣體分析儀,原理和顯示都和電現象有關,所以人們把它叫做電子鼻。把電子鼻和電子計算機組合起來,就可以做成機器人的嗅覺系統了。
機器人的耳朵
人的耳朵是僅次於眼睛的感覺器官,聲波扣擊耳膜,引起聽覺神經的沖動,沖動傳給大腦的聽覺區,因而引起人的聽覺。機器人的耳朵通常是用「微音器」或錄音機來做的。被送到太空去的遙控機器人,它的耳朵本身就是一架無線電接收機。
人的耳朵是十分靈敏的。我們能聽到的最微弱的聲音,它對耳膜的壓強是每平方厘米只有一百億分之幾公斤。這個壓強的大小隻是大氣壓強的一百億分之幾。可是用一種叫做鈦酸鋇的壓電材料做成的「耳朵」比人的耳朵更為靈敏,即使是火柴棍那樣細小的東西反射回來的聲波也能被它「聽」的清清楚楚。如果用這樣的耳朵來監聽糧庫,那麼在二到三公斤的糧食里的一條小蟲爬動的聲音也能被它准確地「聽」出來。
用壓電材料做成的「耳朵」之所以能夠聽到聲音,其原因就是壓電材料在受到拉力或者壓力作用的時候能產生電壓,這種電壓能使電路發生變化。這種特性就叫做壓電效應。當它在聲波的作用下不斷被拉伸或壓縮的時候,就產生了隨聲音信號變化而變化的電流,這種電流經過放大器放大後送入電子計算機(相當於人大腦的聽區)進行處理,機器人就能聽到聲音了。
但是能聽到聲音只是做到了第一步,更重要的是要能識別不同的聲音。目前人們已經研製成功了能識別連續話音的裝置,它能夠以百分之九十九的比率,識別不是特別指定的人所發出的聲音,這項技術就使得電子計算機能開始「聽話」了。這將大大降低對電子計算機操作人員的特殊要求。操作人員可以用嘴直接向電子計算機發布指令,改變了人在操作機器的時候手和眼睛忙個不停而與此同時嘴巴和耳朵卻是閑著的狀況。一個人可以用聲音同時控制四面八方的機器,還可以對樓上樓下的機器同時發出指令,而且並不需要照明,這樣就很適宜於在夜間或地下工作。這項技術也大大加速了電話的自動回答,車票的預定以及資料查找等服務工作的自動化實現的進程。
現在人們還在研究使機器人能通過聲音來鑒別人的心理狀態,人們希望未來的機器人不光能夠聽懂人說的話,還能夠理解人的喜悅,憤怒,驚訝,猶豫和曖昧等情緒。這些都會給機器人的應用帶來極大的發展空間。
沒有機器人,人將變為機器
隨著社會的發展,社會分工越來越細,尤其在現代化的大生產中,有的人每天就只管擰同一個部位的一個螺母,有的人整天就是接一個線頭,就像電影《摩登時代》中演示的那樣,人們感到自己在不斷異化,各種職業病開始產生。於是人們強烈希望用某種機器代替自己工作。於是人們研製出了機器人,代替人完成那些枯燥、單調、危險的工作。由於機器人的問世,使一部分工人失去了原來的工作,於是有人對機器人產生了敵意。「機器人上崗,人將下崗。」不僅在我國,即使在一些發達國家如美國,也有人持這種觀念。其實這種擔心是多餘的,任何先進的機器設備,都會提高勞動生產率和產品質量,創造出更多的社會財富,也就必然提供更多的就業機會,這已被人類生產發展史所證明。任何新事物的出現都有利有弊,只不過利大於弊,很快就得到了人們的認可。比如汽車的出現,它不僅奪了一部分人力車夫、挑夫的生意,還常常出車禍,給人類生命財產帶來威脅。雖然人們都看到了汽車的這些弊端,但它還是
『肆』 簡述工業機器人直線運動的手動操作步驟
工業機器人直線運動的手動操作步驟:
1、將機器人操作站和示教器模式選擇手動模式。
2、觀察機器人周圍環境,避免存在障礙物,影響機器人動作。
3、利用示教器使能上電,觀察機器人以及伺服控制器或者電機是否有反應,然後將移動速度調至低速【方式速度過快而碰撞或者達到移動極限】。
4、自己通過示教器新建程序設備AB兩個點利用LINE指令編寫直線運動程序即可或者找之前的程序從中調取直線指令也行。
5、操作完成後將機器人移動到Home位置。
工業機器人應用:
1、在碼垛方面的應用:
在各類工廠的碼垛方面,自動化極高的機器人被廣泛應用,人工碼垛工作強度大,耗費人力,員工不僅需要承受巨大的壓力,而且工作效率低。
搬運機器人能夠根據搬運物件的特點,以及搬運物件所歸類的地方,在保持其形狀的和物件的性質不變的基礎上,進行高效的分類搬運,使得裝箱設備每小時能夠完成數百塊的碼垛任務。在生產線上下料、集裝箱的搬運等方面發揮及其重要的作用。
2、在焊接方面的應用:
焊接機器人主要承擔焊接工作,不同的工業類型有著不同的工業需求,所以常見的焊接機器人有點焊機器人、弧焊機器人、激光機器人等。汽車製造行業是焊接機器人應用最廣泛的行業,在焊接難度、焊接數量、焊接質量等方面就有著人工焊接無法比擬的優勢。
3、在裝配方面的應用:
在工業生產中,零件的裝配是一件工程量極大的工作,需要大量的勞動力,曾經的人力裝配因為出錯率高,效率低而逐漸被工業機器人代替。裝配機器人的研發,結合了多種技術,包括通訊技術、自動控制、光學原理、微電子技術等。
研發人員根據裝配流程,編寫合適的程序,應用於具體的裝配工作。裝配機器人的最大特點,就是安裝精度高、靈活性大、耐用程度高。因為裝配工作復雜精細,所以我們選用裝配機器人來進行電子零件,汽車精細部件的安裝。
4、在檢測方面的應用:
機器人具有多維度的附加功能。它能夠代替工作人員在特殊崗位上的工作,比如在高危領域如核污染區域、有毒區域、核污染區域、高危未知區域進行探測。還有人類無法具體到達的地方,如病人患病部位的探測、工業瑕疵的探測、在地震救災現場的生命探測等均有建樹。
『伍』 工業機器人緊急停止後的恢復操作
緊急停止按鈕/EMO按鈕擰一下,恢復到原來樣子。在觸摸屏上選擇機器人,恢復原點之後打自動就可以了
『陸』 如何實現工業機器人編程抓取
機器人編程語言詳解
計算機視覺程序員會給出不同於認知機器人的答案。每個人都不同意什麼是「最好的編程語言」,語言首先學習,即使這是最現實的答案,因為它取決於您要開發的應用程序類型以及您正在使用的系統。
機器人十大流行編程語言
世界上有超過1500種編程語言,這是目前機器人技術中十種最流行的編程語言。每種語言對機器人有不同的優勢:
10.BASIC/帕斯卡
BASIC和Pascal,它們是幾種工業機器人語言的基礎,如下所述。BASIC是為初學者設計的(它代表初學者通用符號指令代碼),這使它成為一個非常簡單的語言開始。帕斯卡爾旨在鼓勵良好的編程習慣小號,並介紹構造,如指針,它一個很好的「敲門磚」,從普通版使一個更復雜的語言。這幾天,這兩種語言都有點過時,有利於「日常使用」。但是,如果要進行大量的低級編碼,或者想要熟悉其他工業機器人語言,可以學習它們。
9.工業機器人語言
幾乎每個機器人製造商都開發了自己的專有機器人編程語言。您可以通過學習Pascal熟悉其中的幾個。但是,您每次開始使用新的機器人時,仍然需要學習新的語言。
ABB擁有RAPID編程語言。Kuka有KRL(Kuka Robot Language)。Comau使用PDL2,安川使用INFORM和川崎使用AS。然後,Fanuc機器人使用Karel,Stäubli機器人使用VAL3和Universal Robots使用URScript。
近年來,像ROS Instrial這樣的編程選項開始為程序員提供更多的標准化選項。但是,如果您是技術人員,則您更有可能使用製造商的語言。
8.LISP
LISP是世界上第二大最古老的編程語言(FORTRAN年齡較大,但只有一年)。它不像這個列表上許多其他編程語言那麼廣泛使用;然而,在人工智慧編程中仍然非常重要。ROS的一部分是用LISP編寫的,盡管你不需要知道使用ROS。
7.硬體描述語言(HDL)
硬體描述語言基本上是描述電子設備的編程方式。這些語言對於一些機器人專家來說是相當熟悉的,因為它們用於編程現場可編程門陣列(FPGA)。FPGA允許您開發電子硬體,而無需實際生產硅晶元,這使得它們成為更快更容易的一些開發選擇。
如果你不是電子原型,你可能永遠不會使用HDL。即使如此,重要的是知道它們存在,因為它們與其他編程語言完全不同。一方面,所有操作都是並行執行的,而不是依照基於處理器的語言進行。
6.裝配
大會允許您以「一級和零級」進行編程,這是最低級別(或多或少)的編程,最近大多數低級別的電子設備都需要編程,隨著Arino等的興起微控制器,您現在可以使用C / C ++輕松地在這個級別進行編程,這意味著大部分機器人可能不那麼必要。
5.MATLAB
MATLAB及其開放源碼的親戚,如Octave,是非常受歡迎的一些機器人工程師分析數據和開發控制系統。還有一個非常受歡迎的機器人工具箱用於MATLAB。我知道使用MATLAB開發整個機器人系統的人。如果要分析數據,生成高級圖形或實現控制系統,您可能需要學習MATLAB。
4.C#/.NET
C#是Microsoft提供的專有編程語言。我在這里包括C#/ .NET,主要是因為使用它作為主要語言的Microsoft Robotics Developer Studio。如果你要使用這個系統,你可能要使用C#。但是,首先學習C / C ++可能是長期發展編碼技巧的好選擇。
3.Java的
一些計算機科學學位將Java教學作為他們的第一種編程語言。Java從程序員「隱藏」底層的內存功能,這使得它比C更容易編程,但這也意味著你對代碼實際做的不太了解。如果您從計算機科學的背景(許多人,特別是在研究中)來到機器人,你可能已經學會了Java。像C#和MATLAB一樣,Java是一種解釋語言,這意味著它不會被編譯成機器代碼。相反,Java虛擬機在運行時解釋指令。使用Java的理論是,由於Java虛擬機,您可以在許多不同的機器上使用相同的代碼。在實踐中,這並不總是奏效,有時會導致代碼運行緩慢。然而,Java在機器人的某些部分非常受歡迎,因此你可能需要它。
2.Python的
Python近年來尤其在機器人技術方面出現了巨大的復甦。其中一個原因可能是Python(和C ++)是ROS中發現的兩種主要的編程語言。像Java一樣,它是一種解釋語言。與Java不同,語言的主要重點是易用性。許多人都認為這樣做非常好。
Python節省了許多常規的事情,這些事情在編程中花費時間,例如定義和轉換變數類型。此外,還有大量免費的圖書館,這意味著當您需要實現一些基本功能時,您不必「重新發明」。並且由於它允許使用C / C ++代碼進行簡單的綁定,這意味著代碼的性能很重的部分可以用這些語言來實現,以避免性能下降。
1.C / C ++
最後,我們達到機器人技術的第一編程語言!許多人都同意C和C ++是新機器人的好起點。為什麼?因為很多硬體庫都使用這些語言。它們允許與低級硬體進行交互,允許實時性能和非常成熟的編程語言。這些天,您可能會使用C ++多於C,因為該語言具有更多的功能。C ++基本上是C的擴展。首先學習至少一點C可能是有用的,以便您可以在找到以C編寫的硬體庫時識別它。C / C ++並不像以前那樣簡單,比如Python或者MATLAB。使用C實現相同的功能可能需要相當長的時間,並且需要更多的代碼行。然而,由於機器人非常依賴於實時性能,
機器人的主要特點之一是其通用性,是機器人具有可編程能力是實現這一特點的重要手段。機器人編程必然涉及機器人語言。機器人語言是使用符號來描述機器人動作的方法,它通過對機器人的描述,使機器人按照編程者的意圖進行各種操作。
機器人語言的產生和發展是與機器人技術的發展以及計算機編程語言的發展緊密相關的。編程系統的核心問題是操作運動控制問題。
機器人編程系統以及方法
機器人編程是機器人運動和控制問題的結合點,也是機器人系統最關鍵的問題之一。當前實用的工業機器人常為離線編程或示教,在調試階段可以通過示教控制盒對編譯好的程序一步一步地進行,調試成功後可投入正式運行。
機器人語言操作系統包括3個基本的操作狀態:
監控狀態
編程狀態
執行狀態
監控狀態:用來進行整個系統的監督控制。
編輯狀態:提供操作者編製程序或編輯程序
執行狀態:用來執行機器人程序
把機器人源程序轉換成機器碼,以便機器人控制櫃能直接讀取和執行,編譯後的程序運行速度將大大加快。
根據機器人不同的工作要求,需要不同的編程。編程能力和編程方式有很大的關系,編程方式決定著機器人的適應性和作業能力。隨著計算機在工業上的廣泛應用,工業機器人的計算機編程變得日益重要。
編程語言也是多種多樣的,目前工業機器人的編程方式有以下幾種:
順序控制的編程
在順序控制的機器中,所有的控制都是由機械或者電氣的順序控制來實現,一般沒有程序設計的要求。順序控制的靈活性小,這是因為所有的工作過程都已編輯好,由機械擋塊,或其他確定的辦法所控制。大量的自動機都是在順序控制下操作的,這種方法的主要優點是成本低、易於控制和操作。
示教方式編程
目前,大多數工業機器人都具有採用示教方式來編程的功能。示教方式編程一般可分為手把手示教編程和示教盒示教編程兩種方式:
手把手示教編程:主要用於噴漆、弧焊等要求實現連續軌跡控制的工業機器人示教編程中。具體的方法是利用示教手柄引導末端執行器經過所要求的位置,同時由感測器檢測出工業機器人個關節處的坐標值,並由控制系統記錄、存儲下這些數據信息。實際工作中,工業機器人的控制系統會重復再現示教過的軌跡和操作技能。
手把手示教編程也能實現點位控制,與CP控制不同的是它只記錄個軌跡程序移動的兩端點位置,軌跡的運動速度則按各軌跡程序段應對的功能數據輸入。
示教盒示教編程方式是人工利用示教盒上所具有的各種功能的按鈕來驅動工業機器人的各關節軸,按作業所需要的順序單軸運動或多關節協調運動,完成位置和功能的示教編程。示教盒示教一般用於大型機器人或危險條件作業下的機器人示教。
離線編程或預編程
離線編程和預編程的含義相同,它是指用機器人程序語言預先用示教的方法編程,離線編程的優點:
編程可以不使用機器人,可以騰出機器人去做其他工作
可預先優化操作方案和運行周期
以前完成的過程或子程序可結合到代編的程序中去
可以用感測器探測外部信息,從而使機器人做出相應的響應。這種響應使機器人可以在自適應的方式下工作
控制功能中,可以包含現有的計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助製造(CAM)的信息
可以用預先運行程序來模擬實際運動,從而不會出現危險,以在屏幕上模擬機器人運動來輔助編程
對不同的工作目的,只需替換一部分待定的程序
在非自適應系統中,沒有外界環境的反饋,僅有的輸入是關節感測器的測量值,從而可以使用簡單的程序設計手段。
對機器人的編程要求
能夠建立世界模型
能夠描述機器人的作業
能夠描述機器人的運動
允許用戶規定執行流程
有良好的編輯環境
機器人編輯語言的類型
動作級
(AL語言系統、LUNA語言及其特徵)
對象級
(AUTOPASS語言及其特徵、RAPT語言及其特徵)
任務級
『柒』 怎樣開始學習工業機器人的調試呢
一、ABB機器人調試的一般步驟
1.機器人與控制櫃的安裝到位
2.電纜連接(按照供應商給的安裝手冊,並且注意控制櫃的供電數據)
3.接入主電源、檢查主電源並且上電
4.在上電完後,首先要進行機械軸的校準與轉數計數器的更新!(根據:校準參數進行設置)
校準前,必須手動將機器人六個軸回到原點(機械刻度處)
查找到軸校準的數據
在示教器中的控制面板=>校準=>校準參數中進行輸入校準數據
更新完校準參數後,還需要更新轉數計數器
5.查看對應的機器人手冊,配製好IO設定
6.安裝好工具和周邊設備
三個重要數據:
確認工具的TCP點(tool0為機器人手腕處的預定義坐標系,在確定好TCP點之後,使用重定位手動操作時候,機器人的動作會圍繞著TCP進行運動)(或者直接跟工具的廠家要工具的數據)
其中有幾種測量TCP點的方法:(前三個點的姿態相差盡量大些,有利於TCP精度的提高)
1、4點法,不改變tool0的坐標方向
2、5點法,改變tool0的z方向
3、6點法,改變tool0的x和z方向
確認工具的重心和載荷數據,可以調用例行程序中的loadIdentify來進行檢測(准確率在90%以上才可以使用該次的數據,否則需要重新調用)
確認工件坐標系
三點法定義(確認x1,x2,y1三點)
7.進行編程,RAPID程序
8.調試完程序後,自動運行(切換到自動模式後,按下電機 上電/復位 按鈕)
『捌』 工業機器人工作站操作控制台
雙弧焊機器人協調焊接
王宗傑 石運偉 高進強
【摘 要】 介紹了雙弧焊機器人在摩托車車架附件組焊中的應用情況,採用主從協調控制完成焊接作業,大大提高了焊接質量和焊接生產率。
【關鍵詞】 機器人 焊接 摩托車
Harmonious Welding of Double Arc Welding Robots
Wang Zongjie Shi Yunwei Gao Jinqiang(Shandong University of Technology, Jinan, 250061)
Abstract It introces the application of double arc robots in accessories welding on motorcycle frame. Welding quality and proction efficiency can be highly raised by harmonious control of principal and subordinate robots.
Keywords Robot Welding Motorcycle
0 引 言
在我國摩托車焊接生產中,弧焊機器人已得到成功應用。現代摩托車生產產量大,節拍快,對焊縫外觀要求較高〔1〕,很適合應用焊接機器人進行焊接。摩托車車架附件的焊接主要包括後叉軸管、連接桿、後支承軸、襯管、主管組件以及左右半體組件等的焊接。焊接零部件多,待焊焊縫多,大部分為焊件固定的環焊縫,對焊接工藝的要求較高,並且附件焊縫大部分對稱。JL-70型摩托車車架附件具體焊接位置見圖1。採用雙弧焊機器人實現了摩托車附件的焊接。
圖1 JL-70型摩托車車架附件焊接位置
1.主管組件 2.左右半體組件 3.後叉軸管 4.連接桿 5.後支承軸 6.襯管
1 車架附件組合弧焊工作站的組成
摩托車車架附件組合弧焊工作站由兩台從日本OTC公司引進的V01型六軸弧焊機器人、一個滑台、兩套可變位夾具、兩個操作台、兩個機器人控制台、一個變頻控制櫃、兩台焊機組成,具體布置見圖2,用兩台弧焊機器人同時在滑台的兩側進行焊接。弧焊機器人分為主從結構:主機器人的控制器不僅控制主機器人的運動,而且控制滑台的正反向移動及夾具的正反轉,從機器人的控制器只控制從機器人的運動。
圖2 工作站組成布置圖
R1:機器人本體1 OP1:操作台1 C1:機器人控制器1
R2:機器人本體2 OP2:操作台2 C2:機器人控制器2
T1:380V/200V變壓器 W1:焊機1 S:滑台
T2:380V/200V變壓器 W2:焊機2 FR:變頻器
2 主從弧焊機器人的協調控制
摩托車車架附件組合工作站是否能正常工作,與主從機器人、滑台和夾具等的動作是否協調有直接關系,比如只有當從機器人准備好後,兩台機器人才能開始同時焊接;只有當兩台機器人都完成焊接以後,滑台和夾具才能開始動作等。
主機器人控制器可以接收來自主機器人、從機器人、夾具、滑台和工件的信號,協調它們之間的動作。在自動運行過程中,主機器人控制器首先檢測哪側(甲或乙)工件安裝就緒,然後使該側工件在滑台上滑至焊接位置,檢測主、從機器人是否准備好,若收到焊接准備好信號後,主、從機器人便在滑台兩側同時開始焊接。焊接完成以後,工件滑至裝卸工件位置。最後將另一側工件滑至焊接位置進行焊接,這樣一個工作周期就完成了。從機器人控制器只控制從機器人的運動,接收到准備好信號後開始焊接,焊接完成後發焊接完成信號給主機器人控制器。有一部分信號的處理體現在主、從機器人的焊接程序中,如圖3、4所示,另外在焊接程序中要注意各種信號的復位。系統運行過程中,還有一些定位銷銷入/銷出信號、滑台加速、減速信號、夾具加速、減速信號的檢測與協調,在此不再敘述。
系統採用CO2氣體保護焊。根據摩托車車架附件焊縫大部分是焊件固定的環焊縫的特點,在示教過程中依靠V01型弧焊機器人走圓弧的指令可以調節角速度的功能,從而避免了頻繁改變其它焊接規范〔2〕。此工作站須有兩名工人,分別負責夾具甲和夾具乙兩側的工件的裝卸。將滑台滑至焊接位置後,主從機器人同時動作,焊槍對准待焊部位,同時依次焊接後支承軸、後叉軸管、連接桿等部件的上半部分,同時焊接主管與左右半體組件間外部環焊縫的上部,在主機器人焊接襯管時,從機器人焊接主管與左右半體間內側環焊縫部分,此處間隙比較大,為了避免裝配誤差的影響,採用擺弧焊接,擺弧幅度為0.2mm,頻率為10Hz。然後夾具翻轉180°位置主從機器人同時焊接餘下焊縫。為了防止焊接過程中飛濺產生的熔渣阻塞焊槍,焊接幾個工件以後,為提高焊槍的使用壽命,主從機器人應同時進行清槍處理。
在整個過程中,操作工人的工作量很少,主要負責裝卸工件,按操作面板上的「甲(或乙)側就緒」按鈕。
圖3 主機器人焊接程序框圖 圖4 從機器人焊接程序框圖
在協調焊接過程中,可以看出系統具有以下優點:
(1)提高了效率,可以獲得比單一機器人焊接高一倍的生產率。
(2)由於機器人大多數時間在工件的兩側同時焊接,可以通過控制器的復制功能實現協調動作,減少了示教時間,大大簡化了操作步驟。
(3)一次實現封閉焊縫的焊接,例如主管與左右半體間內、外側焊縫,既提高了焊接質量,又減少了工件裝夾時間。
(4)協調焊接可以減少焊接變形,避免焊接缺陷。
3 結 論
雙弧焊機器人工作站在三水嘉陵摩托車有限公司得以成功應用,很好地解決了協調控制的難題,該工作站的使用不但提高了焊接質量,而且減輕了工人的勞動強度,改善了勞動條件,提高了焊接生產率,具有很高的推廣價值。
王宗傑 男,1946年7月生,1970年畢業於沈陽工業大學,現為沈陽工業大學材料科學與工程學院副院長、副教授。主要從事焊接材料、焊接自動化研究。發表論文40餘篇。
作者單位:王宗傑 沈陽工業大學 沈陽 110023
石運偉 高進強 山東工業大學 濟南 250061
參 考 文 獻
[1] 殷樹言,邵清廉主編.CO2焊接技術及應用.哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,1992
[2] DAIHEN Corporation. MODEL:V01 Articulated Type Arc Welding Robot Manual. 1995
收修改稿日期:1998—07—08
不知道是不是你需要的,這方面專業知識我一點都不懂,偶爾看到幫你摘得.
『玖』 講述工業機器人系統安裝調試的一般步驟有哪些
工業機器人系統安裝調試的一般步驟有:
1、將機器人本體與控制櫃吊裝到位
2、ABB機器人本體與控制櫃之間的電纜連接
3、ABB機器人示教器與控制櫃連接
4、接入主電源
5、檢查主電源正常後,通電
6、機器人六個軸機械原點的校準操作
7、I/O信號的設定
8、安裝工具與周邊設備
9、編程調試
10、投入自動運行