那智机器人AX标准课程Rev7_01(初学机器人)

1、初次接触机器人机器人学校机器人学校第章：第章：工业用机器人工业用机器人第章：第章：NACHI NACHI 机器人的基础知识机器人的基础知识第第章：章：工具设计的注意点工具设计的注意点标准课程初次接触机器人初次接触机器人page 2第章第章 工工业业机器人机器人第章第章工业用机器人工业用机器人page 3机器人机器人的成长的成长工业机器人的普及工业机器人的普及从从19601960年美国的工业报刊开始介绍后，在工业界迅速的扩大。年美国的工业报刊开始介绍后，在工业界迅速的扩大。在日本国内在日本国内19671967年从美国引进，因为如下年从美国引进，因为如下 保护从事焊接等，危险工作中的工人保护从事焊

2、接等，危险工作中的工人 19601960时代的高速成长期中的劳动力不足时代的高速成长期中的劳动力不足 19731973年和年和19791979的石油危机后薪水高涨的石油危机后薪水高涨 控制技术的进步和高度化控制技术的进步和高度化等原因，达到今天这样的程度等原因，达到今天这样的程度page 4NACHINACHI 机器人的历史机器人的历史AX20 07AX 02AW 98AR 92AP 8819878608系列系列1994SA系列系列19808600系列系列1998SF系列系列2001SH系列系列UNIMAN1969AM 84CPUCPU的的采用采用人机对话人机对话程序设计程序设计AK80控制控

3、制装置装置重视操作性重视操作性彩色触摸屏彩色触摸屏数字化控制数字化控制机器人语言机器人语言2007ST-F系列系列 理念理念：高生产率高生产率高可靠度高可靠度 理念理念：小型小型节省空间节省空间最初的电动最初的电动点焊机器人点焊机器人 理念理念：高速性高速性 理念理念：模块化模块化易于维护易于维护在日本最早开在日本最早开始生产机器人始生产机器人 理念理念：外接电缆外接电缆 融入机体融入机体采用计算机采用计算机开放化开放化综合化综合化page 5有着有着人类上肢（腕和手）的动作功能人类上肢（腕和手）的动作功能、以及以及感觉功能感觉功能和识别功能、可以自己行动的机械和识别功能、可以自己行动的机械工

4、业机器人工业机器人自动控制自动控制、可以再编程可以再编程、带有带有3 3维以上自由度维以上自由度操作功能操作功能的机械的机械机器人的定义机器人的定义page 6垂直多关节机器人垂直多关节机器人垂直多关节机器人的特征垂直多关节机器人的特征与安装面积相比，动作范围要与安装面积相比，动作范围要大大（可以在有限空间内活动可以在有限空间内活动）（a a）直角坐标系）直角坐标系（c c）极坐标系）极坐标系（b b）圆筒坐标系）圆筒坐标系（d d）关节型）关节型（肩膀）（肩膀）（臂）（小臂）（小臂）（肘关节）（肘关节）（dd）水平关节型（）水平关节型（SCARASCARA）page 7第章第章 NACHI

5、ROBOT NACHI ROBOT的基的基础础知知识识第章NACHI ROBOT的基础知识page 8型号的含义型号的含义(1)(1)S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000表示机器人系列名称表示机器人系列名称系列系列系列系列系列系列系列系列page 9型号的含义型号的含义(2)(2)表示机器人可以搬运的重量表示机器人可以搬运的重量单位：单位：kgkg可搬运可搬运质质量越大量越大, 机器人越大个。机器人越大个。S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000page 10型号的含义型号的含义(3)(3)表示机器人的类型表示机器人的类型。T:T:安

6、装在架子上安装在架子上L:L:长手臂长手臂ST166-02ST166-02地面安装地面安装ST166T-02ST166T-02S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000page 11型号的含义型号的含义(4)(4)版本号版本号, , 表示机器人的改型表示机器人的改型（例）（例）版本号不一样的时候，马达和手腕的规格都会变化。因版本号不一样的时候，马达和手腕的规格都会变化。因为存在作业程序不能互换的情况，请注意为存在作业程序不能互换的情况，请注意。S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000SH166-04SH166-04： ：偏移式手腕偏移式手腕

7、规规格格SH166-03SH166-03： ：一字型手腕一字型手腕规规格格page 12型号的含义型号的含义(5)(5)表示控制装置的类型表示控制装置的类型。S T 1 6 6 T - 0 2 - A X 2 0 - 0000示教器的示教器的语语言言0 0：日日语语1 1：英英语语2 2：法法语语3 3：4 4：捷克捷克语语5 5：中国中国语语6 6：台湾台湾语语7 7：印度语印度语8 8：韩韩国国语语9 9：意大利意大利语语A A：西班牙西班牙语语除日本除日本语语和英和英语语外，其他外，其他为选为选配配0 0：固定：固定电电源源电压规电压规格格0 0：200 V200 V（不带变压器不带变压

8、器）1 1：400 V400 V系（系（带变压器带变压器）2 2：200 V200 V系（系（带变压器带变压器）3 3：600 V600 V系（系（带变压器带变压器）对应规对应规格格0 0：日本国内的日本国内的规规格格（对应对应JISJIS）1 1：北美北美规规格格（对应对应ANSI, NFPA79ANSI, NFPA79）2 2：CECE规规格格1234 1 2 3 4page 13基本规格的含义基本规格的含义(1)(1)基本结构基本结构机器人的型号机器人的型号项目规格机器人的型号ST166-02ST166L-02ST200-02结构关节型自由度6驱动方式AC伺服方式最 大 动 作 范围 手

9、臂J1旋回3.14 radJ2前后1.40 1.05 radJ3上下2.62 2.38 rad手腕J4回转6.28 radJ5弯曲2.36 rad2.27 radJ6回转6.28 rad最 大 速 度 手臂J1旋回1.75 rad/sJ2前后1.57 rad/s1.22 rad/s1.57 rad/sJ3上下1.66 rad/s1.31 rad/s1.66 rad/s手腕J4回转2.62 rad/s2.27 rad/s2.09 rad/sJ5弯曲2.62 rad/s2.27 rad/s2.09 rad/sJ6回转3.67 rad/s3.14 rad/s3.32 rad/spage 14基本规格

10、的含义基本规格的含义(2)(2)可搬质量可搬质量容许的扭矩和转动惯量容许的扭矩和转动惯量重复定位精度重复定位精度设置条件设置条件搬运机器人时，请参照机器人的保养说明书，一定要根据本搬运机器人时，请参照机器人的保养说明书，一定要根据本体重量采用适当的方法进行搬运。如果不遵守的话，会发生体重量采用适当的方法进行搬运。如果不遵守的话，会发生死亡事故和重大灾害死亡事故和重大灾害。最大可搬最大可搬重量重量手腕部手腕部166 kg200 kg第第手臂上的负载手臂上的负载最大 90 kg手腕容许手腕容许的静负载的静负载扭矩扭矩J4J4回转回转951 Nm1274 NmJ5J5弯曲弯曲951 Nm1274 N

11、mJ6J6回转回转490 Nm686 Nm手腕容许手腕容许的最大转的最大转动惯量动惯量J4J4回转回转88.9 kgm117.3 kgmJ5J5弯曲弯曲88.9 kgm117.3 kgmJ6J6回转回转44.1 kgm65.9 kgm重复定位精度重复定位精度0.3 mm设置设置条件条件环境温度环境温度0 45 环境湿度环境湿度20 85 %RH（没有冷凝水）震动值震动值0.5 G 以下机器人类型机器人类型地面安装本体质量本体质量1170 kg1200 kg1215 kgpage 15动作范围图示动作范围图示ST166-02ST166-02的动作范围图示的动作范围图示基本规格的动作范围，基本规格

12、的动作范围，是按照手腕回转轴的是按照手腕回转轴的中心中心a a点为基准来画的点为基准来画的。当装上工具（抓手）的时候当装上工具（抓手）的时候请注意这部分的长度要请注意这部分的长度要变大。变大。手臂干涉半径手臂干涉半径page 16各部的名称各部的名称（举例举例）手腕第一手臂第二手臂J5轴马达J4轴马达J3轴马达J2轴马达J6轴马达J1轴马达手臂干涉限位平衡器回转基座限位块限位块本体框架page 17各轴的名称、按轴坐标系的操作各轴的名称、按轴坐标系的操作用轴操作键对用轴操作键对机器人进行操作机器人进行操作主主轴轴或者称为本体本体轴轴手腕轴手腕轴page 18动作范围的限定动作范围的限定用三个方

13、法来控制动作范围用三个方法来控制动作范围限位开关限位开关机械挡块机械挡块 软限位软限位详细请参考直到机器人移动说明书的第二章。软限制不能规定软限制不能规定限制领域限制领域（机器人即使有任何故障和误操作发生时机器人即使有任何故障和误操作发生时也不会超过的空间也不会超过的空间）。）。限制领域的改变要用机械挡块和行程开关来限制领域的改变要用机械挡块和行程开关来规定规定。 注注意意 利用编码器来限制各轴，防止动作超过规定范围以外利用机械挡块来限制动作范围（仅仅在J1,J2,J3轴安装）在行程末端安装限位开关，如果碰触的话，马达电源会被断开。（仅仅在J1,J2,J3轴安装）（有的机器人的类型没有安装）p

14、age 19第章第章 工具工具设计设计造型造型时时的注意点的注意点第第章章工具设计工具设计选型时的选型时的注意点注意点page 20手腕的极限负载手腕的极限负载机器人的手腕端部的负载根据机器人的手腕端部的负载根据额定可搬质量、额定静扭矩、额定转动额定可搬质量、额定静扭矩、额定转动惯量的规定惯量的规定来决定来决定。 工具设计时，手腕的负载情况请严格遵守额定值工具设计时，手腕的负载情况请严格遵守额定值。负载扭矩的额定范围负载扭矩的额定范围转动惯量的额定范围转动惯量的额定范围从法兰面开始的距离从法兰面开始的距离离开离开R1R1轴回转中心的距离轴回转中心的距离静负的载扭静负的载扭矩矩 静负的转动惯量静

15、负的转动惯量page 21可搬质量可搬质量机器人手腕端部安装的负载重量请设定在机器人手腕端部安装的负载重量请设定在额定可搬质量额定可搬质量以下。以下。补充说明补充说明机器人的负载必须考虑到包含机器人的负载必须考虑到包含抓手和工件抓手和工件的重量的重量。另外，有好几种工件的时候，且。另外，有好几种工件的时候，且重量差别有大重量差别有大时时、可以采用不同组合分开进行可以采用不同组合分开进行“工具设定工具设定”，以达到最合适的控制方式。但是，当工件重量差以达到最合适的控制方式。但是，当工件重量差别不大的时候，就没必要采用不同的工具设定别不大的时候，就没必要采用不同的工具设定。根据负载类型的不同，可进

16、行的根据负载类型的不同，可进行的“工具设定工具设定”最大可以有最大可以有3232个个。机器人型号机器人型号额定可搬质量额定可搬质量ST166-02, ST166L-02, ST166T-02ST166-02, ST166L-02, ST166T-02166 kg 166 kg 以下以下ST200-02, ST200T-02ST200-02, ST200T-02200 kg 200 kg 以下以下page 22静负载扭矩静负载扭矩机器人手腕端部安装的负载，按照它的机器人手腕端部安装的负载，按照它的质量和重心位置质量和重心位置来求它的负载扭矩。来求它的负载扭矩。必须在必须在额定静负载扭矩额定静负载

17、扭矩以下以下。计算举例：采用ST166-02、100kg负载的时候，求距离J6轴回转中心的最大允许距离？（J6J6额定的静负载扭矩额定的静负载扭矩NN mm）（负载质量负载质量kgkg 9.8m/s 9.8m/s2 2 ） 490490 (100 (1009.8)9.8) 0.5m0.5m因此，负载100kg的时候重心必须距离J6轴回转中心0.5m0.5m以内。机器人类型机器人类型额定静负载扭矩额定静负载扭矩J4J4轴轴J5J5轴轴J6J6轴轴ST166-02, ST166L-02, ST166-02, ST166L-02, ST166T-02ST166T-02951 N951 N m m 以

18、下以下951 N951 N m m 以下以下490 N490 N m m 以下以下ST200-02, ST200T-02ST200-02, ST200T-021274 N1274 N m m 以下以下1274 N1274 N m m 以下以下686 N686 N m m 以下以下page 23额定静负载图示额定静负载图示下图就是前面提到的静负载扭矩范围的图表。工具的质量和重心决定以后，参照下下图就是前面提到的静负载扭矩范围的图表。工具的质量和重心决定以后，参照下面的图看看是不是在规定范围内，当靠近边界的时候，通过计算确认是不是可行面的图看看是不是在规定范围内，当靠近边界的时候，通过计算确认是不是可行。可以看出，负载越轻可以看出，负载越轻范围越大范围越大ST-166-02的例子距离法兰面的距离距离法兰面的距离距离距离J6J6轴回转中心的距离轴回转中心的距离page 24转动惯量转动惯量机器人手腕端部安装的负载，按照它的机器人手腕端部安装的负载，按照它的质量和重心位置质量和重心位置求得它的转动求得它的转动惯量，必须在惯量，必须在额定转动惯量以下额定转动惯量以下。计算例子：采用ST166-02、 100kg负载,距离J6轴0.5m的时候，求它的转动惯量。（转动惯量转动惯量）（）（负载重量负