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示教盒

示教盒是人机交互接口，目前人对机器人示 教有三种方式：

1)手把手示教_又称全程示教。即由人握 住机器人机械M末端，带动机器人按实际任务操 作一逋□在此过程中，机器人控制器的计算机逐 点记下各关节的位置和姿态值，而不作坐标转 换，再现时，再逐点取出，这种示教方式需要很大的计箅机内存，而且由于机构的狙力，示教精 度不可能很高。目前主要在喷漆、喷涂机器人示 教中应用。

2) 示教盒示教，即由人通过示教盒操纵机 器人进行示教，这是最常用的机器人示教方式， 目前焊接机器人都采用这种方式a

3) 离线编程示教，即无需人操作机器人进 行现场示教，而可揭据图样，在计算机上进行编 程，然后输给机器人控制器。它具有不占机器人 工时、便于优化和更为安全的优点，所以是今后 发展的方向。

焊接机器人的优点：

焊 接 机 器 人 的 主 要 优 点 如 下 ：

1 ) 易 于 实 现 焊 接 产 品 质 量 的 稳 定 和 提 高 ，保 证 其 均 一 性 。

2 ) 提 高 生 产 率 ， 一 天 可 2 4 h连 续 生 产 。

3 ) 改 善 工 人 劳 动 条 件 ， 可 在 有 害 环 境 下 长期 工 作 。

4 ) 降 低 对 工 人 操 作 技 术 难 度 的 要 求 。

5 ) 缩 短 产 品 改 型 换 的 准 备 周 期 ， 减 少 相应 的 设 备 投 资 。

6 ) 可 实 现 小 批 摄 产 品 焊 接 自 动 化 。

7 ) 为 焊 接 柔 性 生 产 线 提 供 技 术 基 础 。

机 器 人 手 臂 运 动 学 中 有 两 个 基 本 问 题 ：

1 ) 对 给 定 机 械 臂 ， 已 知 各 关 节 角 矢g(t)=[g1(t),g2(t),……,gn(t)], 其 中n 为 自 由 度 ；求 末 端 操 作 器 相 对 于 参 坐 标 系 的 位 迓 和 姿 态 ，称 之 为 运 动 学 正 问 题 。 在 机 器 人 示 教 过 程 中 ， 机器 人 控 制 器 即 逐 点 进 行 运 动 学 正 问 题 运 算 。

2 ) 对 给 定 机 械 臂 ， 已 知 末 端 操 作 器 在 参 坐 标 系 中 的 期 望 位 置 和 姿 态 ， 求 各 关 节 矢 量 ， 称之 为 运 动 学 逆 问 题 。 在 机 器 人 再 现 过 程 中 ， 机 器人 控 制 器 即 逐 点 进 行 运 动 学 逆 问 题 运 算 ， 将 角 矢量 分 解到 机 械 W各 关 节 。

运 动 学 正 问 题 的 运 算 都 采 用 D- H法 ， 这 种方 法 采 用 4 x4 齐 次 变 换 矩 阵 来 描 述 两 相 邻 刚 体杆 件 的 空 间 关 系 ； 把 正 问 题 简 化 为 寻 求 等 价 的 4x4 齐 次 变 换 矩 阵 。 逆 问 题 的 运 算 可 用 几 种 方 法求 解 ， 最 常 用 的 是 矩 阵 数 、 迭 或 几 何 方 法 。

对 于 高 速 、 高 精 度 机 器 人 ， 还 必 须 建 立 动 力学 模 型 ， 由 于 目 前 通 用 的 工 业 机 器 人 （ bao 括 焊接 机 器 人 ） 极限运 动 速 度 都 在 3 m/ S内 、 精 度 大多 不 高 于 0 . 1 mm, 所 以 都 只 作 简 单 的 动 力 学 控制.