工业机器人运动学认知教案-2022-2023学年度高一下学期中国铁道出版社有限公司中职工业机器人认知

江苏省XY中等专业学校2022-2023-2教案 编号： 备课 课 工业机器人认 所在 主备 组别 机械组 名称 知 年级 一年级 教师 授课 授课 授课 授课 教师 系部 班级 日期 课题 工业机器人运动学认知 1. 认识机器人坐标系 教学 2. 关节坐标系 目标 3. 基坐标系 4. 世界坐标系 重点 坐标系如何判定的 难点 根据不同坐标系不同的转动方法 教法 讲授法，小组谈论 教学 设备 多媒体 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 一、导入： 项目二中学习了工业机器人的组成及分类，不同 类型机器人组成部分结构是不同的。 在本项目中，将要认识工业机器人的坐标系、姿 态变换、运动方式及6轴工业机器人。因此本次项目 教学 主要学习的是机器人运动学方面的知识。 容 既然谈到运动，就不得不提到一个话题，就是怎 么动，机器人的运动主要依靠着什么？是本项目要讨 论的重要问题。而对于中职学习学习技术也只需要知 道怎么动的坐标系即可。由于本部分难度高，不适合 深入的讲解。 二、新授： 任务一：工业机器人坐标系 对于机器人的坐标系，会牵连诸多，常见的坐标 系有：关节坐标系、基坐标系、世界坐标系、工具坐 标系、工件坐标系可用直角坐标系表示。 介绍第一种关节坐标系。 关节机器人的定义非常简单，就是各轴进行单独 动作，就称关节机器人，主要描述各关节相对于标定 零点的绝对位置，旋转轴常用°表示，线性轴常用m 表示。为了方便调试点位时观察机器人的绝对位置， 学 各关节轴的动作如多媒体展示一样，分主轴和次轴。 容 主轴有本体左右回转，大臂上下运动，小臂前后 运动，在这时展示图给学生看，主要看沿着什么方向 在动。第二个次轴，有手腕回转运动、上下摆运动、 四周运动。 任务二：基坐标系、世界坐标系 基坐标系位于机器人基座，它是最便于机器人从 一个位置移动到另一个位置的坐标系。世界坐标系是 被固定在空间上的标准直角坐标系，其被固定在机器 人事先确定的位置。用户坐标系是基于该坐标系而设 定的，用于位置的示教和执行。默认情况下，基坐标 系和世界坐标系是一样的。 用户坐标系是基于该坐标系而设定的，它用于数 据的示教的执行。 任务三：直角坐标系/笛卡尔坐标系/台架型 首先弄清一概念，直角坐标系，包含很多种，常 常狭义的将基座坐标系称为直角坐标系。 直角坐标系Z轴即第一轴的Z轴，X轴为回零后的 正前方，Y轴由右手定则确定。下面介绍右手定则。 使用手势判断方向这个技巧在很多领域都有涉 及，比如物理学里面，右手定律，使用手指比划电流 或电压流向，从而做出第三个方向。在机器人领域也 存在着右手定则，学习右手定则首先要知道，手表示 教的是机器人运动的方向，也就是轴，要知道有几个轴， 学学生通过看课本能知道是三个轴，分别是X轴、Y轴、 容Z轴，X轴是红色（Red)，正面的正方向，左边是Y轴 的正方向，用绿色（Green)表示，上方是Z轴的正方 向，用蓝色（Blue）表示，X轴视为食指，Y轴视为中 指，Z轴视为拇指，顺序是XYZ，且颜色是RGB颜色 顺序。机器人的旋转方向是右手定则，用右手卷住的 方向是＋方向，根绝右手定则很容易判断出机器人的 方向。 xγz轴上的运动是独立的，它的精度和位置分辨 率不随工作场合而变化，容易达到高精度。也存在缺 点：操作范围小，占地面积大，运动速度低，密封性 不好。 接下来介绍直角坐标系运动情况。 大的方向来说是主轴(基本轴)和次轴(腕部轴)， 主轴：沿X轴沿X轴平行移动 _____沿Y轴_沿Y轴平行移动__ 沿Y轴沿了轴平行移动 次轴：U轴：绕Z轴旋转 V轴：绕Y轴旋转 W轴：绕末端工具所指方向旋转 工业机器人坐标系 ① 关节坐标系 板书 ② 基坐标系 ③ 世界坐标系 计 ④ 工具坐标系 ⑤ 工件坐标系 教后札记