工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)微課版何世松課后參考答案

緒論認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人課后習(xí)題答案一、填空題1．作為工業(yè)隱形助推器，（工業(yè)機(jī)器人）是機(jī)器換人、制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的核心抓手。2．為了擴(kuò)大工作范圍，七軸工業(yè)機(jī)器人中的第七軸通常是（行走軸），屬于線性軸，也被稱為機(jī)器人地軌或機(jī)器人導(dǎo)軌等。3．國際上工業(yè)機(jī)器人四大家族是指（發(fā)那科）、（ABB）、（安川）、（庫卡）四個(gè)品牌。4．當(dāng)前，工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在4D（Dirty骯臟的）、（Difficult費(fèi)力的）、（Dangerous危險(xiǎn)的）、（Dull乏味的）工作崗位以實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”。二、選擇題1．機(jī)器人本體是工業(yè)機(jī)器人機(jī)械主體，是完成各種作業(yè)的（A）。A.執(zhí)行機(jī)構(gòu)B.控制系統(tǒng)C.傳輸系統(tǒng)D.搬運(yùn)機(jī)構(gòu)2．以下（D）不是我國《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》對機(jī)器人的分類。A.工業(yè)機(jī)器人B.服務(wù)機(jī)器人C.特種機(jī)器人D.跳舞機(jī)器人3．以下（D）不是我國工業(yè)機(jī)器人品牌。A.埃夫特B.埃斯頓C.匯川D.安川三、簡答題1．簡述工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢。答：工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢是智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化、集成化和輕量化。2．簡述工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用場景。答：工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用場景包括但不限于以下5個(gè)方面：搬運(yùn)場景、碼垛場景、焊接場景、噴涂場景、裝配場景等。3．簡述“機(jī)器人三大守則”的內(nèi)容。答：（1）機(jī)器人必須不危害人類，也不允許眼看人類將受害而袖手旁觀；（2）機(jī)器人必須絕對服從于人類，除非這種服從有害于人類；（3）機(jī)器人必須保護(hù)自身不受傷害，除非為了保護(hù)人類或者是人類命令它做出犧牲。模塊一工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成與分類課后習(xí)題答案一、填空題1．從外形上來看，工業(yè)機(jī)器人一般由（本體）、（控制器）、（示教器）三部分組成。2．從工作原理來看，工業(yè)機(jī)器人一般由（控制系統(tǒng)）、（驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）、（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、（監(jiān)測系統(tǒng)）四部分組成。3．按照機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展水平可以將工業(yè)機(jī)器人分為三代：（示教再現(xiàn)機(jī)器人）、（感知機(jī)器人）、（智能機(jī)器人）。4．工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)有（自由度）、（定位精度和重復(fù)定位精度）、（工作范圍）、（最大工作速度）、（承載能力）等。二、選擇題1．按結(jié)構(gòu)特征來分，工業(yè)機(jī)器人通?？煞譃椋ˋ）、柱面坐標(biāo)機(jī)器人、球面坐標(biāo)機(jī)器人和關(guān)節(jié)型機(jī)器人等類型。A.直角坐標(biāo)機(jī)器人B.斜角坐標(biāo)機(jī)器人C.極坐標(biāo)機(jī)器人D.SCARA機(jī)器人2．以下（D）不是工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)。A.自由度B.定位精度C.工作范圍D.外觀3．以下（D）不是按采用的動(dòng)力源對工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置的分類。A.電動(dòng)B.液動(dòng)C.氣動(dòng)D.手動(dòng)4．下面（D）不屬于工業(yè)機(jī)器人子系統(tǒng)。A.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)B.機(jī)械系統(tǒng)C.人機(jī)交互系統(tǒng)D.導(dǎo)航系統(tǒng)三、簡答題1．工業(yè)機(jī)器人的本體由哪幾部分組成？答：工業(yè)機(jī)器人的本體主要由機(jī)械臂、驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)裝置以及傳感器三大部分組成，可細(xì)分為機(jī)座、腰部、臂部、腕部、手部。2．示教器的作用主要有哪些？答：示教器的作用包括：（1）手動(dòng)運(yùn)行機(jī)器人；（2）編寫機(jī)器人程序；（3）試運(yùn)行程序；（4）查閱機(jī)器人的狀態(tài)（如機(jī)器人I/O設(shè)置、位置等）；（5）參數(shù)設(shè)置。3．感受系統(tǒng)包括哪兩部分，各自的作用是什么？答：感受系統(tǒng)包括內(nèi)部檢測系統(tǒng)與外部檢測系統(tǒng)兩部分。內(nèi)部檢測系統(tǒng)作用是通過各種檢測器，檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)境況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定值進(jìn)行比較后對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整以保證其動(dòng)作符合設(shè)計(jì)要求。外部檢測系統(tǒng)作用是檢測機(jī)器人所處環(huán)境、外部物體狀態(tài)或機(jī)器人與外部物體的關(guān)系。4．按機(jī)器人的控制方式劃分，工業(yè)機(jī)器人可以分為哪些類型？答：根據(jù)控制方式的不同，工業(yè)機(jī)器人可以分為非伺服控制機(jī)器人和伺服控制機(jī)器人兩種。伺服控制機(jī)器人又可細(xì)分為連續(xù)軌跡控制機(jī)器人和點(diǎn)位控制機(jī)器人。模塊二工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)變換與運(yùn)動(dòng)計(jì)算習(xí)題答案一、填空題1．齊次坐標(biāo)變換能解決機(jī)器人（位置）和（姿態(tài)）描述的問題。2．坐標(biāo)變換通常有（純平移變換）、（繞單軸的旋轉(zhuǎn)變換）和（復(fù)合變換）三種形式。3．最便于機(jī)器人編程的坐標(biāo)系是（工件坐標(biāo)系）。二、選擇題1．坐標(biāo)原點(diǎn)位于工具上的坐標(biāo)系是（C）。A.大地坐標(biāo)系B.基坐標(biāo)系C.工具坐標(biāo)系D.工件坐標(biāo)系2．在D-H建模中，轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)變量是（D）。A.連桿長度B.連桿扭角C.兩連桿距離D.兩連桿夾角3．在D-H建模中，移動(dòng)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)變量是（C）。A.連桿長度B.連桿扭角C.兩連桿距離D.兩連桿夾角4．已知末端執(zhí)行器的期望位姿，求解各關(guān)節(jié)變量是（B）要解決的問題。A.正運(yùn)動(dòng)學(xué)B.逆運(yùn)動(dòng)學(xué)C.正動(dòng)力學(xué)D.逆動(dòng)力學(xué)三、計(jì)算題1．坐標(biāo)系{B}相對于固定參考坐標(biāo)系{A}連續(xù)做以下變換：（1）繞XA軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°。（2）繞YA軸順時(shí)針轉(zhuǎn)90°。（3）移動(dòng)13試寫出齊次變換矩陣T。答：2．坐標(biāo)系{B}相對于自身坐標(biāo)系連續(xù)做以下變換：（1）繞XB軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°。（2）繞YB軸順時(shí)針轉(zhuǎn)90°。（3）移動(dòng)13試寫出齊次變換矩陣T。答：四、簡答題1．簡述什么是齊次坐標(biāo)？它與直角坐標(biāo)有何區(qū)別？答：齊次坐標(biāo)就是將一個(gè)原本是n維的向量用一個(gè)n+1維向量來表示，是指一個(gè)用于投影幾何里的坐標(biāo)系；齊次坐標(biāo)和直角坐標(biāo)在點(diǎn)的描述和坐標(biāo)系的方位秒數(shù)上有區(qū)別，當(dāng)比例因子為0時(shí)，齊次坐標(biāo)可以表示方向，這是直角坐標(biāo)不具備的功能。2．坐標(biāo)變換分為哪幾種？答：常用的坐標(biāo)變換包含純平移、繞單軸的旋轉(zhuǎn)變換和復(fù)合（平移+旋轉(zhuǎn)）變換。3．寫出分別繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)θ角的齊次變換矩陣。答：，【拓展演練】如下圖所示，2自由度平面機(jī)械臂有兩個(gè)關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)1是轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)2是移動(dòng)關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)變量分別為θ1和d2。（1）建立D-H坐標(biāo)系，并寫出機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。（2）按下列給定的關(guān)節(jié)變量，求出末端執(zhí)行器中心的位置。θ10°30°60°90°d20.500.801.000.702自由度平面機(jī)械臂解：（1）建立D-H坐標(biāo)系，如圖所示，連桿的參數(shù)如下表：連桿aαdθ1000θ12d2000機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為：當(dāng)θ1=0°和d2=0.5時(shí)，末端執(zhí)行器中心位置為當(dāng)θ1=30°和d2=0.8時(shí)，末端執(zhí)行器中心位置為當(dāng)θ1=60°和d2=1時(shí)，末端執(zhí)行器中心位置為當(dāng)θ1=90°和d2=0.7時(shí)，末端執(zhí)行器中心位置為模塊三工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)成課后習(xí)題答案一、填空題1．工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要包括（機(jī)座）、（臂部）、（腕部）、（末端執(zhí)行器）、（傳動(dòng)裝置）等。2．無固定軌跡式行走機(jī)構(gòu)按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為（輪式行走機(jī)構(gòu)）、（履帶式行走機(jī)構(gòu)）、（關(guān)節(jié)式行走機(jī)構(gòu)）。3．工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)裝置包括齒輪傳動(dòng)、（軸承傳動(dòng)）、（絲杠傳動(dòng)）、（RV減速器）以及柔性元件傳動(dòng)等。4．根據(jù)工作原理，末端執(zhí)行器可分為（吸附式末端執(zhí)行器）和（夾持式末端執(zhí)行器）。5．將“同步帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、錐齒輪傳動(dòng)、鋼絲繩索、RV減速器、絲杠傳動(dòng)”填入以下對應(yīng)括號(hào)中。（錐齒輪傳動(dòng)）（鏈傳動(dòng)）（絲杠傳動(dòng)）（同步帶傳動(dòng)）（鋼絲繩索）（RV減速器）二、選擇題1．以下（D）不是按齒輪傳動(dòng)的工作條件分類的類型。A.開式齒輪傳動(dòng)B.半開式齒輪傳動(dòng)C.閉式齒輪傳動(dòng)D.齒輪齒條傳動(dòng)2．工業(yè)機(jī)器人腕部的運(yùn)動(dòng)模擬人的手腕的動(dòng)作，下面（A）不屬于回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的效果A.滾動(dòng)B.手轉(zhuǎn)C.腕擺D.臂轉(zhuǎn)3．臂部的驅(qū)動(dòng)方式主要有液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等幾種形式，其中（C）形式最為通用。A.液壓驅(qū)動(dòng)B.氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)C.電機(jī)驅(qū)動(dòng)D.以上均是4．以下（C）不屬于RV減速器的組成部分。A.齒輪軸B.行星輪C.齒條D.RV齒輪三、簡答題1．簡述工業(yè)機(jī)器人機(jī)座的作用。答：機(jī)座的作用主要是確定和固定機(jī)器人的位置、支撐整個(gè)機(jī)器人的重量及工作載荷。2．相比其他機(jī)械結(jié)構(gòu)，臂部具有哪些特點(diǎn)？答：相比其他機(jī)械結(jié)構(gòu)，臂部具剛度要高、重量要輕、運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)等明顯特點(diǎn)。3．什么是工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器？有何作用？答：工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器也稱之為手部，是工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)物品、裝卸材料、組裝零件、焊接、噴漆等工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。末端執(zhí)行器的主要作用包括抓取物品、搬運(yùn)物品、裝配物品以及提升生產(chǎn)效率等。4．簡述諧波齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。答：（1）結(jié)構(gòu)簡單、零件少、安裝方便。（2）體積小、重量輕。（3）傳動(dòng)速比大。（4）承載能力高。（5）傳動(dòng)精度高。（6）傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。（7）可實(shí)現(xiàn)差速傳動(dòng)。5．簡述RV減速器傳動(dòng)的特點(diǎn)。答：（1）傳動(dòng)比范圍大。（2）結(jié)構(gòu)剛性好。（3）輸出扭矩高。（4）傳動(dòng)效率高，其傳動(dòng)效率為0.85-0.92。模塊四工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成課后習(xí)題答案一、填空題1.工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常用的驅(qū)動(dòng)方式主要有（電動(dòng)驅(qū)動(dòng)）、（液壓驅(qū)動(dòng)）以及（氣壓驅(qū)動(dòng)）三種。2.電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常選用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有（直流電動(dòng)機(jī)）、（步進(jìn)電機(jī)）和（伺服電機(jī)）三種。3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每輸入一個(gè)（控制脈沖），電動(dòng)機(jī)完成相應(yīng)的角位移或線位移。4.（液壓驅(qū)動(dòng)）系統(tǒng)常用于承載重量較大的工業(yè)機(jī)器人。5.液壓執(zhí)行元件將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，包括（液壓缸）和（液壓馬達(dá)）。6.（流量控制）閥用于控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣流量。二、判斷題1.伺服系統(tǒng)的最主要的特質(zhì)是要有反饋信息，以確定部件的具體位置。（√）2.交流伺服電機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子組成。（×）3.流量控制閥是通過改變閥的通流面積來實(shí)現(xiàn)流量控制的元件。（√）4.液壓伺服系統(tǒng)中，當(dāng)反饋信號(hào)值與輸入指令值相同時(shí)，驅(qū)動(dòng)器便停止工作。（√）5.電液換向閥用較小電磁力控制改變流體方向，從而改變機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（√）三、簡答題1.簡述工業(yè)機(jī)器人對驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的要求。答：工業(yè)機(jī)器人對驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的要求如下：（1）靈敏度高，響應(yīng)性好電動(dòng)機(jī)從獲得指令信號(hào)到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時(shí)間應(yīng)盡可能短。響應(yīng)指令信號(hào)的時(shí)間越短，電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的靈敏性越高，快速響應(yīng)性能就越好。一般是以伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)來表示伺服電動(dòng)機(jī)快速響應(yīng)的性能。（2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、慣量小在驅(qū)動(dòng)負(fù)載的情況下，要求機(jī)器人的伺服電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。（3）控制特性的連續(xù)性和直線性隨著控制信號(hào)的變化，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能連續(xù)變化，有時(shí)還需轉(zhuǎn)速與控制信號(hào)成正比或近似成正比。（4）調(diào)速范圍寬能適用于1:1000~1:10000的調(diào)速范圍。（5）體積小，質(zhì)量輕，軸向尺寸短。在滿足工作要求的條件下，要求體積小，質(zhì)量輕，軸向尺寸短。（6）適用工作范圍廣能在苛刻的運(yùn)行條件下工作，可進(jìn)行十分頻繁的正、反向和加、減速運(yùn)動(dòng)，并能在短時(shí)間內(nèi)承受過載。2.簡述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：（1）液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1）驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩大，即功率質(zhì)量比（或稱比功率）大。2）可以把工作液壓缸直接做成關(guān)節(jié)的一部分，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、剛度好。3）由于液體的不可壓縮性，定位精度比氣壓驅(qū)動(dòng)高，并可實(shí)現(xiàn)任意位置的停止。4）液壓驅(qū)動(dòng)調(diào)速比較簡單，能在很大調(diào)整范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。5）液壓驅(qū)動(dòng)平穩(wěn)，且系統(tǒng)的固有效率較高，可以實(shí)現(xiàn)頻繁而平穩(wěn)的變速與換向。6）使用安全閥，可簡單有效地防止過載現(xiàn)象發(fā)生。7）有良好的潤滑性能，壽命長。（2）液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)1）油液容易泄漏，影響工作的穩(wěn)定性與定位精度，易造成環(huán)境污染。2）油液黏度隨溫度變化，不但影響工作性能，而且在高溫與低溫條件下很難應(yīng)用。有時(shí)需要采用油溫管理措施。3）油液中容易混入氣泡、水分等，使系統(tǒng)的剛性降低，速度響應(yīng)特性及定位不穩(wěn)定。4）需配備壓力源及復(fù)雜的管路系統(tǒng)，因而成本較高。5）易燃燒。3.簡述氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：（1）氣壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1）快速性好。這是因?yàn)閴嚎s空氣的黏性小。2）氣源方便。一般工廠都由壓縮空氣站供應(yīng)壓縮空氣。3）廢氣可直接排入大氣，不會(huì)造成污染，所以比液壓驅(qū)動(dòng)清潔。4）通過調(diào)節(jié)氣量可實(shí)現(xiàn)無級變速。5）由于空氣的可壓縮性，氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有緩沖作用。6）結(jié)構(gòu)簡單，易于保養(yǎng)，成本低。（2）氣壓驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)1）由于工作壓力低，所以功率質(zhì)量比小，裝置體積大。2）基于氣體的可壓縮性，氣壓驅(qū)動(dòng)很難保證較高的定位精度。3）使用后的壓縮空氣向大氣排放時(shí)，會(huì)產(chǎn)生噪聲。4）因壓縮空氣含冷凝水，使得氣壓系統(tǒng)易銹蝕。在低溫下由于冷凝水結(jié)冰，氣動(dòng)系統(tǒng)有可能啟動(dòng)困難。模塊五工業(yè)機(jī)器人的感知系統(tǒng)構(gòu)成課后習(xí)題答案一、填空題1．絕對式光電編碼器的分辨率取決于二進(jìn)制編碼的（位數(shù)）。2．光電編碼器主要由（光源）、（光碼盤）、（光敏元件）和轉(zhuǎn)軸等組成。3．工業(yè)機(jī)器人傳感器按其感知對象的位置，可以分為（內(nèi)部傳感器）和（外部傳感器）兩大類。4．光電開關(guān)一般由（發(fā)射器）、（接收器）和檢測電路三部分組成。5．壓電式超聲波探頭的工作原理是基于壓電材料的（壓電效應(yīng)）。二、選擇題1．以下（C）不屬于工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)部傳感器。A．位置傳感器B．速度傳感器C．視覺傳感器D．加速度傳感器2．傳感器輸出信號(hào)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，輸出變化量與輸入變化量的比值表示（B）。A．線性度B．靈敏度C．測量精度D．分辨力3．（D）適用于較遠(yuǎn)距離和較大物體的測量。A．電位器式傳感器B．電容傳感器C．電渦流傳感器D．超聲波傳感器4．下面哪種傳感器不能測量角位移。（A）A．直線型電位器B．旋轉(zhuǎn)型電位器C．光電編碼器D．旋轉(zhuǎn)變壓器5．電渦流式接近傳感器利用電渦流效應(yīng)可以檢測出（A）的靠近。A．鐵塊B．塑料瓶C．水D．人體6．下面哪種傳感器可以獲取工件的顏色信息。（C）A．霍爾式接近開關(guān)B．超聲波傳感器C．視覺傳感器D．光電開關(guān)7．接近傳感器的動(dòng)作距離（B）復(fù)位距離。A．大于B．小于C．等于D．都可以8．使用超聲波式傳感器測量液位，從探頭發(fā)射超聲波到接收到液面反射波的時(shí)間越長，說明探頭與液面的距離（A）。A．越大B．越小C．不變D．等于零三、判斷題1．選擇工業(yè)機(jī)器人的傳感器時(shí)，靈敏度越高的越好。（×）2．一般可以使用光幕限定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍，保護(hù)作業(yè)人員安全。（√）3．工業(yè)機(jī)器人可以只使用外部傳感器而不使用任何內(nèi)部傳感器。（×）4．用傳感器采集環(huán)境信息是機(jī)器人智能化的必要條件。（√）5．電容式傳感器不能實(shí)現(xiàn)非接觸式測量。（×）6．霍爾效應(yīng)是半導(dǎo)體置于磁場中產(chǎn)生的現(xiàn)象，半導(dǎo)體不需要有電流流過。（×）四、簡答題1．傳感器的主要性能指標(biāo)有哪些？答：傳感器的主要性能指標(biāo)有靜態(tài)性能指標(biāo)和動(dòng)態(tài)時(shí)域指標(biāo)。傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo)主要有靈敏度、線性度、測量精度、分辨率、重復(fù)性、穩(wěn)定性、抗干擾能力等。傳感器的動(dòng)態(tài)時(shí)域指標(biāo)常包含時(shí)間常數(shù)、上升時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間等，動(dòng)態(tài)頻域指標(biāo)常有通頻帶、工作頻帶、相位誤差等。2．工業(yè)機(jī)器人傳感器的線性度指什么？答：線性度（又稱非線性誤差）則用來表征擬合直線與實(shí)際關(guān)系曲線之間的近似程度，非線性誤差越小越好。3．要使檢測的分辨力小于1°，問絕對式光電編碼器至少需設(shè)置多少條碼道？答：分辨力α=360°2n，其中n為碼道數(shù)，360°284．利用霍爾傳感器測量工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速，若已知傳感器輸出脈沖的周期為10ms，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒輪齒數(shù)為10，求關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度n。答：關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度n=60f齒數(shù)=60課后習(xí)題答案一、填空題1．工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)可分為兩大部分：一部分是對其（自身運(yùn)動(dòng)）的控制；另一部分是工業(yè)機(jī)器人與（周邊設(shè)備）的協(xié)調(diào)控制。2．工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要功能有：（示教再現(xiàn)功能）與（運(yùn)動(dòng)控制功能）。3．工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)主要有三種結(jié)構(gòu)，分別為（集中控制結(jié)構(gòu)）、（主從控制結(jié)構(gòu)）、（分布控制結(jié)構(gòu)）。二、選擇題1．工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)位控制方式（PTP）的主要技術(shù)指標(biāo)是：（A）。A.定位精度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間B.定位精度和運(yùn)動(dòng)速度C.運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間D.位姿軌跡和運(yùn)動(dòng)速度2．以下不屬于工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)硬件主要組成部分的是：（D）A.傳感裝置B.控制裝置C.關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)部分D.減速裝置3.工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方式主要包括點(diǎn)到點(diǎn)控制方式和（A）。A.連續(xù)軌跡控制方式B.速度控制方式C.力（力矩）控制方式D.智能控制方式三、簡答題1.簡述工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。答：工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（1）工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)是一個(gè)多變量控制系統(tǒng)，簡單的工業(yè)機(jī)器人也有3～5個(gè)自由度。（2）它的運(yùn)動(dòng)描述比較復(fù)雜。（3）工業(yè)機(jī)器人具有較高的重復(fù)定位精度，系統(tǒng)剛性好。（4）信息運(yùn)算量大。（5）需采用加（減）速控制。一般要求控制系統(tǒng)位置無超調(diào)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)盡量快。（6）工業(yè)機(jī)器人還有一種示教再現(xiàn)的控制方式。2.簡述工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能。答：工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)具有以下功能：示教再現(xiàn)功能、坐標(biāo)設(shè)置功能、與外圍設(shè)備的聯(lián)系功能、位置伺服功能、故障診斷安全保護(hù)功能。3.工業(yè)機(jī)器人的控制方式按作業(yè)任務(wù)不同可分為哪些方式？答：主要分為位置控制方式、速度控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式等。模塊七工業(yè)機(jī)器人的操作與編程課后習(xí)題答案一、填空題1．操作人員進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人編程的方式主要有（示教編程）與（離線編程）。2．工業(yè)機(jī)器人編程語言按照操作流程分為（動(dòng)作級）語言、（對象級）語言和（任務(wù)級）語言三種。3．動(dòng)作指令由動(dòng)作類型、（位置數(shù)據(jù)）、（速度類型）、（定位類型）四部分組成。4．FANUC工業(yè)機(jī)器人消除報(bào)警和消除急停需要用到（RESET）鍵，示教點(diǎn)位時(shí)需要按下（SHIFT）鍵。5．FANUC工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系示教的方法有（三點(diǎn)法）、（六點(diǎn)法）、（直接輸入法）。6．目前工業(yè)機(jī)器人常用的編程方式有兩種，分別是（在線編程示教）和（離線編程示教）。7．位置資料存儲(chǔ)機(jī)器人在記錄點(diǎn)的（位置）和（姿態(tài)）。8．FANUC工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系可以分為（關(guān)節(jié)）坐標(biāo)系和（直角）坐標(biāo)系。二、選擇題1．日本FANUC公司推出了（B）語言。A.RAPIDB.KARELC.KRLD.INFORM2．以下哪個(gè)坐標(biāo)系不屬于直角坐標(biāo)系（B）。A.世界坐標(biāo)系B.關(guān)節(jié)坐標(biāo)系C.工具坐標(biāo)系D.用戶坐標(biāo)系3．ROBOGUIDE仿真軟件中以下哪個(gè)為搬運(yùn)模塊（B）。A.ChamferingPROB.HandlingPROC.PalletPROD.WeldPRO4．FANUC機(jī)器人中以下關(guān)節(jié)坐標(biāo)系符合右手定則的是（A）。A.J1B.J2C.J3D.J45．FANUC機(jī)器人中能夠?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)系切換的按鈕是(B)。A.RESETB.COORDC.FWDD.BWD6．FANUC機(jī)器人的工具在兩個(gè)指定點(diǎn)之間任意運(yùn)動(dòng)，不進(jìn)行軌跡控制和姿勢控制時(shí)使用（A）指令。A.JB.LC.AD.C7．當(dāng)FANUC機(jī)器人在T1模式運(yùn)行時(shí)，其最大速度為（C）。A.100mm/sB.200mm/sC.250mm/sD.300mm/s8．在FANUC示教器上直接按下哪個(gè)鍵可以進(jìn)入程序一覽界面（A）。A.SELECTB.EDITC.DATAD.SHIFT9．ABB工業(yè)機(jī)器人中等待數(shù)字輸入指令是（A）。A.WaitDIB.WaitDOC.WHILED.Reset三、簡答題1．FANUC焊接機(jī)器人為什么要重新設(shè)定工具坐標(biāo)系？答：機(jī)器人默認(rèn)的工具坐標(biāo)系原點(diǎn)（TCP）在J6軸的法蘭盤中心的位置。從事焊接的工業(yè)機(jī)器人需要在J6軸的法蘭盤上安裝上焊槍或者焊鉗，因此新的TCP點(diǎn)應(yīng)給位于焊槍（鉗）的焊接工作點(diǎn)上，所以在編程之前需要設(shè)定新的工具坐標(biāo)系。2．簡述ROBOGUIDE軟件的主要功能。答：ROBOGUIDE軟件提供了一個(gè)3D的虛擬空間和便于系統(tǒng)搭建的3D模型庫，可完成的功能包括：系統(tǒng)搭建、方案布局設(shè)計(jì)、干涉性可達(dá)性分析、節(jié)拍計(jì)算與優(yōu)化、離線編程等等。3．簡述RobotStudio軟件的主要功能。答：RobotStudio軟件具有強(qiáng)大的建模、編程與仿真等功能，包括：（1）CAD建?；?qū)?。?）AutoPath功能。（3）程序編輯器。（4）路徑優(yōu)化。（5）可達(dá)性分析。（6）虛擬示教器。（7）事件表。（8）碰撞檢測。（9）VBA功能。（10）在線作業(yè)。4．完成如圖三角形和S形的運(yùn)行軌跡編程（FANUC），并在相應(yīng)位置填寫位置變量序號(hào)，需要設(shè)置HOME點(diǎn)、接近點(diǎn)及離去點(diǎn)。1:JP[1:HOME]30%FINE2:JP[2]30%FINE3:JP[3]30%FINE4:JP[4]30%FINE5:JP[5]30%FINE6:JP[3]30%FINE7:JP[2]30%FINE8:JP[6]30%FINE9:JP[7]30%FINE10:CP[8]P[9]30%FINE12:CP[10]P[11]30%FINE14:JP[12]30%FINE15.JP[1:HOME]30%FINE5.工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)的發(fā)展趨勢是什么？答：（1）編程將會(huì)變得簡單、快速、可視，模擬仿真效果更好。（2）基于視覺、傳感和大數(shù)據(jù)技術(shù)，感知、辨識(shí)、重構(gòu)環(huán)境和工件等的CAD模型，可更好地自動(dòng)獲取加工路徑的幾何信息。（3）基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)編程的網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化、可視化。（4）基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)離線編程和真實(shí)場景的互動(dòng)。（5）根據(jù)離線編程技術(shù)和現(xiàn)場獲取的幾何信息自主規(guī)劃加工路徑、加工參數(shù)并進(jìn)行仿真確認(rèn)。模塊八工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用課后習(xí)題答案一、填空題1．常見的工業(yè)機(jī)器人工作站有焊接機(jī)器人工作站、（搬運(yùn)機(jī)器人工作站）、（噴涂機(jī)器人工作站）、（裝配機(jī)器人工作站）、拋光打磨機(jī)器人工作站、AGV小車等。2．根據(jù)焊接工藝的不同，焊接機(jī)器人分為（點(diǎn)焊機(jī)器人）、（弧焊機(jī)器人）、（激光焊接機(jī)器人）等。3．AGV采用的導(dǎo)向技術(shù)主要有電磁感應(yīng)技術(shù)、激光檢測技術(shù)、超聲檢測技術(shù)、慣性導(dǎo)航技術(shù)（光反射檢測技術(shù)）、（圖像識(shí)別技術(shù)）、（坐標(biāo)識(shí)別技術(shù)）等。4．按照手腕結(jié)構(gòu)劃分，噴涂機(jī)器人應(yīng)用中較為普遍的主要有（球型手腕噴涂機(jī)器人）和（非球型手腕噴涂機(jī)器人）。5．拋光打磨機(jī)器人工作站中的機(jī)器人按照對工件處理方式的不同可分為兩種：（工件型打磨機(jī)器人）和（工具型打磨機(jī)器人）。二、多選題1．典型的工業(yè)機(jī)器人工作站由（ABCD）、供料單元、分揀單元、加工單元、倉儲(chǔ)單元等組成。A.工業(yè)機(jī)器人B.控制單元C.變位單元D.安全防護(hù)欄2．根據(jù)焊接工藝的不同，焊接機(jī)器人分為（ABC）。A.點(diǎn)焊機(jī)器人B.弧焊機(jī)器人C.激光焊接機(jī)器人D.大型焊接機(jī)器人3．噴涂機(jī)器人是一種典型的噴涂自動(dòng)化裝備，具有（ABD）、靈敏高效、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。A.噴涂均勻B.高效環(huán)保C.價(jià)格昂貴D.工作效率高三、簡答題1．什么是工業(yè)機(jī)器人工作站？答：機(jī)器人工作站是指以一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器人為主，配以相應(yīng)的周邊設(shè)備，如變位機(jī)、輸送機(jī)、工裝夾具等，或借助人工的輔助操作一起完成相對獨(dú)立的一種作業(yè)或工序的一組設(shè)備組合，亦稱為機(jī)器人工作單元。2．工業(yè)機(jī)器人工作站由哪幾個(gè)部分組成？答：典型的工業(yè)機(jī)器人工作站主要由工業(yè)機(jī)器人及其控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備以及其他周邊設(shè)備所構(gòu)成，包括工業(yè)機(jī)器人、控制單元、供料單元、分揀單元、加工單元、倉儲(chǔ)單元、變位單元及安全防護(hù)欄等。3．工業(yè)機(jī)器人工作站的設(shè)計(jì)原則有哪些？答：（1）設(shè)計(jì)前必須充分分析作業(yè)對象，擬定最合理的工藝流程；（2）必須滿足作業(yè)的功能要求和環(huán)境條件；（3）必須滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)節(jié)拍要求；（4）整體及各組成部分必須全部滿足安全規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；（5）各設(shè)備及控制系統(tǒng)應(yīng)具有故障顯示及報(bào)警裝置；（6）要便于工作站的維護(hù)修理；（7）操作系統(tǒng)便于聯(lián)網(wǎng)控制工作站；（8）可根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的特點(diǎn)快速組成自動(dòng)化生產(chǎn)線；（9）操作系統(tǒng)應(yīng)簡單明了，便于操作和人工干預(yù)；（10）工作站要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，能快速投產(chǎn)，幫助企業(yè)搶占市場先機(jī)；（11）工作站要具有一定的技術(shù)先進(jìn)性和防逆向的能力。4．與傳統(tǒng)的機(jī)械噴涂相比，噴涂機(jī)器人具有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：（1）能最大限度提高涂料的利用率、降低噴涂過程的有害揮發(fā)性有機(jī)物的排放量。（2）能通過提高噴槍的運(yùn)動(dòng)速度縮短生產(chǎn)節(jié)拍，同時(shí)噴涂次品零件率低、手工補(bǔ)漆減少，無需研磨和拋光等后續(xù)加工，效率顯著高于手工噴涂。（3）能精確地按照預(yù)定軌跡進(jìn)行噴涂，無偏移并完美地控制噴槍的啟停；能確保設(shè)定的噴涂厚度，控