【文章內(nèi)容簡介】 的機(jī)器臂在儲(chǔ)存箱以及輸送機(jī)系統(tǒng)之間被編寫程序來搬運(yùn)物料，使得物料搬運(yùn)系統(tǒng)更加完善。 UMI RT100機(jī)械手臂 UMI RT100是選擇性的，順從的裝配用機(jī)器臂(SCARA)，該機(jī)器臂擁有六自由度（DOF（例如：垂直面，肩膀，肘部，旋轉(zhuǎn)，俯仰，滾動(dòng)）以及一個(gè)附加給機(jī)器臂末端夾子的自由度。每一個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)都是由步進(jìn)電機(jī)所控制。機(jī)器臂的運(yùn)動(dòng)是通過皮帶傳動(dòng)，并用電機(jī)調(diào)動(dòng)指定關(guān)節(jié)的，而皮帶傳動(dòng)的作用是起到一個(gè)機(jī)械“保險(xiǎn)絲”來促進(jìn)一個(gè)安全的環(huán)境，讓學(xué)生可以使用機(jī)器臂。在機(jī)器人手臂和主機(jī)電腦之間通信，使用的是一種智能外設(shè)通信協(xié)議(IPC)以及RS232串行連接。IPC協(xié)議構(gòu)成的通信等級(jí),可以通過特定的命令直接使用。；實(shí)際的時(shí)間數(shù)量取決于行動(dòng)。通信結(jié)構(gòu)剩余的部分被指定為兩個(gè)TPC協(xié)議，并用來控制關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。在電腦主機(jī)上，電機(jī)控制命令是包含在RT100的庫函數(shù)中，而庫函數(shù)則是被嵌入在PASCAL或者C++語言中。所需要的機(jī)器臂末端夾子的坐標(biāo)，是以編碼器的形式來計(jì)算每一個(gè)電機(jī)從原位置到指定的特殊旋轉(zhuǎn)角。而所需的機(jī)器臂速度則是以最高速度的百分比被輸進(jìn)電腦主機(jī)。學(xué)生團(tuán)隊(duì)的任務(wù)是通過編寫程序來控制機(jī)器臂從前端零件平臺(tái)抓取部件，并將其安置在智能輸送機(jī)上。傳送帶通過一系列的傳感器區(qū)域運(yùn)送物體到皮帶終端，并進(jìn)入下一步處理階段。為了更加便捷的編程，機(jī)器臂的位置（或者說姿勢）已經(jīng)被預(yù)先確定相應(yīng)程序，并且提供給學(xué)生直接調(diào)用。這些關(guān)鍵的部位包括“等待”（例如：在某一部分上盤旋）以及“拾取”（例如：位置夾子的開合），而這些部位為每一環(huán)節(jié)擺好動(dòng)作，并被放置在輸送機(jī)上。類似的，可以定義各種動(dòng)作讓輸送機(jī)進(jìn)行裝卸。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)可以概括為:（1）了解機(jī)器臂的基本操作以及相關(guān)運(yùn)用，包括庫函數(shù)以及通信協(xié)議；（2）開發(fā)算法來控制機(jī)器臂進(jìn)行拾取/放置的動(dòng)作；（3）調(diào)查開環(huán)運(yùn)行放置物體的局限性；（4）應(yīng)用解決問題(軟件和硬件)的技能來實(shí)現(xiàn)更加適合機(jī)器人的系統(tǒng)操作。 Sta168。 ubli RX130機(jī)器臂Sta168。 ubli RX130機(jī)器臂是工業(yè)級(jí)六自由度機(jī)器臂，并且伴隨有控制箱以及計(jì)算機(jī)操作臺(tái)。每一個(gè)機(jī)器臂關(guān)節(jié)都是由無刷異步電動(dòng)機(jī)通過齒輪傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)的；關(guān)節(jié)速度不同的是肩關(guān)節(jié)速度為185176。/s，而末端執(zhí)行器的速度為580176。/s。機(jī)器臂系統(tǒng)包含兩個(gè)氣動(dòng)電磁閥，而氣動(dòng)電磁閥通過連接在底部的外部連接器，來激活其可選擇性的外部設(shè)備?？刂乒癜粋€(gè)Adept CS7控制器以及一個(gè)電源功率放大器，并用來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。與Adept CS7控制器進(jìn)行通信有三種方法：（1）連接到機(jī)箱的控制柜具有預(yù)先設(shè)定機(jī)器臂操作以及動(dòng)作的功能；（2）計(jì)算機(jī)終端通過使用V +語言命令或Windowsbased GUI與控制器進(jìn)行通信；（3）與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)終端通過網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行通信。機(jī)器人系統(tǒng)的復(fù)雜性提供了多種多樣的教育挑戰(zhàn)，接下來將會(huì)對(duì)三個(gè)連續(xù)的任務(wù)進(jìn)行討論。首先,學(xué)生復(fù)習(xí)安全指導(dǎo)方針以及工業(yè)級(jí)機(jī)器人的多方面功能。第二,學(xué)生學(xué)習(xí)V +界面語言，并通過編程使機(jī)器人進(jìn)行基本的運(yùn)動(dòng)。機(jī)器臂應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)從分段運(yùn)輸平臺(tái)取回零件，并且將它們安置在固定的輸送機(jī)上；相反的操作也應(yīng)該是被證實(shí)的。第三，學(xué)生團(tuán)隊(duì)將機(jī)器臂整合進(jìn)物料搬運(yùn)系統(tǒng)。機(jī)器臂從存儲(chǔ)平臺(tái)獲取零件，并安放在輸送機(jī)系統(tǒng)上；然后輸送機(jī)運(yùn)輸零件至下一環(huán)節(jié)；隨后再由機(jī)器臂分檢零件。Sta168。 ubli RX130機(jī)器臂實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)包括：（1）對(duì)工業(yè)機(jī)器人的安全規(guī)程的重視；（2）在工作場所中了解典型的機(jī)器人的基本操作以及應(yīng)用；（3）學(xué)習(xí)V +語言命令；（4）創(chuàng)建V+算法對(duì)機(jī)器臂進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體拾取/放置的操作；（5）了解開環(huán)操作以及閉環(huán)操作的區(qū)別；（6）將機(jī)器臂以及智能輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行整合。5. 案例研究——智能物料搬運(yùn)系統(tǒng) 這一門技術(shù)性選修課的一個(gè)重要方面是學(xué)生團(tuán)隊(duì)“獨(dú)立實(shí)踐”設(shè)計(jì)項(xiàng)目的完成，通過實(shí)驗(yàn)室用戶手冊(cè)以及一系列工程項(xiàng)目，讓學(xué)生更加專注于創(chuàng)造教育性實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)大約由68名機(jī)電工程本科/研究生組成，并通過在各種工程學(xué)課程上所學(xué)的理論知識(shí)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、采購、制作、演示、以及安全防護(hù)等。在這個(gè)案例研究中，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)合作創(chuàng)建一個(gè)智能化物料搬運(yùn)系統(tǒng)，其中包含模塊化的輸送機(jī)系統(tǒng)原理（）以及機(jī)械手臂()等，來實(shí)現(xiàn)零件的搬運(yùn)/安置/運(yùn)輸?shù)炔僮?。輸送機(jī)系統(tǒng)(團(tuán)隊(duì)1)：一個(gè)物料搬運(yùn)系統(tǒng)將被創(chuàng)建和應(yīng)用于演示零件的運(yùn)輸以及通過機(jī)器臂對(duì)零件的交換放置。團(tuán)隊(duì)任務(wù)包括：（1） cm長的輸送機(jī)部分，并伴隨有小的滾軸與現(xiàn)有部分進(jìn)行結(jié)合；（2）設(shè)計(jì)以及制作一個(gè)90176。的“轉(zhuǎn)臺(tái)”來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)輸送機(jī)之間的物體移動(dòng)；（3）通過PLC編程來對(duì)運(yùn)作進(jìn)行控制；（4）協(xié)調(diào)機(jī)器臂和輸送機(jī)來進(jìn)行物料的獲取以及放置；（5）創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)。機(jī)器手的編程（團(tuán)隊(duì)2）：一個(gè)工業(yè)級(jí)的Sta168。 ubli RX130機(jī)器臂被安置在COOK hall中的安全罩內(nèi)。團(tuán)隊(duì)的任務(wù)包含：（1）為更好的操作機(jī)器臂開發(fā)安全協(xié)議；（2）安裝額外的安全設(shè)備；（3）為機(jī)器臂設(shè)計(jì)一個(gè)氣動(dòng)夾子來抓取物體；（4）對(duì)機(jī)器臂進(jìn)行編程，控制機(jī)器臂從輸送機(jī)上獲取/安置物體；（5）創(chuàng)建一個(gè)實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)與練習(xí)。機(jī)電團(tuán)隊(duì)已經(jīng)被分配好任務(wù)，學(xué)生成員迅速的選擇了自己的帶隊(duì)工程師，并且確定了一個(gè)項(xiàng)目時(shí)間表。最初的一些團(tuán)隊(duì)活動(dòng)包括關(guān)于工程項(xiàng)目的集體討論，創(chuàng)建系統(tǒng)圖來分享以及交流關(guān)鍵信息，創(chuàng)建需求文檔，材料清單，以及識(shí)別可能的供應(yīng)商。在這一點(diǎn)上，學(xué)生和老師一起進(jìn)行工程項(xiàng)目審查。一旦收到項(xiàng)目批準(zhǔn),團(tuán)隊(duì)則可以立刻進(jìn)行分析、重新設(shè)計(jì)、采購、捏造、實(shí)現(xiàn)和測試他們的設(shè)計(jì)。每一個(gè)小組寫一份詳細(xì)、全面的技術(shù)報(bào)告，包含各種文檔以及實(shí)驗(yàn)室操作手冊(cè)章節(jié)。最后，該工程項(xiàng)目將在課程的最后一天進(jìn)行展示。兩個(gè)團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作活動(dòng)以及交流在學(xué)生和老師之間不斷的進(jìn)行著。完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以訪問設(shè)備齊全的學(xué)生機(jī)械室。 輸送機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)目 ()以及通過相同原理設(shè)計(jì)了一個(gè)創(chuàng)新性的90176。轉(zhuǎn)臺(tái)來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)輸送機(jī)之間的零件搬運(yùn)。如圖6a所示，鋁合金的托盤在輸送機(jī)上運(yùn)動(dòng)，直至遇見轉(zhuǎn)臺(tái)，將會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到末端的待命曲，并由機(jī)器臂對(duì)其重新定位。例如，通過PLC編程來控制物體的調(diào)