05 模块5 工业机器人传感技术.docx
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1、工业机器人技术基础课程教案课题:模块5工业机器人传感技术课型:新授课课时:本章安排4个课时。教学过程:1 .教学形式:讲授课,教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。2 .教学媒体:采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计:本课标题模块5工业机器人传感技术课次2授课方式理论课讨论课习题课其他课时安排4学分共2分授课对象应用型木科院校和高职院校工业机器人专业学生任课教师教材及参考资料1工业机器人技术基础。2 .本教材配套视频教程及学习检查等资源。3 .与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段引言近年来,我国的生产制造业发展迅猛,但由于部分技术
2、尚传感系统是机器人的重要组成部分,相当于人的感觉和神经。机器人传感器可以分为内部和外部两类传感器:内部传感器是构成机器人不可缺少的基本元件,而外部传感器取决于机器人所要完成的任务,如对于与工件有接触的作业,像打磨、抛光、装配等,就需要有力(力矩)传感器。本章详细讲解了机器人常用传感器的分类,包括位置和位移传感器、接近传感器、触觉传感器和视觉传感技术的工作原理和特点。参考以下形式:1 .衔接导入2 .悬念导入3 .情景导入4 .激疑导入5 .演示导入6 .实例导入7 .其他形式本章基本知识汇总单元1工业机器人传感技术基础一、传感技术概述传感技术是利用传感器采集环境信息的种自动化技术。传感器是基于
3、内部的物理、化学变化,将之变换成电信号(电压、电流和频率)的装置。传感技术是实现自动检测和控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让1 .教学以学生学习教材的基本内容为主,系统全面地学习税收制度的构成要素的基本内容。2 .整个教学过程中,各教学点可根据实际情况,进行拓展知识的讲解。物体变得“活了起来。从物联网角度看,传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。二、传感系统的组成传感系统通常由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。其中,敏感元件的基本功能是将某种不易测量的物理量转换为易于测量的物理量;转换元件的功能是将敏感元件输出的物理量转换为电信号,它与敏感元件一
4、起构成传感器的主要部分;基本转换电路的功能是将敏感元件产生的不易测量的小信号进行变换,使传感器的信号输出符合具体工业系统的要求(如420mA、55V)。三、传感技术的功能人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中是远远不够的,为适应这种情况,就需要传感器。可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。随着新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数
5、,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。如果没有优质的传感器,现代化生产也就失去了基础。在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展已经步入众多新领域,例如在宏观上要观测距离地球上千光年的茫茫宇宙,微观上要观测小到飞米的粒子世界,纵向上要观测长达数十万年的天体演化,以及短到飞秒量级的瞬间反应。此外,还出现了各种前端技术研究,如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,首先就在于获取对象信息存在困难,而一些基于新机理的高灵敏度检测传感器的出现,往往会促进
6、该领域内的技术突破。传感器技术的发展,常常是一些前沿型学科取得进展的先驱力量。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等极其广泛的领域。毫不夸张地说,从茫茫太空到浩瀚海洋,以至各种复杂的系统工程,几乎每一个现代化项目都离不开各式各样的传感器。由此可见,传感器在发展经济、推动社会进步方面的作用是十分明显的,世界各国都十分重视这一技术的发展。单元2工业机器人传感技术应用一、物料感知在工业自动化应用中,物料感知是传感器技术应用最多的i类,其主要目的是判断检测对象是否存在,如流水线末端的物料到位检测、气缸运动体的到位检测等。用于这类功能的传
7、感器类型很多,如光纤传感器、光电传感器、接近传感器。(-)光纤传感器光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测量的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器,在调制器内经相互作用,使光的光学性质如光强、波长、频率、相位、偏振态等发生变化,成为被调制的光信号,再经过光纤送入光电器件,经解调器后获得被测参数。整个过程中,光束经由光纤导入,通过调制器后再射出,光纤的作用首先是传输光束,其次是起到光调制器的作用。光纤由中心的纤芯和与其折射率不同的包层构成。光射入纤芯后,会在纤芯与包层的边界面上重复全反射并不断前进,穿过光纤内部从边缘射出的光约呈60。扩散,并照射至检测物体
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