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工业机器人技术专业概括工业机器人技术是一门涉及工程学、计算机科学、机械工程等多学科知识的领域，是近年来快速发展的一项前沿技术。
工业机器人技术主要包括机器人系统、机器人控制、机器人感知、机器人学习等方面的研究和应用。
首先，工业机器人技术涉及机器人系统的设计与构建。
机器人系统由机械结构、传感器、执行器、控制系统等多个部分组成，各部分之间需要紧密配合，以实现机器人的运动、感知和控制功能。
设计合理的机器人系统可以提高机器人的工作效率和精度，从而在工业生产中发挥更大的作用。
其次，工业机器人技术包括机器人控制技术。
机器人控制是指通过编程或人机交互的方式，对机器人的运动、动作和任务进行控制。
控制技术的发展使得机器人可以完成各种复杂的工作任务，如装配、焊接、搬运等，提高了生产效率，降低了人力成本，提升了产品质量。
另外，工业机器人技术还涉及机器人感知技术。
机器人感知是机器人获取和理解外部环境信息的能力，包括视觉、声音、力觉等多种感知方式。
通过感知技术，机器人可以实时获取周围环境的信息，作出智能的反应，更好地适应不同的工作环境，提高工作的安全性和效率。
最后，工业机器人技术还包括机器人学习技术。
机器人学习是指机器人通过机器学习、深度学习等算法，从大量数据中学习知识和经验，提高自身的智能水平和适应能力。
机器人学习技术的应用使得机器人可以不断地提升自身的技能和能力，适应不断变化的工作环境和任务需求。
总的来说，工业机器人技术是一门综合性的学科，涉及机械、电子、计算机、人工智能等多个领域的知识，具有广阔的应用前景和发展空间。
随着科技的不断进步，工业机器人技术将会在工业生产、服务机器人、医疗机器人等领域发挥越来越重要的作用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
第一章概论提起机器人，我们都不陌生，脱口就能说出一大串机器人的名字：铁臂阿童木、霹雳五号、奥特曼、终结者等，这些都是小说或影视作品中的主人翁。
可以说大多数人都是从影视作品中了解机器人的，影视作品中的机器人，功能都很强大，看起来很神奇，正是由于这些影视作品的影响，人们对机器人给予了非常高的希望，但现实中的机器人并不像人，与其说是机器人，还不如说是一台机器。
但是只有想到了，才能做到，那些神奇的机器人正是我们共同奋斗的目标。
我们只有了解了现实的机器人，才能创造出未来更好的机器人。
机器人技术是一门高新技术，作为21世纪的人才，面临高新技术和自动化技术的冲击，面临国际市场经济和技术迅猛发展的激烈竞争，机器人技术是迎接未来挑战的有力武器和理想助手，机器人使人类从繁琐、恶劣的作业环境中解脱出来，而从事更加雄伟的事业，开创未来世界。
对年青朋友来说，不管你以后搞不搞机器人技术，也不管你涉不涉足机器人产业，都有必要了解一些机器人知识，因为未来的机器人将对你的生活和工作产生巨大的影响。
[作业1] 机器人发展概况综述。
第一节工业机器人的概念关于工业机器人，目前世界各国尚无统一定义，分类方法也不尽相同。
1 美国：工业机器人是一种可重复编辑的多功能操作装置，它可以通过改变动作程序来完成各种工作，主要用于搬运材料，传递工件和工具。
②日本：1）工业机器人是整机能够回转，有抓取（或吸住）物体的手抓和能够进行伸缩、弯曲、升降（仰俯），回转及其复合动作的臂部，带有记忆部件，可部分地代替人进行自动操作的具有通用性的机械。
2）具有人体上肢（臂、手）动作功能，可进行多种动作的装置，或者具有感觉功能，可自主进行多种动作的装置。
日本定义的工业机器人的范围是较广的，他们将工业机器人分为六类：人控机械手固定程序控制机器人可变程序控制机器人示教再现机器人数值控制机器人智能机器人③我国对“机械手”和“工业机器人”的定义：机械手：就是附属于主机，动作简单，工作程序固定，定位点不能灵活改变；用来重复抓放物料的操作手。
第1章机器人概论
机器人是一种特殊的机械系统，在他们的内部，通过软件、硬件的结合，来实现任务的自动化完成。
机器人的特点是在输入指令的情况下，可以根据程序自动执行任务，并能够利用相关信息自主地作出反应。
自动化工厂中机器人占据重要的地位，从自动焊接机器人到大型仓储机器人，近年来，机器人的应用得到了迅速的发展，可以实现各种任务的自动化，并有望实现更高效、更精准的完成。
二、机器人的分类
机器人可以按照运动形态分为机械机器人和柔性机器人，也可以根据功能来划分为抓取机器人、装配机器人、搬运机器人、喷涂机器人、焊接机器人、管理机器人等；另外，机器人还可以根据应用行业种类来分类，包括电子机器人、食品行业机器人、工业机器人等。
三、机器人的发展现状
目前，机器人已经在许多领域实现了应用，如电子行业的自动焊接机器人已经取得较大的成功；在汽车生产领域，已经大量应用了机器人，来实现搬运、装配、焊接等任务；在家庭的清洁和安全管理领域，家用清洁机器人和安防机器人都已经投入使用。
随着机器人技术的不断提高，未来应用范围也将进一步扩展，使机器人在社会各个领域得到广泛应用。
机器人概论学院：机电工程专业：机械设计制造制造及其自动化学号：***************工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。
主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。
大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
工业机器人按臂部的运动形式分为四种。
直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。
点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。
工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。
编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。
在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。
示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。
它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。
一，机器人技术发展进程、现状及发展趋势机器人技术的发展经历:1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词。
工业机器人技术概论制造是现代人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进步的动力。
机器人的诞生，就如同人类直立行走一样代表着人类社会的进步，工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，将人们从这些繁重的工作中解脱出来，这是人类文明的又一次飞跃。
随着人类工业文明的不断进步，科学技术的迅猛发展，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
一、工业机器人的发展史“机器人”一词出自捷克文，意为劳役或苦工。
1920年，捷克斯洛伐克小说家、剧作家卡雷尔·查培克在他写的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。
此后被欧洲各国语言所吸收而成为专门名词。
机器人首先是被工厂所使用的。
工业机器人的使用可以追溯到20世纪50年代末。
在第二次世界大战中，武器专家发明了武器瞄准用的司服系统，直到这个时候，人们才拥有制造机器人所需的技术。
二战结束后不久，发明家约瑟夫·恩格尔贝格（Joseph F.Englberger）意识到这种技术能应用于机器人的研制，于是，他与另一位发明家乔治·德沃尔(George Devol)共同开发了的一台工业机器人——“尤尼梅特”（Unimate）,并于1961年在通用汽车公司的工厂里启用。
它的构造相当的简单，功能也只是把零件拿起来，然后放到传送带上，不能对它所处的环境做出反应，只能按预先设定的程序精确的重复同一动作。
但是，“尤尼梅特”的应用向人们预示了工业机械化的美好前景，具有十分重要的意义。
机器人在许多工厂出现后，不但没有遭到拒绝，而且许多脏活、累活都由机器人来干，受到了工人们的欢迎。
20世纪60年代可谓是工业机器人的黎明期，机器人的许多功能得到了进一步的发展。
像传感器的应用提高了机器人的可操作性，人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡则开始在机器人中加入视觉传感系统，并帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统；声纳系统、光电管等技术的应用，使机器人可以根据环境校正自己的位置。
20世纪60年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。
美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。
20世纪70年代，随着计算机和人工智能技术的发展，机器人进入了实用化时代。
像日立公司推出的具有触觉、压力传感器，7轴交流电动机驱动的机器人；美国Milacron公司推出的世界第一台小型计算机控制的机器人，由电液司服驱动，可跟踪移动物体，用于装配和多功能作业；适用于装配作业的机器人还有像日本山梨大学发明的SCARA平面关节型机器人等；70年代末期，由美国Unimation 公司推出的PUMA系列机器人，为多关节、多CPU二级计算机控制，全电动，有专用VAL语言和视觉、力觉传感器，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。
PUMA 至今仍然工作在工厂第一线。
20世纪80年代，机器人进入了普及期，随着制造业和的发展，使工业机器人在发达国家走向普及，并向高速、高精度、轻量化、成套系列化和智能化发展，以满足多品种、少批量的需要。
到了90年代，随着计算机技术、智能技术的进步和发展，第二代具有一定感觉功能的机器人已经实用化并开始推广，具有视觉、触觉、高灵巧手指、能行走的第三代智能机器人相继出现并开始走向应用。
机器人是人类20世纪的重大发明之一。
据国外专家预测，2l世纪将是机器人技术革命的世纪，机器人作为全面延伸和扩展人的体力和智力的手段将实现“当代最高意义上的自动化”。
机器人的应用和普及正在改变人类的生产方式、生活方式和作战方式。
在非常规和极端制造过程中，工业机器人是不可缺少的自动化装备。
二、工业机器人的发展现状，应用领域及发展趋势（一）、工业机器人的发展现状机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。
工业机器人从70年代初的第一台诞生开始，至今已经走过了30多年的历程。
至今，全世界每年都有近十万台新机器人投入运行。
现在使用最广的工业机器人，是6自由度垂直多关节机器人。
世界上的不同机器人厂家都各自有自己的设计标准和结构特点，但主要的机械结构和控制功能都大同小异，并趋于技术的稳定成熟。
主流的新机型，其主要性能的改进，体现在机构的进一步紧凑，速度和范围等指标也有所提高，通信功能更加强大，应用工艺能力更加丰富和便利，控制的轴数也越来越多。
作为世界上最先进的机器人之一的MOTOMAN机器人，升级换代周期大致为5年左右。
最新一代MOTOMAN机器人可以实现对38个轴的控制，能进行双机加外部轴的协调控制、三机以至四机的协调联动控制。
当前工业机器人技术的发展方向，主要体现在新型机器人的推出以及机器人应用技术的丰富和发展。
(二）、工业机器人的应用领域由于机器人及自动化成套装备对提高制造业自动化水平，提高产品质量和生产效率、增强企业市场竞争力、改善劳动条件等起到了重大的作用，加之成本大幅度降低和性能的迅速提高，其增长速度较快。
机器人的应用主要有两种方式，一种是机器人工作单元，另一种是带机器人的生产线，并且后者已经成为机器人应用的主要方式。
以机器人为核心的自动化生产线适应了现代制造业多品种、少批量的柔性生产发展方向，具有广阔的市场发展前景和强劲生命力，已开发出多种面向汽车、电气机械等行业的自动化成套装备和生产线产品。
随着科学与技术的发展，工业机器人的应用领域也不断扩大。
目前，工业机器人不仅应用于传统制造业如采矿、冶金、石油、化学、船舶等领域，同时也已开始扩大到核能、航空、航天、医药、生化等高科技领域以及家庭清洁、医疗康复等服务业领域中。
如，水下机器人、抛光机器人、打毛刺机器人、擦玻璃机器人、高压线作业机器人、服装裁剪机器人、制衣机器人、管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人、作战机器人、侦察机器人、哨兵机器人、排雷机器人、布雷机器人等军用机器人都广泛应用于各行各业。
而且，随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩，未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活，其市场将繁荣兴旺。
（三）、工业机器人的发展趋势机器人涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成。
因此它的发展与上述学科发展密切相关。
机器人在制造业的应用范围越来越广阔，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高，功能越来越强，并向着成套技术和装备的方向发展。
机器人应用从传统制造业向非制造业转变，向以人为中心的个人化和微小型方向发展，并将服务于人类活动的各个领域。
总趋势是从狭义的机器人概念向广义的机器人技术（RT）概念转移；从工业机器人产业向解决工程应用方案业务的机器人技术产业发展。
机器人技术（RT）的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有实在动作功能的智能化系统。
”目前，工业机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展，其发展趋势主要为：结构的模块化和可重构化；控制技术的开放化、PC化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化；工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。
三、现阶段已有的工业机器人在设计、控制方面所需的关键技术机器人技术是利用计算机的记忆功能、编程功能来控制操作机自动完成工业生产中某一类指定任务的高新技术，是当今各国竞相发展的高技术内容之一。
它是综合了当代机构运动学与动力学、精密机械设计发展起来的产物，是典型的机电一体化产品，工业机器人由机械系统、传感系统和控制系统3个基本部分组成。
机械系统：包括基本结构和驱动源，工业机器人的机械系统是工业机器人的重要部分，其他系统必须与机械系统相匹配，相辅相成，组成一个完整的机器人系统。
传感器系统：包括内部传感器和外部传感器，用于检测机器人自身状态以及所处的环境和对象状态等。
控制系统：按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
（一）、工业机器人的机械系统1、最小运动惯量由于机器人主体运动部件多，运动状态经常改变，必然产生冲击和振动，采用最小运动惯量原则，可增加操作机运动平稳性，提高操作机动力学特性。
2、尺度规划当设计要求满足一定工作空间要求时，通过尺度优化以选定最小的臂杆尺寸，这将有利于操作机刚度的提高，使运动惯量进一步降低。
3、材料的选用由于机器人从手腕、小臂、大臂到机座是依次作为负载起作用的，选用高强度材料以减轻零部件的质量是十分必要的。
4、刚度的设计机器人设计中，刚度是比强度更重要的问题，要使刚度最大，必须恰当地选择杆件剖面形状和尺寸，提高支承刚度和接触刚度，合理地安排作用在臂杆上的力和力矩，尽量减少杆件的弯曲变形。
5、可靠性机器人因机构复杂、环节较多，可靠性问题显得尤为重要。
6、工艺性机器人是一种高精度、高集成度的自动机械系统，良好的加工和装配工艺性是设计时要体现的重要原则之一。
仅有合理的结构设计而无良好的工艺性，必然导致机器人性能的降低和成本的提高。
（二）、工业机器人的传感器系统要机器人与人一样有效地完成工作，对外界状况进行判别的感觉功能是必不可少的。
没有感觉功能的原始机器人，只能按预先给定的顺序，重复地进行一定的动作。
假如有感觉，就能够根据处理对象的变化而变更动作。
传感器是机器人完成感觉的必要手段，通过传感器的感觉作用，将机器人自身的相关特性或相关物体的特性转换为机器人执行某项功能时所需要的信息。
现阶段的机器人都装有许多不同的传感器，用于为机器人提供输入。
对于机器人传感器的选择，完全取决于机器人的工作需要和应用特点，对机器人感觉系统的要求是选择机器人传感器的基本依据。
一个机器人对传感器的一般性要求是：1、精度高、重复性好。
机器人是否能够准确无误地正常工作，往往取决于其所用传感器的测量精度。
2、稳定性和可靠性好。
保证机器人能够长期稳定可靠地工作，尽可能避免在工作中出现故障。
3、抗干扰能力强。
工业机器人的工作环境往往比较恶劣，其所用传感器应能承受一定的电磁干扰、振动，能在高温、高压、高污染环境中正常工作。
4、质量轻、体积小、安装方便。
根据工业机器人加工的任务要求及所处的特定环境，对传感器有一些特定的要求，如：1、适应加工任务的要求。
不同的加工任务对机器人的感觉要求是不同的，可根据其工作特点进行选择。
2、满足机器人控制的要求。
机器人控制需要采用传感器检测机器人的运动位置、速度和加速度。
