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工业机器人1

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工业机器人的名词解释

工业机器人的名词解释

工业机器人的名词解释
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由
度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。

它能够接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

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。

控制系统用来发出指令和执行指令，相当于人类的大脑；驱动系统通过接收指令来行走和工作，相当于人的手和脚。

工业机器人的应用范围很广，涵盖电子、物流、化工等各个工业领域。

它能够提高生产效率、降低成本、保证产品质量，并且能够完成危险或难以进行的劳作，为人类带来诸多便利。

此外，工业机器人能力的评价标准包括智能、机能和物理能等方面。

智能指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能指变通性、通
用性或空间占有性等；物理能指力、速度、可靠性、联用性和寿命等。

总的来说，工业机器人是一种重要的自动化生产工具，能够为现代工业生产带来巨大的变革和发展。

1工业机器人的基本知识1121

1工业机器人的基本知识1121


Q q1 q2
qn
T
J1 P
当n≠6时，J不是方阵，雅可比矩阵的逆用其伪逆
J JT (JJT )1
当采用计算机控制时，把速度表示为位置增量的形式
Q q1 q2
qn T J1P
当要求机器人沿某轨迹运动时，△P为已知，由上式求得关节变量的 增量△Q，于是可以确定各关节的变量值，由伺服系统实现位置控制。
4. 传感系统：除了关节伺服驱动系统的位置传感器（称作内部传感器）外， 还配备视觉、力觉、触觉、接近觉等多种类型的传感器（称作外部传感 器）。
5. 输入/输出系统接口：为了与周边系统及相应操作进行联系与应答，还应 有各种通讯接口和人机通信装置。
第七部分—机器人的技术参数
•自由度：机器人所具有的独立运动坐标轴的数目，有时海包括手爪（末端操作 器）的开合自由度。在三维空间中描述一个物体的位姿（位置和姿态）需要6个 自由度。工业机器人的自由度是根据其用途而设计的，可能小于6个自由度，也 可能大于6个自由度。例如，A4020装配机器人具有4个自由度，可以在印刷电路 板上接插电子器件，PUMA562机器人具有6个自由度，可以进行复杂空间曲面的 弧焊作业。
国际上的主要机器人生产厂家
Nachi SH133
PI M-840 HexaLight
高速，重量1260kg，最大 载荷133kg，最大可达长 度2654mm，6轴驱动，适 用于拾取和放置操作。
6轴驱动，低惯量，动态特 性好，刚度高，无位置累 计误差，高重复定位精度 和可靠性。
第四部分—机器人的应用领域
30
空间机械臂的结构特点
➢ 空间机械臂的关节
关节是空间机械臂运动的执行部件, 一个空间机械臂少则 3～4 个关节,多则十几个关节，每个关节要完成产生与传递动力、运动 感知、机械连接三个任务。它通常包括：驱动器（多为电机）、 传动装置、传感器、线束管理装置、数据采集处理电路等部分。 每个关节上还有热控需要的温度传感器、主动控温装置等,以及 涂层、包覆、导热、绝热等措施；也要有抗辐照加固和电磁性能 控制手段。 在有限的体积和重量下集成如此繁复的功能，多学科一体化设 计是解决关节设计与制造问题的关键，需要将电机、减速器、测 量元件等集成在一起并保证其相互协调与匹配。
工业机器人简介

工业机器人简介

关节和末端执行器进行运动。
控制系统
01
硬件系统
工业机器人控制系统通常采用高性能的硬件设备，如处理器、内存、存
储设备等，以实现快速、准确的运动控制。
02 03
软件系统
工业机器人控制系统软件通常采用专用的机器人控制系统软件，如ROS （Robot Operating System）等，以实现机器人的运动规划、轨迹生 成、碰撞检测等功能。
02
工业机器人结构与原理
机械结构
关节结构
工业机器人通常采用关节式结构 ，由多个关节连接构成，每个关 节可以独立运动，实现机器人的
灵活操作。
末端执行器
工业机器人末端执行器是机器人 直接与工件接触的部位，根据作 业需求，末端执行器可以设计成 各种形状和功能，如夹具、喷枪
、焊枪等。
传动系统
工业机器人传动系统包括电机、 减速器、传动机构等，用于驱动
通过机器人对生产线的优化，可以减 少人工干预，降低生产成本，提高产 品质量。
生产线监控
机器人可以实时监测生产线的运行状 态，及时发现并处理异常情况，确保 生产过程的稳定性和可靠性。
物料搬运与装配
物料搬运
工业机器人可以用于物料的搬运，包括原材料、半成品和成品等 ，实现快速、准确、高效的物料搬运。
装配作业
应用领域与优势
应用领域
工业机器人广泛应用于汽车制造、电子制造、食品加工、金属加工等各个行业 ，提高了生产效率和产品质量。
优势
工业机器人具有高效、精准、稳定、可靠等优点，能够替代人工完成危险、繁 重、重复的工作，提高生产效率和降低成本。同时，工业机器人还能够提高产 品质量和一致性，减少人为因素对生产过程的影响。
运动控制技术
关节控制
工业机器人技术基础第1章 工业机器人概论

工业机器人技术基础第1章 工业机器人概论


法国
英国 意大利、瑞典等
注重机器人基础研究
二十世纪70年代末开始研究，但 中途限制发展 发展迅速
中国
70年代萌芽期，80年代的开发期 和90年代后的应用期。
靠后
沈阳新松、 清华、哈工 大
国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。
日系有：安川、OTC、松下、 发那科 (FANUC)和安川电机 (Yaskawa)。 欧系有：德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU，英国的
第一，创新能力较弱，核心技术和核心关键部件受制于人，尤其是高精度的减速器长
期需要进口，缺乏自主研发产品，影响总体机器人产业发展。 第二，产业规模小，市场满足率低，相关基础设施服务体系建设明显滞后。中国工业
机器人企业虽然形成了自己的部分品牌，但不能与国际知名品牌形成有力竞争。
第三，行业归口，产业规划需要进一步明确。 随着工业机器人的应用越来越广泛，我国也在积极推动我国机器人产业的发展。 尤其是进入“十三.五”以来，国家出台的《机器人产业发展规划（2016-2020）》对机 器人产业进行了全面规划，要求行业、企业搞好系列化、通用化、模块化设计，积极 推进工业机器人产业化进程。
工业机器人技术基础
目 录
第一章 工业机器人概论
第二章 工业机器人的数学基础
第三章 工业机器人的机械系统 第四章 工业机器人的动力系统 第五章 工业机器人的感知系统 第六章 工业机器人的控制系统
第七章 工业机器人编程与调试
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
主要内容
1.1 工业机器人定义及其发展（了解） 1.2 工业机器人基本组成及技术参数（掌握）
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
工业机器人考试一级答案

工业机器人考试一级答案

工业机器人考试一级答案一、单项选择题（每题2分，共10题）1. 工业机器人的定义是什么？A. 用于工业生产的自动化设备B. 用于家庭服务的自动化设备C. 用于医疗手术的自动化设备D. 用于农业种植的自动化设备答案：A2. 工业机器人的自由度是指什么？A. 机器人的重量B. 机器人的体积C. 机器人可以移动的轴的数量D. 机器人的功率答案：C3. 工业机器人的控制方式中，哪种方式可以实现精确控制？A. 开环控制B. 闭环控制C. 半闭环控制D. 手动控制答案：B4. 工业机器人的末端执行器通常不包括以下哪种设备？A. 夹持器B. 焊枪C. 传感器D. 显示器答案：D5. 工业机器人在操作过程中，哪种传感器可以检测机器人的位置和速度？A. 力传感器B. 位置传感器C. 速度传感器D. 温度传感器答案：B6. 工业机器人的编程语言通常不包括以下哪种？A. 梯形图B. 流程图C. 汇编语言D. 自然语言答案：D7. 工业机器人的维护中，以下哪项不是常规检查的内容？A. 检查电缆连接B. 检查润滑油C. 检查机器人的重量D. 检查机器人的关节答案：C8. 工业机器人的安全性中，以下哪项不是安全措施？A. 紧急停止按钮B. 限位开关C. 安全光幕D. 增加机器人的工作速度答案：D9. 工业机器人的精度通常由什么决定？A. 机器人的重量B. 机器人的体积C. 机器人的控制精度D. 机器人的电源电压答案：C10. 工业机器人的负载能力通常是指什么？A. 机器人的重量B. 机器人可以搬运的最大重量C. 机器人的体积D. 机器人的电源电压答案：B二、多项选择题（每题3分，共5题）1. 工业机器人的主要组成部分包括以下哪些？A. 机械臂B. 控制器C. 传感器D. 电源E. 显示器答案：A, B, C2. 工业机器人的应用领域包括以下哪些？A. 汽车制造B. 食品加工C. 电子产品组装D. 医疗手术E. 家庭服务答案：A, B, C3. 工业机器人的编程方法包括以下哪些？A. 手动示教B. 离线编程C. 编程语言编程D. 机器学习E. 自然语言编程答案：A, B, C4. 工业机器人的安全措施包括以下哪些？A. 紧急停止按钮B. 限位开关C. 安全光幕D. 机器人的重量限制E. 机器人的工作速度限制答案：A, B, C5. 工业机器人的维护和保养包括以下哪些内容？A. 检查电缆连接B. 检查润滑油C. 清洁机器人表面D. 更换机器人的电源E. 检查机器人的关节答案：A, B, C, E结束语：以上是工业机器人考试一级的答案，希望对各位考生有所帮助。

工业机器人1

工业机器人1


带有传感器的装配机器人可以更好地顺应对象物进行柔软的操 作。装配机器人经常使用的传感器有视觉传感器、触觉传感器、接 近觉传感器和力传感器等。
视觉传感器主要用于零件或工件的位置补偿，零件的判别、确 认等。 触觉和接近觉传感器一般固定在指端，用来补偿零件或工件的 位置误差，防止碰撞等。 力传感器一般装在腕部，用来检测腕部受力情况，一般在精密 装配或去飞边一类需要力控制的作业中使用。
装人（装配单元、装配线） 水平多关节型机器人是装配机器人的典型代表。
它共有4个自由度:两个回转关节，上下移动以及手腕的转动。 最近开始在一些机器人上配备各种可换手，以增加通用性。 手爪主要有电动手爪和气动手爪两种形式 气动手爪相对来说比较简单，价格便宜， 因而在一些要求不太高的场合用得比较多。 电动手爪造价比较高，主要用在一些特殊场合
视频
（2） 装配机器人的周边设备
机器人进行装配作业时，除机器人主机、手爪、传感器外，零 件供给装置和工件搬运装置也至为重要。无论从投资额的角度还是 从安装占地面积的角度，它们往往比机器人主机所占的比例大。周 边设备常由可编程控制器控制，此外一般还要有台架、安全栏等。
①零件供给器
零件供给器的作用是保证机器人能逐个正确地抓取待装配零件， 保证装配作业正常进行。 给料器 用振动或回转机构把零件排齐，并逐个送到指定位置。
托 盘 大零件或易磕碰划伤的零件加工完毕后一般应码放在称 为"托盘"的容器中运输，托盘装置能按一定精度要求把零件送到给 定位置，然后再由机器人一个一个取出。 ②输送装置 在机器人装配线上，输送装置承担把工件搬运到各作 业地点的任务，输送装置中以传送带居多。输送装置的技术问题是 停止精度、停止时的冲击和减速振。减震器可用来吸收冲击能。
工业机器人技术基础-第一章-机器人基础知识

工业机器人技术基础-第一章-机器人基础知识


任务一 认识工业机器人
图1-1-1 世界上第一台工业机器人Unimate
任务一
2.工业机器人的发展现状
认识工业机器人
机器人作为20世纪人类最伟大的发明之一,自20世纪60年代初问世以来,从简单机
器人发展到智能机器人,意味着机器人技术的发展已取得长足进步。
2005年,日本安川(YASKAWA)公司推出能够从事此前由人类完成的组装及搬运作业 的产业机器人MOTOMAN-DA20和MO-TOMAN-IA20,如图1-1-2所示。MOTOMAN-DA20 机器人是一款在仿造人类上半身的构造物上配备2个六轴驱动臂型的双臂机器人,其上半身 构造物本身具有绕垂直轴旋转的关节,尺寸与成年男性大体相同,可直接配置在此前人类进 行作业的场所。因为可实现接近人类两臂的动作,因此MOTOMAN-DA20机器人可以稳定 地搬运工件,还可以从事紧固螺母以及部件的组装和插入等作业。另外,它与协调控制2个臂 型机器人相比,占地面积更小。其单臂负重能力为20kg,双臂最多可搬运40kg的工件。
任务一 认识工业机器人
(1)第一代机器人——示教再现机器人 示教再现机器人能够按照人类预先示教的轨迹、 行为、顺序和速度重复作业。示教可以由操作人员手把手地进行。例如操作人员握住机器 人上的喷枪,沿喷漆路线示教一遍,机器人会记住这一连串运动,工作时,自动重复这些运动, 从而完成给定位置的涂装工作。这种手把手示教方式即所谓的直接示教, 如图1-1-6a所示。 但是,比较普遍的方式是通过示教器示教,如图1-1-6b所示。操作人员利用示教器上的开关或 按键来控制机器人一步一步运动,机器人自动记录,然后重复。目前在工业现场应用的机器 人大多属于第一代机器人。
管组件受到机械性损伤,而且可以防止软管在机器人改变方
2024版工业机器人入门实用教程(YASKAWA机器人)[1]

2024版工业机器人入门实用教程(YASKAWA机器人)[1]


其他制造业
工业机器人在其他制造业领域的应用也 在不断扩展，如食品包装、纺织印染、 木材加工等。
6
YASKAWA机器人品牌介绍
公司背景
YASKAWA（安川电机）是一家全球 知名的工业机器人制造商，成立于 1915年，总部位于日本。
产品线
YASKAWA机器人产品线丰富，包括 MOTOMAN系列工业机器人、控制
程序结构
程序由主程序、子程序和中断程序等组成，可实现复杂的控制逻辑和多 任务处理。
14
YASKAWA机器人编程实例
点到点运动
通过编写程序，实现机器人从起 始点移动到目标点的运动轨迹。
2024/1/26
直线插补运动
控制机器人在两个点之间按照直 线轨迹进行运动，同时可以设置 运动的速度和加速度。
圆弧插补运动
2024/1/26
9
工业机器人动力学原理
01
动力学方程
描述机器人运动与所受外力之间 的关系，是机器人控制的基础。
2024/1/26
02
惯性矩阵
03
重力补偿
反映机器人各关节惯性大小的矩 阵，对机器人动力学性能有重要
影响。
针对机器人重力作用，通过控制 策略进行补偿，提高机器人运动
精度。
10
YASKAWA机器人结构特点
家用电器装配
在家用电器装配领域，YASKAWA 机器人可完成各种复杂部件的自动 装配和检测任务，提高了生产效率 和质量。
23
06
工业机器人维护与保养
2024/1/26
24
日常维护内容及方法
2024/1/26
清洁机器人表面和内部零部件
01
定期使用干燥、清洁的布擦拭机器人表面，清除灰尘和杂物。
《工业机器人》第一章 概述

《工业机器人》第一章 概述

想象 工业应用 商业应用 个人应用
1998年丹麦乐高公司推出机器人 （Mind-storms）套件，让机器人制造变 得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼 装，使机器人开始走入个人世界。
三、 工业机器人的发展过程
工业机器人的发展过程可分为三个阶段：
①
②
③
第一代机器人 ----示教再现机器人 第二代机器人 ----带感觉的机器人 第三代机器人 ----智能机器人
工业机器人的由来
1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》
中将外表像人的机器起名为android，它由四部分组成：
1：生命系统（平衡、步行、发声、身体摆动、感觉 、表情、调节运动等）； 2：造型解质（关节能自由运动的金属覆盖体，一种 盔甲）；
3：人造肌肉（在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等
身体的各种形态）；
电力驱动
这种驱动是目前在工业机器人中用的 最多的一种。早期多采用步进电动机(SM) 驱动，后来发展了直流伺服电动机(DC)， 现在交流伺服电动机(AC)驱动也开始广泛 应用。上述驱动单元有的直接驱动机构运 动．有的通过谐波减速器装置来减速，结 构简单紧凑。
液压驱动
液压传动机器人有很大的抓取能力， 抓取力可高达上百公斤力，液压力可达 7MPa，液压传动平稳，动作灵敏，但对密 封性要求高，不宜在高或低温现场工作， 需配备一套液压系统。

与已定义的外部环境交流Leabharlann 与硬件环境的交互
与未定义的外部 环境的交流

与外部设备的通信 工作域中的障碍 自由空间的描述 操作对象物的描述 与生产单元监控计算机所提 供的管理信息系统的通信
从外部环境中感知、

与软件环境的交互

学习、判断和推理， 实现环境预测，产生 新的适应指令，并根 据客观环境规划自己 的行动。
工业机器人课件1章习题

工业机器人课件1章习题


（ 2 ）按基本动作机构，工业机器人通常可分为（ ）。
①直角坐标机器人；②柱面坐标机器人；③球面坐标机器人；④关节型机器人
A. ①② B. ①②③ C. ①③ D. ①②③④
（ 3 ）机器人行业所说的四巨头指的是（ ）。
① PANASONIC ；② FANUC ；③ KUKA ；④ OTC ；⑤ YASKAWA ；⑥ FANUC ； ⑦ NACHI ；⑧ ABB
A. ①②③④ B. ①②③⑧ C. ②③⑤⑧ D. ①③⑤⑧
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思考练习
所 3 、判断
处
位 （ 1 ）工业机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作 置———机。（ ） — （ 2 ）发展工业机器人的主要目的是在不违背“机器人三原则”前提下，用机
【 思
器人协助或替代人类从事一些不适合人类甚至超越人类的工作，把人类从大量的、 烦琐的、重复的、危险的岗位中解放出来，实现生产自动化、柔性化，避免工伤
思考练习
所 1 、填空
处 位
（ 1 ）国际工业机器人技术日趋成熟，基本沿着两个路径在发展：一是模仿人
置 的 _______ ，实现多维运动，在应用上比较典型的是点焊、弧焊机器人；二是模
————仿人的 _______ ，实现物料输送、传递等搬运功能，例如搬运机器人。 （ 2 ）按照机器人的技术发展水平，可以将工业机器人分为三代 _______ 机器
考 练 习
事故和提高生产效率。（ ） （ 3 ）直角坐标机器人具有结构紧凑、灵活、占地空间小等优点，是目前工业
】 机器人大多采用的结构形式。（ ）
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【 思 考
人、 _______ 机器人和 _______ 机器人。 （ 3 ）目前在我国应用的工业机器人主要分 _______ 、 _______ 和国产三种。
工业机器人技术及应用(教案)1-绪论

工业机器人技术及应用(教案)1-绪论

第一章绪论1.1 什么是工业机器人1.2 为何发展工业机器人1.3 工业机器人发展概况1.3.1 工业机器人的诞生1.3.2 工业机器人的发展1.4 工业机器人的分类及应用1.4.1 工业机器人的分类1.4.2 工业机器人的应用学习目标*掌握工业机器人的定义*了解工业机器人的发展事由和历程*熟悉工业机器人的常见分类及其行业应用导入案例富士康“百万机器人”上岗折射中国制造业升级2011 年，富士康 CEO 郭台铭表示,希望到 2012 年底装配 30 万台机器人，到2014 年装配 100 万台，要在 5 到 10 年数年内通过自动化消除简单重复性的工序。

机器人的投产使用，可将目前的人力资源转移到具备更高附加值的岗位上，这也符合将我国“人口红利”转为“人才红利”的大目标。

这一工业机器人的井喷潮涌，何时会蔓延到“中国制造”的每一个工厂、每一条生产线、每一个工序、每一个工位上，将为“中国制造”的转型提“智”做出何等贡献？我们对此充满期待。

课堂认知1.1 什么是工业机器人机器人涉及到人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。

美国:一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能操作机。

日本: 一种带有存储器件和末端操作器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。

中国: 一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或者生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。

ISO一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业。

广义地说：工业机器人是一种在计算机控制下的可编程的自动机器。

它具有四个基本特征：①特定的机械机构②通用性③不同程度的智能④独立性1.2 为何发展机器人让机器人替人类干那些人不愿干、干不了、干不好的工作。

ABB 给出十大投资机器人的理由：第一，降低运营成本；第二，提升产品质量与一致性；第三，改善员工的工作环境；第四，扩大产能；第五，增强生产的柔性；第六，减少原料浪费，提高成品率；第七，满足安全法规，改善生产安全条件；第八，减少人员流动，缓解招聘技术工人的压力；第九，降低投资成本，提高生产效率；最后一点，节约宝贵的生产空间。

任务1 工业机器人手动操作基础知识

在图中，点击快速转换按钮，可进行1、2、3轴与4、5、6轴的切换。
2.线性运动
操作方式与手动操作相同，单击左上角主菜单按钮，选择“动作模式”选中“线性”，然后单击确定。 如图所示。
机器人的线性运动要在“工具坐标”中指定对应的工具，如图所示 ，用“tool0” 操纵示教器上的操纵杆，工具的TCP点在空间中作线性运 动。若要对Mytool进行线性运动，可在在“基本”功能选项卡，选中“ 控制器”的“同步”，在下拉菜单中点击“同步到RAPID”, 在弹出的对 话框中勾选工具数据中的“Mytool”，点击确定即可，示教器中即可看 到“Mytool”（注意：示教器需要重新改为手动模式）。
2线性运动
机器人的线性运动是指安装在机器人第6 轴法兰盘上工具的中心点TCP（Tool Center Point）在空间中作线性运动。其特点是工具 姿态保持不变，只是位置改变。手动操作线 性运动的方法是：
（1）手动线性
在“基本”功能选项卡，选中“Freehand”的“手动线性 图标”， 如图所示。然后选中鼠标指示放到箭头上，按住 鼠标左键，以箭头指示的方向进行线性移动。
转化为手动模式后，点击左上角主菜单，如图所示
在弹出的如图所示的对话框中，点击“控制面板”。
在弹出的如图所示的对话框中，点击“语言”菜单， 从如图所示的界面中选择想要更改的语言
点击“确定”后，在弹出的“重启 FlexPendant”对话框中点击“是”，重启后生效。
1单轴运动
点击左上角主菜单，点击手动操纵，点击“Enable”，如图 4-35所示使使能器工作，变为绿色后机器人将Fra bibliotek于电机开启 状态。
1. 双击桌面快捷方式RobotStudio，打开 RobotStudio软件，如图所示

对工业机器人的介绍

工业机器人是一种能够自主执行各种任务的先进技术设备，被广泛应用于现代制造业。

随着科技的不断进步，工业机器人在生产线上的角色变得越来越重要。

本文将介绍工业机器人的功能、应用领域以及对生产效率的影响。

首先，工业机器人具备多种功能，可以执行复杂、重复、繁琐的任务，如组装、焊接、喷涂、搬运等。

由于其高精度、高速度和稳定性，工业机器人能够提高生产线的效率和品质，并减少人力资源的使用。

这种自动化的生产方式不仅可以提高生产效率，还可以降低生产成本，为企业带来巨大的经济效益。

其次，工业机器人广泛应用于各种制造业领域，如汽车制造、电子产业、医药制造等。

在汽车制造业中，工业机器人可以高效地进行车身焊接、涂装和装配等工作，提高生产效率和产品质量。

在电子产业中，工业机器人能够进行精密的组装和测试，保证产品的一致性和质量。

在医药制造业中，工业机器人可以进行药品包装和标签贴附等工作，提高生产效率和产品的安全性。

工业机器人的出现对生产效率有着显著的影响。

相比人工操作，工业机器人能够以更高的速度和精度执行任务，并且不会受到疲劳、人为错误和环境变化的影响。

工业机器人还可以通过与其他设备和机器人的联网，实现智能化的生产过程。

通过实时数据的收集和分析，工业机器人可以优化生产计划和资源分配，提高生产线的效率和灵活性。

然而，工业机器人的广泛应用也带来了一些挑战。

首先，工业机器人的成本较高，对于小型企业来说可能难以承担。

其次，工业机器人的操作和维护需要专业的技术人员进行，这对企业来说可能是一个额外的成本和挑战。

此外，工业机器人的安全性也是一个重要的问题，需要采取合适的安全措施来保护工作人员和设备的安全。

综上所述，工业机器人作为现代制造业的重要技术设备，具备多种功能并广泛应用于各个领域。

它的出现可以提高生产效率、降低成本，并且通过智能化的生产方式实现更高的灵活性和效益。

然而，工业机器人的应用也面临一些挑战，需要企业在引入工业机器人时进行综合考虑和规划。

1.工业机器人应用技术的组成与分类

1.工业机器人应用技术的组成与分类工业机器人应用技术的组成与分类工业机器人，作为现代生产中的重要装备，其应用技术的组成与分类是十分重要的。

在本文中，我将从不同的角度对工业机器人的应用技术进行深入探讨，并结合实际案例，从简到繁地进行分析，以便读者更深入地理解这一主题。

一、工业机器人的定义与概念1.工业机器人的基本概念及定义我们需要了解工业机器人的基本概念和定义。

工业机器人是一种能够自动执行任务的多功能操作装置，通常由程序控制，用于生产线上的物流装配、焊接、涂装、搬运等工作。

这些机器人通常由多个关节组成，可以在三维空间内移动并执行各种任务。

2.工业机器人的应用领域工业机器人在许多领域都有广泛的应用，包括汽车制造、电子设备组装、医疗器械生产等。

它们可以大幅提高生产效率，降低成本，减少人力劳动，提高安全性和产品质量。

二、工业机器人的应用技术组成1. 传感技术传感技术是工业机器人中至关重要的一部分，它能够使机器人感知周围环境，对工作进行精确的调整。

通过视觉传感器可以进行产品定位，激光雷达可以实现自动避障，力传感器可以实现对力度的精确控制。

2. 控制系统技术控制系统技术则是工业机器人的大脑，它包括了硬件和软件两部分。

硬件上包括了主控制器、驱动器等，而软件上则包括了程序控制、路径规划、动力学模型等。

控制系统的优劣直接影响了机器人的性能和灵活性。

3. 末端执行器技术末端执行器技术涉及到机器人的手部或夹具，它是机器人与产品或工件之间直接接触的部分，直接影响到工作的成功与否。

各种各样的末端执行器，如气动夹具、电动夹具、真空吸盘等，都是为了适应不同的生产场景和产品特点。

4. 机械结构技术机械结构技术是工业机器人中的基础部分，它关乎到机器人的稳定性、精准度和负载能力。

不同的机械结构技术能够满足不同的工作需求，如SCARA结构适用于快速精准的装配，而Delta机器人适用于高速搬运等。

三、工业机器人的分类1. 按照机器人构型根据机器人的结构和关节数目，工业机器人可以分为SCARA机器人、Delta机器人、直线机器人、并联机器人等。

工业机器人1+X初级理论测试题及答案

工业机器人1+X初级理论测试题及答案1.集成系统方案说明书一般不会包含以下哪项内容（）。

A.集成系统所有零件图【正确答案】B.集成系统功能介绍C.项目实际内容D.集成系统设计的依据2.在机械装配图中，我们可以通过（）初步了解安装部件名称，性能、规格尺寸比例等。

A.标题栏【正确答案】B.零件编号C.明细栏D.主视图3.（）在工业机器人系统集成设计的初期使用，是机械和电气设计、选型的依据。

A.气动原理图B.系统方案说明书【正确答案】C.机械装配图D.电气原理图4.完整的（）是全面表达设计意图和进行技术加工、组装的重要依据。

A.气动原理图B.机械装配图【正确答案】C.电气原理图D.工艺流程图5.在机械设计中表示部件的组成零件、零件的相互位置和连接、装配关系的图样称为（）。

A.装配图B.总装图C.部件装配图【正确答案】D.组装图6.下列选项中，不属于机械装配图必要要素的是（）。

A.每个零件的尺寸【正确答案】B.零件编号及明细栏C.一组视图D.技术要求7.识读电气原理图中的（），可了解负载得电方式。

A.控制电路B.保护电路C.主电路【正确答案】D.以上都可以8.工业机器人集成项目的（）是项目实施的前提，也是能否顺利完成的关键。

A.方案设计【正确答案】B.机械设计C.电气设计D.现场调试9.气动原理图在工作站的集成设计中有着重要的作用，下列不属于气动原理图作用的是（）。

A.充分表达工作站中包含的气动设备和气动元件。

B.是气路安装、调试和维修的理论依据。

C.在自动化集成气路的设计阶段用到。

D.可作为电气线路安装、调试和维修的理论依据。

【正确答案】10.三维软件的下列哪项功能，可以将三维模型转化成用不同平面二维视图来表达其配合关系的二维图?（）A.零件建模B.装配图生成【正确答案】C.装配体装配D.仿真模拟11.机械装配图中的（）包含零件之间的配合尺寸和重要的相对位置尺寸。

A.外形尺寸B.装配尺寸【正确答案】C.性能尺寸D.安装尺寸12.国际上机械设计三维建模软件有很多种，（）软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。

08_1_工业机器人


工业机器人的分类
SCARA型 SCARA型 这种类型的机器人主 体结构通常具有三个自由 度：绕垂直轴线 回转运 垂直轴线的回转运 动（回转运动）、绕水平 水平 轴线的回转运动 轴线 回转运动（俯仰运 动）及手臂的伸缩运动 伸缩运动。 通常把回转及俯仰运动归 属于机身
工业机器人的分类
多关节型 这种类型的机器 人主体结构的三个自 三个自 由度均为回转运动 由度 回转运动， 构成机器人的回转运 回转运 动、俯仰运动 偏转 俯仰运动和偏转 运动。通常仅把回转 运动 运动归结为机身。
机器人的发展
我 国 研 制 的 排 爆 机 器 人
机器人足球比赛
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概述 机器人的发展 工业机器人的组成 工业机器人的分类
• 工业机器人的主要技术参数
• 工业机器人的应用
工业机器人的组成
• 工业机器人的组成
工业机器人一般由机械系统 驱动系统、控制系统 检测传 机械系统、驱动系统 控制系统、检测传 感系统和人工智能系统 感系统 人工智能系统等组成。
工业机器人的组成
机身 --- 用来支承臂部、安装驱动装置及其他装置部件。 行走机构 --- 是扩大工业机器人活动范围的机构，有的是 专门的行走装置，有的是轨道、滚轮机构。
工业机器人的组成
驱动系统
驱动系统是向执行原件提供动力。随驱动源不同，驱 动系统的传动方式有液动式、气动式、电动式和机械式四 种。
机器人的发展
UNIMATE VERSATRAN
1965年 1965年，MIT的Roborts演示了第一个 第一个具有视觉传感器的、 能识别与定位简单积木的机器人系统。 机器人美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。 第一届国际工业机器人学术会议。 1973年 1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第 第 一台由小型计算机控制的工业机器人。 日本引进了美国的工业机器人技术，经过消化、仿制、 改进、创新，1980年后，日本赢得了“机器人王国” 1980年后 日本赢得了“机器人王国” 1980
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军事用机器人
美国陆军日前展示的六轮传动无人地面战 车，称为Crusher，是混合型运输车，每个 轮子都具备引擎与悬吊系统，使重6.5吨的 它可以克服任何极端地形
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智能型吸尘器Roomba 制造商iRobot与John Deare合力研发Gator， 用于侦察边防，或于战 区载送军火与士兵
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speed of moment
※机器人所能操作End Effector的速度，最快大约可到1.5m/s ※决定运动速度的因素包括：移动物体重量、移动的距离
Weight-Carrying Capacity Type of drive system
(1)液压式：大型Robot、机构简单、强度高、速度快。 (2)电动马达式：小型Robot、高精确性与重视性。 (3)气压式：最简单、适用于抓取、重复性高之工作。
1〃行走机构的构成：
23
2〃行走机构的分类： 按运行轨迹分：
– 分为固定轨迹式和无固定轨迹式两种。固定 轨迹式主要用于工业机器人
按行走机构的特点分：
– 对于无固定轨迹机器人，可分为轮式、履带 式和步行式等。前两者与地面连续接触，后 者与地面为间断接触。
24
3〃固定轨道式机器人运动的实现：
机器人机身底座，安装在一个可移动 的拖板上，依靠丝杆螺母副的运动将 来自电机的旋转运动转化为直线运动。
齿条活塞缸—升降缸机构：
– 构成：
• 主要由升降缸体、齿条缸、齿轮套筒、固定立柱和升降回 转台等部分构成。
– 工作原理：
• 回转运动：
– 齿条缸的齿条活塞杆直线运动→齿轮套筒6回转运动→齿轮 套筒6 和升降缸体2及升降回转台1固联→升降回转台1 回转
• 升降运动：
– 升降缸体2、齿轮套筒6、回转台1整个一起升降运动
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Programming the Robot
有许多不同的方法可以设计程序输入机器人，以执行所需之 工作周期，这些方法可分为四大类： (1)人工法(Manual method) (2)直接带动法(Walk through method) (3)教导法(lead through method) (4)离线程序设计法(Off-line programming)
r l1, lc1,m1 q2 q1 (0,0) l2, lc2,m2
2t x d x0 r cos( ) T
x
2t y d y 0 r sin( ) T
47
a1 2a3 cos q 2 a 2 a3 cos q 2 q1 a a cos q q a2 2 2 3 2 a3 sin q 2 q 2 a3 sin q 2 (q1 q 2 ) q1 1 a sin q q q 0 2 1 3 2 2
M(q)q N(q, q) τ
where
2 2 a1 m1 L21 m2 ( L1 L2 2 ) M t ( L1 L2 ) I1 I 2 c c 2
a2 m2 L2 2 M t L2 2 I 2 c c a3 m2 L1 Lc 2 M t L1 L2
50
Robotic Sensors
(1)Vision Sensors (2)Tactile and proximity sensor (3)Voice sensors
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机器人应用
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日本机器人制造商Tmsuk的发光家用机器人 Roborior 。 这款机器人带有遥控摄影机、售 价29.4万日圆(2,607美元)。 它的发光二极体 (LED)三色光能够营造一种轻松的氛围，并可 通过手机在其它场所照顾家庭成员和宠物
6〃脚踏行走机器人：
33
两足步行机器人图例：
控制特点：
– 使机器人的重心 经常在接地的脚 掌上，一边不断 取得准静态平衡， 一边稳定的步行。
结构特点：
– 为了能变换方向 和上下台阶，一 定要具备多自由 度。
34
两足步行机器人图例：
主要构成：
1—框架 3—小腿 2—大腿 4—脚
5—肩
7—手
6—肘
8—液压缸
43
Mechanical Arm:
Driven by – Electric drive motors – Pneumatic devices – Hydraulic actuators • Drive elements: either linear or actuators
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(x0,y0)
61
iRobot生产的PackBot可以配备相机与爬楼梯， 这款机器人已投入美国对伊朗及阿富汗战争
62
美国国防部与卡内基美隆大学合力研发的无人驾驶 地面战车，具有远端遥控无人侦察、监视能力
63
1997年的NASA第一个成功登陆火星的 Sojourney实验机
64
德国新推出专职擦地机器人
名为“ＲＯＢＯ40”的机器人外观看上去像 是个大号的圆圆的电饭锅，重约40 公斤。 在它的底部安装有两把长42厘米的特制刷子， 成为清洁地板的主要工具；而其体内还可以 储存27升清洁用水以及14升清洁之后的脏水 虽然外观上没有特别之处，但它的能耐确实 不小，可以完成从清扫、清洗到清洁的一系 列繁重体力活。据介绍，即便是在同一个空 间里，它也可以根据地面的不同材质以及不 同的污渍“聪明”地选择不同的清洁方式， 保质保量地完成任务。而且，与传统的类似 自动清洁机器人相比，该新款机器人最大的 特点就是效率非常之高。其“上岗”工作时 每秒的推进速度为0．3米，每小时可以完成 清洁面积1000平方米，而且最多能够连续作 业4个小时 鉴于其过于强大的功能和高昂的价格，目前 这款已经面市的机器人并不太适用于家居使 用，其主要消费对象MO可以在办公室等现实环 境中作业，具有很高的运动能力。和以往相比， ASIMO可以和人手拉手走路等，强化了与人配合的行 动能力，而且增加了利用手推车搬运物品的功能。此 外，新开发出的对这些功能进行统一控制的综合控制 系统，使ASIMO可以自行从事接待、向导、递送等服 务。并且极大地提高了移动能力，实现了时速6km的 奔跑及迂回行走 接待等自动与人配合的功能 使用手推车搬运物品的功能 加强奔跑功能
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End Effectors Grippers(抓取器) Tools
Work Cell Control and Interlocks
Work Cell Control：采用工作单元控制器(controller) Interlocks：内锁是工作控制单元的一种特性，可以 中断工作周期中的动作。 ※內锁有二种形式 (1)输出 (2)输入
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履带式行走机器人：
特点：
– 可以在有些击凹的地面上行走，可以跨越障碍 物，能爬梯度不太高的台阶。 – 没有自位轮，依靠左右两个履带的速度差转弯， 会产生滑动，转弯阻力大，且不能准确地确定 回转半径。
30
履带式行走机器人图例（1）：
31
履带式行走机器人图例（2）：
32
脚踏行走机器人即步行机器人，典型特 征是不仅能在平地上，而且能在凹击不 平的地上步行，能跨越沟壑，上下台阶， 具有广泛的适应性。主要设计难点是机 器人跨步时自动转移重心而保持平衡的 问题。
41
Work Volume Precision of movement 以三部分讨论
1.空间解析度 (Spatial resolution) 2.精确性 (Precision) 3.重视性 (Repeatability)
※空间解析度是借机器人所能控制腕部末端的最小增量。 ※精确度是指在其工作范围內，将腕部末端放置于某特定点 的能力。 ※重视度是指机器人将其腕部末端重新置于先前设定过的点 的能力。
25
车轮式行走机器人：
分类：
– 车轮式行走机器人通常有三轮、四轮、六轮 之分。它们或有驱动轮和自位轮，或有驱动 轮和转向机构，用来转弯。
适用范围：
– 最适合平地行走，不能跨越高度，不能爬楼 梯。
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三轮行走机器人图例：
27
三轮行走机器人结构及驱动：
构成：三个车轮、转向叉、驱动装置等。 驱动方案：
直线运动液压缸—摆动液压缸机构图例：
油口
问题：
1、摆动液压缸的动片与缸的 什么部件相连？机械臂将与摆 动液压缸的什么部件相连？ 2、为什么采用长度较短的花 键套导向？ 油口 3、机身升降运动的行程和回 转运动角度取决于什么？ 4、画出零件2的结构图。
16
花键轴与花键孔：
17
1〃回转与升降机身(3)：
– 电机5驱动轮1：通过V1、V2的不同速度控制小车的 移动方向，同时，转向叉3自动地转向正确的方向。 此时轮2受到地面的摩擦而滚动。 – 电机6驱动轮2：由电机6驱动，小车的方向由专用 电机7驱动转向叉实现。此时轮1自由滚动。
缺陷：施加在角落的力容易产生使机器人翻倒，
对负载有一定的限制。
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四轮行走机器人：
– 工作原理：
• 回转运动：
– 摆动液压缸进油→摆动缸动片7摆动→带动摆动缸套5摆动 – 由于花键轴3只起导向作用而不回转，摆动缸定片与花键轴 之间通过平键和螺钉固定连接，保证定片的位置确定。
• 升降运动：
– 活塞1下腔进油→活塞推动机身沿花键轴上升 – 活塞1上腔进油→活塞推动机身沿花键轴下降
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39
其它行走机器人图例：
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其他技术特性
1.工作范围 (Work volume or envelop) 2.运动精确度 (Precision of movement) 3.运动速度 (Speed of movement) 4.负载能力 (Weight-Carrying Capacity) 5.驱动系统的种类 (Type of drive system)