工业机器人的概念与典型应用(完整资料).doc
工业机器人基础知识
塑料橡胶制造业
工业机器人在塑料橡胶制造领 域的应用包括注塑、吹塑、挤
出等成型工艺。
其他制造业
工业机器人在其他制造业领域 的应用如食品包装、纺织印染
、木材加工等。
工业机器人市场现状及趋势
市场现状
全球工业机器人市场规模不断扩大，亚洲地区成为最大市场，中国是全球最大的 工业机器人市场之一。
发展趋势
随着人工智能技术的不断发展，工业机器人将越来越智能化，具备更高的自主性 和学习能力；同时，协作机器人（Cobots）将成为未来发展的重要方向，实现 人机协同作业，提高生产效率和质量。
导航技术
利用传感器感知环境信息，结合 地图构建和定位技术，实现工业 机器人在复杂环境中的自主导航 和避障。
机器视觉与图像处理技术
机器视觉
通过图像传感器获取环境信息，利用 计算机视觉算法对图像进行处理和分 析，提取出有用的特征和信息，为工 业机器人的决策和行动提供依据。
图像处理技术
包括图像增强、滤波、边缘检测、特 征提取等算法，用于提高图像质量、 减少噪声干扰、提取目标特征等。
及时更换磨损件
根据机器人的使用情况，定期更换易损件，如轴承、齿轮等，以 保证机器人的正常运行。
软件更新与备份
定期更新机器人软件，以修复潜在漏洞并提高性能；同时备份重 要数据，以防数据丢失。
维修工具及配件选择建议
专用维修工具
选择适用于工业机器人的专用维修工具，如专用螺丝刀、扳手、测 量仪表等，以确保维修质量和效率。
原厂配件
优先选用原厂生产的配件，以确保与机器人原有部件的兼容性和稳 定性。
高品质替代品
若无法获取原厂配件，可选用经过认证的高品质替代品，但需确保其 与机器人原有部件的匹配性和可靠性。
工业机器人的技术发展及其应用
工业机器人的技术发展及其应用随着科技的不断进步，在工业领域，工业机器人已经成为了一个不可或缺的存在。
工业机器人的出现改变了传统的生产方式，提高了生产效率，提升了产品质量，并且大大降低了生产成本。
在工业自动化领域，工业机器人的应用范围也越来越广泛。
本文将就工业机器人的技术发展、现状及其应用进行分析及展望。
一、工业机器人的概念及发展历史工业机器人是指一种能够自动执行工业任务的可重复操作的、用于工业生产的机器人。
它可以替代人工进行重复性、高强度和危险性的工作，提高生产效率，减少人为错误，保证产品的质量。
工业机器人的发展历史可以追溯到20世纪50年代，第一个真正的工业机器人是由美国一家汽车公司于1961年开发出来的。
从那时起，工业机器人的发展就越来越快速，尤其是在信息技术、材料技术、传感器技术等方面的快速发展，更是推动了工业机器人的迅速发展。
二、工业机器人的技术发展1. 传感器技术的应用随着传感器技术的不断发展，工业机器人配备各种传感器已经成为一种常见的现象。
光电传感器可以实现对产品的精确定位，使得机器人可以准确地抓取产品；压力传感器可以帮助机器人更准确地进行力控操作，实现对细小零件的加工；视觉传感器则可以使得机器人具备了一定的“视觉”功能，可以对工作环境、产品进行识别及判断。
传感器技术的应用使工业机器人的应用范围更加广泛，工作精度得到了显著提高。
2. 人工智能技术的应用人工智能技术的快速发展，也大大促进了工业机器人的技术发展。
目前，许多工业机器人已经具备了一定程度的“智能”，它们可以通过图像识别、语音识别等技术，实现智能化操作；并且，还可以通过学习算法不断提升自己的智能水平。
这种智能化技术的应用，让工业机器人的操作更加灵活、高效，可以适应更多种类的生产工艺，这对于提高企业生产的灵活性非常重要。
3. 柔性制造技术的应用随着柔性制造技术的不断发展，工业机器人也逐渐向柔性制造理念转变。
传统工业机器人往往需要事先编写好固定的工艺程序，这样限制了它的灵活性。
对工业机器人的了解和认识
对工业机器人的了解和认识工业机器人是一种具有高度智能化和自主性的现代化机器人。
它们能够在工业生产线上完成各种繁重、危险和重复性的工作任务，从而提高生产效率和质量，降低生产成本。
在本文中，我们将全面了解和认识工业机器人的基本概念、应用领域、工作原理以及发展趋势。
一、工业机器人的基本概念工业机器人是一种由电子技术、计算机技术以及机械工程技术等多种技术综合应用于制造业领域的机器人。
它们被设计用于代替人力完成工厂生产过程中的重复性、繁重或危险的任务，如车间装配、焊接、搬运、喷涂等。
工业机器人具备自主感知、决策和执行能力，能够根据预先设定的程序和条件自动执行任务。
二、工业机器人的应用领域工业机器人在许多制造业领域都有广泛的应用。
首先是汽车制造业，工业机器人在汽车生产线上扮演着重要的角色。
它们能够完成汽车零部件的组装、焊接、喷涂等工作，提高生产效率和产品质量。
其次是电子制造业，工业机器人在电子产品的生产过程中发挥着关键作用，如电路板组装和焊接。
此外，工业机器人还在食品加工、医药制造、塑料制品等领域得到广泛应用。
三、工业机器人的工作原理工业机器人通过感知、决策和执行三个关键步骤完成工作任务。
首先，它们通过传感器感知周围的环境和目标物体，获取必要的信息。
然后，机器人根据预先编写的程序和算法进行决策，确定如何执行任务。
最后，机器人根据决策结果，通过运动控制系统驱动执行器，完成任务。
四、工业机器人的发展趋势随着科学技术的进步和工业生产的要求，工业机器人正不断发展和演进。
首先，人机协作成为了一个重要的发展趋势，机器人能够与人类工作人员在同一工作区域内共同完成任务。
其次，机器人的智能化程度不断提高，能够通过学习和适应不同的工作环境和任务要求。
此外，机器人的柔性化和模块化设计也是未来发展的重点，能够满足不同生产情况下的需求。
综上所述，工业机器人是一种能够自主执行工作任务的现代化机器人。
它们在各个制造业领域都有广泛的应用，能够提高生产效率和产品质量。
工业机器人概论演示文稿
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
1.2 工业机器人基本组成及技术参数
■工业机器人本体
机器人本体：工业机器人的机械主体，是 完成各种作业的执行机构。一般包含互相 连接的机械臂、驱动及传动装置以及各种 内外部传感器。工作时通过末端夹具也称 末端执行器用于实现机器人对工作目标的 夹取、搬用等动作。 1）机械臂
工业机器人技术基础
工业机器人总体发展趋势
（1）技术发展趋势 在技术发展方面，工业机器人正向结构轻量化、智能化、模块化和系统化的方向发展。 未来主要的发展趋势有：
1）机器人结构的模块化和可重构化； 2）控制技术的高性能化、网络化；
3）控制软件架构的开放化、高级语言化；
4）伺服驱动技术的高集成度和一体化；
工业机器人概论演示文稿
第一页，共32页。
（优选）工业机器人概论.
第二页，共32页。
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） 1.3 工业机器人的分类及典型应用（了解）
第三页，共32页。
第1章 工业机器人概论
种机器具备一些与人或生物相似的能力，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。
国际标准化组织定义：工业机器人是一种仿生的、具有自动控制能力的、可重复编程的
多功能、多自由度的操作机械。
第五页，共32页。
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
1.1 工业机器人定义及其发展
开合自由度。一般情况下机器人的一个自由度对应一个关节，所以自由度
与关节的概念是相等的。自由度是表示机器人动作灵活程度的参数，自由
工业机器人概述
工业机器人概述工业机器人是一种应用于工业制造领域的自动化设备，具备感知、决策和执行等功能。
随着技术的不断进步和应用场景的扩大，工业机器人在现代制造业中扮演着重要的角色。
本文将对工业机器人的概念、应用、发展历程以及未来趋势进行概述。
一、概念和类型工业机器人是一种具备多轴控制系统和各种传感器能力的机械设备，能够执行各种制造工序中的操作任务，大大提高了制造过程的效率和准确性。
根据其功能和应用领域的不同，工业机器人主要分为以下几类：1. 搬运机器人：主要用于搬运和装卸各种物料，如汽车制造中的零部件搬运等。
2. 拆卸机器人：用于拆解废弃物品，如废旧电子产品的拆解和分离。
3. 焊接机器人：广泛应用于汽车、航空航天等行业的焊接工艺，可以提高焊接效率和质量。
4. 组装机器人：主要用于产品的组装和装配过程，如手机、电子产品的组装线。
5. 检测机器人：用于产品质量检测和故障排查，可以准确、快速地完成复杂的检测任务。
6. 喷涂机器人：广泛应用于汽车、家具等行业的表面喷涂，可以节约人力资源，提高涂装的均匀性和一致性。
二、应用领域工业机器人在各个领域的应用越来越广泛，对于提高制造的效率、降低成本、改善安全性和质量控制起到了重要的作用。
以下是工业机器人在不同行业中的应用举例：1. 汽车制造：工业机器人广泛应用于汽车制造的各个环节，如焊接、装配、涂装等，提高了汽车制造的效率和产品质量。
2. 电子制造：工业机器人在电子产品制造中扮演着重要的角色，能够完成电子元件的焊接、组装、检测等任务。
3. 医疗行业：工业机器人在手术室和药品生产等领域具有广泛应用，例如辅助手术机器人可以提高手术准确度和安全性。
4. 快速消费品行业：工业机器人可以应用于各类商品的生产和包装过程，提高生产效率和产品一致性。
5. 食品加工业：工业机器人可以完成各种食品的搬运、包装、烹饪等工序，提高食品加工的效率和卫生标准。
三、发展历程工业机器人的发展历程可以追溯到20世纪50年代，随着计算机技术和自动化技术的迅速发展，工业机器人开始投入到实际的生产中。
工业机器人技术及应用搬运机器人及其操作应用
维护与培训
搬运机器人需要专业人员 进行维护和培训，以确保 其正常运行。
04 案例分析
案例一：搬运机器人在汽车制造行业的应用
总结词
提高生产效率，降低人工成本
详细描述
在汽车制造行业中，搬运机器人被广泛应用于装配线上，快速、准确地运输零部 件和整车的移动。它们能够减少人工操作，提高生产效率，降低生产成本，并确 保产品质量。
案例五：搬运机器人在食品行业的应用
总结词
卫生安全、高效清洁
详细描述
在食品行业中，卫生和安全是首要考虑的因素。搬运机器人能够适应各种恶劣的食品加 工环境，快速完成物料的搬运和清洁工作。它们的使用能够提高生产效率，降低人工操
作带来的卫生和安全风险。
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工业机器人的应用领域
汽车制造
工业机器人在汽车制造 领域的应用最为广泛， 涉及焊接、装配、搬运
等多个环节。
电子制造
电子制造行业需要高精 度、高效率的生产线， 工业机器人能够满足这
些需求。
化工制药
化工制药行业涉及到危 险和污染，工业机器人 可以替代人工进行危险
作业。
其他领域
除了上述领域，工业机 器人还广泛应用于食品、
监控与维护
实时监控搬运机器人的运行状 态，定期进行维护和保养，确
保其稳定、可靠地运行。
搬运机器人的应用场景
生产线物料搬运
在生产线中，搬运机器人可自动完成 物料、半成品和成品的搬运工作，提 高生产效率。
仓库货物管理
在仓库中，搬运机器人可用于货物的 入库、出库、盘点等作业，提高仓库 管理效率。
物流配送
工业机器人的发展历程
第一阶段
工业机器人运用技术
三、工业机器人的应用与发展趋 势
1、应用领域不断扩大：随着技术的进步，工业机器人的应用领域正在不断 扩大。从汽车制造到电子产品组装，从物流运输到医疗护理，工业机器人的应用 已经深入到各个行业。
2、人机协作成为趋势：未来，工业机器人将更加注重与人之间的协作，实 现更加智能化、柔性化的人机协作模式。
4、程序生成模块：根据用户的操作和仿真结果，自动生成机器人的运动程 序。
5、在线传输模块：将生成的程序传输到实际运行的机器人控制器中。
三、离线编程在工业机器人应用 中的优势
离线编程在工业机器人应用中的优势主要体现在以下几个方面：
1、提高生产效率：通过离线编程，可以预先规划机器人的运动轨迹和参数 设置，减少现场调试和编程的时间，提高生产效率。
一、工业机器人的基本概念与分 类
工业机器人是一种可以编程和多功能的自动化机器，它可以通过各种方式抓 取、搬运、操作工具和物料，代替人类执行一系列繁重、危险或者高精度的工作。 根据应用场景和功能的不同，工业机器人主要分为以下几类：
1、装配型机器人：主要用于完成各种零部件的装配任务，如电路板、汽车 零部件等。
二、离线编程系统的基本组成
离线编程系统主要包括以下几个模块：
1、图形界面模块：提供可视化界面，方便用户进行机器人轨迹规划、参数 设置等操作。
2、运动学仿真模块：对机器人的运动轨迹进行模拟，检查是否存在碰撞、 干涉等问题。
3、动力学仿真模块：对机器人的运动过程进行动力学分析，确保机器人在 实际运行中能够满足预设的性能指标。
2、搬运型机器人：负责物料搬运，包括生产线上的物料运输、仓储管理等。
3、喷涂型机器人：用于自动化喷涂，如汽车表面喷漆、电路板涂层等。 4、检测型机器人：用于产品检测，如质量检查、缺陷检测等。
工业机器人定义
7.吸附式分为气吸附和磁吸附;气吸附利用吸盘鱼大气压之间压差工作，分为:真空吸盘吸附、气流负压气吸附、挤压排气负气压吸附等
8.磁吸附:分为电磁吸盘、永磁吸盘、电永磁吸盘
9.电磁吸盘:在内部激磁线圈通直流电产生磁力，吸附导磁性工件
10.永磁吸盘:利用磁力线通路的连续性及磁场叠加性工作，通过磁系之间的相互运动控制工作磁极面上的磁场强度，进而实现工件的吸附和释放动作
4.工业机器人应用:机器人搬运、码垛、焊接、涂装、装配
第二章
1.三大核心零部件:伺服电动机、减速器、控制系统
2.第一代工业机器人组成:操作机、控制器、示教器:第二、三代还包括:感知系统、分析决策系统，分别由传感器及软件实现
*3.操作机(机器人本体):是工业机器人的机械主体，用来完成各种作业的执行机构。主要由:机械臂、驱动装置、传动单元、内部传感器等组成
11.电永磁吸附:利用永磁磁铁产生磁力，利用激磁线圈对吸力大小进行控制，达到“开、关”作用12.常见手爪前端6表5-4
13.搬运机器人工作站采用:L型、环型、“品”字、“一”字等布局
第六章
1.码垛机器人的末端执行器是夹持物品移动的一种装置，常见形式:吸附式、夹板式、抓取式、组合式2.夹板式:常见的夹板式有单板式和双板式。主要用于整箱或规则盒码垛，需要单独机构控制，工作状态下爪钩与侧板成90度，起到承托物件防止脱落作用。
8.手动操纵工业机器人:是通过手动操控示教器上的机器人运动轴按键，将机器人在某一或某几个坐标系下移动到某个位置的方法。一般采用点动、连续移动实现;点动:主要用在离目标较近场合;连续移动:用在离目标较远场合
第四章
*1.示教基本工作原理:示教---再现;示教:也称导引，由操作者直接或间接导引机器人，一步步按实际作业要求告知机器人应该完成的动作和作业的具体内容，机器人在引导过程中以程序的形式将其记忆下来，并存储在机器人控制装置内;再现:是通过存储内容的回放，使机器人能在一定精度范围之内按照程序展现所示教的动作和赋予的作业内容
工业机器人专业文化概论
工业机器人专业文化概论
工业机器人专业文化概论是一个重要的概念，它涉及到机器人技术的基础、应用和发展趋势。
这个专业领域涵盖了工业机器人的定义、历史、分类、组成和技术参数，以及其典型应用。
1.工业机器人定义：工业机器人是用来进行搬运材料、零件、工具
等可再编程的多功能机器，它集机械、电子、计算机、传感器、人工智能等多学科技术于一体，是现代工业自动化生产领域中最为重要的设备之一。
2.工业机器人历史：自20世纪50年代第一台工业机器人出现以来，
工业机器人技术经历了快速的发展。
从最初的机械式单轴机械臂，到现在的多轴、多自由度的机器人，其技术不断得到完善和提升。
3.工业机器人发展趋势：随着技术的不断进步，工业机器人的发展
趋势也在不断变化。
未来，工业机器人将会更加智能化、自主化、协同化，同时也会更加适应各种不同的生产环境和应用场景。
4.工业机器人分类：根据不同的分类标准，工业机器人可以有多种
分类方法。
例如，根据应用领域的不同，可以分为搬运机器人、焊接机器人、装配机器人等。
5.工业机器人组成及技术参数：工业机器人通常由机械系统、控制
系统和感知系统三部分组成。
其技术参数包括工作范围、速度、精度等。
6.工业机器人的典型应用：工业机器人在许多领域都有广泛的应用，
例如汽车制造、电子设备制造、塑料制品制造等。
它们在这些领
域中主要用于自动化生产线的操作，如物料搬运、加工、装配等。
总的来说，工业机器人专业文化概论是一个涵盖了众多领域的综合性学科，它的发展和应用不仅推动了工业自动化生产的进步，也促进了社会经济的发展。
工业机器人技术与应用
工业机器人技术与应用
工业机器人关键技术
工业机器人关键技术
▪ 机器人机械设计
1.机构设计：工业机器人的机械结构需要满足高精度、高速度、高负载的要求，同 时考虑稳定性和耐用性。 2.材料选择：选择适合机器人运动性能和使用环境的材料，如高强度钢、铝合金、 碳纤维等。 3.制造工艺：采用先进的制造工艺，如数控加工、3D打印等，提高生产效率和制造 精度。
工业机器人技术与应用
工业机器人未来发展趋势
工业机器人未来发展趋势
技术发展与融合
1.机器人技术将与人工智能、物联网、大数据等前沿技术进一步融合，提升机器人的智能化和自主 化水平。 2.随着技术的不断发展，工业机器人的性能将得到进一步提升，包括更高的精度、更快的速度和更 大的负载能力等。 3.新技术的引入将为工业机器人带来新的应用场景，例如在非结构化环境中的应用。
工业机器人关键技术
▪ 机器人协同作业技术
1.协同规划：开发协同作业规划算法，实现多台机器人协同完成复杂任务的功能。 2.通信协议：制定统一的通信协议，确保机器人之间信息传输的准确性和稳定性。 3.安全保障：采取安全措施，防止机器人在协同作业过程中发生碰撞和事故。
▪ 机器人智能化技术
1.人工智能技术：利用人工智能技术，实现机器人自主决策、学习和适应环境的能 力。 2.大数据分析：对机器人产生的海量数据进行深入分析，提取有用信息，优化机器 人性能。 3.云平台技术：采用云平台技术，实现机器人远程监控、数据共享和智能维护等功 能。
▪ 工业机器人技术的发展阶段
1.20世纪70年代，随着微电子技术和计算机技术的飞速发展， 工业机器人进入了实用阶段。 2.这一时期的机器人主要采用示教再现方式，能够按照预设的 程序进行工作。
工业机器人定义、特点、分类及典型应用
⼯业机器⼈定义、特点、分类及典型应⽤⼯业机器⼈是⼀种通过重复编程和⾃动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多⾃由度的机电⼀体化⾃动机械装备和系统，它结合制造主机或⽣产线，可以组成单机或多机⾃动化系统，在⽆⼈参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种⽣产作业。
⼯业机器⼈特点有以下⼏个：(1)可编程。
⽣产⾃动化的进⼀步发展是柔性启动化。
⼯业机器⼈可随其⼯作环境变化的需要⽽再编程，因此它在⼩批量多品种具有均衡⾼效率的柔性制造过程中能发挥很好的功⽤，是柔性制造系统中的⼀个重要组成部分。
(2)拟⼈化。
⼯业机器⼈在机械结构上有类似⼈的⾏⾛、腰转、⼤臂、⼩臂、⼿腕、⼿⽖等部分，在控制上有电脑。
此外，智能化⼯业机器⼈还有许多类似⼈类的“⽣物传感器”，如⽪肤型接触传感器、⼒传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语⾔功能等。
传感器提⾼了⼯业机器⼈对周围环境的⾃适应能⼒。
(3)通⽤性。
除了专门设计的专⽤的⼯业机器⼈外，⼀般⼯业机器⼈在执⾏不同的作业任务时具有较好的通⽤性。
⽐如，更换⼯业机器⼈⼿部末端操作器（⼿⽖、⼯具等）便可执⾏不同的作业任务。
(4)⼯业机器技术涉及的学科相当⼴泛，归纳起来是机械学和微电⼦学的结合-机电⼀体化技术。
第三代智能机器⼈不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，⽽且还具有记忆能⼒、语⾔理解能⼒、图像识别能⼒、推理判断能⼒等⼈⼯智能，这些都是微电⼦技术的应⽤，特别是计算机技术的应⽤密切相关。
因此，机器⼈技术的发展必将带动其他技术的发展，机器⼈技术的发展和应⽤⽔平也可以验证⼀个国家科学技术和⼯业技术的发展⽔平。
分类及其典型应⽤ 1.移动机器⼈（AGV）移动机器⼈（AGV）是⼯业机器⼈的⼀种类型，它由计算机控制，具有移动、⾃动导航、多传感器控制、⽹络交互等功能，它可⼴泛应⽤于机械、电⼦、纺织、卷烟、医疗、⾷品、造纸等⾏业的柔性搬运、传输等功能，也⽤于⾃动化⽴体仓库、柔性加⼯系统、柔性装配系统（以AGV作为活动装配平台）；同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输⼯具。
工业机器人介绍详解课件
工业机器人的应用领域正在不断扩大，除了传统的制造业，还将深入 到医疗、农业、服务业等多个领域。
THANKS
感谢观看
安全巡检
03
工业机器人在安全巡检行业中用于代替人工进行危险环境的巡
检工作，如核电站、石油化工等领域的巡检和维护。
06
总结与展望
工业机器人的发展成果与贡献
生产效率大幅提高
工业机器人的广泛应用使得生产线上的劳动力得到极大解放，生 产效率显著提高。
降低生产成本
通过使用工业机器人，企业可以大幅减少人工成本，同时降低残 次品率，提高产品质量。
工业机器人广泛应用于生产线 上的装配、焊接、喷涂等环节 ，提高生产效率和产品质量。
物料搬运
工业机器人可以承担重物搬运 、零件配装等任务，减轻工人 劳动强度，提高生产效率。
精密加工
工业机器人可以完成高精度、 高强度、高危险性的加工任务 ，提高生产效率和产品质量。
定制化生产
工业机器人可以根据客户需求 进行定制化生产，满足不同客
监视。
语音识别与合成
通过语音识别技术，实现人对机 器人的语音控制和信息输入，同 时通过语音合成技术，实现机器
人对人的语音输出。
自然语言处理
通过自然语言处理技术，实现人 对机器人的文本控制和信息输入 ，同时通过自然语言处理技术，
实现机器人对人的文本输出。
机械结构设计
机构设计
材料选择
根据应用场景和功能需求，设计机器人机 械结构，包括关节设计、传动系统设计、 负载设计等。
表面贴装
工业机器人携带贴片机 ，进行电子设备的表面 贴装工作，如将芯片和 元器件贴装到PCB板上 。
其他行业中的应用案例分析
工业机器人在工业生产与现代生活中的应用
•工业机器人的概述和发展•工业机器人在工业生产中的应用•工业机器人在现代生活中的应用目•工业机器人的关键技术与挑战•工业机器人的未来展望录01定义特点工业机器人的定义与特点早期阶段随着技术的不断进步和成本的降低，工业机器人在20世纪80年代至90年代逐渐普及，应用领域也不断扩展。
发展壮大智能化时代工业机器人的发展历程技术现状控制器技术：工业机器人控制器逐渐采用高性能处理器，实现高速、高精度运动控制。
传感器技术：通过集成多种传感器（如力觉、视觉、距离等传感器），提高工业机器人的感知能力。
人工智能与机器学习：工业机器人将不断融合人工智能和机器学习技术，实现自主学习和优化，提高生产效率。
02提高生产效率降低人力成本减少人为错误030201自动化生产线与工业机器人高精度装配柔性生产提高装配速度工业机器人在装配作业中的应用工业机器人在焊接、切割等高精度作业中的应用03照料老人和儿童服务型机器人可用于照料老人和儿童，提供陪伴、安全监控、健康管理等服务，满足特定人群的关爱需求。
家务助手服务型机器人可帮助完成家务任务，如清洁、扫地、擦窗户等，减轻家庭负担，提高生活质量。
定制化服务根据用户需求，服务型机器人可提供个性化的服务，如定制餐饮、智能家居控制等，提升生活便捷度。
服务型机器人与家庭生活手术助手康复训练医疗服务管理医疗领域中的工业机器人应用娱乐产业文化产业教育培训教育、娱乐等领域的工业机器人应用0403神经网络01机器学习02深度学习SLAM技术同时定位与地图构建（SLAM）技术，使得工业机器人能够自主定位和导航，实现无人化操作。
路径规划通过路径规划算法，工业机器人能够在复杂环境中规划出最优路径，提高工作效率。
传感器融合利用多种传感器进行数据融合，提高机器人对环境感知的准确性和鲁棒性。
安全防护机制安全监控系统风险评估与预防技术成熟度成本效益人才培养与引进法规与政策工业机器人的应用挑战与解决方案05工业机器人在智能制造中的地位与作用地位工业机器人在智能制造中扮演着核心角色，它们是实现自动化、数字化和智能化的关键。
工业机器人介绍和应用
2、工业机器人的分类
2、工业机器人的分类
•C 圆柱状
圆柱状关节机器人也称为SCARA 机器人，这种结构用多重铰接开放 运动学链系代替纯圆柱状机器人中 的单一轴部件。
这种机器人有精密且快速的优点， 但一般垂直作用范围有限（Z方向 ），通常Z轴运动用一简单的气缸 或步进电机控制，而其它轴则采用 较精巧的电气执行器（如伺服电机 ）。
工业机器人基础知识
科普式交流
2016年8月21日
1 • 工业机器人意义与定义 2 • 工业机器人分类 3 • 工业机器人组成和性能参数 4 • 工业机器人的结构
5 • 工业机器人控制技术 6 • 工业机器人传感系统
7 • 工业机器人的应用 8 • 工业机器人发展方向
1、工业机器人意义与定义
1910年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说中，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。
重复定位精度是指 机器人重复定位其 手部至同一目标位 置的能力，可以用 标准偏差这个统计 量来表示，它是衡 量一列误差值的密 集度，即重复度，
A
O O B h h B (b) (c) h (d) B
（a）重复定位精度的测定；（b）合理定位精度，良好重复定位精度； （c）良好定位精度，很差重复定位精度；（d）很差定位精度，良好重 复定位精度
端操作器）的开合自由度。
2
3 2 C 1 要定位 的球体 1
3
冗余度机器人：
从运动学的观点看，在完成某一 特定作业时具有多余自由度的机 器人，就叫做冗余自由度机器人， 亦可简称冗余度机器人。
(a)
4
5
要定位的 旋转钻头
工业机器人应用基础
图2-8工具坐标系及各轴的运动
用户坐标系：用户坐标系是用户根据工作方便的需要，自行 定义的坐标系，用户可根据需要定义多个坐标系。
图2-9工业机器人用户坐标系
TCP（工具控制点）固定功能：除了关节坐标系外，在其它坐标系 下都有TCP固定功能，即在工具控制点位置保持不变的情况下，只 改变工具的方向（姿态）。在TCP固定功能下各轴的运动如下： 表2-6 TCP固定功能下各轴的运动方式
2、美国机器人协会（RIA）：机器人是“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各种任务，并具有编程能力的多功能操 作机”。 3、国际标准化组织（ISO）：机器人是“一种自动的、位置可控的、具有编程 能力的多功能操作机，这种操作机具有几个轴，能够借助可编程操作来处理 各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务”。
1.2 工业机器人的发展
1.2.1 国外工业机器人的发展
图1-1 ABB IRB 120型机器人
图1-2 Yaskawa MH3F型机器人
图1-3 KUKA KR16型机器人
图1-4 OTC NV62-NCFN型机器人
1.2.2 国内工业机器人的发展
• 我国工业机器人起步于20世纪70年代初期，经过40多年发展，大 致经历了4个阶段：70年代萌芽期，80年代的开发期、90年代的 应用期和21世纪的发展期。
图2-1 工业机器人基本组成
2.1 机械手
•2.1.1 机械手的自由度 •自由度或者称坐标轴数，是指描述物体运动所需要的独立坐标数 。 1、刚体的自由度
图2-2 刚体运动的六个自由度
2、机器人的自由度 机器人ห้องสมุดไป่ตู้械手的手臂一般具有三个自由度，其他的自由度数为末端 执行装置所具有。如图2-3所示，机械手是由六个转轴组成的空间 六杆开链机构，有三个基轴（轴1、轴2、轴3）和三个臂轴（轴4、 轴5、轴6）六个自由度，即分别为沿X轴、Y轴、Z轴的平移和绕X轴 、Y轴、Z轴的转动。理论上可达到运动范围内空间任何一点。
工业机器人认知及应用
富士康工业机器人在镭射打标作业上应用
17 ppt课件
任务 6.1
工业机器人认知及应用
任务6.1 工业机器人认知及应用
知识与能力目标
1
了解工业机器人的作用、坐标系和主要技术指标。
2
3
熟悉工业机器人的组成结构及功能。
了解工业机器人在实际工程中的应用。
2
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任务6.1 工业机器人认知及应用
6.1.1 工业机器人的认知
6.1.2 初识工业机器人的应用
工具坐标系：是一个动态坐标系，用来描述工业机器人手部
（J6轴）上的夹持机构相对于手部工具中心点（TCP）上的坐标系的 运动。它随着工业机器人的运动而不断改变，因此工具坐标系所表示 的运动也是不同，这取决于机器人臂部位置以及工具坐标系的姿态。
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6.1.1 工业机器人的认知
自由度
主 要 技 术 参 数
3
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6.1.1 工业机器人的认知
目前，国际上的工业机器人主要分为欧系和日系，欧系中以德国 KUKA，瑞士ABB，奥地利IGM，意大利COMAU等公司产品为主； 日系主要以松下、三菱、FANUC、安川等公司产品为代表。
计算机 技术
信息技术
控制理论
人工智能 及仿生学
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6.1.2 初识工业机器人的应用
FANUC工业机器人在某汽车厂 发动机车间中应用
KR 210工业机器人输送冲压件
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6.1.2 初识工业机器人的应用
ABB工业机器人 在饼干生产线上的应用
三菱工业机器人 在电流断路器装配中应用
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6.1.2 初识工业机器人的应用
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1.1 工业机器人的定义及特点
1.2 工业机器人的分类
关于工业机器人的分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。
下面依据几个有代表性的分类方法列举机器人的分类。
1.按工业机器人结构坐标系统特点方式分类
按结构坐标系统特点方式分，机器人可分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型（球面坐标型）机器人、关节坐标机器人、SCARA型水平关节机器人等五类。
2.按工业机器人执行机构的控制方式分类
（1）点位控制方式机器人
控制时只要求工业机器人快速准确地实现相邻各点之间的运动，而对达到目标点的运动轨迹不做任何规定。
（2）连续轨迹控制型机器人
控制时要求工业机器人严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动，并且速度可控，轨迹光滑，运动平稳。
（3）力（力矩）控制型机器人
在完成装配、抓放物体等工作时，除要准确定位之外，还要求使用适度的力或力矩进行工作。
（4）智能控制型机器人
机器人的智能控制是通过传感器获得周围环境的信息，并根据自身内部的知识库做出相应的决策的控制方式。
3.按程序输入方式分类
按程序输入方式可分为离线输入型和示教输入型两类。
（1）离线输入型机器人是将计算机上已编号的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制系统。
食品、饮料包装；搬运；真空包装塑料、轮胎上下料；去毛边
冶金、钢铁钢、合金锭搬运；码垛；铸件去毛刺；浇口切割
家电、家具装配；搬运；打磨；抛光；喷漆；玻璃制品切割、雕刻
海洋勘探深水勘探；海底维修；建造
航空航天空间站检修；飞行器修复；资料收集
军事防爆；排雷；兵器搬运；放射性检测
焊接机器人技术的新发展
将激光用于焊接机器人是激光焊接的一种重要形式。
焊接机器人具有多自由度、编程灵活、自动化程度高、柔性程度高等特点，是焊接生产线的重要组成部分。
将激光器安装在焊接机器人上进行焊接，大大提高了焊接机器人的焊接质量和适用范围，在船板、汽车生产线中激光焊接机器人具有越来越重要的地位。
图1所示为CO
2
激光焊接机器人。
图1 CO
激光焊接机器人
2
激光焊接具有焊缝深宽比大、热影响区窄、焊接速度快、焊接线能量低、焊接变形小、聚焦后的光斑直径小（0.2～0.6 mm）和能量密度高（106 W/cm2）的特点，但是对焊接接头装配精度和间隙要求高，焊缝易出现气孔、裂缝和咬边等缺陷，设备投资大，能量转换效率低。
而常规的熔化极电弧焊虽然焊接速度慢、焊接线能量大、熔深小、热影响区大、焊接变形大，但是设备投资小，对间隙不敏感，能填充金属。
因此，近年来激光焊接的发展趋势之一就是采用激光+电弧的联合焊接方法，将激光和电弧两种热源的优点集中起来，弥补单热源焊接工艺的不足，如图2所示。
图2 激光+电弧复合热源焊接示意图将三种焊接条件下的焊缝熔深做对比，结果如图3所示，图中从上至下依次为电弧焊的熔深、激光焊的熔深、激光+电弧复合热源的熔深。
从中可以看出，复合热源的焊缝具有很好的焊缝熔深和深宽比。
图3 三种焊接条件下的焊缝熔深
实训认识不同类型的工业机器人
1. 实训目的
在机器人实训室，教师为学生介绍并操作演示搬运、焊接等不同类型工业机器人，通过介绍、操作演示，使得学生能够初步了解不同类型工业机器人的使用方法、特点、作用、区别等，对工业机器人有初步认知。
2. 实训步骤
1）学生分组。
2）老师介绍实训工业机器人（焊接、搬运机器人）类型、品牌、应用等。
3）教师演示工业机器人的操作过程，并说明操作过程的注意事项等。
4）每组同学进行简单操作。
小结：
工业机器人是一种能自动定位控制并可重新编程予以变动的多功能机器。
它有多个自由度，可用来搬运材料、零件和握持工具，以完成各种不同的作业。
工业机器人的发展过程可分为三代。
第一代为示教再现型机器人，它可以按照预先设定的程序，自主完成规定动作或操作，当前工业中应用最多。
第二代为感知型机器人，如有力觉、触觉和视觉等，它具有对某些外界信息进行反馈调整的能力，目前已进入应用阶段。
第三代为智能型机器人，尚处于实验研究阶段。
工业机器人对于新兴产业的发展和传统产业的转型都起着非常重要的作用。
目前工业机器人在生产中应用范围越来越广，受市场需求等原因的驱动，也将直接推动机器人产业的快速发展。
机器人产业发展主要有三个驱动力。
经济结构转型的“推力”；人口构成造成未来劳动力短缺与制造业用人成本趋势性上升的“拉力”；政府政策扶持的“催化力”。
对于机器人代替人工，除人力成本（降低）、人力贡献（降低）以及新型定制化生产（的出现）等因素之外，更多的是全球制造业正处于再次升级阶段，即制造业自动化转型升级，高度的自动化生产将是今后的发展趋势。