(完整版)工业机器人应用技术
工业机器人基础及应用技术
工业机器人基础及应用技术工业机器人是一种用于执行各种自动化任务的电子、机械和计算机技术的综合体。
它能够代替人力完成重复性、繁琐的工作，提高工作效率和准确性。
随着科技的发展和应用的普及，工业机器人已经成为各大工业生产领域的重要工具。
工业机器人基础技术主要包括机器人的控制系统、传动系统、传感器系统、运动规划和编程等。
控制系统通常包括主控制器、电源、机器人臂、末端执行器等组件。
传动系统为机器人提供动力和运动控制，通常由电机、减速器、齿轮、传动带等组件构成。
传感器系统用于检测、测量和判断机器人的状态和环境，包括力传感器、视觉传感器、温度传感器等。
运动规划和编程则是实现机器人自动化的核心技术，决定了机器人的执行能力和效率。
工业机器人的应用技术主要包括装配、搬运、喷涂、焊接、加工等方面。
在装配方面，机器人能够帮助厂商实现高效、准确、一致的产品装配工作。
在搬运方面，机器人能够承担重量大、体积大、危险或昂贵的物品搬运工作。
在喷涂方面，机器人能够完成涂漆等表面涂覆工作，具有高度一致性和高效率的优点。
在焊接方面，机器人能够完成各种类型的焊接工作，包括点焊、焊接线圈、贴合等。
在加工方面，机器人能够根据所需的具体形状和尺寸来切割、钻孔、砂磨等加工工作，同时还能够实现不同材料的加工。
在工业机器人的应用领域中，各种机器人都有其特殊的使用途径和优点。
例如，SCARA机器人的高速度、高精度，适用于装配和喷涂等工作；轨道式机器人的占地面积小、运行轨道固定，适用于搬运和装载等工作；Delta机器人的高速、高精度和大范围，适用于自动化包装工作；并且协作机器人能够协同工作，与人类同事共同完成任务，进一步提高生产效率和质量。
总之，工业机器人的基础和应用技术不断发展，为工业自动化生产领域带来了前所未有的机遇和挑战。
未来，工业机器人将会更加强大和智能化，不断为工业生产领域提供更优质、更高效的服务。
工业机器人技术基础及应用教案最新完整版
复习提问：RAPID程序的组成？项目名称：基本图形编程练习课题引入：通过观看示教板零件编程的视频，提出工业机器人常用的运动指令，进行示教板零件的编程。
本节重点：掌握机器人直线、圆弧、关节指令的含义，学会采用机器人对示教板上典型零件的编程，按照小组（2人）方式进行，布置任务，完成任务后在课程平台提交本单元的相关任务。
第一步：提出问题：1、工业机器人在喷涂及焊接等领域应用特别的广泛，提出机器人基本的编程指令，提出利用基本常用的指令对示教板零件进行编程。
第二步：自主学习学生根据教材的内容和视频资料等资料，进行自主学习，记录在学习过程中存在的问题,并进行小组和老师的讨论。
（对媒体辅助法、讨论法）（1）关节运动指令关节运动指令是对路径精度要求不高的情况下，工业机器人的工具中心点TCP从一个位置移动到另一个位置，两个位置之间的路径不一定是直线，如图5-1。
图5-1 关节运动MoveJ指令解析见表5-2：MoveJ p10, v1000, z50, tool1\Wobj:=wobj1;表5-2 MoveJ指令解析参数含义p10 目标点位置数据关节运动适合机器人大范围运动时使用，不容易在运动过程中出现关节轴进入机械死点的问题。
目标点位置数据定义机器人TCP点的运动目标，可以在示教器中单击“修改位置”进行修改。
运动速度数据定义速度（mm/s），转弯区数据定义转变区的大小mm，工具坐标数据定义当前指令使用的工具，工件坐标数据定义当前指令使用的工件坐标。
（2）线性运动指令线性运动是机器人的TCP从起点到终点之间的路径始终保持为直线。
一般如焊接、涂胶等应用对路径要求高的场合使用此指令，如图5-2所示。
（3）圆弧运动指令圆弧路径是在机器人可到达的控件范围内定义三个位置点，第一个点是圆弧的起点，第二个点用于圆弧的曲率，第三个点是圆弧的终点，如图5-3所示。
图5-3 圆弧运动MoveC指令解析见表5-3：MoveL p10, v1000, fine, tool1\Wobj:=wobj1;MoveC p30, p40, v1000, z1, tool1\Wobj:=wobj1;表5-3 MoveC指令解析参数含义p10 圆弧的第一个点p30 圆弧的第二个点p40 圆弧的第三个点fine\z1 转弯区数据第三、四步：任务设计与实施（多媒体辅助法，讨论法）（1）五角星编程及调试（2）直线图形编程及调试（3）风扇叶片编程及调试第五步：反馈评价各组上交任务书，并进行小组汇报（由老师随即进行抽查），最后老师进行总结，提出本次任务在执行中的优点和存在的共性问题，提醒大家注意，同时布置下节课内容，要求学生自己观看视频资料。
(完整word版)工业机器人实训课程
2
液压与气动技术实训
准备实训设备及工具、分析液压回路、准备设备及元件、安装液压元件、连接各元件、检查回路、运行系统、关闭回路、拆卸元件、反思与总结
液压与气动技术
32
3
可编ห้องสมุดไป่ตู้控制器技术实训
认识PLC控制系统、电动机正反转控制电路的程序设计与装调、触摸屏控制电动机正反转系统的程序设计与装调
可编程控制技术
工业机器人系统离线编程与仿真
32
8
工业机器人操作、现场编程实训
初识工业机器人的作业示教、工业机器人运动轨迹的编程与操作
工业机器人现场编程
40
9
机器人视觉、传感器技术及应用实训
介绍视觉、传感器技术的基本理论,以及各类传感器的工作原理、基本结构、相应的测量电路，并给出应用实例，结合机电、电子类各专业的教学特点，增加了典型综合应用实例，列举了传感器在家用电器、机器人中的应用。
32
总计
附表：
1、工业机器人基础实训流程（40）
序号
内容
实训内容
课时
1
认识工业机器人（4）
1、介绍工业机器人
0.5
2、观看工业机器人在工厂自动化生产线中的应用录像
0.5
3、参观工厂或实训室
工业机器人应用系统建模
32
7
工业机器人虚拟仿真、建模、离线编程实训
认识、安装工业机器人仿真软件、构建基本仿真工业机器人工作站、RobotStudio中的建模功能、机器人离线轨迹编程、Smart组件的应用、带导轨和变位机的机器人系统创建与应用、ScreenMaker示教器用户自定义界、RobotStudio的在线功能
40
4
单片机与接口技术实训
工业机器人技术应用作业指导书范本1
工业技术应用作业指导书第1章工业概述 (4)1.1 工业的发展历程 (4)1.2 工业的分类与特点 (4)1.3 工业的应用领域 (4)第2章工业的结构与原理 (5)2.1 工业的机械结构 (5)2.1.1 关节 (5)2.1.2 连杆 (5)2.1.3 末端执行器 (5)2.1.4 基座 (5)2.2 工业的驱动系统 (5)2.2.1 电动驱动 (5)2.2.2 气动驱动 (5)2.2.3 液压驱动 (6)2.3 工业的控制系统 (6)2.3.1 控制器 (6)2.3.2 传感器 (6)2.3.3 驱动器 (6)2.3.4 通信接口 (6)第3章工业的关键技术与参数 (6)3.1 工业的精度与重复定位精度 (6)3.1.1 位置精度 (6)3.1.2 重复定位精度 (6)3.2 工业的负载能力与速度 (7)3.2.1 负载能力 (7)3.2.2 速度 (7)3.3 工业的自由度与坐标变换 (7)3.3.1 自由度 (7)3.3.2 坐标变换 (7)第4章工业编程与仿真 (7)4.1 工业编程语言 (7)4.1.1 编程语言的分类与特点 (7)4.1.2 常用编程语言介绍 (8)4.2 工业编程方法 (8)4.2.1 编程步骤 (8)4.2.2 编程技巧 (8)4.2.3 编程注意事项 (8)4.3 工业仿真技术 (8)4.3.1 仿真技术的意义与作用 (8)4.3.2 常用仿真软件介绍 (8)4.3.3 仿真流程与方法 (8)4.3.4 仿真与实际应用的结合 (8)第5章工业视觉系统 (9)5.1 视觉系统的基本原理 (9)5.1.1 图像获取 (9)5.1.2 图像处理 (9)5.1.3 图像分析 (9)5.2 视觉系统的硬件组成 (9)5.2.1 相机 (9)5.2.2 光源 (9)5.2.3 镜头 (9)5.2.4 图像采集卡 (10)5.3 视觉系统的软件算法 (10)5.3.1 图像预处理算法 (10)5.3.2 特征提取算法 (10)5.3.3 特征匹配算法 (10)5.3.4 目标定位与跟踪算法 (10)5.3.5 机器学习与深度学习算法 (10)第6章工业感知与认知技术 (10)6.1 工业传感器技术 (10)6.1.1 传感器概述 (10)6.1.2 传感器选型与应用 (11)6.1.3 传感器信号处理 (11)6.2 工业感知技术 (11)6.2.1 视觉感知技术 (11)6.2.2 触觉感知技术 (11)6.2.3 听觉与嗅觉感知技术 (11)6.3 工业认知技术 (11)6.3.1 认知技术概述 (11)6.3.2 机器学习与深度学习 (11)6.3.3 认知推理与决策 (11)第7章工业典型应用案例分析 (12)7.1 汽车制造领域的应用 (12)7.1.1 点焊 (12)7.1.2 喷涂 (12)7.1.3 装配 (12)7.2 电子制造领域的应用 (12)7.2.1 SMT贴片 (12)7.2.2 焊接 (12)7.2.3 检测与测试 (12)7.3 食品饮料领域的应用 (12)7.3.1 分拣 (12)7.3.2 包装 (13)7.3.3 清洗 (13)第8章工业安全与防护 (13)8.1 工业安全标准与法规 (13)8.1.1 我国工业安全标准 (13)8.1.2 国际工业安全标准 (13)8.1.3 工业安全法规 (13)8.2 工业安全防护措施 (13)8.2.1 设计阶段安全措施 (13)8.2.2 制造与安装阶段安全措施 (14)8.2.3 运行阶段安全措施 (14)8.3 工业安全监控系统 (14)8.3.1 安全监控设备 (14)8.3.2 安全监控策略 (14)8.3.3 安全监控管理 (14)第9章工业系统集成与自动化生产线 (14)9.1 工业系统集成技术 (15)9.1.1 系统集成概述 (15)9.1.2 系统集成关键技术与流程 (15)9.1.3 系统集成案例分析 (15)9.2 工业自动化生产线设计 (15)9.2.1 自动化生产线概述 (15)9.2.2 自动化生产线设计原则与方法 (15)9.2.3 自动化生产线关键设备与组成 (15)9.2.4 自动化生产线实施与优化 (15)9.3 工业与智能物流系统的融合 (15)9.3.1 智能物流系统概述 (15)9.3.2 工业与智能物流系统的融合技术 (15)9.3.3 融合案例分析与启示 (16)9.3.4 发展趋势与挑战 (16)第10章工业发展趋势与展望 (16)10.1 工业技术的发展趋势 (16)10.1.1 市场规模持续扩大 (16)10.1.2 技术水平不断提高 (16)10.1.3 应用领域不断拓展 (16)10.1.4 产业链逐渐完善 (16)10.2 工业技术的创新与挑战 (16)10.2.1 创新方向 (16)10.2.2 挑战 (17)10.3 工业技术的未来展望 (17)10.3.1 普及化 (17)10.3.2 定制化 (17)10.3.3 网络化 (17)10.3.4 绿色化 (17)第1章工业概述1.1 工业的发展历程工业作为一种重要的自动化设备，其发展历程可追溯至20世纪中叶。
工业机器人技术与应用第2章 工业机器人的机械结构
2.4 工业机器人手部结构
2.5 工业机器人驱动与传动
2.1 工业机器人机身结构
工业机器人机身是直接连接、支承和传动手臂及行走机构的部件。它是由 臂部运动（升降、平移、回转和俯仰）机构及有关的导向装置、支撑件等 组成。 1．回转与升降型机身结构 回转与升降型机身结构主要由实现臂部的回转和升降运动的机构组成。
KUKA IR-662/100型机器人手腕传动图
2.2 工业机器人臂部结构
三、机器人臂部机构 3．臂部回转与升降机构
手臂回转与升降机构常采用回转缸与升降缸单独驱动，适用于升降行程短而 回转角度小于360°的情况，也有采用升降缸与气动马达-锥齿轮传动的结构。
2.3 工业机器人腕部结构
腕部是联接手臂和手部的结构部件，它的主要作用是确定手部的作业方向。 因此它具有独立的自由度，以满足机器人手部完成复杂的姿态调整。
一、机器人手腕的典型结构 2．手腕的典型结构 （1）单自由度回转运动手腕
回转油缸直接驱动的单自由度腕部结构 1-回转油缸 2-定片 3-腕回转轴 4-动片 5-手腕
2.3 工业机器人腕部结构
一、机器人手腕的典型结构 2．手腕的典型结构 （2）双自由度回转运动手腕
2.3 工业机器人腕部结构
一、机器人手腕的典型结构 2．手腕的典型结构 （3）三自由度回转运动手腕
4．类人机器人型机身结构 类人机器人的机身上除装 有驱动臂部的运动装置外 ，还应装有驱动腿部运动 的装置和腰部关节。
2.1 工业机器人机身结构
2.1 工业机器人机身结构
没有手臂的双足机器人Cassie
2.2 工业机器人臂部结构
手臂部件（简称臂部）是机器人的主要执行部件，它的作用是支撑腕部和 手部，并带动它们在空间运动，工业机器人腕部的空间位置及其工作空间 都与臂部的运动和臂部的参数有关。 一、机器人臂部的组成 机器人的手臂主要包括臂杆以及与其伸缩、屈伸或自转等运动有关的构件 ，如传动机构、驱动装置、导向定位装置、支撑联接和位置检测元件等。 根据臂部的运动和布局、驱动方式、传动和导向装置的不同可分为：伸缩 型臂部结构，转动伸缩型臂部结构，屈伸型臂部结构，其他专用的机械传 动臂部结构。
工业机器人常见五大应用领域及关键技术【最新整理】
工业机器人常见五大应用领域及关键技术去年全球工业机器人销量达到24万台，同比增长8%。
其中，我国工业机器人市场销量超过6.6万台，继续保持全球第一大工业机器人市场的地位。
但是，按机器人密度来看，即每万名员工对应的机器人保有量，我国不足30台，远低于全球约为50多台的平均水平。
前瞻产业研究院《2016-2021年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示：2015年我国工业机器人产量为32996台，同比增长21.7%。
2016年机器人产业将继续保持快速增长，今年一季度我国工业机器人产量为11497台，同比增长19.9%。
此外，数据显示，2015年我国自主品牌工业机器人生产销售达22257台，同比增长31.3%。
国产自主品牌得到了一定程度的发展，但与发达国家相比，仍有一定差距。
2016年未来全球工业机器人市场趋势包括：大国政策主导，促使工业与服务机器人市场增长；汽车工业仍为工业机器人主要用户；双臂协力型机器人为工业机器人市场新亮点。
一、什么是工业机器人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。
当前，工业机器人技术和产业迅速发展，在生产中应用日益广泛，已成为现代制造生产中重要的高度自动化装备。
二、工业机器人的特点自20世纪60年代初第一代机器人在美国问世以来，工业机器人的研制和应用有了飞速的发展，但工业机器人最显著的特点归纳有以下几个。
1.可编程。
生产自动化的进一步发展是柔性自动化。
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（ＦＭＳ）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。
工业机器人应用技术课程标准
《工业机器人应用技术》课程标准一、课程性质本课程是电气自动化技术专业的核心课程，通过该课程的学习，主要培养学生工业机器人操作运维、应用编程、调试维护等职业能力，以及实践技能、创新能力、分析和解决问题等职业素养，使学生系统掌握工业机器人的基本原理、功能、应用技能、程序设计方法和编程技巧，为今后从事自动化控制领域的工作打下基础。
前导课程：《机械基础》《电气控制技术》《电机与电气控制技术》等。
后续课程：《智能制造技术》《人工智能技术》《工业机器人综合实训》等。
二、课程目标（一）总体目标本课程的主要任务是从应用角度和企业需求出发，培养学生系统掌握工业机器人的相关概念、原理、基本应用及标准规范，使学生了解工业机器人的基本结构与组成，掌握装调、编程、调试、维护等基本技能和应用，熟悉工业机器人应用安全规范、应用标准，为从事工业机器人操作运维、应用编程、技术服务及生产管理等岗位奠定基础。
能力目标：1、掌握工业机器人安全规则和标准规范，具有排除安全问题和执行标准规范的能力。
2、能正确识别工业机器人品牌，能正确选型。
3、能熟练掌握工业机器人操作规范，能装配连接机器人，能正确使用机器人。
4、能熟练校准和标定机器人参数。
5、能熟练配置机器人I/O参数。
6、能熟练手动操纵机器人。
7、能熟练使用离线仿真软件配置机器人参数和离线编写程序并能运行调试。
8、能熟练使用示教器配置机器人参数和在线编写程序并能运行调试。
9、具有工业机器人系统集成技术设计开发能力。
10、能对工业机器人进行日常维护和简单的维修。
知识目标：1、掌握机器人及工业机器人的概念，掌握工业机器人的分类及品牌，了解工业机器人的应用及发展前景。
2、掌握ABB工业机器人基本组成的概念、原理和功能。
3、掌握ABB工业机器人I/O接口的概念、种类和使用方法以及接线原理、标准。
4、掌握ABB工业机器人参数的概念、功能和使用规则。
5、掌握ABB工业机器人参考坐标系的概念、识别及应用。
(完整版)工业机器人技术基础
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• (2)离线编程
离线编程可以脱离机器人，直接在计算机上使用 离线编程软件，编辑所需的轨迹程序。其优点是：效 率高，编程时可不用机器人，机器人可进行其他工作 ；可预先优化操作方案和运行周期时间；可用传感器 探测外部信息，从而使机器人做出相应的响应；控制 功能中可以包括现有的CAD和CAM的信息，可以使用仿 真软件预先模拟运行程序，从而不会出现危险；可以 利用CAD软件编辑复杂的轨迹程序。
但离线编程中所需要的能补偿机器人系统误差的 功能、坐标系数据仍难以得到；仿真软件并不能完全 仿真真实的工作环境，还需要到现场进行调试。
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3.1 示教编程
3.1.1 示教编程基础知识
（1） 机器人的运动方式
机器人的运动方式分为PTP方式和CP方式。 ➢ PTP方式为点到点方式（即机器人以全速从起始点运动
• 根据机器人不同的工作要求，主要有下面两种编程方法 ：
• (1)示教编程 示教编程是机器人最基本和最简单的编程方法，目
前，相当数量的机器人仍采用示教方式编程，机器人示 教后可以立即应用。顾名思义，就是我们通常所说的手 把手示教，由人直接通过示教盒控制机器人的手臂按照 我们所要求的轨迹运动， 其优点是：简单方便；不需要 环境模型；对实际的机器人进行示教时，可以修正机械 结构带来的误差。
再现操作盒 控制柜
示教编程器
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（3） 焊接系统
焊接系统是焊接机器人 完成作业的核心装备，主要 由焊枪、焊接控制器及水、 电、气等辅助部分组成。焊 接控制器是由微处理器及部 分外围接口芯片组成的控制 系统，它可根据预定的焊接 监控程序，完成焊接参数输 入、焊接程序控制及焊接系 统故障自诊断，并实现与本 地计算机及手控盒的通讯联 系。
工业机器人技术及应用(教案)3-手动操纵工业机器人
第三章手动操纵工业机器人3.1 机器人运动轴与坐标系3.1.1 机器人运动轴的名称3.1.2 机器人坐标系的种类3.2 认识和使用示教器学习目标导入案例课堂认知扩展与提高本章小结思考练习3.3 机器人安全操作规程3.3.1 示教和手动机器人时3.3.2 再现和生产运行时3.4 手动移动机器人3.4.1 移动方式3.4.2 典型坐标系下的手动操作课前回顾工业机器人主要由哪几部分组成？如何判别工业机器人的点位运动和连续路径运动？学习目标认知目标*了解工业机器人的安全操作规程*熟悉示教器的按键及使用功能*掌握机器人运动轴与坐标系*掌握手动移动机器人的流程和方法能力目标*能够熟练进行机器人坐标系和运动轴的选择*能够使用示教器熟练操作机器人实现点动和连续移动导入案例Universal Robots 公司推出革命性的新型工业机器人UR5 机器人自重很轻（仅 18.4 kg ），可以方便地在生产场地移动，而且不需要繁琐的安装与设置就可以迅速地融入到生产线中，与员工交互合作。
编程过程可通过教学编程模式实现，用户可以扶住 UR 机械臂，手动引导机械臂，按所需的路径及移动模式运行机械臂一次，UR 机器人就能自动记住移动路径和模式。
机器人通过一套独特的、友好的图形用户界面操作，在触摸屏幕上，有一系列范围广泛的功能让用户选择。
任何重复性的生产过程，都能够使用它并从中受益。
课堂认知3.1 机器人运动轴与坐标系3.1.1 机器人运动轴的名称通常机器人运动轴按其功能可划分为机器人轴、基座轴和工装轴，基座轴和工装轴统称外部轴。
机器人系统中个运动轴的定义典型机器人操作机各运动轴A1 、 A2 和 A3 三轴（轴 1 、轴 2 和轴 3 ）称为基本轴或主轴，用以保证末端执行器达到工作空间的任意位置。
A4 、 A5 和 A6 三轴（轴 4 、轴 5 和轴 6 ）称为腕部轴或次轴，用以实现末端执行器的任意空间姿态。
3.1.2 机器人坐标系的种类目前，大部分商用工业机器人系统中，均可使用关节坐标系、直角坐标系、工具坐标系和用户坐标系，而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范畴。
(完整版)工业机器人技术基础课件(最全)
p
py
b
1pz
c w
2 机器人位姿 变换
坐标轴方向的描述：
i、j、k分别是直角坐标系中x、y、Z坐标轴的单位向量。若用齐次坐标 来描述x、y、z轴的方向，则
X 1 0 0 0T Y 0 1 0 0T Z 0 0 1 0T
1.已知机器人各关节的位置，求机器人 末端的位姿； 2.已知机器人末端的位姿，求机器人 各关节的位置.
3学机器人工运业动机器人基础知识
为什么要研究运动学：机器人的运动无非有两种：PTP(点到点) 及CP(连续运动)
3学机器人工运业动机器人基础知识
运动学的实用方式：
位置反 馈
3 机器人运动
学
D-H参数：
关节 坐标
系
两个关节轴线沿公垂线的距离an，称为连杆长度；另一个是 垂直于an的平面内两个轴线的夹角αn，称为连杆扭角，这两 个参数为连杆的尺寸参数；是沿关节n轴线两个公垂线的距离，
刚体的姿态可由动坐标系的坐标轴方向来表示。 令n、o、a分别为X′、y ′、z ′坐标轴的单位 方向矢量，每个单位方向矢量在固定坐标系上的 分量为动坐标系各坐标轴的方向余弦，用齐次坐 标形式的(4×1)列阵分别表示为：
2 机器人位姿 变换
刚体的位姿可用下面(4×4)矩
阵来描述：
nx ox ax xo
a）4、6轴共线附件，即5轴角度0附件。 b）2、3、5轴关节坐标系原点接近共线，即 已经到达工作范围边界。
c） 5轴关节坐标系原点在Z轴正上方附近。
右图就处于a）的奇异状态，直角下示 教会报警。
直角坐标系
1 系
机器人工坐业标机器人坐标系
工业机器人技术基础(完整版)
焊接机器人典型应用案例
轿车后桥双机协调弧焊系统
5
车身焊接线
6
轿车座椅骨架弧焊系统
7
火车侧梁弧焊系统
8
激光焊接系统
9
等离子焊接系统
10
1.1 弧焊机器人
• 机器人操作机：日本 MOTOMAN－UP20型6轴关节式机器人 • 机器人控制器：YASNAC XRC UP20型 • 负载能力：20kg • 自由度：6自由度 • 重复定位精度：±0.08mm • 工作范围：半径1658mm • 驱动：交流伺服电机。 • 焊接电源：MOTOWELD-S350, CO2/MAG焊机，可以实现碳钢、低合金高
成具有大批量、高质量要求的工作，如自动化
生产线中的点焊、弧焊
、喷漆、切割、
电子装配及物流系统的搬运 、包装、码垛
等作业的机器人。此外，机器人也可用于软质
材料的切削加工，如陶泥，泡沫，石蜡 ，有机
玻璃等。
3
1、Motoman机器人简介
• 焊接制造工艺由于其工艺的复杂性、劳动强度 、产品质量、批量等要求，使得焊接工艺对自 动化对于其工艺的自动化、机械化的要求极为 迫切，实现机器人焊接代替人工操作成为焊接 工作者追求的目标。
强钢和不锈钢等的焊接； 最大焊接电流350A • 保护气体：CO2、Ar+CO2、 Ar+CO2+O2 • 焊丝：直径0.9、1.2、1.6mm实心焊丝或药芯焊丝，如H08Mn2SiA等
11
1.2 弧焊机器人系统简介
机器人要完成焊接作业必须依赖于控制系统 与辅助设备的支持和配合。完整的焊接机器人系 统一般由如下几部分组成：机器人操作机、变位 机、控制器、焊接系统、焊接传感器、中央控制 计算机和相应的安全设备等。
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。
工业机器人技术及应用第9章
a) KUKA KR 10 SCARA R600
b) FANUC M-2iA
c) ABB IRB 360
d) YASKAWA MYS850L
“四巨头”装配机器人本体 返回 目录
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9.2 装配机器人的系统组成
所 装配机器人的末端执行器是夹持工件移动的一种夹具，类似于搬运、码垛机器 处 人的末端执行器，常见的装配执行器有 吸附式、夹钳式、专用式 和 组合式 。 位 置 ——— 吸附式 吸附式末端执行器在装配中仅占一小部分，广泛应用于电视、录音机、 — 鼠标等轻小物品装配场合。
【 课 堂 认 知 】
直角式装配机器人装配缸体 返回 目录
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9.1 装配机器人的分类及特点
所 处 位 置 ——— —
常见装配机器人以臂部运动形式分 直角式装配机器人 和 关节式装配机器人 。 关节式装配机器人 关节式装配机器人亦分水平串联关节式、垂直串联关 节式和并联关节式。 1 ） 水平串联式装配机器人 亦称为平面关节型装配机器人或 SCARA 机器人，是 目前装配生产线上应用数量最多的一类装配机器人 。它属于精密型装配机器人， 具有速度快、精度高、柔性好等特点，驱动多为交流伺服电机，保证其较高的 重复定位精度，广泛运用于电子、机械和轻工业等有关产品的装配，适合工厂 柔性化生产需求 。
a) 点式
(b) 棒式
c) 缓冲器式 接触觉传感器
d) 平板式
e) 环式 返回 目录
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9.2 装配机器人的系统组成
所 处 位 置 ——— —
【 课 堂 认 知 】
带有传感系统的装配机器人可更好的完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装 配作业，在其作业中常用到的传感系统有 视觉传感系统、触觉传感系统 。 触觉传感系统 装配机器人的触觉传感系统主要是时刻检测机器人与被装配 物件之间的配合，机器人触觉可分为 接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉 等 五种传感器。在装配机器人进行简单工作过程中常见到的有 接触觉、接近觉 和力觉 等。 2) 接近觉传感器 接近觉传感器同样固定在末端执行器的指端，其在末端执 行器与被装配物件接触前起作用，能测出执行器与被装配物件之间的距离、 相对角度甚至表面性质等，属于非接触式传感。
工业机器人应用技术课程标准
工业机器人应用技术课程标准(总8页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March工业机器人应用技术课程标准一、课程基本信息先修课程：机械设计基础、电气控制与PLC、机电设备故障诊断与维修后续课程：工业机器人现场编程、自动化工业生产的安装与调试课程类型：专业选修课二、课程性质工业机器人技术是一种综合性的机电一体化技术，包括传动机构、伺服系统、数据处理、人机对话以及与机器人工作性质对应的控制功能等。
本门课程致力培养学生具有机器人安装、调试和维护方面等基础知识的专业选修课，课程理论和应用技术紧密结合，使学生能在较短的时间内了解生产现场最需要的工业机器人的实际应用技术。
三、课程的基本理念以典型案例为载体，设计课程结构；以职业岗位能力要求为基础，改革课程内容；以职业素质培养为主线，提升学生职业能力。
四、课程设计该课程以工业机器人常用的技术原理与应用知识为载体，让学生了解工业机器人基本原理和应用技能为目标，选取基本工业机器人的机械机构和运动控制、基本操作、搬运机器人及其操作应用、码垛机器人及其操作应用、焊接机器人及其操作应用、涂装机器人及其操作应用、装配机器人及其操作应用等内容，采用任务驱动的方式组织教学内容，以典型案例为载体讲述工业机器人的基础知识，培养学生了解和掌握工业机器人应用能力。
教学的过程是：案例导入→相关知识→案例讲解→知识拓展。
五、课程的目标（一）总目标通过本门学习领域课程工作任务的完成，使学生了解工业机器人的分类、特点、组成、工作原理等基本理论和技术，掌握工业机器人的使用的一般方法与流程，具备工业机器人选型、操作以及工作站设计等解决实际问题的基本技能，使学生达到理论联系实际、活学活用的基本目标，提高其实际应用技能，并使学生养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过教学过程中的案例分析强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识以及创新思维的能力。
工业机器人常见五大应用领域及关键技术
工业机器人常见五大应用领域及关键技术去年全球工业机器人销量达到24万台，同比增长8%。
其中，我国工业机器人市场销量超过6.6万台，继续保持全球第一大工业机器人市场的地位。
但是，按机器人密度来看，即每万名员工对应的机器人保有量，我国不足30台，远低于全球约为50多台的平均水平。
前瞻产业研究院《2016-2021年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示：2015年我国工业机器人产量为32996台，同比增长21.7%。
2016年机器人产业将继续保持快速增长，今年一季度我国工业机器人产量为11497台，同比增长19.9%。
此外，数据显示，2015年我国自主品牌工业机器人生产销售达22257台，同比增长31.3%。
国产自主品牌得到了一定程度的发展，但与发达国家相比，仍有一定差距。
2016年未来全球工业机器人市场趋势包括：大国政策主导，促使工业与服务机器人市场增长；汽车工业仍为工业机器人主要用户；双臂协力型机器人为工业机器人市场新亮点。
一、什么是工业机器人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。
当前，工业机器人技术和产业迅速发展，在生产中应用日益广泛，已成为现代制造生产中重要的高度自动化装备。
二、工业机器人的特点自20世纪60年代初第一代机器人在美国问世以来，工业机器人的研制和应用有了飞速的发展，但工业机器人最显著的特点归纳有以下几个。
1.可编程。
生产自动化的进一步发展是柔性自动化。
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（ＦＭＳ）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。
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二、机器人的历史与发展
《列子·汤问》记载，西周时期周穆王在位时，能工巧 匠偃师制造出一个逼真的机器人，它和人一样能歌善舞，这 是我国最早记载的具备机器人概念的文字资料。《墨经》记 载，春秋后期，木匠鲁班在机械方面也有所造诣，他曾制造 过一只木鸟，能在空中飞行“三日而不下”。
三国时，又出现了能替人搬东西的“机器人”。它是 由蜀汉丞相诸葛亮发明的，能替代人运输物资的机器—— “木牛流马”，也就是现代的步行机机器人。它在结构和功 能上相当于今天运输用的工业机器人。
一、机器人的定义与特性
4)对工业机器人ห้องสมุดไป่ตู้定义
1987年，国际标准化组织对工业机器人进行了定 义：工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能， 能完成各种作业的可编程操作机。
目前，部分国家倾向于美国机器人协会所给出的 机器人的定义：一种可以反复编程和多功能的，用来搬 运材料、零件、工具的操作机；为了执行不同的任务而 具有可改变的和可编程的动作的专门系统。
一、机器人的定义与特性
2）国际上对机器人的定义
机器人是貌似人的
机器人是一种自动的、位
自动机，具有智力 且顺从于人，但不 具备人格。
(1)英国牛 津字典的
定义
日本机器人协会指出： 工业机器人是一种带 有存储器件和末端操
(2)美国机 器人协会 的定义
(3)国际 标准化组 织(ISO) 的定义
置可控的、具有编程能力 的多功能机械手，这种机 械手有几个轴，能够借助 于可编程序操作来处理各 种材料、零件、工具和专 用装置，以执行各种任务。
一、机器人的定义与特性
目前现实生活中应用的机器人，外形和人毫 无相似之处，通常是按照人们设定的程序重复一 些看似简单的动作，设计人员往往只重视机器人 的功能。随着科学技术的发展，各国都在致力于 研制具有完全自主能力、拟人化的智能机器人。 目前研制的最先进的仿人机器人，如日本本田公 司研制的ASIMO双足步行机器人，其活动能力和 智能与人还相差很远。
工业机器人应用技术
随着科学技术的进步，机器人技术得到了很大的发展并且越来越多的应 用到实际当中。目前机器人技术的应用非常广泛，上至宇宙开发，下到海 洋探索，可以说机器人正在慢慢的出现在我们工作、学习和生活的方方面 面，起着为人类服务的重要作用。 美国好奇号机器人在进行火星探测
日本的“希望”机器人在宇宙 空间站
美国“海神”号机器人在进行 深海探测
扫地机器人 家用机器人
送餐机器人 医院护理机器人
用于娱乐的机器人 用于工业生产的机器人
模块一 机器人应用技术概述
1 机器人的定义、特性与发展 2 机器人的组成与分类 3 机器人的应用范围
单元提要
本模块为机器人应用技 术概述。本模块讲述了 机器人的定义、特性、 历史、发展；讲解了机 器人的主要部件、结构、 工作原理；介绍了机器 人应用技术的应用领域、 应用现状与发展趋势。
作器的通用机械，它
能够通过自动化的动 作替代人类劳动。
机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具 或专用装置的，通过可编程序操作来执行各种 任务的，并具有编程能力的多功能机械手。
一、机器人的定义与特性
3)我国对机器人的定义
我国科学家对机器人的定义为：机器人是一种自 动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物 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。
学习要求
学习完本模块的内容后， 学生应能够了解机器人 的定义、历史，了解机 器人应用技术的现状与 发展趋势，掌握机器人 的部件、结构、特性； 能够分析机器人的组成 与工作原理；能够运用 上述所学讲述机器人应 用技术的内容，并强化 学好本门课程的决心。
学习单元一 机器人应用技术概述
一、机器人的定义与特性
一、机器人的定义与特性
2. 机器人的特性
根据国际标准化组织(ISO)给出的机器人定义，机器人的特性如下： (1)机器人具有类人性，其动作机构具有类似于人或其他生物体某 些器官的功能。 (2)机器人具有通用性，其工作种类多样，动作程序灵活易变。 (3)机器人具有智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等，其 智能程度不同。 (4)机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于 人的干预。
二、机器人的历史与发展
1. 机器人的历史
1）古代的机器人
“机器人”一词虽然出现得较晚，但是这一概念在 人类的想象中却早已出现。制造机器人是机器人技术研 究者的梦想，代表了人类重塑自身、了解自身的一种强 烈愿望。自古以来，就有不少科学家和杰出工匠制造出 了具有人类特点或具有模拟动物特征的机器人雏形。
一、机器人的定义与特性
为了防止机器人伤害人类，1940年，一位名叫阿西莫夫的科 幻作家首次使用了robotics（机器人学）来描述与机器人有关的科 学，并提出了“机器人学三原则”：
(1)机器人不得伤害人类或由于故障而使人遭受不幸。 (2)机器人应执行人们下达的命令，除非这些命令与第一原则 相矛盾。 (3)机器人应能保护自己的生存，只要这种保护行为不与第一 或第二原则相矛盾。 这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学学术界一直将这三 原则作为机器人开发的准则。
在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人 的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、 决策、行动和交互技术的结合。
一、机器人的定义与特性
上述各种定义有共同之处，即认为机器人 像人或人的某一部分，并能模仿人的动作；具有 智力、感觉与识别能力；是人造的机器或机械电 子装置。
随着机器人的进化和机器人智能的发展， 对这些定义都有修改的必要，甚至需要对机器人 进行重新定义。
1. 机器人的定义
1）机器人名称的由来
“机器人”一词源于一个科幻的形象。1920年，捷 克作家Karel Capek发表了一个科幻剧“Rossum’s Universal Robots”（罗萨姆的万能机器人），robot是 由捷克文robota（意为农奴、苦力）衍生而来的。剧中 描述了一家发明类人机器robot的公司，该公司将robot 作为工业产品推向市场，让它们去充当劳动力。它们按 照主人的指令工作，没有感觉和感情，以呆板的方式从 事繁重的劳动。