工业机器人第一章
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
工业机器人基础
2、控制分辨率
是指位置反馈回路能 检测到的最小位移量。
当编程分辨率与控制分辨率相等时， 系统性能达到最高。
2.2.5 工业机器人的精度
机器人的精度主要体现在定位精 度和重复定位精度两个方面。
定位精度
指机器人末端操作器的实际位置 与目标位置之间的偏差，由机械误差、 控制算法误差与系统分辨率等部分组 成。
轴
运动方式
六轴联动
沿 用户定义的X 轴方向运动 沿用户定义的Y 轴方向运动
沿用户定义的Z 轴方向运动
末端点位置不变， 机器人分别绕 X 、Y、Z 轴转动
2.3.3 TCP运动轨迹
TCP为加上工具后工具的末端点机器人的工作其实就是实现TCP点在空间中 完成预定或指定的运动轨迹TCP。 （工具控制点）固定功能: 除了关节坐标系外，在其他坐标系下都有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方式见下表。
图4-15工业机器人绝对坐标系
主运动轴 腕运动轴
表4-2 绝对坐标系下机器人的运动方式
轴
轴1 轴2 轴3 轴4 轴5 轴6
运动方式 沿 X 轴方向运动 沿 Y 轴方向运动 沿 Z 轴方向运动
未端点位置不变，机器人 分别绕 X 、Y、Z 轴转动
3. 世界坐标系 图4-16所示，世界坐标系默认与基坐标系重合，位于机器人底部，可通过 配置软件更 改。其运动方式见表4-30。
第一章 工业机器人基础
工作空间
工作空间也称工作范围、工作行程。工业机器人执行任务时，其手腕参
考点或末端操作器安装点（不包括末端操作器）所能掠过的空间，一般不 包括末端操作器本身所能到达的区域。
目前，单体工业机器人本体的工作范围可达3.5 m 左右。
《工业机器人技术》教学课件-第1章工业机器人基本概念
✓ 加工类：焊接、切割、抛光、研磨等粗加工。
目的：保障人身安全与健康，不是、也不能用于精密加 工（与CNC机床不同）！
✓ 装配类：喷涂、油漆、电子元件插接（3C行业）等；
目的：保障人身健康、代替重复劳动、提高生产效率。
✓ 搬运类：物品输送、装卸等；
目的：提高自动化程度、避免繁重作业。
工业机器人技术
第一章 工业机器人基本概念
一、机器人的一般概念
1. 机器人的产生
❖ 机器人 ✓ 凡是用来代替人的机器，都属于机器人的范畴。 ✓ 机器人不一定类人。
☞ 概念辨析：机器、机床
只是工具，不能代替人。 ❖ 名词的由来
☞ Robot = Robota（捷克语） = 奴隶、苦力。
提出：1921，捷克作家Karel Čapek（卡雷尔·恰佩克）
☞ Robotics = 机器人学（学科名）。
提出：1942，美国科幻小说家Isaac Asimov（艾 萨克·阿西莫夫） 。
机器人（研发）三原则要点：
不得伤害人类 ； 执行人的命令 ； 能够自我保护。
❖ 最早的产品 Unimate（美国，1959年）。
☞ 性质：工业机器人（用于工业生产环境的机器人）。
☞ 主要产品：
✓ 个人/家庭机器人（Personal/Domestic Robots）：洗 碗、扫地、麻将机等。 ✓ 军事机器人（Military Robots） : 无人驾驶飞行器 （无人机）、机器人武装战车、多功能后勤保障机器人、 机器人战士等。 ✓ 医疗机器人 （medical treatment Robots ）：诊断、手 术或手术辅助、康复机器人等 。 ✓ 场地机器人（Field Robots）：用于科学研究和公共事 业服务的、可进行大范围作业的机器人。如太空探测、 水下作业、危险作业、消防救援、园林作业等。
《工业机器人技术》教学课件-第1章工业机器人基本概念
☞ 著名企业：
✓ 工业机器人：ABB（瑞典&瑞士） 、KUKA（库卡， 德）、REIS（徕斯，KUKA成员） 。
✓ 服务机器人：德国宇航中心、Karcher、Fraunhofer
Institute for Manufacturing Engineering and Automatic （弗劳恩霍夫制造技术自动化研究所）等。 ❖ 中国： ✓ 工业机器人：全球最大的市场。
✓ 著名产品：涂装机器人（全球第一台喷涂机器人）、 码垛机器人（速度最快）。
➢ KUKA（Keller und Knappich Augsburg ，库卡 ） ✓ 主营城市照明、市政车辆； ✓ 1973年起从事工业机器人生产，德国最大的工业机器 人生产商； ✓ 2014收购德国REIS（徕斯）；2017被美的收购。
✓ 1968年研发日本第一台工业机器人，产品以焊接机器 人最为著名。
➢ 其他：NACHI（不二越）、 DAIHEN（ OTC集团成 员，欧希地） ：著名的焊接机器人生产厂家。
❖ 欧洲 ➢ ABB（Asea Brown Boveri ） ✓ 瑞典ASEA（阿西亚）+ 瑞士Brown.Boveri （布朗勃法 瑞，BBC） ，全球著名自动化公司（排名第2）； ✓ 主营电力设备（ 世界首条100KV直流输电线路、世界 最大容量的7200MW/800kV特高压直流输电线路四川— —江苏 ）、电气传动、低压电气； ✓ 1969年起从事工业机器人研发（欧洲最早），产量目 前居全球第三。
工业机器人技术
第一章 工业机器人基本概念
一、机器人的一般概念
1. 机器人的产生
❖ 机器人 ✓ 凡是用来代替人的机器，都属于机器人的范畴。 ✓ 机器人不一定类人。
工业机器人实操与应用技巧第1章
Octobe
任务2.认识ABB机器人系列产品
任务2.1 ABB工业机器人系列产品介绍
8. IRB 2400
简介： 应用最广的工业机器人 IRB 2400机器人有多种不同版本备选，拥有极高的作业精度，在 物料搬运、机械管理和过程应用等方面均有出色表现。IRB 2400 机器人可提高您的生产效率、缩短生产提前期、加快交货速度。
7.IRB 1600ID
简介: 专业弧焊机器人 IRB 1600ID机器人采用集成式配套设计，所有电缆和软管均内嵌 于机器人上臂，是弧焊应用的理想选择。该款机器人线缆包供应 弧焊所需的全部介质，包括电源、焊丝、保护气和压缩空气。
型号 IRB 1600ID-4/1.5
到达范围 1.50 m
承重能力 4 kg
Octobe
任务1.了解工业机器人和学习准备
任务1.3 ABB机器人在中国
自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代，而这种变革为 人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步。时至今日， 机电一体化、机械智能化等技术应运而生。人类充分发挥主观能动性， 进步增强对机械的利用效率，使之为我们创造更加巨大的生产力，并在 一定程度上维护了社会的和谐。
型号
到达范围
承重能力
IRB 1200-7/0.7
0.7m
7kg
IRB 1200-5/0.9
0.9m
5kg
Octobe
任务2.认识ABB机器人系列产品
任务2.1 ABB工业机器人系列产品介绍
3.IRB 140
简介：
体积小、动力强!
可靠性强——正常运行时间长
速度快——操作周期时间短 精度高——零件生产质量稳定 功率大——适用范围广 坚固耐用——适合恶劣生产环境 通用性佳——柔性化集成和生产
《工业机器人技术基础》(第1章)
2．工业机器人的发展趋势
工业机器人 技术基础
第1章 工业机器人概述
目录
CONTENT
1.1 工业机器人的基础知识 1.2 工业机器人的基本组成与技术参数 1.3 工业机器人的典型应用
学习 目标
1 掌握工业机器人的定义及特点。 2 了解工业机器人的历史与发展。 3 掌握在不同分类方式下，工业机器人的结
构与特征。 4 掌握工业机器人的基本组成及技术参数。 5 了解工业机器人的典型应用。
1992年，瑞士ABB公司推出开放式控制系统——S4。S4旨在改善对用户至关重 要的两个领域——人机界面和机器人的技术性能。
1994年，Motoman公司（即现在的安川电机）推出的机器人控制系统 MRC，使同步控制两台机器人成为可能。MRC可以从普通PC编辑工业机 器人作业，且具有控制多达21个轴的能力。
4．涉及学科广泛
工业机器人技术实质上是机械学和微电子学的结合——机电一体化技术。
1.1.2 工业机器人的历史与发展趋势
1．工业机器人的历史
1）萌芽阶段（20世纪40—50年代） 1954年，美国发明家德沃尔对工业机器人的概念进行了定义，并申请了专利。 1959年，德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出世界第一台工业机
4）智能化阶段（21世纪初至今） 2011年，日本发那科公司的R-1000iA机器人利用LVC（学习减振装置）对机器人
运动轨迹加以优化，减小了振动，将动作周期缩短约20%，从而实现更高速的动作。 2018年，发那科公司与首选网络公司合作，首次将人工智能应用于其伺服调谐、
01第一章 KUKA机器人绪论
后来居上，并在工业生产的应用上及机器人制造业上很快超过了美国，产品在国际市场上形成了较强的竞争力。
进入20世纪80年代之后，美国才感到形势紧迫，政府和企业界才开始真正重视机器人。制定和采取了相应 的政策和措施，一方面鼓励工业界发展和应用机器人，另一方面制订计划、提高投资，增加机器人的研究经费， 把机器人看成美国再次工业化的特征，使美国的机器人迅速发展。80年代中后期，随着各大厂家应用机器人的
1.1 工业机器人的应用、发展和分类
（1）直角坐标系
-- 产品分类与应用
直角坐标系机器人模型
直角坐标系机器人实体
直角坐标机器人 具有空间上相互垂直的多个直线移动轴，通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部 的空间位置，其动作空间为一长方体。
1.1 工业机器人的应用、发展和分类
（2）柱面坐标系
-- 产品分类与应用
1.1 工业机器人的应用、发展和分类
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
-- 产品分类与应用
按机器人结构坐标系特点方式 1）直角坐标型机器人
工业机器人的结构形式
直角轴线的移动来实现机器人 手部空间位置的改变。 2）圆柱坐标型机器人 通过两个移动和一个转动实现位置的改变。 3）极坐标型机器人 运动由一个直线运动和两个转动组成。 4）关节型机器人 运动由前后的俯仰及立柱的回转组成。
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
《工业机器人》第一章 概述
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。
工业机器人操作使用教程
工业操作使用教程第一章工业基础知识 (3)1.1 工业的定义与分类 (3)1.1.1 工业的定义 (3)1.1.2 工业的分类 (3)1.2 工业的应用领域 (4)1.2.1 汽车制造业 (4)1.2.2 电子制造业 (4)1.2.3 食品加工业 (4)1.2.4 医药领域 (4)1.2.5 其他领域 (4)第二章工业系统构成 (4)2.1 机械结构 (4)2.2 传感器与执行器 (4)2.3 控制系统 (5)2.4 通信与接口 (5)第三章工业安全操作规范 (5)3.1 安全操作基本原则 (5)3.1.1 培训与资质 (5)3.1.2 操作前准备 (5)3.1.3 操作规程 (6)3.1.4 人员安全 (6)3.2 安全防护设备与措施 (6)3.2.1 防护设施 (6)3.2.2 限位装置 (6)3.2.3 急停按钮 (6)3.2.4 安全传感器 (6)3.3 应急处理 (6)3.3.1 紧急处理 (6)3.3.2 人员伤害处理 (6)3.3.3 设备损坏处理 (6)3.3.4 调查与分析 (6)第四章工业编程基础 (7)4.1 编程语言与工具 (7)4.2 坐标系与路径规划 (7)4.3 程序调试与优化 (7)第五章工业手动操作 (8)5.1 手动控制方式 (8)5.2 手动操作步骤 (8)5.3 手动操作注意事项 (8)第六章工业自动运行 (9)6.1 自动运行模式 (9)6.1.2 常见自动运行模式 (9)6.2 自动运行参数设置 (9)6.2.1 概述 (9)6.2.2 常见参数设置 (9)6.3 自动运行监控与调试 (9)6.3.1 监控系统 (9)6.3.2 调试方法 (9)6.3.3 调试注意事项 (10)第七章工业故障诊断与维修 (10)7.1 常见故障类型与原因 (10)7.1.1 电气系统故障 (10)7.1.2 机械系统故障 (10)7.1.3 气路系统故障 (10)7.2 故障诊断方法 (10)7.2.1 询问法 (11)7.2.2 观察法 (11)7.2.3 测量法 (11)7.2.4 排除法 (11)7.2.5 逻辑分析法 (11)7.3 维修与保养 (11)7.3.1 维修 (11)7.3.2 保养 (11)第八章工业应用案例解析 (11)8.1 汽车制造领域 (11)8.1.1 概述 (11)8.1.2 应用案例 (12)8.2 电子制造领域 (12)8.2.1 概述 (12)8.2.2 应用案例 (12)8.3 食品与药品领域 (12)8.3.1 概述 (12)8.3.2 应用案例 (12)第九章工业项目管理与维护 (13)9.1 项目策划与实施 (13)9.1.1 项目背景分析 (13)9.1.2 项目目标设定 (13)9.1.3 项目团队组建 (13)9.1.4 项目计划制定 (13)9.1.5 项目实施与监控 (13)9.2 项目验收与评估 (13)9.2.1 验收标准制定 (13)9.2.2 验收流程与组织 (13)9.2.3 验收结果评估 (13)9.3 维护与升级 (14)9.3.1 设备维护保养 (14)9.3.2 故障诊断与处理 (14)9.3.3 软件升级与优化 (14)9.3.4 技术培训与交流 (14)第十章工业未来发展展望 (14)10.1 技术发展趋势 (14)10.2 市场前景分析 (15)10.3 产业政策与发展规划 (15)第一章工业基础知识1.1 工业的定义与分类1.1.1 工业的定义工业是一种具备自动控制、自主决策和执行任务能力的智能设备，能够在工业生产过程中替代人工完成重复性、高强度、危险或精确度要求较高的作业。
第一章工业机器人概论
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开展的剧烈竞争，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] 机器人开展概况综述。
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，可局部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。
工业机器人基础
别由
传感器•示及软件实现。 教器
•操 作机
•控 制 器
2.1.1 操作机（机器人本 体）
• 操作机（或称机器人本体）是工业机
器人的机械主体，是用来完成各种作业的执
行机构。 •▲ 机器人操作
•腕关节 •小臂 •伺服电机 减速器
机•的每个它关主节要均由机械臂、驱动装置、传•肘动关单节 元及内部
• 传感采器用等部1分个组成•手腕。
•用户坐标系 •用户坐标系是一个直角坐标系，用来说明 工件的位置。
2.3.2 分类介绍
1.关节坐标系 • 机器人由多个运动关节组成，机械手
的每一个轴都可以进行独立的操作，各个 关节都可以独立运动，如图 4-14所示。 对运动范围大且不要求机器人末端姿态的 情况，建议选用关节坐标系。在关节坐标 系下，每个轴可单独运动，通过示教器上 相应的键控制机器人的各个轴示教，其运 动方式见表 4-1。
2.2.2 工作空间
➢ 工作空间也称工作范围、工作行程。工业机器人执行任 务时，其手腕参考点或末端操作器安装点（不包括末端 操作器）所能掠过的空间，一般不包括末端操作器本身 所能到达的区域。
➢ 目前，单体工业机器人本体的工作范围可达3.5 m 左右。
• MOTOMAN-EA1900N弧焊专用机器人，属于垂直多关节型机器人。 • 图2-6 图2-7 为此种机器人的工作范围。
•运动控制模块•③操作机
•①示教•器S6
•
••SS串口通06
•S5 •S
•S3
•S4Leabharlann 信 模1•主控制模块
块
•驱
•示教器的数据动流模关系 块
•
• 2.2 工业机器人的主要技术
参数
• 机器人的技术参数反映了机器人可胜 任的工作、具有的最高操作性能等情况， 是设计、应用机器人必须考虑的问题。
第一章 工业机器人装调维修基础
1.2工业机器人通用机械部件装调与维护
举例：
如何计算三自由度串联机器人的末端区域性作业空间？
计算步骤如下：
① 首先计算从末端开始的两个外侧旋转关节的作业空间面积；
② 然后通过对旋转基座关节或移动关节的关节变量进行积分，计算出区域性作业空
间的大小。在这里，对于普遍使用的旋转式基座关节，末端区域性作业空间计算涉
1.1工业机器人装调维护流程
3 联机调试 (1) 联机试验 1) 电气设备的试验要求应按有关规范的施工及验收规范进行，对于控制的电气控 制设备应首先对程序软件进行模拟信号调试正常无误后，再进行调试； 2) 空载试验：机技术要求； 3) 满负荷联动调试（试验）：所有设施（加工、供电等）的设备及空载试验完 毕后，机器人生产厂家必须进行系统联动调试进行生产性试验。系统联动调试应 在有生产运行经验的工程技术人员指导、用户技术人员参加下进行。 4) 进行满负荷联动调试试验前，应编制试验大纲，报送用户批准后实施； 5) 在完成满负荷联动调试后，应编制试验报告，将测定和观察的主要参数编制成 《XXX工业机器人调试试验报告》报送给用户。
及绕关节轴线的全范围旋转运动的面积。根据r Pappus定理，其末端区域性作业空间
的计算公式如下：
V Ar
式中，A是面积，r是面积的质心到旋转轴线的距离，是该面积旋转的角度。
对于移动式关节，工业机器人末端区域性作业空间仅需将面积乘以棱柱式关节的运 动长度。 另外，对于并联机器人的作业空间，由于其结构较复杂，计算时需根据具体结构进 行分析。
以上介绍的低副关节和高副关节统称为简单运动关节。
1.2工业机器人通用机械部件装调与维护
(3) 复合关节 复合运动关节是指由多个简单运动关节构成的连接。例如万向节（又称为虎克铰）， 通常缩写为“U”，就是典型的具有两个自由度的关节。在运动学上，可以把它看成 是由两轴正交的两个旋转式关节串联而成。 (4) 六自由度关节 两个不连接在一起的物体的运动，可以建模为一个无约束的六自由度关节。这对于移 动机器人特别有用，例如航空器。[1]由于移动机器人超出了本文主要讨论的技术范 畴，所以不再介绍。 (5) 物理实现 由于组成关节的构件之间是由物理连接而成，因此，关节具有天然的物理约束性，并 且超出该约束的运动是被禁止的。在工业机器人的机构中，旋转式关节易于由旋转式 电动机驱动，如步进电机、变频电机、伺服电机，因而得到了极为广泛的使用。棱柱 式关节易于由线性驱动器驱动，如气缸、液压缸、电缸，因而也比较常见。螺旋关节 在机器人机构中常用做被动关节。此外，球面式关节、万向节也经常在机器人机构中 使用。
第一章ABB工业机器人基础知识
也非常快，因为他们的工业机器人和视觉系统相结合，形成比
较精密的装备。
工业机器人发展趋势
从2013年以来，我国的工业机器人的技术发展也非常快， 主要得益于
这四个方面。
劳动力的成本增加之后，也迫使人们用机器人来代替人进
行生产。同时，我们的一些
，
对于
；随着新技术的出现，将会促进机器人技术的进一步
发展。
我国工业机器人的销售量这几年逐年提升，2013年是3.7 万台左右，到2016年接近9万台。
工业机器人发展趋势
现在的工业机器人的应用也非常集中，集中在这样五个国 家：中国、韩国、日本、美国、德国。这些国家工业机器人 的销量占到了75%。而从2013年以后，中国就成了全球最大 的工业机器人市场。
在应用行业上来说，最大的应用行业在
，它
占了38.7%，其实在国内这个数量还要大的多，接近50%都是
工业机器人发展趋势
从技术层次度上来说，从2015年已经开始进入了市场的启 动期，我们现在正处在一个技术的快速发展期。大概在2025 年左右，工业机器人技术将会在我们国内实现大发展。
截止2016年全国已建和在建的工业机器人产业园区近50家； 有影响力的机器人公司预计有800多家；上市公司涉及机器人 业务的公司超过50家；中国内地机器人企业2015年增长了 30%。现在，大家都充分认识到了机器人的重要性，各地都 在积极发展机器人。
如果在保护空间内有工作人员，请手动操作机器人系统。
当进入保护空间时，请准备好示教器，以便随时控制机器
人。
注意旋转或运动的工具，例如
。确保在接近
机器人之前，这些工具已经停止运动。
工业机器人安全注意事项
注意工件和机器人系统的高温表面。机器人电动机长期运转 后温度很高。注意夹具并确保夹好工件。