工业机器人课件-工业机器人的基本组成
合集下载
《工业机器人系统》课件
介绍用于工业机器人编程的集成开发 环境（IDE），如ROS、Keithley等， 以及如何安装和使用。
工具链
介绍工业机器人编程所需的工具链， 如建模软件、仿真软件等，以及它们 在编程中的作用。
控制策略与算法
在此添加您的文本17字
控制策略
在此添加您的文本16字
介绍工业机器人常用的控制策略，如PID控制、模糊控制 等，以及它们的原理和应用场景。
分类
根据应用领域和功能，工业机器人可 以分为搬运机器人、装配机器人、焊 接机器人、喷涂机器人等类型。
工业ห้องสมุดไป่ตู้器人的应用领域
汽车制造业
工业机器人在汽车制造业中广 泛应用于焊接、装配、喷涂等 环节，提高了生产效率和产品
质量。
电子制造
电子制造领域中，工业机器人 能够完成高精度、高速度的贴 片、检测、组装等任务，提高 了生产效率。
03
人机界面提高了机器人的易用性和可维护性，降低了对操作人员的技 能要求。
04
人机界面的未来发展方向是更好的用户体验、更高的交互性和更强的 智能化功能。
03
工业机器人编程与控 制
编程语言与工具
编程语言选择 介绍工业机器人常用的编程语言，如 Python、C等，以及它们的特点和适
用场景。
集成开发环境（IDE）
04
工业机器人应用案例
装配线上的机器人
总结词
装配线上的机器人主要用于自动 化装配作业，提高生产效率。
详细描述
装配线上的机器人能够快速、准 确地完成零件的抓取、搬运和组 装，减少了人工操作，提高了生 产效率，降低了生产成本。
搬运机器人
总结词
搬运机器人主要用于物料搬运，减轻工人劳动强度，提高搬 运效率。
工业机器人的组成PPT课件
2019/9/22
19
四、传感部分 2. 机器人-环境交互系统
• 机器人-环境交互系统实现工业机器人与外部环境中 的设备相互联系和协调的系统。
• 工业机器人与外部设备集成为一个功能单元, 如加工制造 单元、多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装 置等集成为一个去执行 复杂任务的功能单元。
2019/9/22
2019/9/22
17
用途
机器人的精确控制
检测的信息
位置、角度、速度、加速度、姿 态、方向等
内部传感器
所用传感器
微动开关、光电开关、差动变压 器、编码器、电位计、旋转变压 器、测速发电机、加速度计、陀 螺、倾角传感器、力（或力矩） 传感器
2019/9/22
18
用途
了解在工件、环境或机器人在环境中的状态、 对工件的灵活、有效的操作
• 伺服控制器控制各个关节的驱动器。
2019/9/22
16
四、传感部分 1. 感受系统
• 感受系统包括内部检测系统与外部检测系统两部分。
• 内部检测系统的作用就是通过各种检测器，检测执行机构的运动境况，根 据需要反馈给控制系统，与设定值进行比较后对执行机构进行调整以保证 其动作符合设计要求。
• 外部检测系统检测机器人所处环境、外部 物体状态或机器人与外部物体的关系。
工业机器人的组成
Hale Waihona Puke 主要内容• 系统组成 • 机械部分 • 控制部分 • 传感部分
2019/9/22
2
一、系统组成
• 工业机器人由国际标准化组织正式定义为“自动控制的可重复编程的多功 能机械手”。
• 根据系统结构特点，工业机器人由三大部分6个子系统组成。
工业机器人组成及工作原理
(1)工作空间（Work space） 工作空间是指机器人臂杆的特定部位在一定 条件下所能到达空间的位置集合。工作空间的性状和大小反映了机器人工作能力 的大小。理解机器人的工作空间时，要注意以下几点：
(2)有效负载(Payload) 有效负载是指机器人操作机在工作时臂端可能搬运 的物体重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作机的负荷能力。
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备） 按动作先后顺序的设定、检测等。
• 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该 点上的姿态，通常总称为位姿（POSE）。
• 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各 个动作的速度。
二、工业机器人的技术参数
表示机器人特性的基本参数和性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、 运动精度、运动特性、动态特性等。
例：电装（DENSO）机械手
• 系统组成感知系统1感受系统由内部传感器4
模块和外部传感器模块
组成, 用以获取内部和
外部环境状态中有意义
的信息。
2
智能传感器的使用提高
了机器人的机动性、适
应性和智能化的水准。
3
智能传感器的使用提高了
机器人的机动性、适应性
和智能化的水准。
对于一些特殊的信息, 传 感器比人类的感受系统 更有效。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
示教再现
– 示教－再现 即分为示教－存储－再现-操作四步进行。 • 示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手； (2) 间接示教－示教盒控制。 • 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发 出重复动作的命令。
(2)有效负载(Payload) 有效负载是指机器人操作机在工作时臂端可能搬运 的物体重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作机的负荷能力。
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备） 按动作先后顺序的设定、检测等。
• 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该 点上的姿态，通常总称为位姿（POSE）。
• 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各 个动作的速度。
二、工业机器人的技术参数
表示机器人特性的基本参数和性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、 运动精度、运动特性、动态特性等。
例：电装（DENSO）机械手
• 系统组成感知系统1感受系统由内部传感器4
模块和外部传感器模块
组成, 用以获取内部和
外部环境状态中有意义
的信息。
2
智能传感器的使用提高
了机器人的机动性、适
应性和智能化的水准。
3
智能传感器的使用提高了
机器人的机动性、适应性
和智能化的水准。
对于一些特殊的信息, 传 感器比人类的感受系统 更有效。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
示教再现
– 示教－再现 即分为示教－存储－再现-操作四步进行。 • 示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手； (2) 间接示教－示教盒控制。 • 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发 出重复动作的命令。
《工业机器人认识》PPT课件
机器人运动控制系统软件的特点 1）机器人工作任务是要求机器人的末
端执行器（例如焊接机器人的焊钳或焊 枪）进行空间点位运动或轨迹运动。 2）机器人的控制中经常使用复杂控制 技术 3）用人工智能的方法进行控制、决策、 管理和操作
.
52
1.4.4 工业机器人运动控制程序的编程方 式 1. 示教盒示教方式
工业机器人的分类
. 40
工业机器人的分类
. 41
1.2 工业机器人的类型
1. 搬运机器人
. 42
1.3 工业机器人的结构
目前的工业机器人多为6轴关节型机器人。
6轴关节型机器人有 三个“关节”：“肩关 节”、“肘关节”、“腕 关节”。而6轴是指： 转腰轴、摆臂（肩） 轴、摆肘轴、转腕轴、 摆腕轴和转手轴
34精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类35精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类36精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类五种基本坐标式机器人37精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类38精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类39精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类40精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类41精选ppt1212工业机器人的类型工业机器人的类型搬运机器人42精选ppt1313工业机器人的结构工业机器人的结构目前的工业机器人多为6轴关节型机器人
.
25
机 器 人 的 控 制 过 程
.
26
工业机器人的控制方式
1. 示教再现控制
通过示教器把作业内容变制成程序，输入到 记忆装置中。给出启动命令后，系统从存储 单元中读出信息并送到控制装置，控制装置 发出控制信号，由驱动机构控制机械手在一 定精度范围内按照存储单元中的内容完成各 种动作。
端执行器（例如焊接机器人的焊钳或焊 枪）进行空间点位运动或轨迹运动。 2）机器人的控制中经常使用复杂控制 技术 3）用人工智能的方法进行控制、决策、 管理和操作
.
52
1.4.4 工业机器人运动控制程序的编程方 式 1. 示教盒示教方式
工业机器人的分类
. 40
工业机器人的分类
. 41
1.2 工业机器人的类型
1. 搬运机器人
. 42
1.3 工业机器人的结构
目前的工业机器人多为6轴关节型机器人。
6轴关节型机器人有 三个“关节”：“肩关 节”、“肘关节”、“腕 关节”。而6轴是指： 转腰轴、摆臂（肩） 轴、摆肘轴、转腕轴、 摆腕轴和转手轴
34精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类35精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类36精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类五种基本坐标式机器人37精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类38精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类39精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类40精选ppt工业机器人的分类工业机器人的分类41精选ppt1212工业机器人的类型工业机器人的类型搬运机器人42精选ppt1313工业机器人的结构工业机器人的结构目前的工业机器人多为6轴关节型机器人
.
25
机 器 人 的 控 制 过 程
.
26
工业机器人的控制方式
1. 示教再现控制
通过示教器把作业内容变制成程序，输入到 记忆装置中。给出启动命令后，系统从存储 单元中读出信息并送到控制装置，控制装置 发出控制信号，由驱动机构控制机械手在一 定精度范围内按照存储单元中的内容完成各 种动作。
工业机器人培训课件
应急处理方案
制定应急处理方案，如遇到突发故障，能够迅速 采取措施，保障设备安全。
故障排除流程
明确故障排除流程，指导维修人员快速定位并解 决问题。
性能优化升级途径探讨
01
02
03
硬件升级
根据实际需求，对机器人 硬件进行升级，提高设备 性能。
软件优化
对机器人软件进行优化， 提高设备运行效率。
培训与交流
实践案例分享
分享一些成功的工业机器人程序编写案例，包括功能实现、 性能优化等方面。
调试技巧与常见问题解决方案
调试技巧
介绍工业机器人调试过程中的一些技巧和方 法，如断点设置、日志查看等。
常见问题解决方案
列举并分析工业机器人编程和调试过程中可 能遇到的一些常见问题，给出相应的解决方 案和注意事项。
05 工业机器人维护 保养与优化升级 培训
日常维护保养流程介绍
清洁保养
定期清理机器人本体、 控制器、电机等部件，
保持设备清洁。
润滑保养
对机器人关节、链条等 部位进行润滑，确保设
备正常运行。
紧固检查
检查机器人各部件连接 是否紧固，防止松动。
安全检查
检查机器人安全装置是 否正常，确保设备安全
运行。
故障预防措施及应急处理方案制定
故障预防措施
定期对机器人进行维护保养，检查各部件运行工业 机器人可分为焊接、装配、喷涂 、搬运等不同类型。
发展历程与趋势
发展历程
工业机器人经历了从简单机械臂到复 杂智能机器人的发展过程，目前已经 广泛应用于各个行业。
发展趋势
随着技术进步和应用需求增长，工业 机器人将朝着更加智能化、柔性化、 模块化方向发展。
应用领域与优势
制定应急处理方案，如遇到突发故障，能够迅速 采取措施，保障设备安全。
故障排除流程
明确故障排除流程，指导维修人员快速定位并解 决问题。
性能优化升级途径探讨
01
02
03
硬件升级
根据实际需求，对机器人 硬件进行升级，提高设备 性能。
软件优化
对机器人软件进行优化， 提高设备运行效率。
培训与交流
实践案例分享
分享一些成功的工业机器人程序编写案例，包括功能实现、 性能优化等方面。
调试技巧与常见问题解决方案
调试技巧
介绍工业机器人调试过程中的一些技巧和方 法，如断点设置、日志查看等。
常见问题解决方案
列举并分析工业机器人编程和调试过程中可 能遇到的一些常见问题，给出相应的解决方 案和注意事项。
05 工业机器人维护 保养与优化升级 培训
日常维护保养流程介绍
清洁保养
定期清理机器人本体、 控制器、电机等部件，
保持设备清洁。
润滑保养
对机器人关节、链条等 部位进行润滑，确保设
备正常运行。
紧固检查
检查机器人各部件连接 是否紧固，防止松动。
安全检查
检查机器人安全装置是 否正常，确保设备安全
运行。
故障预防措施及应急处理方案制定
故障预防措施
定期对机器人进行维护保养，检查各部件运行工业 机器人可分为焊接、装配、喷涂 、搬运等不同类型。
发展历程与趋势
发展历程
工业机器人经历了从简单机械臂到复 杂智能机器人的发展过程，目前已经 广泛应用于各个行业。
发展趋势
随着技术进步和应用需求增长，工业 机器人将朝着更加智能化、柔性化、 模块化方向发展。
应用领域与优势
工业机器人结构设计ppt课件
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
N
N
P
N=P/2 注：①两手指平移 ②增力比（N/P）小
齿轮齿条式手部结构
No.32
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
α
γB A β
P
C
EN
N
N=PLcos(α+β+γ)/(2lsinαcosβ)
2、开式连杆系中的每根连杆都 具有独立的驱动器，属于主动连 杆系，连杆的运动各自独立，不 同连杆的运动之间没有依从关系， 运动灵活。
No.5
2.1 机器人本体的基本结构
二、机器人本体基本结构特点：
3、连杆驱动扭矩的顺态过程在 时域中的变化非常复杂，且和执 行器反馈信号有关。连杆的驱动 属于伺服控制型，因而对机械传 动系统的刚度、间隙和运动精度 都有较高的要求。
应根据被抓取工件的要求确定吸盘的形 状。由于气吸式手部多吸附薄片状的工 件，故可用耐油橡胶压制不同尺寸的盘 状吸头。
No.41
2.2.2 吸附式手部的设计
三、气吸式手部的吸力计算
吸盘吸力的大小主要取决于真空度(或 负压的大小)与吸附面积的大小。
真空吸盘吸力F计算公式：
F nD2 ( H )
4K1K2K3 76
注：①AB＝DE，DB＝AE，L＝BC杆长，l＝AB杆长； ②两手指保持平行；③当α角较小时，可获得较大的力比。
平行连杆杠杆式手部结构
No.33
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
P
φ
α
c
bN
N
N=Pcsin(α+φ)/2bsinαsinφ
工业机器人PPT_图文
机械手 机器人走迷宫
机器人举例（视频）
机器爬虫
机器恐龙
工业机器人应用
第一节 工业机器人概述
一、工业机器人的含义 二、工业机器人的组成 三、工业机器人的特点 四、工业机器人的分类 五、工业机器人发展简况及趋向
一、工业机器人的含义
工业机器人是能模仿人体某些器官的功能( 主要是动作功能)、有独立的控制系统、可以改 变工作程序和编程的多用途自动操作装置。 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，例如在冲压、压力铸造、热处 理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和 简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门 中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。
按照結构坐標系來分，可以分為 ：直角坐標型 、圓柱坐標型、球坐標型、全關節型。
二、焊接机器人的优點
穩定和提高焊接質量，保証其均勻性。 提高勞動生產率，一天可24小時連續生產。 改善工人勞動條件，可在有害環境下工作。 降低對工人操作技術的要求。 縮短產品改型換代的准備周期，減少相應的設
、大型结构件等喷漆生产线，以保证产
品的加工质量、提高生产效率、减轻操
作人员劳动强度。
二、特点
喷涂机器人在使用环境和动作要求上有 如下的特点:
① 工作环境包含易爆的喷涂剂蒸气; ② 沿轨迹高速运动，途经各点均为作
业点; ③ 多数和被喷涂件都搭载在传送带上
，边移动边喷涂，所以它需要一些特殊 性能。
2、机械本体
（1）机械本体的作用 机械本体用来支承手部、腕部和臂部，驱动装置及
其他装置也固定在机械本体上。 （2）行走机构
对用可以行走的工业机器人，它的机械本体是可以 移动的；否则，机械本体直接固定在基座上。行走机 构用来移动工业机器人。有的行走机构是模仿人的双 腿，有的只不过是轨道和车轮机构而已。 （3）驱动系统
机器人技术基础教学课件第2章
Tii Too
Ti ——输入力矩（N·m）；
To ——输出力矩（N·m）；
i ——输入齿轮角位移；
o ——输出齿轮角位移；
机器人技术基础
第二节 机器人的驱动机构
1．齿轮机构
Ti ,i
啮合齿轮转过的总的圆周距离相等，可以 得到齿轮半径与角位移之间的关系：
Rii Roo
TO ,O
Ri ——输入轴上的齿轮半径（m）； R0 ——输出轴上的齿轮半径（m）。
第一节 工业机器人的结构
（3）连杆杠杆式回转型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fpc
2b tan a
连杆杠杆式回转型夹持器 1—杆；2—-连杆；3—-摆动钳爪；4—-调整垫片
机器人技术基础
第一节 工业机器人的结构
（4）齿轮齿条平行连杆式平移型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fp R
Fp c
2b sin
楔块杠杆式回转型夹持器 1—-杠杆；2—弹簧；3—滚子；4—楔块；5—气缸
机器人技术基础
第一节 工业机器人的结构
（2）滑槽杠杆式回转型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fp a 2b cos2
a
滑槽杠杆式回转型夹持器 1—支架；2—杆；3—圆柱销；4—-杠杆；
机器人技术基础
1．液压驱动
液压隧道凿岩机器人 机器人技术基础
液压混凝土破碎切割机器人
第二节 机器人的驱动机构
2．气压驱动
优点：
缺点：
（1）容易达到高速（1m/s）；
（1）压缩空气压力低；
（2）对环境无污染，使用安全；
（2）实现精确位置控制难度大；
Ti ——输入力矩（N·m）；
To ——输出力矩（N·m）；
i ——输入齿轮角位移；
o ——输出齿轮角位移；
机器人技术基础
第二节 机器人的驱动机构
1．齿轮机构
Ti ,i
啮合齿轮转过的总的圆周距离相等，可以 得到齿轮半径与角位移之间的关系：
Rii Roo
TO ,O
Ri ——输入轴上的齿轮半径（m）； R0 ——输出轴上的齿轮半径（m）。
第一节 工业机器人的结构
（3）连杆杠杆式回转型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fpc
2b tan a
连杆杠杆式回转型夹持器 1—杆；2—-连杆；3—-摆动钳爪；4—-调整垫片
机器人技术基础
第一节 工业机器人的结构
（4）齿轮齿条平行连杆式平移型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fp R
Fp c
2b sin
楔块杠杆式回转型夹持器 1—-杠杆；2—弹簧；3—滚子；4—楔块；5—气缸
机器人技术基础
第一节 工业机器人的结构
（2）滑槽杠杆式回转型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fp a 2b cos2
a
滑槽杠杆式回转型夹持器 1—支架；2—杆；3—圆柱销；4—-杠杆；
机器人技术基础
1．液压驱动
液压隧道凿岩机器人 机器人技术基础
液压混凝土破碎切割机器人
第二节 机器人的驱动机构
2．气压驱动
优点：
缺点：
（1）容易达到高速（1m/s）；
（1）压缩空气压力低；
（2）对环境无污染，使用安全；
（2）实现精确位置控制难度大；
工业机器人组成及工作原理
例：库卡工业机器人控制器KRC4
KRC4性能参数：
全部采用总线形式 处理器库卡(工业)PC（2.6GHZ ） 操作系统微软WINDOWS XP 控制轴数8个 AC伺服马达驱动 与外围设备通讯接口: Profinet, Profibus,Interbus,EtherCAT, Ethernet 编程及控制库卡SmartPAD
机器人关节
？
机器人控制器
控制器是根据指令以及传感器信息控制机器人完成一定动作或作业任务的 装置，是决定机器人功能和性能的主要因素，也是机器人系统中更新和发展 最快的部分。 其基本功能有：示教、记忆、位置伺服、坐标设定。 开发程度：封闭型、开放性和混合型。
【目前基本上都是封闭型系统（如日系）或混合型系统（如欧系）】 控制方式：集中式控制和分布式控制。
机器人的工作原理是一个比较复杂的问题。简单地说，机器人的原理 就是模仿人的各种肢体动作、思维方式和控制决策能力。从控制的角 度，机器人可以通过如下四种方式来达到这一目标。
“示教再现”方式：它通过“示教盒”或人“手把手”两种方 式教机械手如何动作，控制器将示教过程记忆下来，然后机器 人就按照记忆周而复始地重复示教动作，如喷涂机器人。
• 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发出重复动作
的命令。
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先 后顺序的设定、检测等。
• 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该点上的姿态， 通常总称为位姿（POSE）。
• 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各个动作的速 度。
二、工业机器人的技术参数
表示机器人特性的基本参数和性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、 运动精度、运动特性、动态特性等。
工业机器人概述ppt课件
22
③内撑式机械夹持器
内撑式机械夹持器采用四连 杆机构传递撑紧力，如图8-13 所示。
其撑紧方向与上述两种方式 的外夹式相反。钳爪3从工件内 孔撑紧工件，为使撑紧后能准 确地用内孔定位，多采用三个 钳爪(图中只画了两个)。
图8-13 内撑连杆杠杆式夹持器 1-驱动器 2-杆 3-钳爪
直角坐标型工业机器人 圆柱坐标型工业机器人 球坐标型工业机器人 多关节型工业机器人 平面关节型工业机器人
8
1）按操作机构坐标形式分类
①直角坐标型工业机器人
运动部分由三个相互垂直的直 线 移 动 组 成 如 图 8-3 所 示 ， 其 工 作空间图形为长方体。各个轴向 的移动距离，可在各个坐标轴上 直接读出，直观性强；易于位置 和姿态的编程计算，定位精度最 高，控制无耦合，结构简单。
图8-l 工业机器人
2
综合上述定义 ，工业机器人有以下三个重要特性： 1) 是一种机械装置，可搬运材料、零件、工具或完成多
种操作和动作功能，即具是有通用性。 2) 可以再编程并具有多样程序流程，这为人-机联系提供
了可能，也使具有独立的柔软性。 3) 有一个自动控别系统，可以在无人的参与下，自动完
成操作作业和动作。
确定一个工业机器人操作机位置时所 需要的独立运动参数的数目称为工业机器 人的运动自由度。
自由度数取决于作业目标所要求的动 作。对于进行二维平面作业需三个自由度； 若要具有随意的位姿，则至少需要六个自 由度；而对于回避障碍作业的工业机器人 则需要有比六个自由度更多的冗余自由度。
工业机器人操作机常采用回转副或移
图8-7 平面关节型工业机器人
13
2)按控制方式分类 ① 点位控制工业机器人
采用点到点的控制方式，它只在目标点处准确控制工 业机器人手部的位姿，完成预定的操作要求，而不对点与 点之间的运动过程进行严格的控制。
③内撑式机械夹持器
内撑式机械夹持器采用四连 杆机构传递撑紧力，如图8-13 所示。
其撑紧方向与上述两种方式 的外夹式相反。钳爪3从工件内 孔撑紧工件，为使撑紧后能准 确地用内孔定位，多采用三个 钳爪(图中只画了两个)。
图8-13 内撑连杆杠杆式夹持器 1-驱动器 2-杆 3-钳爪
直角坐标型工业机器人 圆柱坐标型工业机器人 球坐标型工业机器人 多关节型工业机器人 平面关节型工业机器人
8
1）按操作机构坐标形式分类
①直角坐标型工业机器人
运动部分由三个相互垂直的直 线 移 动 组 成 如 图 8-3 所 示 ， 其 工 作空间图形为长方体。各个轴向 的移动距离，可在各个坐标轴上 直接读出，直观性强；易于位置 和姿态的编程计算，定位精度最 高，控制无耦合，结构简单。
图8-l 工业机器人
2
综合上述定义 ，工业机器人有以下三个重要特性： 1) 是一种机械装置，可搬运材料、零件、工具或完成多
种操作和动作功能，即具是有通用性。 2) 可以再编程并具有多样程序流程，这为人-机联系提供
了可能，也使具有独立的柔软性。 3) 有一个自动控别系统，可以在无人的参与下，自动完
成操作作业和动作。
确定一个工业机器人操作机位置时所 需要的独立运动参数的数目称为工业机器 人的运动自由度。
自由度数取决于作业目标所要求的动 作。对于进行二维平面作业需三个自由度； 若要具有随意的位姿，则至少需要六个自 由度；而对于回避障碍作业的工业机器人 则需要有比六个自由度更多的冗余自由度。
工业机器人操作机常采用回转副或移
图8-7 平面关节型工业机器人
13
2)按控制方式分类 ① 点位控制工业机器人
采用点到点的控制方式，它只在目标点处准确控制工 业机器人手部的位姿，完成预定的操作要求，而不对点与 点之间的运动过程进行严格的控制。
工业机器人的组成ppt课件
部运动。
腰部：立柱，是 支撑手臂的部件，
其作用是带动臂 7
二、机械部分 2. 驱动—传动装置
工业机器人的驱动系统包括驱动器和传动 机构两部分，它们通常与执行机构连成机 器人驱本动体系统。
驱动器 传动机构
8
二、机械部分
2. 驱动—传动装置 工业机器人
驱动器通常有：
➢ 电机驱动：直流伺服电机、 步进电机、交流伺服电机。
传动机构常用的有：谐波减速器、滚珠丝 杆、链、带以及各种齿轮系。
传动机构 谐波传动 螺旋传动 链传动 带传动 齿轮传动
12
二、机械部分 2. 驱动—传动装置
- 由谐波发生器（椭圆形凸轮 及薄壁轴承）、柔轮（在柔 性材料上切制齿形）以及与 它们啮合的钢轮构成的传动 机构
13
三、控制部分 1. 人机交互系统
驱动器
➢ 液压驱动； ➢ 气动驱动。
各种电、液、气装置
9
驱动器
直动 气缸
气动
气动 马达
气爪
液压
液压 液压 马达 缸
直流 伺服 电动 机
电动
交流 伺服 电动 机
步进 电动 机
电液 气综 合驱 动
10
直流伺服电机与驱动放大器
交流伺服电机
驱动放大器
直流无刷电机
步进电机
直驱电机
11
二、机械部分 2. 驱动—传动装置
18
四、传感部分 2. 机器人-环境交互系统
机器人-环境交互系统实现工业机器人与 外部环境中的设备相互联系和协调的系统。
工业机器人与外部设备集成为一个功能单元, 如加工制造单元、多台机器人、多台机床或 设备、多个零件存储装置等集成为一个去执 行 复杂任务的功能单元。
工业机器人ppt课件
日本、俄罗斯、西欧等，大都是从1967、1968年开始以美国的 Unimate和Versation型机器人为蓝本开始进行研制。其中日本是 工业机器人发展最快、应用最多的国家。
20世纪80年代以来，国际机器人以平均25%~30%的年增长率发 展。这是由于工业自动化正向着“柔性生产”方向发展，以适 应多品种、中小批量生产或混流生产的需要。到2002年，全世 界服役的机器人大约有100万台。
腰部：腰部是连接臂部和基座的部件，通常是回转部件。由于它的 回转，再加上臂部的运动，就能使腕部作空间运动。
机座：机座是整个机器人的支持部分，有固定式和移动式两类。
5.2.2 驱动系统
工业机器人的驱动系统是向执行系统各部件提供动力的装置， 包括驱动器和传动机构两部分，它们通常与执行机构联成一 体。驱动器通常有电动、液压、气动装置以及把它们结合起 来应用的综合系统。常用的传动机构有谐波传动、螺旋传动、 链传动、带传动以及各种齿轮传动等机构。
1986年我国开展了“七五”机器人攻关计划。
1987年我国“863”高技术计划将机器人方面的研究开发列 入其中。
从90年代初期起，我国的工业机器人又在实践中迈进一大 步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、 包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人 应用工程，形成了一批机器人产业化基地。
工业机器人ppt课件
第5章 工业机器人
5.1 工业机器人的发展历史 5.2 工业机器人的基本组成 5.3 工业机器人的典型结构 5.4 工业机器人的种类及应用
5.1 工业机器人的发展历史
5.1.1 工业机器人发展概况
通常所说的工业机器人一般指用于工业制造环境中，模拟人 的手臂的部分动作，按照预定的程序、轨迹及其它要求，实 现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。
20世纪80年代以来，国际机器人以平均25%~30%的年增长率发 展。这是由于工业自动化正向着“柔性生产”方向发展，以适 应多品种、中小批量生产或混流生产的需要。到2002年，全世 界服役的机器人大约有100万台。
腰部：腰部是连接臂部和基座的部件，通常是回转部件。由于它的 回转，再加上臂部的运动，就能使腕部作空间运动。
机座：机座是整个机器人的支持部分，有固定式和移动式两类。
5.2.2 驱动系统
工业机器人的驱动系统是向执行系统各部件提供动力的装置， 包括驱动器和传动机构两部分，它们通常与执行机构联成一 体。驱动器通常有电动、液压、气动装置以及把它们结合起 来应用的综合系统。常用的传动机构有谐波传动、螺旋传动、 链传动、带传动以及各种齿轮传动等机构。
1986年我国开展了“七五”机器人攻关计划。
1987年我国“863”高技术计划将机器人方面的研究开发列 入其中。
从90年代初期起，我国的工业机器人又在实践中迈进一大 步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、 包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人 应用工程，形成了一批机器人产业化基地。
工业机器人ppt课件
第5章 工业机器人
5.1 工业机器人的发展历史 5.2 工业机器人的基本组成 5.3 工业机器人的典型结构 5.4 工业机器人的种类及应用
5.1 工业机器人的发展历史
5.1.1 工业机器人发展概况
通常所说的工业机器人一般指用于工业制造环境中，模拟人 的手臂的部分动作，按照预定的程序、轨迹及其它要求，实 现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。
先进制造技术工业机器人ppt课件
▪ 2) 按驱动方式分类
▪ (1) 气压传动机器人：以压缩空气作为动力源 驱动执行机构运动的机器人，具有动作迅速、 结构简单、成本低廉的特点，适用于高速轻载、 高温和粉尘大的作业环境。
▪ (2) 液压传动机器人：采用液压元器件驱动， 具有负载能力强、传动平稳、结构紧凑、动作 灵敏的特点，适用于重载或低速驱动场合。
▪ (2) 控制系统。控制系统是机器人的大脑， 支配着机器人按规定的程序运动，并记忆人 们给予的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、 运动速度等)，同时按其控制系统的信息对执 行机构发出执行指令。
▪ (3) 驱动系统。驱动系统是按照控制系统发 来的控制指令进行信息放大，驱动执行机构 运动的传动装置，常用的有液压、气压、电 气和机械等四种传动形式。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
▪ (3) 示教再现式机器人： ▪ 具有记忆功能，在操作者的示教操作后，能
按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复 重现示教作业。 ▪ (4) 智能机器人： ▪ 采用计算机控制，具有视觉、听觉、触觉等 多种感觉功能和识别功能机器人，通过比较 和识别，能自主作出决策和规划，自动进行 信息反馈，完成预定的动作。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
▪ (1) 气压传动机器人：以压缩空气作为动力源 驱动执行机构运动的机器人，具有动作迅速、 结构简单、成本低廉的特点，适用于高速轻载、 高温和粉尘大的作业环境。
▪ (2) 液压传动机器人：采用液压元器件驱动， 具有负载能力强、传动平稳、结构紧凑、动作 灵敏的特点，适用于重载或低速驱动场合。
▪ (2) 控制系统。控制系统是机器人的大脑， 支配着机器人按规定的程序运动，并记忆人 们给予的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、 运动速度等)，同时按其控制系统的信息对执 行机构发出执行指令。
▪ (3) 驱动系统。驱动系统是按照控制系统发 来的控制指令进行信息放大，驱动执行机构 运动的传动装置，常用的有液压、气压、电 气和机械等四种传动形式。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
▪ (3) 示教再现式机器人： ▪ 具有记忆功能，在操作者的示教操作后，能
按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复 重现示教作业。 ▪ (4) 智能机器人： ▪ 采用计算机控制，具有视觉、听觉、触觉等 多种感觉功能和识别功能机器人，通过比较 和识别，能自主作出决策和规划，自动进行 信息反馈，完成预定的动作。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
工业机器人组成及工作原理.. 共43页
“可编程控制”方式：工作人员事先根据机器人的工作任务和运 动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器， 起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去 完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵 活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
(3)运动精度(Accurucy) 机器人机械系统的精度主要涉及位姿精度、重复 位姿精度、轨迹精度、重复轨迹精度等。
(4)运动特性（Sped） 速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。
(5)动态特性 结构动态参数主要包括质量、惯性矩、刚度、阻尼系数、固 有频率和振动模态。
定位精度（Positioning accuracy）：指 机器人末端参考点实际到达的位置与 所需要到达的理想位置之间的差距。
(1)工作空间（Work space） 工作空间是指机器人臂杆的特定部位在一定 条件下所能到达空间的位置集合。工作空间的性状和大小反映了机器人工作能力 的大小。理解机器人的工作空间时，要注意以下几点：
(2)有效负载(Payload) 有效负载是指机器人操作机在工作时臂端可能搬运 的物体重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作机的负荷能力。
机械结构简图
●S 轴（回旋） ●L 轴（下臂倾动） ●U 轴（上臂倾动） ●R 轴（手臂横摆） ●B 轴（手腕俯仰） ●T 轴（手腕回旋）
机器人关节
？
机器人控制器
控制器是根据指令以及传感器信息控制机器人完成一定动作或作业任务的 装置，是决定机器人功能和性能的主要因素，也是机器人系统中更新和发展 最快的部分。 其基本功能有：示教、记忆、位置伺服、坐标设定。 开发程度：封闭型、开放性和混合型。
工业机器人技术-工业机器人机械结构ppt课件
上臂
☞ 见P61、图3.3-10
电机
减速器 上臂
下臂
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
❖ 大型机器人结构1
☞ S轴采用同步皮带传动、手腕电机后置（后驱）
目的：
✓ 减小S轴电机； ✓ 平衡上臂重力； ✓ 提高结构稳定性。
☞ 见P43、图3.1-11, P45、图3.1-13
B/T电机位置 上臂回转
B/T电机位置
腕部回转
前驱
后驱
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
前驱特点 ✓ 结构简单、外形紧凑； ✓ 传动链短、传动精度高； ✓ 电机规格受限，承载能力低，适合小型机器人； ✓ 电机安装空间小、散热差，维修困难； ✓ 上臂前端重量大、重心远，结构稳定性差。
减速器
手腕电机
S轴电机 同步皮带
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
❖ 大型机器人结构2
☞ S轴采用同步皮带传动、上臂连杆驱动
目的：
✓ 减小S、U轴电机； ✓ 降低机器人重心； ✓ 提高结构稳定性。
❖ 典型结构剖析1（前驱）
R轴
☞ 见P64、图3.3-14
连接轴
减速器
电机
上臂回转段 上臂固定段
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
☞ 见P61、图3.3-10
电机
减速器 上臂
下臂
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
❖ 大型机器人结构1
☞ S轴采用同步皮带传动、手腕电机后置（后驱）
目的：
✓ 减小S轴电机； ✓ 平衡上臂重力； ✓ 提高结构稳定性。
☞ 见P43、图3.1-11, P45、图3.1-13
B/T电机位置 上臂回转
B/T电机位置
腕部回转
前驱
后驱
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
前驱特点 ✓ 结构简单、外形紧凑； ✓ 传动链短、传动精度高； ✓ 电机规格受限，承载能力低，适合小型机器人； ✓ 电机安装空间小、散热差，维修困难； ✓ 上臂前端重量大、重心远，结构稳定性差。
减速器
手腕电机
S轴电机 同步皮带
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
❖ 大型机器人结构2
☞ S轴采用同步皮带传动、上臂连杆驱动
目的：
✓ 减小S、U轴电机； ✓ 降低机器人重心； ✓ 提高结构稳定性。
❖ 典型结构剖析1（前驱）
R轴
☞ 见P64、图3.3-14
连接轴
减速器
电机
上臂回转段 上臂固定段
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
《工业机器人》课件
04
工业机器人在生产中的应用案例
汽车制造行业的应用案例
自动化生产线
工业机器人在汽车制造中广泛应用于装配、焊接、喷涂等环节， 提高了生产效率，降低了人工成本。
零部件加工
工业机器人对汽车零部件进行高效、精准的加工，确保产品质量和 一致性。
物流配送
工业机器人负责汽车生产线上各类物料的搬运和配送，实现快速、 准确的物料管理。
电子制造行业的应用案例中的贴片环节，能够快速、准确地完成
贴装任务，提高生产效率。
检测与包装
02
工业机器人对电子产品进行质量检测和包装，确保产品符合质
量标准，提升产品形象。
物料搬运
03
工业机器人用于电子生产线上的物料搬运，实现高效、准确的
物料流动。
物流行业的应用案例
3
机器视觉技术
机器视觉技术将进一步应用于工业机器人，使其 能够更高效地识别和检测产品，提高生产效率。
工业机器人对人类社会的影响与挑战
就业影响
随着工业机器人的普及，一些重复性、高强度的工作将逐渐被机 器人替代，对传统岗位产生冲击。
安全问题
工业机器人的操作涉及到安全问题，需要采取有效的安全措施，确 保人员和设备的安全。
目前，工业机器人已经广泛应用 于各个领域，未来随着人工智能 和物联网技术的不断发展，工业 机器人将更加智能化、自主化和
协同化。
02
工业机器人的技术原理
工业机器人的机械结构
01
02
03
机械臂
工业机器人的主要执行机 构，具有多关节、可伸缩 的特点，能够实现复杂空 间运动。
末端执行器
安装在机械臂末端的夹具 、手爪等装置，用于抓取 、操作物体。
工业机器人的操作流程
工业机器人组成及工作原理ppt课件
• 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发出重复动作
的命令。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先 后顺序的设定、检测等。
±(0.01 ±(0.01 ±(0.2~ ~0.5) ~0.5) 0.5)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
分辨率
是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动 角度。精度和分辨率不一定相关。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
控制系统的组成 工业机器人的控制系统一般分为上、下两个控制层次：
下上级—实组时织控级制级
动前轨运它其迹动根任或情据务适况机是当，器将的综人期操合动望作出力的，适学任并当特务随的性转时命及化检令机为测，器运机驱人动当 器机人器各人部机分构的完运成动指及定工的作运情动况和，操处作理。 意外事件。
24
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
的命令。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先 后顺序的设定、检测等。
±(0.01 ±(0.01 ±(0.2~ ~0.5) ~0.5) 0.5)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
分辨率
是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动 角度。精度和分辨率不一定相关。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
控制系统的组成 工业机器人的控制系统一般分为上、下两个控制层次：
下上级—实组时织控级制级
动前轨运它其迹动根任或情据务适况机是当，器将的综人期操合动望作出力的，适学任并当特务随的性转时命及化检令机为测，器运机驱人动当 器机人器各人部机分构的完运成动指及定工的作运情动况和，操处作理。 意外事件。
24
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
工业机器人介绍详解课件
应用领域不断扩大
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电动驱动器的类型很多，可分为以下几种类型输。出力矩大，但控制性差，
惯性大，适用于中型和重
普通交流电机驱动
型机器人
电驱动 交流、直流伺服电机驱动
步进电机伺服驱动
可以闭环控制，输出力矩 小，控制性好，适用于中
小型机器人
开环控制，用于对速度和 位置要求不高的机器人
交流伺服电机工作原理：
交流伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电 形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动
腕部：是连接手部和手臂的部件，用以调整手部 的姿态和方位。
手臂：是支承手腕和手部的部件，由动力关节和 连杆组成，用以承受工件或工具的负荷，改变工 件或工具的空间位置，并将它们送至预定的位置
腰部：连接臂和基座的部件，通常是回转部件， 腰部的回转运动再加上臀部的平面运动，既能使 胸部作空间运动。腰部是执行机构的关键部件， 它的创造误差、运动精度和平稳性，影响机器人 的定位精度。
交流伺服电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据 反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度 决定于编码器的精度（线数）。
交流伺服电机
驱动放大器
(3) 控制系统。控制系统是机器人的大脑和小脑，支配着机 器人按规定的程序运动，并记忆人们给予的指令信息(如动 作顺序、运动轨迹、运动速度等)，同时按其控制系统的信 息对执行机构发出执行指令。
• 光电编码器是利用光电原理把机械角位移变成电信号，可以非常方 便的测量电机轴的角位移或角速度。
外部传感器
• 称重传感器：电阻应变式称重传感器，用于检测工件重量。 • 机械开关：普通接近开关，用于检测运动部分是否到位。 • 光电开关：包括对射式、反射板式、漫反射式红外线光电开关，用于检测工
件位置。 • 磁性开关：用于检测运动部分是否到位。 • 接近开关 • 材质传感器：用于检测工件材质。 • 位移传感器：滑动电阻式位移传感器，用于检测孔深。 • 颜色传感器：包括颜色传感器和色标传感器，用于检测工件颜色。 • 温度传感器 • 形状传感器 • 光纤传感器—光在调制区内,外界信号与光的相互作用,可能引起光的强度,
工业机器人的基本组成
机器人是一个机电一体化的设备。从控制观点来看，机器人系统可以 分成四大部分：机器人执行机构、传动装置、驱动装置、控制系统、
感知反馈系统。
处理器
关节控制器
驱动 执行 装置 机构
控制系统
内部传感器（位形检测） 外部传感器（环境检测）
感知反馈系统
工作对象
机 器 人本体信息 控制机器人动作的中心。分 为开环系统和闭环系统。
(4) 感知系统
感知系统通过力、位置、触觉、视觉等传感器检测 机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制 系统，以便使执行机构以一定的精度达到设定的位 置。相当于人的感官和神经。
控制系统
内部传感器（位形检测）
1处理器
关节控制器
驱动 执行 装置 机构
外部传感器（环境检测）
工作对象
传感器
在机器人与机电一体化系统中有各种不同的物理量(如 位移、压力、速度等)需要测量与控制。机器人的传感器包 括内部传感器和外部传感器
内部传感器——伺服编码器
• 编码器是将电机转动的角度信号转换为控制器可以接收的电信号的， 并反馈给控制器从而进行闭环控制。其中最常用的是光电式编码器
波长,频率,相位,偏振态等光学性质的变化,从而形成不同的调制---抗干扰 能力
视觉传感器
机器视觉CCD： 一个典型的机器视觉系统包括：光源、镜头、 CCD 相机（机身与镜头）、
图像采集卡、图像处理软件等。 机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专
用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处 理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再 根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格 / 不合格、有 / 无等，实现自动识别功能。 应用：在系统中主要进行图象的颜色识别、形状识别、尺寸位置精度检测。
基座：整个机器人的支持部分，起着支承和连接 的作用。
手部
小臂（上臂） 腕部
大臂 （下臂）
腰部 基座
（2）机器人执行机构的运动 １．手臂的运动 (1)直线移动（手臂的移动） (2)径向伸展（手臂的伸展） (3)回转运动（手臂的旋转） ２．手腕的运动 (1)手腕旋转 (2)手腕俯仰 (3)手腕侧摆
工业机器人手部(手爪)结构
控制系统的主要包括主控制器和人机交互系统。
• 机器人控制器作为工业机器人最为核心的零部件之一， 对机器人的性能起着决定性的影响，在一定程度上影 响着机器人的性能。
• 机器人控制器包括运动控制卡、IO接口及模块化的软 件设计，可以针对不同的机器人本体结构、机器人应 用功能进行配置。
控制系统的结构
机器人工 作原理
机器人的基本工作原理是示教再现；示教也称导引，即由用 户导引机器人，一步步按实际任务操作一遍，机器人在导引过 程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数＼工艺 参数等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。完成示教 后，只需给机器人一个启动命令，机器人将精确地按示教动作， 一步步完成全部操作；
1. 滑槽杠杆式手部
2.齿轮齿条式手部
4. 斜 楔 杠 杆 式
3.滑块杠杆式手部
5.移动型连杆式手部
6.齿轮齿条式手部
7.内涨斜块式手部
8.连杆杠杆式手部
手指类型：
常见的另两种手部:
滚 动
轴
承
钢 板
座
电磁式吸盘
圈
气吸式吸盘
多
孔
齿
钢
轮
板
双吸头吸盘
多吸头吸盘
吸取瓦楞板
双吸头吸盘
双吸头架式吸 盘
多吸头板式吸 盘
其它手部:
工业机器人腕部结构
➢腕部影响手部的姿态（方位）
工业机器人臂部结构
➢臂部确定手部的位置
(2) 驱动系统。驱动系统是按照控制系统发来 的控制指令进行信息放大，驱动执行机构运 动的传动装置，相当于人的肌肉、筋络。常 用的有液压、气压、电气驱动形式。
电动驱动器类型和特点
电动驱动器的能源简单，速度变化范围大，效率高，转动惯性小，速度和 位置精度都很高，但它们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。
控制系统 感知系统
手 部 （腕臂腰 操部部部 作 器 ）
（ 固基 定 或 移座 动 ）
电 驱 动 装 置
液 压 驱 动 装 置
气 压 驱 动 装 置
关 节 处伺 理服 器控 制 器
内外 部部 传传 感感 器器
(1) 执行机构
手部：又称抓取机构或夹持器，用于直接抓取工 件或工具。此外，在手部安装的某些专用工具， 如焊枪、喷枪、电钻、螺钉螺帽拧紧器等，可视 为专用的特殊手部。