工业机器人认知
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2 、按机器人的机构特征划分
工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
19
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
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。
y z x
20
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
柱面坐标机器人 主要由旋转基座、垂直移动和 水平移动轴构成，具有一个回转和两个平移自由 度，其动作空间呈圆柱形。
θ r
x
21
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
16
三、工业机器人的分类
关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制 方式、自由度、结构、应用领域等划分。
1 、按机器人的技术等级划分 （ 1 ） 示教再现机器人 第一代工业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，示教可由操作员手把手进行或通过示教器完成 。
手把手示教
示教器示教
17
（ 2 ） 感知机器人 第二代工业机器人程具有环境感知装置，能在一定度上 适应环境的变化，目前已经进入应用阶段。
配备视觉系统的工业机器人
（ 3 ） 智能机器人 第三代工业机器人具有发现问题，并且能自主地解决问 题的能力，尚处于实验研究阶段。
18
关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制 方式、自由度、结构、应用领域等划分。
工业机器人应用技术
主讲人：周 春
1
项目一 工业机器人的认知
5分钟安全教育：
学习实训安全管理规定
职业能力：
1) 了解工业机器人的概念
（多媒体）
2）了解工业机器人的发展概况 （多媒体）
3）了解工业机器人的分类
（多媒体）
4）熟悉工业机器人在生产中应用 （多媒体）
5）熟悉工业机器人安装与日常维护（多媒体）
用在装配生产线上。开 拓了一种柔性自动化生 产方式，实现了在一条 焊接机器人生产线上同 时自动生产若干种焊件 。
27
机器人涂装
机器人涂装 被广泛
应用汽车、汽车零配件、 铁路、家电、建材、机 械等行业
28
机器人装配
机器人装配 被广泛
应用于各种电器的制造 行业及流水线产品的组 装作业，具有高效，精 确，不间断工作的特点。
29
五、工业机器人安装与日常维护
1、工业机器人安装 工业机器人的安装可分为机器人控制柜的安装，机器人本体的安装，机
器人各接口连接、机器人本体与控制柜的连接及机器人主电源的连接、示教 器连接。
机器人控制柜的安装： 1）利用搬运设备将控制柜移动到安装的位置，需要注意控制柜与机器 人的安装位置要求（见相应设备使用说明书）。 2）安装示教器架子及示教器电缆架子。（安装位置见相应设备使用说 明书） 机器人本体安装： 通过吊车或叉车进行机器人本体的吊装，不同机器人的吊装方式有所差 别，具体的请查看工业机器人说明书。吊装过程中需注意预防线索对机器人 本体的损坏。
球面坐标机器人 空间位置分别由旋转、摆动和 平移 3 个自由度确定，动作空间形成球面的一部分。
β r
θ
22
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系
柱面坐标系
球面坐标系
多关节坐标系
垂直多关节机器人 模拟人手臂功能，由垂直于 地面的腰部旋转轴、带动小臂旋转的肘部旋转轴 以及小臂前端的手腕等组成，手腕通常有 2~3 个自 由度，其动作空间近似一个球体。
Robot M-3iA
案列视频
14
世界知名工业机器人品牌：
发那科（FANUC）－日本 ABB机器人－瑞典 库卡（KUKA）－ 德国 安川（Yaskawa）－日本 新松(SIASUN)机器人－中国
15
学习型号：ABB IRB120工业机器人
ABB推出一款迄今最小的多用途工业机器人—紧凑、敏 捷、轻量的六轴IRB 120，仅重25kg，荷重3kg（垂直腕为 4kg），工作范围达580mm。
6）掌握机器人系统组成和硬件功能（现场教学）
课堂测试
课堂小结
2
工业机器人（industrial robot）是什么样？
3
是这样吗？
4ห้องสมุดไป่ตู้
是这样吗？
5
是这样吗？
6
是这样吗？
7
其实是这样的：
8
一、什么是工业机器人？
9
二、工业机器人发展概况
1、工业机器人的诞生 1959 年，美国造出了世界上第一台工业机器人 Unimate ，
SMART5 PAL
12
KUKA 公司推出 KR 5 arc HW （ Hollow Wrist ）， 其机械臂和机械手上有一个50 mm 宽的通孔，可以保护机 械臂上的整套保护气体软管的敷设。
KR 5 arc HW
13
FANUC 推出的 Robot M-3iA 装配机器人采用四轴或六 轴模式，具有独特的平行连接结构，具备轻巧便携的特点， 承重范围可达 6 kg 。
可实现回转、伸缩、俯仰等动作。
10
2、 工业机器人发展现状和趋势
2005年，YASKAWA 推出可代替人完成组装或搬运机器 人 MOTOMAN-DA20和 MOTOMAN-IA20 。
MOTOMAN-DA20
MOTOMAN-IA20
YASKAWA 机器人
11
2010 年意大利柯马（ COMAU ）推出 SMART5 PAL 机器 人，可实现装载 / 卸载、多产品拾取、堆垛等。
α φ θ
23
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
水平多关节机器人 结构上具有串联配置的两个 能够在水平面内旋转的手臂，自由度可依据用途 选择 2~4 个，动作空间为一圆柱体。
ω1
ω2
z
ω3
24
四、工业机器人的应用
按作业任务将工业机器人分为搬运、码垛、焊接、涂装、装配机器人 。
机器人搬运
机器人搬运 被广泛应 用于机床上下料、冲压 机自动化生产线、自动 装配流水线、码垛搬运、 集装箱等的自动搬运。
25
机器人码垛
机器人码垛 被广泛 应用于化工、饮料、食 品、啤酒、塑料等生产 企业，对纸箱、袋装、 罐装、啤酒箱、瓶装等 各种形状的包装成品都 适用。
26
机器人焊接
机器人焊接 最早应
工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
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2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
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。
y z x
20
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
柱面坐标机器人 主要由旋转基座、垂直移动和 水平移动轴构成，具有一个回转和两个平移自由 度，其动作空间呈圆柱形。
θ r
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21
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
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三、工业机器人的分类
关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制 方式、自由度、结构、应用领域等划分。
1 、按机器人的技术等级划分 （ 1 ） 示教再现机器人 第一代工业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，示教可由操作员手把手进行或通过示教器完成 。
手把手示教
示教器示教
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（ 2 ） 感知机器人 第二代工业机器人程具有环境感知装置，能在一定度上 适应环境的变化，目前已经进入应用阶段。
配备视觉系统的工业机器人
（ 3 ） 智能机器人 第三代工业机器人具有发现问题，并且能自主地解决问 题的能力，尚处于实验研究阶段。
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关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制 方式、自由度、结构、应用领域等划分。
工业机器人应用技术
主讲人：周 春
1
项目一 工业机器人的认知
5分钟安全教育：
学习实训安全管理规定
职业能力：
1) 了解工业机器人的概念
（多媒体）
2）了解工业机器人的发展概况 （多媒体）
3）了解工业机器人的分类
（多媒体）
4）熟悉工业机器人在生产中应用 （多媒体）
5）熟悉工业机器人安装与日常维护（多媒体）
用在装配生产线上。开 拓了一种柔性自动化生 产方式，实现了在一条 焊接机器人生产线上同 时自动生产若干种焊件 。
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机器人涂装
机器人涂装 被广泛
应用汽车、汽车零配件、 铁路、家电、建材、机 械等行业
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机器人装配
机器人装配 被广泛
应用于各种电器的制造 行业及流水线产品的组 装作业，具有高效，精 确，不间断工作的特点。
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五、工业机器人安装与日常维护
1、工业机器人安装 工业机器人的安装可分为机器人控制柜的安装，机器人本体的安装，机
器人各接口连接、机器人本体与控制柜的连接及机器人主电源的连接、示教 器连接。
机器人控制柜的安装： 1）利用搬运设备将控制柜移动到安装的位置，需要注意控制柜与机器 人的安装位置要求（见相应设备使用说明书）。 2）安装示教器架子及示教器电缆架子。（安装位置见相应设备使用说 明书） 机器人本体安装： 通过吊车或叉车进行机器人本体的吊装，不同机器人的吊装方式有所差 别，具体的请查看工业机器人说明书。吊装过程中需注意预防线索对机器人 本体的损坏。
球面坐标机器人 空间位置分别由旋转、摆动和 平移 3 个自由度确定，动作空间形成球面的一部分。
β r
θ
22
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系
柱面坐标系
球面坐标系
多关节坐标系
垂直多关节机器人 模拟人手臂功能，由垂直于 地面的腰部旋转轴、带动小臂旋转的肘部旋转轴 以及小臂前端的手腕等组成，手腕通常有 2~3 个自 由度，其动作空间近似一个球体。
Robot M-3iA
案列视频
14
世界知名工业机器人品牌：
发那科（FANUC）－日本 ABB机器人－瑞典 库卡（KUKA）－ 德国 安川（Yaskawa）－日本 新松(SIASUN)机器人－中国
15
学习型号：ABB IRB120工业机器人
ABB推出一款迄今最小的多用途工业机器人—紧凑、敏 捷、轻量的六轴IRB 120，仅重25kg，荷重3kg（垂直腕为 4kg），工作范围达580mm。
6）掌握机器人系统组成和硬件功能（现场教学）
课堂测试
课堂小结
2
工业机器人（industrial robot）是什么样？
3
是这样吗？
4ห้องสมุดไป่ตู้
是这样吗？
5
是这样吗？
6
是这样吗？
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其实是这样的：
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一、什么是工业机器人？
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二、工业机器人发展概况
1、工业机器人的诞生 1959 年，美国造出了世界上第一台工业机器人 Unimate ，
SMART5 PAL
12
KUKA 公司推出 KR 5 arc HW （ Hollow Wrist ）， 其机械臂和机械手上有一个50 mm 宽的通孔，可以保护机 械臂上的整套保护气体软管的敷设。
KR 5 arc HW
13
FANUC 推出的 Robot M-3iA 装配机器人采用四轴或六 轴模式，具有独特的平行连接结构，具备轻巧便携的特点， 承重范围可达 6 kg 。
可实现回转、伸缩、俯仰等动作。
10
2、 工业机器人发展现状和趋势
2005年，YASKAWA 推出可代替人完成组装或搬运机器 人 MOTOMAN-DA20和 MOTOMAN-IA20 。
MOTOMAN-DA20
MOTOMAN-IA20
YASKAWA 机器人
11
2010 年意大利柯马（ COMAU ）推出 SMART5 PAL 机器 人，可实现装载 / 卸载、多产品拾取、堆垛等。
α φ θ
23
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
水平多关节机器人 结构上具有串联配置的两个 能够在水平面内旋转的手臂，自由度可依据用途 选择 2~4 个，动作空间为一圆柱体。
ω1
ω2
z
ω3
24
四、工业机器人的应用
按作业任务将工业机器人分为搬运、码垛、焊接、涂装、装配机器人 。
机器人搬运
机器人搬运 被广泛应 用于机床上下料、冲压 机自动化生产线、自动 装配流水线、码垛搬运、 集装箱等的自动搬运。
25
机器人码垛
机器人码垛 被广泛 应用于化工、饮料、食 品、啤酒、塑料等生产 企业，对纸箱、袋装、 罐装、啤酒箱、瓶装等 各种形状的包装成品都 适用。
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机器人焊接
机器人焊接 最早应