工业机器人认知
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工业机器人应用范围比较广阔,主要用在装配、搬运、 码垛、焊接、点焊、涂胶、喷涂等各领域。
Robot M-3iA
案列视频
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
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。
课堂测试
3 、判断
（ 1 ）工业机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作 机。 （ ）
（ 2 ）发展工业机器人的主要目的是在不违背“机器人三原则”前提下，用机 器人协助或替代人类从事一些不适合人类甚至超越人类的工作，把人类从大量的、 烦琐的、重复的、危险的岗位中解放出来，实现生产自动化、柔性化，避免工伤 事故和提高生产效率。（ ）
y z x
θ
2 、按机器人的机构特征划分
r
工业机器人的结构形式
x
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。
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
学生提问：
1、工业机器人会说话吗？ 2、工业机器人多少钱？ 3、工业机器人怎么动起来？ 4、工业机器人需要编程序吗？ 5、工业机器人能联网吗？ 6、工业机器人能连接WIFI吗？ 7、有网络学习资源吗，怎么能找到？
1 、填空
课堂测试
（ 1 ）国际工业机器人技术日趋成熟，基本沿着两个路径在发展：一是模仿人 的 _______ ，实现多维运动，在应用上比较典型的是点焊、弧焊机器人；二是模 仿人的 _______ ，实现物料输送、传递等搬运功能，例如搬运机器人。
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
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。
课堂测试
课堂小结
工业机器人（industrial robot）是什么样？
是这样吗？
是这样吗？
是这样吗？
是这样吗？
其实是这样的：
一、什么是工业机器人？
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 ， 可实现回转、伸缩、俯仰等动作。
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。
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。
机器人焊接
机器人焊接 最早应
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 。
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
α
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
φ
直角坐标系
θ
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。
机器人各接口连接 不同机器人的连接接口有所差别，请按照工业机器人说明书进行
连接。例如IRB4600机器人本体上有上臂接口和底座接口，上臂接口主 要是有压缩空气接口、用户电缆CP、用户电缆CS等。
机器人本体与控制柜的连接 主要是电动机动力电缆与转数计数器电缆、用户电缆的连接。将
电动机动力电缆与转数计数器电缆、用户电缆的两端分别与相应的控 制柜接口和机器人本体底座接口相连接。
要进行1次预防性保养，更换齿轮润滑油。工业机器人正常运行每3年或 10000小时后，必须在进行1次预防保养，特别是针对在恶劣工况与长时间在 负载极限或运行极限下工作的机器人，需要每年进行一次全面预防性保养。 下面对机器人在日常保养、三个月保养、一年保养的工作任务进行介绍。 1、日常保养
1）检查设备的外表有没有灰尘附着； 2）外部电缆磨损，压损，各接头是否固定良好，有无松动； 3）冷却风扇是否正常工作； 4）各操作按钮动作是否正常； 5）机器人动作是否正常。 2、三个月保养（包括日常保养） 1）各接线端子是否固定良好； 2）机器人本体的底座是否固定良好； 3）内部有灰尘的清扫。
A. ①②③④ B. ①②③⑤ C. ①③④⑤ D. ②③④⑤ （ 2 ）按基本动作机构，工业机器人通常可分为（ ）。
①直角坐标机器人；②柱面坐标机器人；③球面坐标机器人；④关节型机器人
A. ①② B. ①②③ C. ①③ D. ①②③④ （ 3 ）机器人行业所说的四巨头指的是（ ）。
① PANASONIC ；② FANUC ；③ KUKA ；④ OTC ；⑤ YASKAWA ；⑥ FANUC ； ⑦ NACHI ；⑧ ABB A. ①②③④ B. ①②③⑧ C. ②③⑤⑧ D. ①③⑤⑧
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）
6）掌握机器人系统组成和硬件功能（现场教学）
百度文库
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
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 。
SMART5 PAL
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
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 。
示教器示教
（ 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。
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。
机器人电源连接 根据控制柜柜门内侧的主电源连接指引图，接入机器人主电源。
电源电压参考工业机器人说明书，连接时注意主电源的接地保护PE点 的连接。例如：ABB工业机器人采用380V三相四线制电源。
示教器连接 将示教器连接到控制柜示教器接口上。
4.2 工业机器人日常维护 工业机器人运行磨合期限为一般1年，在正常运行1年后，工业机器人需
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。
3、一年保养（包括日常、三个月保养） 1）检查控制箱内部各基板接头有无松动； 2）内部各线有无异常情况（如各接点是否有断开的情况）； 3）检查本体内配线是否断线； 4）机器人的电池电压是否正常（正常为3.6V）； 5）机器人各轴马达的刹车是否正常； 6）各轴的皮带张紧度是否正常； 7）各轴减速机加机器人专用油； 8）各设备电压是否正常。
（ 2 ）按照机器人的技术发展水平，可以将工业机器人分为三代 _______ 机器 人、 _______ 机器人和 _______ 机器人。
（ 3 ）目前在我国应用的工业机器人主要分 _______ 、 _______ 和国产三种。
2 、选择
（ 1 ）工业机器人一般具有的基本特征是（ ）。 ①拟人性；②特定的机械机构；③不同程度的智能；④独立性；⑤通用性
思考题：工业机器人有哪些优势？
1、安全性高。如：化学产品。 2、节省人工。焊接机器人能够同时进行两个或者多个工 位的工作，而只需要一个工人进行看护即可。 3、提高效率和品质。工业机器人能够不间断的进行24小 时作业，且机器人不受情绪影响，而工人则相反 4、降低产品不良率。在产品成型时，使用机器人能够使 产品均匀受力。 5、节省原料，降低成本。工人会存在偷懒行为，取出产 品时间不定，而机器人则不会； 6、提高企业形象。使用机器人作业，能够提升客户对企 业的形象认识，能简介的提升企业订单。
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
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。
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
（ 3 ）直角坐标机器人具有结构紧凑、灵活、占地空间小等优点，是目前工业 机器人大多采用的结构形式。（ ）
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。第二代为感觉型机器人， 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， 其尚处于实验研究阶段。
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
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
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。
Robot M-3iA
案列视频
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
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。
课堂测试
3 、判断
（ 1 ）工业机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作 机。 （ ）
（ 2 ）发展工业机器人的主要目的是在不违背“机器人三原则”前提下，用机 器人协助或替代人类从事一些不适合人类甚至超越人类的工作，把人类从大量的、 烦琐的、重复的、危险的岗位中解放出来，实现生产自动化、柔性化，避免工伤 事故和提高生产效率。（ ）
y z x
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2 、按机器人的机构特征划分
r
工业机器人的结构形式
x
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。
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
学生提问：
1、工业机器人会说话吗？ 2、工业机器人多少钱？ 3、工业机器人怎么动起来？ 4、工业机器人需要编程序吗？ 5、工业机器人能联网吗？ 6、工业机器人能连接WIFI吗？ 7、有网络学习资源吗，怎么能找到？
1 、填空
课堂测试
（ 1 ）国际工业机器人技术日趋成熟，基本沿着两个路径在发展：一是模仿人 的 _______ ，实现多维运动，在应用上比较典型的是点焊、弧焊机器人；二是模 仿人的 _______ ，实现物料输送、传递等搬运功能，例如搬运机器人。
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
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。
课堂测试
课堂小结
工业机器人（industrial robot）是什么样？
是这样吗？
是这样吗？
是这样吗？
是这样吗？
其实是这样的：
一、什么是工业机器人？
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 ， 可实现回转、伸缩、俯仰等动作。
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。
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。
机器人焊接
机器人焊接 最早应
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 。
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
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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
φ
直角坐标系
θ
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。
机器人各接口连接 不同机器人的连接接口有所差别，请按照工业机器人说明书进行
连接。例如IRB4600机器人本体上有上臂接口和底座接口，上臂接口主 要是有压缩空气接口、用户电缆CP、用户电缆CS等。
机器人本体与控制柜的连接 主要是电动机动力电缆与转数计数器电缆、用户电缆的连接。将
电动机动力电缆与转数计数器电缆、用户电缆的两端分别与相应的控 制柜接口和机器人本体底座接口相连接。
要进行1次预防性保养，更换齿轮润滑油。工业机器人正常运行每3年或 10000小时后，必须在进行1次预防保养，特别是针对在恶劣工况与长时间在 负载极限或运行极限下工作的机器人，需要每年进行一次全面预防性保养。 下面对机器人在日常保养、三个月保养、一年保养的工作任务进行介绍。 1、日常保养
1）检查设备的外表有没有灰尘附着； 2）外部电缆磨损，压损，各接头是否固定良好，有无松动； 3）冷却风扇是否正常工作； 4）各操作按钮动作是否正常； 5）机器人动作是否正常。 2、三个月保养（包括日常保养） 1）各接线端子是否固定良好； 2）机器人本体的底座是否固定良好； 3）内部有灰尘的清扫。
A. ①②③④ B. ①②③⑤ C. ①③④⑤ D. ②③④⑤ （ 2 ）按基本动作机构，工业机器人通常可分为（ ）。
①直角坐标机器人；②柱面坐标机器人；③球面坐标机器人；④关节型机器人
A. ①② B. ①②③ C. ①③ D. ①②③④ （ 3 ）机器人行业所说的四巨头指的是（ ）。
① PANASONIC ；② FANUC ；③ KUKA ；④ OTC ；⑤ YASKAWA ；⑥ FANUC ； ⑦ NACHI ；⑧ ABB A. ①②③④ B. ①②③⑧ C. ②③⑤⑧ D. ①③⑤⑧
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）
6）掌握机器人系统组成和硬件功能（现场教学）
百度文库
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
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 。
SMART5 PAL
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
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 。
示教器示教
（ 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。
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。
机器人电源连接 根据控制柜柜门内侧的主电源连接指引图，接入机器人主电源。
电源电压参考工业机器人说明书，连接时注意主电源的接地保护PE点 的连接。例如：ABB工业机器人采用380V三相四线制电源。
示教器连接 将示教器连接到控制柜示教器接口上。
4.2 工业机器人日常维护 工业机器人运行磨合期限为一般1年，在正常运行1年后，工业机器人需
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。
3、一年保养（包括日常、三个月保养） 1）检查控制箱内部各基板接头有无松动； 2）内部各线有无异常情况（如各接点是否有断开的情况）； 3）检查本体内配线是否断线； 4）机器人的电池电压是否正常（正常为3.6V）； 5）机器人各轴马达的刹车是否正常； 6）各轴的皮带张紧度是否正常； 7）各轴减速机加机器人专用油； 8）各设备电压是否正常。
（ 2 ）按照机器人的技术发展水平，可以将工业机器人分为三代 _______ 机器 人、 _______ 机器人和 _______ 机器人。
（ 3 ）目前在我国应用的工业机器人主要分 _______ 、 _______ 和国产三种。
2 、选择
（ 1 ）工业机器人一般具有的基本特征是（ ）。 ①拟人性；②特定的机械机构；③不同程度的智能；④独立性；⑤通用性
思考题：工业机器人有哪些优势？
1、安全性高。如：化学产品。 2、节省人工。焊接机器人能够同时进行两个或者多个工 位的工作，而只需要一个工人进行看护即可。 3、提高效率和品质。工业机器人能够不间断的进行24小 时作业，且机器人不受情绪影响，而工人则相反 4、降低产品不良率。在产品成型时，使用机器人能够使 产品均匀受力。 5、节省原料，降低成本。工人会存在偷懒行为，取出产 品时间不定，而机器人则不会； 6、提高企业形象。使用机器人作业，能够提升客户对企 业的形象认识，能简介的提升企业订单。
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
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。
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
（ 3 ）直角坐标机器人具有结构紧凑、灵活、占地空间小等优点，是目前工业 机器人大多采用的结构形式。（ ）
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。第二代为感觉型机器人， 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， 其尚处于实验研究阶段。
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
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
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。