第1章 认识工业机器人
青少年人工智能技术水平测试一级第一章 认识机器人
教学流程
世界上第 一个直接 驱动机器
人手臂
1981年，美国卡内基-梅隆大学设计开发出世界上第一个
直接驱动机器人手臂。
1985年，上海交通大学机器人研究所完成了
“上海一号”弧焊机器人的研究，这是中国自主研制的 第一台6自由度关节机器人。
教学流程
机器人进 入日常生
活中
1999年，日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO)，当
即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机器人迈进普通家庭的 途径之一。
教学流程
能走路的 阿西莫
2000年，本田汽车公司出品的人形机器
人阿西莫走上了舞台，它身高1.3米，能够以 接近人类的姿态走路和奔跑。
教学流程
“勇气号” 火星探测
器
2004年，美国宇航局的“勇气号”探测
器登陆火星，开始了探索这颗星球的任务。 这台探测器在原先预定的90天任务结束后继 续运行了6年时间，总旅程超过7.7公里。
教学流程
世界上第 一台机电 驱动的6 轴机器人
1973年，德国库卡公司（KUKA）将其使用的Unimate
机器人研发改造成其第一台产业机器人，命名为Famous，这是 世界上第一台机电驱动的6轴机器人。
1974年，瑞典通用电机公司开发出世界上第一
台全电力驱动、由微处理器控制的工业机器人IRB 6。
界第一台可编程的机器人“尤尼梅特”并注册了专利。 这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此 具有通用性和灵活性。
教学流程
工业机器 人之父
1959年 德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手
制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机 器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业 机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。
工业机器人读书报告
工业机器人读书报告工业机器人技术是近年来兴起的热门领域，它的应用范围广泛，包括制造业、物流管理、医疗保健等诸多行业。
作为我国制造业转型升级的重要支撑，工业机器人的发展备受关注。
为了深入了解工业机器人的发展现状和未来趋势，我阅读了一本名为《工业机器人技术与应用》的专业书籍。
下面是我对这本书的读后感和总结。
第一章：工业机器人的概述本章主要介绍了工业机器人的概念、起源和发展历程。
通过阅读，我了解到工业机器人是一种能够代替人类执行重复性、繁重工作的自动化设备。
它们能够提高生产效率，降低生产成本，并提高产品质量。
此外，本章还介绍了工业机器人的分类、结构及其在不同行业中的应用案例，让我对工业机器人有了更全面的认识。
第二章：工业机器人的关键技术本章重点讲解了工业机器人的关键技术。
首先是机器人感知技术，包括视觉感知、力觉感知等，使机器人能够感知环境并作出相应的反应。
其次是运动控制技术，包括轨迹规划、运动控制算法等，使机器人能够灵活、高效地执行各种任务。
另外，本章还介绍了机器视觉、人机交互、智能控制等技术在工业机器人领域中的应用。
这些关键技术的不断创新，将推动工业机器人技术的发展和应用范围的拓展。
第三章：工业机器人的现状与发展趋势本章主要分析了当前工业机器人的现状和发展趋势。
通过统计数据和案例分析，我了解到全球工业机器人市场不断扩大，中国成为全球最大的工业机器人市场之一。
随着人工智能、大数据等技术的发展，工业机器人的智能化、柔性化程度将大幅提升。
此外，本章还对未来工业机器人的发展趋势进行了展望，包括人机协作、云端服务等方面的应用。
这些趋势将进一步推动工业机器人的发展。
第四章：工业机器人的挑战与对策本章分析了工业机器人面临的挑战，并提出了相应的对策。
首先是技术挑战，包括关键技术的研发、工业机器人与人的安全性等方面。
其次是应用挑战，包括工业机器人在不同行业中的应用需求、技术适应性等方面。
最后是市场挑战，包括竞争压力、产品价格等方面。
工业机器人课程设计
工业机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工业机器人的基本概念、分类及其在各行各业中的应用。
2. 学生掌握工业机器人的基本组成部分、工作原理和关键技术。
3. 学生了解工业机器人编程与控制的基本方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析工业机器人在实际生产中的应用场景，并给出合理的解决方案。
2. 学生能够操作模拟软件，进行工业机器人的基本编程与仿真。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对工业机器人技术产生浓厚的兴趣，培养科技创新精神。
2. 学生认识到工业机器人在我国经济发展中的重要性，增强国家自豪感。
3. 学生在学习过程中，树立正确的价值观，认识到技术进步对人类社会发展的影响。
课程性质：本课程为选修课，旨在让学生了解工业机器人技术，培养实践操作能力和创新意识。
学生特点：学生为初中生，具有一定的物理和数学基础，对新技术充满好奇。
教学要求：结合实际案例，采用任务驱动法，引导学生动手实践，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，注重培养学生的团队合作精神和创新能力。
通过课程学习，使学生能够达到课程目标所设定的具体学习成果。
二、教学内容1. 工业机器人概述- 机器人的定义、分类与应用领域- 工业机器人发展历程及未来发展趋势2. 工业机器人的基本组成与工作原理- 机器人的机械结构、驱动系统、感知系统- 工业机器人工作原理及关键技术3. 工业机器人编程与控制- 编程语言与编程方法- 控制系统原理及常用控制算法4. 工业机器人在生产中的应用案例分析- 汽车制造、电子组装、食品加工等领域的应用案例- 工业机器人应用场景的分析与解决方案设计5. 工业机器人操作与仿真- 模拟软件的使用方法- 基本编程与仿真操作实践6. 小组项目实践- 设计一个简单的工业机器人应用场景- 完成编程、控制与仿真操作教学内容安排与进度：第1-2周：工业机器人概述第3-4周：工业机器人的基本组成与工作原理第5-6周：工业机器人编程与控制第7-8周：工业机器人在生产中的应用案例分析第9-10周：工业机器人操作与仿真第11-12周：小组项目实践教材章节关联：第1章 工业机器人概述第2章 工业机器人的基本组成与工作原理第3章 工业机器人编程与控制第4章 工业机器人应用案例分析第5章 工业机器人操作与仿真第6章 小组项目实践教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，以实际应用为导向，培养学生的实践操作能力和创新意识。
六年级下册信息技术第一单元第一节《初识机器人》川教版
科技的发明创造通常是为了把人们从繁重 的体力劳动或危险的环境中解放出来，使得人 们有更多的时间去创造更多的精神和物质财富 。没有机器人，人将成为机器，有了机器人， 人仍然是主人，相信人与机器人能够共同进步 ，和谐发展。
生活中还有哪些机器人呢？ 请上网搜索，将你喜本特征：一是具有自动 控制的程序；二是具有一定结构形态的身体；三是 具有能够完成一定动作的能力。它既可以由人类操 作，又可以按程序自动运行。它的任务是协助或代 替人类从事某些领域的工作，例如工业、农业、车 事等领域。
机器人一共有多少类型？ 它是如何分类的？
三、机器人的分类
机器人的用途很广，它有很多 分类。从应用环境的角度，可以将机 器人分为工业机器人和特种机器人。
服务机器人一般用于为人类日常生活提供服务。主要从事维护保养、修 理、娱乐、清洗、保卫、救援、监护等工作。
探索机器人可用于火山探险、深海探密和空间探索，以及在放射性、 有毒或高温等恶劣环境中的工作。
军用机器人是用于车事领域的机器装置，包括地面机器人、空中机器 人、水下机器人、空问机器人等。
农业机器人在耕种、施肥、除草、收获等方面改变了传统的农业劳动 方式，提高了生产率和农产品品质，促进了现代农业的发展。
工业机器人就是面向工 业领域的多关节机械手或多 自由度机器人。按照具体应 用不同，通常又分为焊接机 器人、材料搬运机器人、检 测机器人、装配机器人、喷 漆和喷涂机器人等。
……
特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造 业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器 人、探索机器人、军用器人、农业机器人等。
机器人在人们的生活中已经成为不可或缺的一部分，随着人工智能时 代的到来，机器人智能化程度越来越高。
2017年5月23日到27日，在中国乌镇围棋峰会上，阿尔法围棋以3比0的总 比分战胜排名世界第一的世界围棋冠军柯洁。在这次围棋峰会中，阿尔法还战胜 了由陈耀烨、唐韦星、周睿羊、时越、芈昱廷五位世界冠军组成的围棋团队。
《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。
机器人第一章讲义
第一章概述1.1 机器人的由来与发展一、机器人的由来“机器人”（robot）一词来自1920年捷克作家卡雷尔·查培克的剧本《罗萨姆的万能机器人》。
剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人它的名字叫罗伯特，也就是我们英文中的Robot，作为人类生产的工业品推向市场,让它充当劳动力代替人类劳动的故事,引起了人们的广泛关注。
后来,这个故事就被当成了机器人的起源。
机器人学(robotics)出自1942年美国科幻作家Jsaac Asimov的科幻小说“Runaround”。
1942年，科学家兼作家Isaac Asimov首次提出了机器人三大定律：第一：机器人必须不危害人类，也不允许它眼看人将受危害而袖手旁观；第二：机器人必须绝对服从人类，除非这与第一原则矛盾；第三：机器人必须保护自身不受伤害，除非这与第一或第二原则相矛盾。
机器人一词虽出现得较晚，然而这一概念在人类的想象中却早已出现，人类希望制造一种像人一样的机器，以便替人类完成各种工作。
西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的具备有机器人概念的文字资料。
春秋后期，鲁班曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日不下”体现了我国劳动人民的聪明智慧。
东汉时代，著名科学家张衡不仅发明了地动仪、计里鼓车，而且发明了指南车，这些发明都是具有机器人构想的装置。
据记载，指南车行驶于前方，车厢正中间有个平放着的大齿轮，即一个四十八齿的轮子。
大齿轮中央有一平台，金童仙子立于此台上，左手拢于胸前，右手平平举起，指向正南方。
当车向左或向右转弯时，金童仙子也徐徐地转身，但右手所指的方向却始终不变。
张衡指南车是一种装有特殊的差速齿轮装置和指向器的单辕双轮车。
关于记里鼓车：计里鼓车每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里击钟一下。
原理是，车轱辘直径三尺二寸，张衡当时计算出的圆周率为3.1466，车轱辘转一周，所走路程是一丈，也就是民间说的两步。
自上古以来，里程就有明确的规定，三百步为一里，也就是一百五十丈，车轱辘转动一百五十圈就是一里。
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
工业机器人课程教学大纲
《工业机器人》课程教学大纲课程编号：0803701069课程名称：工业机器人英文名称：Industrial Robot课程类型：专业任选课总学时：24 讲课学时：20 实验学时：4学分：1.5适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业、四年制机械电子工程专业先修课程：高等数学、线性代数、工程制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电子技术、电工技术、机械制造基础、互换性与技术测量、液压与气压传动、机电传动控制、单片机原理及应用、自动控制原理等。
一、课程性质、目的和任务工业机器人课程是机械设计制造及其自动化专业各专业方向的一门主要专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。
其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解。
培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。
二、教学基本要求本课程以机器人为研究对象，以工业机器人为重点。
学完本课程应达到以下基本要求：1．了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。
2．了解机器人运动学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。
3．了解机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等。
4．了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。
三、教学内容及要求绪论0.1 概述0.1.1 机器人的由来与发展0.1.2 机器人的定义0.1.3 机器人技术的研究领域与学科范围0.2 机器人的分类0.2.1 按机器人的开发内容与应用分类0.2.2 按机器人的发展程度分类0.2.3 按机器人的性能指标分类0.2.4 按机器人的结构形式分类0.2.5 按坐标形式分类0.2.6 按控制方式分类0.2.7 按驱动方式分类0.2.8 按机器人工作时的机座可动性分类0.3 机器人的应用0.3.1 工业机器人的应用0.3.2 操纵型机器人的应用0.3.3 智能机器人的应用0.4 机器人的组成与技术参数0.4.1 机器人的基本组成0.4.2 机器人主要技术参数0.4.3 MOTOMAN UP6型通用工业机器人技术参数0.4.4 MOTOMAN EA1400型弧焊机器人技术参数第一章机器人运动学1.1 齐次坐标与动系位姿矩阵1.1.1 齐次坐标1.1.2 动系的位姿表示1.2 齐次变换1.2.1 旋转的齐次变换1.2.2 平移的齐次变换1.2.3 复合变换1.3 机器人的位姿分析1.3.1杆件坐标系的建立1.3.2 连杆坐标系间的变换矩阵1.4 机器人正向运动学1.4.1 斯坦福机器人运动方程1.4.2 PUMA-560机器人运动学方程1.5 机器人逆向运动学1.5.1 逆向运动学的解1.5.2 逆向运动学求解实例第三章机器人轨迹规划3.1 机器人轨迹规划概述3.1.1 机器人轨迹的概念3.1.2 轨迹规划的一般性问题3.1.3 轨迹的生成方式3.1.4 轨迹规划涉及的主要问题3.2 插补方式分类与轨迹控制3.2.1 插补方式分类3.2.2 机器人轨迹控制过程第四章机器人本体基本结构4.1 概述4.1.1 机器人本体的基本结构形式4.1.2 机器人本体材料的选择4.2 机身及臂部结构4.2.1 机器人机身结构基本形式和特点4.2.2 机器人臂部结构基本形式和特点4.2.3 机器人的平稳性和臂杆平衡方法4.3 腕部及手部结构4.3.1 机器人腕部结构基本形式和特点4.3.2 机器人手部结构基本形式和特点4.4 传动及行走机构4.4.1 机器人传动机构结构基本形式和特点4.4.2 机器人行走机构结构基本形式和特点第五章机器人控制系统5.1 机器人传感器5.2 驱动与运动控制系统5.3 控制理论与算法第六章机器人编程语言与离线编程四、实践环节课内实验工业机器人实验安排在课程内，开设3个实验：1．焊接机器人自动跟踪系统认知实验2学时2．MOTOMAN机器人焊枪动作与编程实验2学时五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，课外习题不应少于8题。
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。
工业机器人应用案例分析
工业机器人应用案例分析第一章绪论工业机器人已经被广泛应用于制造业，特别是在汽车、电子、家用电器、食品等领域。
它不仅大大提高了生产效率，而且还可以改善产品质量，减少人力资源和能源的浪费。
本文将在前期介绍工业机器人的基本概念、分类和工作原理，之后详细介绍若干典型的工业机器人应用案例，以便于读者更好地理解和认识工业机器人的应用。
第二章工业机器人的分类和特点2.1 工业机器人的分类工业机器人依据其结构特点和工作方式不同，通常分为以下几类:点位机器人，轨迹机器人，SCARA机器人，平面机器人，柔性机器人等。
2.2 工业机器人的特点(1)高精度：机器人的重复精度一般在0.01~0.03毫米之间，经过校正后可以达到更高精度的要求；(2)高速度：机器人的工作速度越来越快，达到了每分钟几百个到上千个动作次数；(3)高刚性：机器人质量比较轻，靠刚性结构和传动装置保持稳固；(4)高灵活性：除了一些特殊的机器人，如SCARA机器人、平面机器人等，多数机器人的自由度比较高，可以实现各种运动轨迹；(5)高可靠性：机器人的制造质量一般比较高，维修和保养人员经常对其进行检修和维护，加上专业的保养，因此故障率低。
第三章工业机器人应用案例分析3.1点焊机器人应用案例汽车出现在了人们的生活中，汽车制造过程中离不开焊接这一工艺，而焊接工艺中主要采用的是点焊工艺。
所以，点焊机器人的应用迅速普及。
目前国内的汽车出厂商基本上都采用了点焊机器人进行汽车生产。
例如，一汽-大众目前已经采用了110多台点焊机器人，其中大部分都是ABB公司的机器人。
福特汽车公司中国制造的Focus、舒派锐、致胜、翼搏等车型都采用了ABB机器人。
目前，部分厂商已经研发出了新一代的点焊机器人。
这些机器人配有先进的力控系统，能够实现万分之一毫米级别的精度，实现了对高强度钢的焊接，并且可以通过数据分析做出更加准确的焊接控制。
3.2 装配机器人应用案例除了点焊机器人，装配机器人也是普遍运用于汽车制造过程中。
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。
《工业机器人技术基础》课程教学大纲
《工业机器人技术基础》课程教学大纲一、课程地位与作用工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。
这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用。
工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸方面具有举足轻重的地位。
本课程是以工业机器人概述、基本组成及技术参数、本体与控制器连接、末端操作器、工业机器人的环境感觉技术、编程语言介绍、工业机器人系统集成项目流程等为研究对象的一门专业基础课。
二、教学目标学生通过对本课程的学习，熟知工业机器人使用及搬运安全事项；了解工业机器人常见国际品牌与国内品牌；掌握工业机器人的三大组成部分和六个子系统；工业机器人的主要技术参数和常用软件，工业机器人末端操作器种类与应用等，让学生对工业机器人的定义、发展历史及前景、运用领域、基本组成、主要技术参数有一个初步的认识，为后面的专业核心课程打下理论基础，培养学生的学习兴趣，建立长期的学习计划。
同时树立示教器、专用设备、教具使用的安全意识及保养意识，使学生初步具备分析和解决基础技术问题的能力。
三、课程教学内容与方法设计第一章绪论【教学目标】1.掌握工业机器人行业典型应用、市场前景；2.熟知工业机器人品牌认识及行业应用前景；3.熟知使用机器人安全注意事项以及机器人的分类。
【重点难点】1.工业机器人的应用环境；2.工业机器人的使用安全；【教学内容】1.机器人的分类；2.工业机器人的应用环境，工业机器人的历史发展；3.工业机器人家族介绍；4.工业机器人应用安全注意事项。
【教学方法与设计】1.本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。
通过讲授和多媒体教学的方式,并结合板书进行教学，在讲解过程中注重与学生互动。
2.如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。
1.1初识机器人(教学设计)六年级下册信息技术川教版
（1）教师讲解机器人的基本结构，包括传感器、执行器、控制器等。
（2）介绍机器人的基本功能，如感知、决策、执行等。
（3）引导学生了解机器人编程的基本方法，如图形化编程、代码编程等。
3. 互动环节
（1）教师邀请学生上台演示简单的机器人编程操作。
（2）学生互相交流编程心得，讨论如何让机器人完成特定任务。
if (到达(x, y)) {
x = 随机数(0, maxX);
y = 随机数(0, maxY);
}
移动到(x, y)；
}
```
3. 教学内容的安排上，我注意到要注重理论与实践相结合。通过让学生动手实践，他们更能体会到编程的乐趣，同时也加深了对理论知识的理解。
4. 学生们在项目设计与实施过程中，展现了很高的创新能力。但我发现，部分学生在项目规划上还存在不足，对任务分解和进度把控不够到位。在今后的教学中，我会加强这方面的指导，提高学生项目规划与管理能力。
- 掌握项目实施的基本步骤，如需求分析、方案设计、编程调试等。
6. 信息意识与计算思维
- 培养学生关注信息技术发展，提高信息敏感性。
- 通过编程实践，锻炼学生的问题解决能力和计算思维。
7. 数字化学习与创新
- 学会运用数字化工具，如编程软件、机器人套件等，进行自主学习。
- 鼓励学生创新思考，设计具有实际应用价值的机器人项目。
var y = 0; // 当前位置纵坐标
var maxX = 100; // 区域最大横坐标
var maxY = 100; // 区域最大纵坐标
function setup() {
初始化机器人硬件；
x = 随机数(0, maxX);
y = 随机数(0, maxY);
工业机器人编程课程设计
工业机器人编程课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工业机器人的基本结构、功能及工作原理；2. 学生能掌握工业机器人编程的基本指令、程序结构和编程方法；3. 学生能了解工业机器人在现代制造业中的应用及其重要性。
技能目标：1. 学生能运用所学知识对工业机器人进行编程，实现简单的运动控制；2. 学生能通过实际操作，提高解决实际问题的能力和团队协作能力；3. 学生能运用编程软件进行仿真实验，验证程序的正确性。
情感态度价值观目标：1. 学生对工业机器人技术产生兴趣，培养科技创新意识；2. 学生通过课程学习，认识到工业机器人在国家经济发展中的重要作用，增强国家意识；3. 学生在团队协作中，培养沟通能力、合作精神，形成积极向上的人生态度。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论教学与实际操作，注重培养学生的动手能力、创新能力和实际应用能力。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的学科基础和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与，关注学生个体差异，提高课堂教学效果。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 工业机器人的基本结构及工作原理- 介绍工业机器人的组成部分、功能及工作原理；- 分析不同类型工业机器人的特点及应用领域。
2. 工业机器人编程基础- 概述编程语言、编程指令和程序结构；- 掌握工业机器人编程的基本方法。
3. 工业机器人编程软件应用- 学习编程软件的操作方法；- 利用编程软件进行仿真实验，验证程序的正确性。
4. 工业机器人编程实践- 设计简单的工业机器人编程案例，实现运动控制；- 结合实际操作，培养学生动手能力和实际问题解决能力。
5. 工业机器人在现代制造业中的应用- 了解工业机器人在制造业中的应用案例；- 分析工业机器人在提高生产效率、降低生产成本等方面的作用。
教学内容安排与进度：第一周：工业机器人的基本结构及工作原理；第二周：工业机器人编程基础；第三周：工业机器人编程软件应用；第四周：工业机器人编程实践；第五周：工业机器人在现代制造业中的应用。
《工业机器人技术》课程教学简案
《工业机器人技术》课程教学简案教学内容第五章搬运机器人及操作应用教学目的1. 了解搬运机器人的特点。
2. 掌握搬运机器人的组成、示教。
重点难点1. 了解搬运机器人的特点。
2. 掌握搬运机器人的组成、示教。
教学手段多媒体教学+板书学时分配 4教学过程设计教学步骤及内容：一、搬运机器人的特点搬运机器人具有通用性强、工作稳定的优点，且操作简便、功能丰富，逐渐向第三代智能机器人发展。
图片讲解1）龙门式搬运机器人、2、摆臂式搬运机器人3、作业顺序二、搬运机器人的系统组成搬运机器人是一个完整系统。
以关节式搬运机器人为例，其工作站主要有:1) 操作机2）控制系统3）搬运系统（气体发生装置、真空发生装置和手爪等）4）安全保护装图片讲解教学小结如何准确移动搬运机器人进行搬运作业？教学内容第六章码垛机器人及操作应用教学目的1. 了解码垛机器人的特点。
2. 掌握码垛机器人的组成、示教。
重点难点1. 了解码垛机器人特点。
2. 掌握码垛机器人的组成、示教。
教学手段多媒体教学+板书学时分配 4教学过程设计教学步骤及内容：一、码垛机器人的特点码垛机器人与搬运机器人在本体结构上没有过多区别，通常可认为码垛机人本体较搬运机器人大，在实际生产当中码垛机器人多为四轴且多数带有辅助连杆，连杆主要起到增加力矩和平衡的作用，码垛机器人多不能进行横向纵向移动，安装在物流线末端。
1）关节式码垛机器人2）摆臂式码垛机器人3）龙门式码垛机器人。
二、码垛机器人的系统组成、示教。
码垛机器人是一个完整系统。
以关节式搬运机器人为例，其工作站主要有:1) 操作机2）控制系统3）码垛系统4）安全保护装。
《工业机器人原理与操作》教学大纲
《工业机器人原理与操作》教学大纲一、课程的性质、地位与任务《工业机器人原理与操作》是本专业核心课，它是培养学生具有机器人设计和使用的能力，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论。
通过本课程的学习，可使学生掌握工业机器人基本概念、机器人运动学理论、工业机器人机械系统设计、工业机器人控制等方面的知识。
二、教学基本要求基本理解机器人的一般特征，坐标系统、位置运动学、速度运动学和动力学等。
具备机器人世界坐标系统和手坐标系统的转化，根据位置运动学、速度运动学、动力学及自动控制理论的相关知识解决问题的能力。
具体要求学生做到：1.掌握工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；2.掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；3.掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；4.了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。
四、教学内容与学时安排任务一概论……4学时本章教学目的和要求：了解工业机器人的发展事由和历程，机器人的定义。
教学重点：介绍工业机器人的产生和发展过程，掌握机器人的概念、熟悉工业机器人的常见分类及其行业应用。
教学难点：工业机器人的常见分类及其行业应用任务主要内容(理论)：第一节什么是工业机器人第二节为什么发展工业机器人第三节机器人的发展概况一、工业机器人的诞生二、工业机器人的发展现状和趋势第四节工业机器人的分类及应用一、工业机器人的分类二、工业机器人的应用任务二机器人的结构设计……16学时本章教学目的和要求：1.了解相关的参数含义及设置2.掌握机器人的基本结构组成3.了解机器人设计的基本原理，基本方法教学重点：机器人的基本结构组成，关节、自由度等概念。
教学难点：机器人关节、自由度的概念任务主要内容(理论)：第一节机器人的基本组成及技术参数（4学时）一、机器人的基本组成二、机器人的技术参数第二节机器人总体设计（4学时）一、零部件的初认识二、机械臂设计工艺三、机械臂的装配任务主要内容（实训）：的三维实体零件，并完成零件的组装。
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2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】
a)一般形
b)平行四边形连杆式
c)SCARA型
图1-2 关节型手臂
2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】 2. 关节 机器人操作机常用的关节形式有回转关节和移动关节。 3. 手腕 手腕位于手臂末端，用来支承末端执行器并调整其姿态。手腕一般由多成。
任务1 工业机器人分类与应用
【知识储备】 （4）搬运机器人作业系统 （5）装配机器人作业系统 3. 工业机器人在制造系统中的使用 在以上应用实例中，有的是工业机器人与外围设备而构成加工单元，机器人作为主
机的附属设备。工业机器人可以构成柔性制造系统。
【拓展与提高】 一、工业机器人的由来 1920年捷克作家卡雷尔查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人 一词，它是最早的工业机器人设想。
任务1 工业机器人分类与应用
【知识储备】 一、工业机器人的分类 按臂部的运动形式分类，可分为四种： ① 直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动； ② 圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；
③ 球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；
④ 关节型的臂部有多个转动关节。 按执行机构运动的控制机能分类，可分为两种： ① 点位型，只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一 般搬运、装卸等作业； ② 连续轨迹型，可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。
驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接 领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序 的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相 应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的 工业机器人称为示教再现型工业机器人。
1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新 纪元。 二、工业机器人国内发展概况 我国工业机器人起步于70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70 年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。
任务1 工业机器人分类与应用
【拓展与提高】 二、工业机器人国内发展概况 70年代是世界科技发展的一个里程碑，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。1986年国 家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前
3 认识ABB工业机器人
【任务描述】 ABB机器人是目前世界上应用最广的工业机器人之一，以ABB机器人作为切入点以 求较为全面、深入地了解工业机器人是我们本书的主要目的，在本任务中我们将对ABB 机器人进行简单介绍。 【知识储备】
一、ABB公司简介
ABB集团总部位于瑞士苏黎世，是全球电力和自动化技术领域的领导企业，致力于 为电力、工业、交通和基础设施客户提供解决方案，帮助客户提高生产效率和能源效率， 同时降低对环境的不良影响。 二、ABB机器人的中国化历程 ABB机器人早在1994年就进入了中国市场。经过20多年的发展，ABB已逐步形成了 包括白车身、冲压自动化、动力总成和涂装自动化在内的四大系统，正为各大汽车整车 厂和零部件供应商以及消费品、铸造和金属加工等工业提供越来越全面、完善的服务。
2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】 六、控制装置 4、工业机器人控制系统的构成 （1）多级计算机控制 目前大部分工业机器人都采用多级计算机控制系统，第一级进行系统的监控、作业
管理、自诊断等，后级进行各关节伺服系统的控制。
（2）两级计算机控制系统
2 工业机器人结构与主要参数
【拓展与提高】 一、工业机器人行业概况 国际机器人联盟（IFR）日前发布的一份报告显示，2016年全球工业机器人本体销 量将达19.2万台。据悉，全球机器人贸易市场规模已达95亿美元，如包括相关软件、外 围设备和系统工程在内，该市场规模则高达290亿美元。
图1-6 凸轮式直线平行可合型夹持器
2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】 三、末端执行器 2. 特种末端执行器 特种末端执行器供工业机器人完成某类特定的作业。图1-7列出了一些特种末端执行 器的应用实例：
a)真空吸附手 b)喷枪 c)空气袋膨胀手 d)弧 焊枪 e)电磁吸附手 f)点焊枪 图1-7 特种末端执行器
任务1 工业机器人分类与应用
【拓展与提高】 一、工业机器人的由来 20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。 50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手。 1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该这就是所谓的
示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。
任务1 工业机器人分类与应用
【任务描述】 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自 动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以 接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智 能技术制定的原则纲领行动。本任务中需了解工业机器人的种类以及他们的应用。
（1）齿轮传动系统
（2）行星齿轮减速机构 （3）谐波减速机构 2. 螺旋传动 工业机器人中常采用间隙小传动效率高的滚动螺旋传动（滚珠丝杠）。滚动螺旋传 动是指具有螺旋槽的螺杆和螺母间填满滚珠，当螺杆（或螺母）旋转时，钢球沿螺旋滚 道滚动并带动螺母或螺杆作直线运动，实现滚动螺旋传动。钢球靠循环返回通道，在滚 道中实现循环运动。
根据手指夹持工作时的运动轨迹不同分为：
① 圆弧开合式 图1-4是采用凸轮机构实现圆弧开合式的夹持器。
1-4 凸轮式圆弧开合型夹持器
2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】 三、末端执行器 1. 机械夹持器 （2）机械夹持器的分类和结构形式 ② 圆弧平行开合式
它们采用平行四边形传动机构，如图1-5。
2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】 三、末端执行器 3. 灵巧手 如图1-10所示。由于其控制及操作系统的技术难度较大，因此目前尚处在研制阶段。
图1-10灵巧手
2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】 四、工业机器人的传动机构 工业机器人的传动机构把原动机发出的机械能传递给关节或其它部分，以实现各种 必要的运动。工业机器人常用的传动机构有齿轮传动，螺旋传动，带及链传动等。 1. 齿轮传动
沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。
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，为我 国机器人产业的腾飞奠定了基础。 我国市场销售机器人的数量，年化增长率高达34%。成为全球增长速度最快的工业 机器人市场。预计到2018年工业机器人年供应量超过91000台。
指令信号，并进行控制。工业机器人的种类、用途以及用户要求都不尽相同。但工业机
器人的主要技术参数应包括以下几种：自由度、精度、工作范围、最大工作速度和承载 能力。
2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】 一、操作机的机构 操作机是机器人机械部分的主体机构，目前应用的主要有固定式和移动式两大类。 固定式的操作机机体和机座是一个整体，其次是手臂、手腕和末端执行器等，如图 1-1所示。
2 工业机器人结构与主要参数
【任务描述】 工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机 构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运 动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用 以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出
二、机器人软件的10个发展趋势
网络技术的发展，使得不同厂商的机器人和系统之间的通讯与协作更加容易，正逐 步向智能工厂、工业物联网（IIoT）、工业4.0框架推进。 三、工业机器人选型方法 工业机器人之间差别很大，可能包含的元件也不止一种。一个关节式机器人可以和
龙门集成在一起，也可以和移动机器人结合在一起。本文为您介绍9种类型的工业机器人， 通过比较不同类型机器人的功能区别，您可以根据不同的应用选择最适合的机器人。
2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】 六、控制装置 1. 工业机器人控制系统的特点 2. 对工业机器人控制系统的要求 （1）具有对操作机的位姿，速度，加速度等控制的功能；
（2）具有方便的人/机交互功能；
（3）具有对外部环境和作业条件进行检测和感觉的功能； （4）具有诊断，故障监视等功能。 3. 工业机器人控制系统的分类 （1）程序控制系统 （2）按照外界状态进行控制的系统 （3）适应控制系统
图1-1 操作机的机构
2 工业机器人结构与主要参数
【知识储备】 一、操作机的机构 移动式操作机除具有固定式操作机的机构外，还必须具有移动机构（或称行走机 构），这种机构多采用在固定导轨上移动的轮式机构，对于一些特殊用途的工业机器人 则采用履带式或步行式机构。
二、手臂
1. 手臂的动作形式 手臂的任务是调整末端执行器在空间的位置，一般具有三个自由度。 关节式机器人的自由度构成方法不同，有图1-2所示的三种形式。
任务1 工业机器人分类与应用
【知识储备】 一、工业机器人的分类 按程序输入方式区分，有编程输入型和示教输入型两种： ① 编程输入型，是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通 信方式传送到机器人控制柜；
② 示教输入型，有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给
第1章 认识工业机器人
主要内容
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工业机器人分类与应用
工业机器人结构与主要参数
认识ABB工业机器人