工业机器人技术基础专题培训课件
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工业机器人技术基础课件(最全)ppt课件
右图就处于a）的奇异状态，直角下示教会报警。
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
直角坐标系
Never Stop Improving
— 6—
1 机器人工坐业标系机器人坐标系
机器人系统 关节坐标系
两者关系？？？
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
— 2—
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
1 机器人坐标系
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
在分析机器人时会牵涉诸多坐标系，一些是操作者不须关心的，另外一些却是和工艺相 关的。常见的坐标系有： 关节坐标系 基座坐标系 工具坐标系 用户坐标系
Never Stop Improving
px a
p
py
b
1pz
c w
— 12 —
2 机器人位姿变换
坐标轴方向的描述：
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
i、j、k分别是直角坐标系中x、y、Z坐标轴的单位向量。若用齐次坐标来描述x、y、z轴的方向， 则
基坐标系
Never Stop Improving
— 7—
1 机器人工坐业标系机器人坐标系
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
用户坐标系（工件坐标系）:
用于描述各个物体或工位的方位的需要。用户常常在自
z
己关心的平面建立自己的坐标系，以方便示教。
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
直角坐标系
Never Stop Improving
— 6—
1 机器人工坐业标系机器人坐标系
机器人系统 关节坐标系
两者关系？？？
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
— 2—
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
1 机器人坐标系
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
在分析机器人时会牵涉诸多坐标系，一些是操作者不须关心的，另外一些却是和工艺相 关的。常见的坐标系有： 关节坐标系 基座坐标系 工具坐标系 用户坐标系
Never Stop Improving
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2 机器人位姿变换
坐标轴方向的描述：
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
i、j、k分别是直角坐标系中x、y、Z坐标轴的单位向量。若用齐次坐标来描述x、y、z轴的方向， 则
基坐标系
Never Stop Improving
— 7—
1 机器人工坐业标系机器人坐标系
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
用户坐标系（工件坐标系）:
用于描述各个物体或工位的方位的需要。用户常常在自
z
己关心的平面建立自己的坐标系，以方便示教。
工业机器人技术基础工业机器人的组成PPT课件
•
工业机器人的机械结构又称执行机构，也称操作机，通常
由杆件和关节组成。
肘 肩
• 从功能角度，执行机构可分为：
臂
腰
腕
机 座
6
二、机械部分 1.机械结构系统
工业机器人
机械结构 手部 腕部 臂部 腰部 机座
手部：末端执行器，其作用是直接抓取和 放置物件。 腕部：连接手部和臂部的部件，其作用是 调整或改变手部的姿态。
本节主要借鉴论文 《山东海洋渔业资源问题分析及其可持续发展策略》 （傅秀梅 戴桂林 管华诗）和《山东海洋渔业的现代化及其科技发展对策》 （山东海洋经济技术研究会)
4
渔业资源利用过程中面临的问题
山东省海洋渔业发展
渔业生态环境恶化
➢ 由于沿海城市工业和生活污水的排放以及养殖自污染,导致海洋生态环境恶 化和海底植被荒漠化； ➢ 近岸局部水域富营养化,赤潮等海洋灾害频发,严重影响了渔业的发展。 ➢ 养殖量大大超过环境容纳量，种质退化，养殖病害不断。
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 • 外行部比检测较系后统对检测执机行器机人所构处进环行境、调外整部以保证其动作符合设计要
物求体。状态或机器人与外部物体的关系。
• 臂部：手臂，用以连接 腰部和腕部，用以带动 腕部运动。
• 腰部：立柱，是支撑手 臂的部件，其作用是带 动臂部运动，与臂部运 动结合，把腕部传递到 需到的工作位置。
• 机座（行走机构）：机 7 座是机器人的支持部分，
2
历史上的山东省海洋渔业发展概况
山东省海洋渔业发展
工业机器人培训课件
06 结语
总结本次培训内容
工业机器人概述
介绍了工业机器人的定义、发展历程、分类和应用领域，使学员对工 业机器人有了初步的认识。
工业机器人技术
讲解了工业机器人的机械结构、运动控制、感知与识别、人机交互等 方面的技术原理，帮助学员深入了解工业机器人的核心技术。
工业机器人编程与调试
通过实际操作，使学员掌握工业机器人的编程语言、编程技巧和调试 方法，提高学员的实践操作能力。
编程语言
如ROS（Robot Operating System）、KUKA Programming Language等，用于编写机器人的控 制程序。
编程技术
包括运动控制编程、感知控制编程、人机交互编程等，用于实现机器人的各种功能和控制。
03
工业机器人操作与维护
工业机器人操作流程
启动与关闭
熟悉工业机器人的启动和关闭操作，确保安全 运行。
工业机器人与其他技术的融合发展
机器人与传感器的融合
传感器技术将提升工业机器人的感知能力，使其能够更准确地识 别和处理信息。
机器人与机器视觉的融合
机器视觉技术将增强工业机器人的视觉识别能力，提高产品质量和 生产效率。
机器人与云计算的融合
云计算技术将提供强大的数据处理和存储能力，支持工业机器人的 大规模应用。
05
工业机器人未来发展展望
新技术驱动下的工业机器人发展
人工智能技术
AI技术将赋予工业机器人更高级的认知和决策能力，实现更精准、高效的工作。
物联网技术
物联网技术将实现工业机器人与各类设备的互联互通，提升整体生产效率。
5G通信技术
5G技术将为工业机器人提供更快速、稳定的数据传输服务，支持实时控制和远程操作。
工业机器人技术基础-第2版-课件--第1章-工业机器人概论-
实际作业tact time最大缩 监视ROBOT的姿势、负荷， 设置面积A4尺寸，重量约
特
短15%幅度。附加功能：附 依据实际调整伺服增益/滤
加轴控制、追踪机能、
波。
８kg的新设计小型控制器。 搭载独自开发的5节闭连结
点 Ethernet等提升目标。
冲突检知机能，支持原点 机构及64bitCPU；
参 最大合成速度：5.5m/s 数 最大可搬重量：3.5kg
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。
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
工业机器人在我国发展概况
中国的机器人产业应走什么道路，如何建立自己的发展模式，确实值得探讨。中国工程院在 2003年12月完成并公开的《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究总结报告》中认为，我国应 从“美国模式”着手，在条件成熟后逐步向“日本模式”靠近。
目前，我国基本掌握了工业机器人的结构设计和制造、控制系统硬件和软件、运动学和轨迹规划等技术， 形成了机器人部分关键元器件的规模化生产能力。一些公司开发出的喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人 已经在多家企业的自动化生产线上获得规模应用，弧焊机器人也已广泛应用在汽车制造厂的焊装线上。总体来 看，在技术开发和工程应用水平与国外相比还有一定的差距。主要表现在以下几个方面：
迅猛。由此可见，未来工业机器人的应用依托汽车产业，并迅速向各行业延伸。对于
机器人行业来讲，这是一个非常积极的信号。
机器人基础知识培训ppt课件精选全文完整版
半个世纪以来，机器人主要经历了三个发展阶段：
第一代：示教再现型机器人 该种机器人没有装备任何传感器，对环境无感知能力，智能按照人类编写的 固化程序工作。世界上第一台机器人即属此类。
第二代：感觉型机器人 此种机器人拥有简单的传感器，可以感知外部参数变化，有部分适应外部环 境的能力。即可以根据外部环境的不同改变工作内容。
2.虚实结合 机器人不是孤立的，通过大量仿真、虚拟现实，把虚拟现实与车间实际 加工过程有机结合起来。
3.人机融合 人、机器和机器人如何有机融合？这值得业界深入思考。
10
机器人三大原则
第一条：机器人不得危害人类。此外，不可因 为疏忽危险的存在而使人类受害。
第二条：机器人必须服从人类的命令，但命令 违反第一条内容时，则不在此限。
17
18
竞赛机器人
目前最大型的机器人竞赛是机器人世界杯。机器人世界 杯(RoboCup)是一个国际合作项目，为促进人工智能、 机器人和相关领域。它为人工智能机器人研究提供了广 泛的技术标准问题，能够被综合和检验。该机器人项目 的最终目标是到2050年，开发完全自主仿人机器人队， 能赢得对人类足球世界冠军队。为了真正作为一个团队 进行机器人足球比赛，必须包含各种技术，包括：智能 体自主设计、多智能体协作、策略获娶实时推理、机器 人和传感器融合。
第三代：智能机器人 这种智能机器人可以认识周围环境和自身状态，并能进行分析和判断，然后 采取相应的策略完成任务。目前这种机器人大部分还是用于军事领域。
8
机器人发展的三大趋势
1、软硬结合 2、虚实结合 3、人机融合
9
1.软硬融合 机器人软件更重要，因为人工智能技术体现在软件上，数字化车间的轨 迹规划、车间布局、自动化上料都需要软硬件相结合，只开发硬件还不 够，还需要大量的软件开发人员。因此，现在做智能制造，既要懂机械， 又要懂信息技术，尤其是机器人的控制技术。
第一代：示教再现型机器人 该种机器人没有装备任何传感器，对环境无感知能力，智能按照人类编写的 固化程序工作。世界上第一台机器人即属此类。
第二代：感觉型机器人 此种机器人拥有简单的传感器，可以感知外部参数变化，有部分适应外部环 境的能力。即可以根据外部环境的不同改变工作内容。
2.虚实结合 机器人不是孤立的，通过大量仿真、虚拟现实，把虚拟现实与车间实际 加工过程有机结合起来。
3.人机融合 人、机器和机器人如何有机融合？这值得业界深入思考。
10
机器人三大原则
第一条：机器人不得危害人类。此外，不可因 为疏忽危险的存在而使人类受害。
第二条：机器人必须服从人类的命令，但命令 违反第一条内容时，则不在此限。
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竞赛机器人
目前最大型的机器人竞赛是机器人世界杯。机器人世界 杯(RoboCup)是一个国际合作项目，为促进人工智能、 机器人和相关领域。它为人工智能机器人研究提供了广 泛的技术标准问题，能够被综合和检验。该机器人项目 的最终目标是到2050年，开发完全自主仿人机器人队， 能赢得对人类足球世界冠军队。为了真正作为一个团队 进行机器人足球比赛，必须包含各种技术，包括：智能 体自主设计、多智能体协作、策略获娶实时推理、机器 人和传感器融合。
第三代：智能机器人 这种智能机器人可以认识周围环境和自身状态，并能进行分析和判断，然后 采取相应的策略完成任务。目前这种机器人大部分还是用于军事领域。
8
机器人发展的三大趋势
1、软硬结合 2、虚实结合 3、人机融合
9
1.软硬融合 机器人软件更重要，因为人工智能技术体现在软件上，数字化车间的轨 迹规划、车间布局、自动化上料都需要软硬件相结合，只开发硬件还不 够，还需要大量的软件开发人员。因此，现在做智能制造，既要懂机械， 又要懂信息技术，尤其是机器人的控制技术。
工业机器人培训课件
探讨提高工业机器人驱动性能的方法和技术，如高性能电机控制算 法、电机参数辨识技术等。
编程与仿真技术
编程语言与规范
介绍工业机器人编程的常用语言 和规范，如梯形图语言、指令语 言、结构化文本语言等，并分析 各种语言的优缺点。
编程方法与技巧
阐述工业机器人的编程方法和技 巧，包括程序结构设计、数据处 理、运动规划等。
。
传感器
实时监测机器人的状态 和环境信息，为控制器
提供反馈信号。
电源系统
为机器人提供稳定可靠 的电能供应，保证机器
人的连续运行。
液压与气动系统原理及应用
1 2 3
液压系统
利用液体传递动力和信号，具有传动平稳、力大 、易于实现无级调速等优点。适用于大负载、高 精度作业。
气动系统
利用气体传递动力和信号，具有结构简单、维护 方便、成本低廉等优点。适用于轻负载、高速作 业。
控制器设计与实现
阐述工业机器人控制器的设计原理和 实现方法，包括硬件电路设计和软件 编程实现。
驱动技术
电机驱动原理
介绍工业机器人常用电机的驱动原理和特点，如直流电机、交流 电机、步进电机和伺服电机等。
驱动电路设计与实现
阐述电机驱动电路的设计和实现方法，包括功率放大电路、保护电 路和接口电路等。
驱动性能优化
发展历程
工业机器人的发展经历了从简单到复杂、从单一到多元的过程，随着计算机技 术、传感器技术和人工智能技术的不断进步，工业机器人的功能和性能不断提 升。
工业机器人应用领域
01
02
03
04
汽车制造业
工业机器人在汽车制造领域的 应用最为广泛，包括焊接、装
配、喷涂等各个环节。
电子电器行业
编程与仿真技术
编程语言与规范
介绍工业机器人编程的常用语言 和规范，如梯形图语言、指令语 言、结构化文本语言等，并分析 各种语言的优缺点。
编程方法与技巧
阐述工业机器人的编程方法和技 巧，包括程序结构设计、数据处 理、运动规划等。
。
传感器
实时监测机器人的状态 和环境信息，为控制器
提供反馈信号。
电源系统
为机器人提供稳定可靠 的电能供应，保证机器
人的连续运行。
液压与气动系统原理及应用
1 2 3
液压系统
利用液体传递动力和信号，具有传动平稳、力大 、易于实现无级调速等优点。适用于大负载、高 精度作业。
气动系统
利用气体传递动力和信号，具有结构简单、维护 方便、成本低廉等优点。适用于轻负载、高速作 业。
控制器设计与实现
阐述工业机器人控制器的设计原理和 实现方法，包括硬件电路设计和软件 编程实现。
驱动技术
电机驱动原理
介绍工业机器人常用电机的驱动原理和特点，如直流电机、交流 电机、步进电机和伺服电机等。
驱动电路设计与实现
阐述电机驱动电路的设计和实现方法，包括功率放大电路、保护电 路和接口电路等。
驱动性能优化
发展历程
工业机器人的发展经历了从简单到复杂、从单一到多元的过程，随着计算机技 术、传感器技术和人工智能技术的不断进步，工业机器人的功能和性能不断提 升。
工业机器人应用领域
01
02
03
04
汽车制造业
工业机器人在汽车制造领域的 应用最为广泛，包括焊接、装
配、喷涂等各个环节。
电子电器行业
工业机器人技术基础课件(最全)
设置编程语言、通信接口 、坐标系等参数
程序结构设计与实现过程
程序结构设计
注意事项
模块化设计、流程图设计、状态机设 计等
避免死锁、确保实时性、优化代码结 构等
实现过程
编写程序框架、定义变量和函数、实 现控制逻辑等
调试技巧及优化方法
01
02
03
调试技巧
单步执行、断点调试、变 量监视等
优化方法
减少计算量、优化算法、 使用高效数据结构等
03 电动驱动
精度高，响应速度快，维护方便，适用于各种负 载和行程的作业。
传感器配置与选型
01 内部传感器
检测机器人自身状态，如关节角度、电机电流等 。
02 外部传感器
检测机器人外部环境，如距离、温度、光照等。
03 选型原则
根据作业需求和机器人性能要求选择合适的传感 器类型和精度等级。
控制系统硬件架构
工业机器人技术基础 课件(最全)
目录
• 工业机器人概述 • 工业机器人核心技术 • 工业机器人硬件组成 • 工业机器人软件编程 • 工业机器人系统集成与应用案例 • 工业机器人维护与保养知识普及
01
工业机器人概述
定义与发展历程
定义
工业机器人是一种能自动执行工作的机器装置，靠自身 动力和控制能力来实现各种功能，可以接受人类指挥， 也可以按照预先编排的程序运行。
控制算法
详细讲解工业机器人控制 中常用的算法，如PID控 制、模糊控制、神经网络 控制等。
控制器设计
阐述工业机器人控制器的 设计原则和方法，包括硬 件设计和软件设计。
控制技术应用
探讨控制技术在工业机器 人中的应用，如焊接机器 人、装配机器人、喷涂机 器人等。
程序结构设计与实现过程
程序结构设计
注意事项
模块化设计、流程图设计、状态机设 计等
避免死锁、确保实时性、优化代码结 构等
实现过程
编写程序框架、定义变量和函数、实 现控制逻辑等
调试技巧及优化方法
01
02
03
调试技巧
单步执行、断点调试、变 量监视等
优化方法
减少计算量、优化算法、 使用高效数据结构等
03 电动驱动
精度高，响应速度快，维护方便，适用于各种负 载和行程的作业。
传感器配置与选型
01 内部传感器
检测机器人自身状态，如关节角度、电机电流等 。
02 外部传感器
检测机器人外部环境，如距离、温度、光照等。
03 选型原则
根据作业需求和机器人性能要求选择合适的传感 器类型和精度等级。
控制系统硬件架构
工业机器人技术基础 课件(最全)
目录
• 工业机器人概述 • 工业机器人核心技术 • 工业机器人硬件组成 • 工业机器人软件编程 • 工业机器人系统集成与应用案例 • 工业机器人维护与保养知识普及
01
工业机器人概述
定义与发展历程
定义
工业机器人是一种能自动执行工作的机器装置，靠自身 动力和控制能力来实现各种功能，可以接受人类指挥， 也可以按照预先编排的程序运行。
控制算法
详细讲解工业机器人控制 中常用的算法，如PID控 制、模糊控制、神经网络 控制等。
控制器设计
阐述工业机器人控制器的 设计原则和方法，包括硬 件设计和软件设计。
控制技术应用
探讨控制技术在工业机器 人中的应用，如焊接机器 人、装配机器人、喷涂机 器人等。
工业机器人培训课件ppt
案例分析
分析生产线自动化改造的必要性和实施过程，以 及改造后带来的效益和影响。
智能仓储系统应用案例分析
案例背景
随着电商和物流行业的快速发展 ，智能仓储系统成为提高仓储效 率和降低物流成本的重要手段。
案例内容
介绍一家企业如何通过引入工业 机器人和智能仓储系统实现仓储 自动化管理，提高仓储效率和降 低物流成本。
物流业
工业机器人也被广泛应用于物流业中，如仓库管理和配送 等领域。它们可以帮助企业提高物流效率和准确性，降低 人力成本。
医疗行业
近年来，工业机器人也逐渐被引入医疗行业中，如手术辅 助、康复训练等领域。它们可以帮助医疗工作者提高工作 效率和准确性，减轻人力负担。
工业机器人的分类与特点
分类
工业机器人可以根据不同的标准进行分类，如按功能、按结 构、按应用领域等。其中，常见的分类方式包括按结构类型 和按应用领域。
维护保养与使用寿命延长
维护保养
定期对工业机器人进行维护保养，如清洁、润滑、检查等，确保机器人的正常运行和使 用寿命。
使用寿命延长
通过合理的使用和保养，可以延长工业机器人的使用寿命，提高生产效率。同时，及时 更换磨损部件也可以延长机器人的使用寿命。
04
工业机器人编程与调试
编程语言选择与语法规则介绍
安全注意事项
了解工业机器人的安全操作规程，如避免碰撞、防止夹手等，确保操作过程中的安全。
常见故障诊断与排除方法
故障诊断
掌握常见的工业机器人故障现象，如无法移动、无法抓取等，能够根据故障现象判断故障原因。
排除方法
针对不同的故障原因，采取相应的排除方法，如更换部件、调整参数等，确保工业机器人的正常运行 。
企业内部管理变革助力产业发展
分析生产线自动化改造的必要性和实施过程，以 及改造后带来的效益和影响。
智能仓储系统应用案例分析
案例背景
随着电商和物流行业的快速发展 ，智能仓储系统成为提高仓储效 率和降低物流成本的重要手段。
案例内容
介绍一家企业如何通过引入工业 机器人和智能仓储系统实现仓储 自动化管理，提高仓储效率和降 低物流成本。
物流业
工业机器人也被广泛应用于物流业中，如仓库管理和配送 等领域。它们可以帮助企业提高物流效率和准确性，降低 人力成本。
医疗行业
近年来，工业机器人也逐渐被引入医疗行业中，如手术辅 助、康复训练等领域。它们可以帮助医疗工作者提高工作 效率和准确性，减轻人力负担。
工业机器人的分类与特点
分类
工业机器人可以根据不同的标准进行分类，如按功能、按结 构、按应用领域等。其中，常见的分类方式包括按结构类型 和按应用领域。
维护保养与使用寿命延长
维护保养
定期对工业机器人进行维护保养，如清洁、润滑、检查等，确保机器人的正常运行和使 用寿命。
使用寿命延长
通过合理的使用和保养，可以延长工业机器人的使用寿命，提高生产效率。同时，及时 更换磨损部件也可以延长机器人的使用寿命。
04
工业机器人编程与调试
编程语言选择与语法规则介绍
安全注意事项
了解工业机器人的安全操作规程，如避免碰撞、防止夹手等，确保操作过程中的安全。
常见故障诊断与排除方法
故障诊断
掌握常见的工业机器人故障现象，如无法移动、无法抓取等，能够根据故障现象判断故障原因。
排除方法
针对不同的故障原因，采取相应的排除方法，如更换部件、调整参数等，确保工业机器人的正常运行 。
企业内部管理变革助力产业发展
(完整版)工业机器人技术基础课件(最全)
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2 机器人位姿 变换
坐标轴方向的描述：
i、j、k分别是直角坐标系中x、y、Z坐标轴的单位向量。若用齐次坐标 来描述x、y、z轴的方向，则
X 1 0 0 0T Y 0 1 0 0T Z 0 0 1 0T
1.已知机器人各关节的位置，求机器人 末端的位姿； 2.已知机器人末端的位姿，求机器人 各关节的位置.
3学机器人工运业动机器人基础知识
为什么要研究运动学：机器人的运动无非有两种：PTP(点到点) 及CP(连续运动)
3学机器人工运业动机器人基础知识
运动学的实用方式：
位置反 馈
3 机器人运动
学
D-H参数：
关节 坐标
系
两个关节轴线沿公垂线的距离an，称为连杆长度；另一个是 垂直于an的平面内两个轴线的夹角αn，称为连杆扭角，这两 个参数为连杆的尺寸参数；是沿关节n轴线两个公垂线的距离，
刚体的姿态可由动坐标系的坐标轴方向来表示。 令n、o、a分别为X′、y ′、z ′坐标轴的单位 方向矢量，每个单位方向矢量在固定坐标系上的 分量为动坐标系各坐标轴的方向余弦，用齐次坐 标形式的(4×1)列阵分别表示为：
2 机器人位姿 变换
刚体的位姿可用下面(4×4)矩
阵来描述：
nx ox ax xo
a）4、6轴共线附件，即5轴角度0附件。 b）2、3、5轴关节坐标系原点接近共线，即 已经到达工作范围边界。
c） 5轴关节坐标系原点在Z轴正上方附近。
右图就处于a）的奇异状态，直角下示 教会报警。
直角坐标系
1 系
机器人工坐业标机器人坐标系
工业机器人应用技术培训教材(共163张PPT)
一、机器人控制系统的特点
(3)具有较高的重复定位精度，系统刚性好。除直角坐标机器 一旦进入投人入状外态，，移机动机器器人人的关准备节就完上成的了。位置检测元件不能安装在末端执行器上，而
另一类作业是机器人末端与外界环境发生接触，在作业过程中，末端有一个或几个自由度不能自由运动，并要求末端在某一个或几个
方二向、上 机与器工人应件经（典安环力境控装）制在保方持式各给定自大的小的驱力，动如轴机器上人完，成构旋曲成柄、位上置螺钉半、擦闭玻环璃、系精密统装。配和但打毛机刺器等作人业。的重复
图5-7 ABB工业机器人模式选择按钮
一、机器人定控制位系统精的度结构较高，一般为±0.1 mm。此外，由于机器人运行时要求
一、机器人控制系统的特点
(5)需采用加（减）速控制。过大的加（减） 速度会影响机器人运动的平稳性，甚至使机器人 发生抖动，因此在机器人起动或停止时采取加 （减）速控制策略。通常采用匀加（减）速运动 指令来实现。此外，机器人不允许有位置超调， 否则将可能与工件发生碰撞。因此，要求控制系 统位置无超调，动态响应尽量快。
一、机器人控制系统的特点
(6)工业机器人还有一种特有的控制方式—— 制方式。当要工业机器人完成某作业时，可预先移动工业机器人 的手臂来示教该作业顺序、位置及其他信息，在此过程中把相关 的作业信息存储在内存中，在执行任务时，依靠工业机器人的动 作再现功能，可重复进行该作业。此外，从操作的角度来看，要 求控制系统具有良好的人机界面，尽量降低对操作者的要求。因 此，多数情况要求控制器的设计人员不仅要完成底层伺服控制器 的设计，还要完成规划算法的编程。
(3)与外围设备的联系功能。机器人控制器设置有输入/输出接 口、通信接口、网络接口和同步接口，并具有示教盒、操作面板及 显示屏等人机接口。此外，还具有多种传感器接口，如视觉、触觉、 接近觉、听觉、力觉（力矩）传感器等多种传感器接口。
工业机器人培训课件ppt
VS
详细描述
介绍工业机器人常见的机械结构类型，如 串联机器人和并联机器人。解释各部件的 设计原理和功能，如关节的转动范围、连 杆的长度和驱动器的选择等。
控制系统与编程
总结词
掌握工业机器人的控制系统和编程技术，了解如何通过编程控制机器人的运动 轨迹和行为。
详细描述
介绍工业机器人常用的控制系统，如示教器、控制器等。解释编程语言和开发 环境，如ROS、KUKA等。介绍如何通过编程实现机器人的基本运动控制和高级 行为。
示教再现型，通过示教盒 对机器人进行编程，使机 器人按照预定的轨迹进行 重复运动。
第二代工业机器人
感知型，机器人能够通过 传感器感知外界环境，并 作出相应的反应。
第三代工业机器人
智能型，具备高度智能化 的决策和学习能力，能够 自主完成复杂的作业任务 。
02
工业机器人技术基础
机械结构与设计
总结词
了解工业机器人的机械结构，包括关节 、连杆、驱动器等部件的设计和功能。
操作中注意事项
遵循机器人运动轨迹，避免与机器人发生碰撞，遵循安全速度限 制。
操作后检查
确认机器人及其周边环境安全，关闭电源并锁好控制柜。
基本操作技能
机器人编程
掌握基本的编程语言和指 令，能够编写简单的程序 来控制机器人。
示教器使用
熟悉示教器的界面和功能 ，能够通过示教器对机器 人进行手动控制和程序调 试。
实践操作
学员通过实际操作，掌握机器人的基 本操作和编程技巧。
考核标准
根据学员的实际操作和编程成果，进 行考核和评估。
未来工业机器人的发展前景
技术创新
随着技术的不断进步，未来工 业机器人将更加智能化、自主
化和协作化。
工业机器人技术基础ppt课件
(5)输入输出功能 用来与外部传感器进行信息交互和中断。如“DOUT”执行 外部输出信号的开关，“DIN”给变量读入输入信号， “WAIT”待机至外部输入信号与指定状态相符。 如：DIN B016 IN#(16); ——把通道16的输入信号赋给变 量B016。
WAIT IN#(12)=ON T=10.00; ;——当通道12信号 为开时，等待10秒
44
LOGO
(e) 显示新建程序画面，按[选择]键。
45
LOGO
(f) 显示字母表画面。以名为“TEST”的程序为例进行说明。
注意：程序名称可使用数字、英文字母及其他 符号，最大长度为8个字符。
46
LOGO
(g) 光标放在“T”上按[选择]键。以同样的方法输入“E”、 “S”、 “T”。
47
LOGO
矢量是由其三维坐标以及机器人末端绕x,y,z旋转的角度表 示，也可以用六个关节各自的脉冲值表示。 C0013= 50.00, -35.00, 0.00, 180.0, 20.0, 0.0 (3)数值运算功能
与通用程序语言相比，机器人语言的数值运算功能大致相 当于BASIC语言的水平，如四则运算、关系运算、计数、 位运算和三角函数运算等； 如： 加减：ADD/SUB I012 I013；
再现操作盒 控制柜
16
示教编程器
LOGO
（3） 焊接系统
焊接系统是焊接机器人 完成作业的核心装备，主要 由焊枪、焊接控制器及水、 电、气等辅助部分组成。焊 接控制器是由微处理器及部 分外围接口芯片组成的控制 系统，它可根据预定的焊接 监控程序，完成焊接参数输 入、焊接程序控制及焊接系 统故障自诊断，并实现与本 地计算机及手控盒的通讯联 系。
40
WAIT IN#(12)=ON T=10.00; ;——当通道12信号 为开时，等待10秒
44
LOGO
(e) 显示新建程序画面，按[选择]键。
45
LOGO
(f) 显示字母表画面。以名为“TEST”的程序为例进行说明。
注意：程序名称可使用数字、英文字母及其他 符号，最大长度为8个字符。
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LOGO
(g) 光标放在“T”上按[选择]键。以同样的方法输入“E”、 “S”、 “T”。
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LOGO
矢量是由其三维坐标以及机器人末端绕x,y,z旋转的角度表 示，也可以用六个关节各自的脉冲值表示。 C0013= 50.00, -35.00, 0.00, 180.0, 20.0, 0.0 (3)数值运算功能
与通用程序语言相比，机器人语言的数值运算功能大致相 当于BASIC语言的水平，如四则运算、关系运算、计数、 位运算和三角函数运算等； 如： 加减：ADD/SUB I012 I013；
再现操作盒 控制柜
16
示教编程器
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（3） 焊接系统
焊接系统是焊接机器人 完成作业的核心装备，主要 由焊枪、焊接控制器及水、 电、气等辅助部分组成。焊 接控制器是由微处理器及部 分外围接口芯片组成的控制 系统，它可根据预定的焊接 监控程序，完成焊接参数输 入、焊接程序控制及焊接系 统故障自诊断，并实现与本 地计算机及手控盒的通讯联 系。
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工业机器人培训课件
紧急停止按钮
熟悉并掌握紧急停止按钮的位置和使用方法，在紧急情况下能够迅 速切断电源。
保养维护周期及内容建议
日常保养
每日对工业机器人进行 清洁、润滑等日常保养 工作，确保机器人处于 良好状态。
定期维护
按照厂家推荐的维护周 期，对工业机器人进行 定期维护，包括更换易 损件、检查电气系统等 。
保养记录
详细记录工业机器人的 保养维护情况，以便及 时发现问题并进行处理 。
发展历程
从20世纪60年代的第一代示教再现型机器人，到70年代的第二代感知型机器人 ，再到80年代至今的第三代智能型机器人，工业机器人的技术不断升级，应用 领域也不断扩展。
工业机器人应用领域
汽车制造业
工业机器人广泛应用于汽车制 造中的焊接、装配、喷涂等工 序，提高了生产效率和产品质
量。
电子电器行业
检测电机的位置和速度，提供闭 环控制所需的反馈信息。
传感器融合技术
1 2
内部传感器
检测机器人自身的状态，如关节角度、电机电流 等。
外部传感器
检测机器人外部环境的信息，如距离、温度、光 照等。
3
数据融合
将来自不同传感器的数据进行融合处理，提供更 准确、全面的环境感知。
路径规划技术
全局路径规划
根据机器人所处环境和任务目标，规划出一条从 起点到终点的全局最优路径。
操作演示
通过现场操作演示，展示工业机器人 的编程过程和实际操作效果，加深学 员对编程的理解和掌握。
常见故障排查与处理方法
常见故障类型
介绍工业机器人在使用过程中常见的故障类型，如机械故障 、电气故障、软件故障等。
故障排查与处理流程
详细讲解针对不同类型故障的排查方法和处理流程，包括故 障诊断、原因分析、解决方案制定和实施等步骤。同时提供 相应的故障处理工具和资源支持。
熟悉并掌握紧急停止按钮的位置和使用方法，在紧急情况下能够迅 速切断电源。
保养维护周期及内容建议
日常保养
每日对工业机器人进行 清洁、润滑等日常保养 工作，确保机器人处于 良好状态。
定期维护
按照厂家推荐的维护周 期，对工业机器人进行 定期维护，包括更换易 损件、检查电气系统等 。
保养记录
详细记录工业机器人的 保养维护情况，以便及 时发现问题并进行处理 。
发展历程
从20世纪60年代的第一代示教再现型机器人，到70年代的第二代感知型机器人 ，再到80年代至今的第三代智能型机器人，工业机器人的技术不断升级，应用 领域也不断扩展。
工业机器人应用领域
汽车制造业
工业机器人广泛应用于汽车制 造中的焊接、装配、喷涂等工 序，提高了生产效率和产品质
量。
电子电器行业
检测电机的位置和速度，提供闭 环控制所需的反馈信息。
传感器融合技术
1 2
内部传感器
检测机器人自身的状态，如关节角度、电机电流 等。
外部传感器
检测机器人外部环境的信息，如距离、温度、光 照等。
3
数据融合
将来自不同传感器的数据进行融合处理，提供更 准确、全面的环境感知。
路径规划技术
全局路径规划
根据机器人所处环境和任务目标，规划出一条从 起点到终点的全局最优路径。
操作演示
通过现场操作演示，展示工业机器人 的编程过程和实际操作效果，加深学 员对编程的理解和掌握。
常见故障排查与处理方法
常见故障类型
介绍工业机器人在使用过程中常见的故障类型，如机械故障 、电气故障、软件故障等。
故障排查与处理流程
详细讲解针对不同类型故障的排查方法和处理流程，包括故 障诊断、原因分析、解决方案制定和实施等步骤。同时提供 相应的故障处理工具和资源支持。
《工业机器人基础》课件
驱动系统
总结词
驱动系统是工业机器人的动力来源， 负责提供机械动作所需的力矩和速度 。
详细描述
驱动系统通常由电机、减速器和传动 装置组成，能够根据控制系统的指令 快速准确地驱动机器人完成各种动作 。
03
CATALOGUE
工业机器人编程与控制
编程语言与工具
01
编程语言选择
02
介绍工业机器人编程中常用的编程语言，如C、Python等，以及选择 编程语言时应考虑的因素，如易用性、功能性和性能等。
《工业机器人基础 》ppt课件
目录
• 工业机器人概述 • 工业机器人基本结构 • 工业机器人编程与控制 • 工业机器人应用案例 • 工业机器人发展趋势与挑战
01
CATALOGUE
工业机器人概述
定义与分类
定义
工业机器人是一种可编程、多用途、 能在三维空间完成规定作业或移动作 业的工业装置，能够通过连续轨迹控 制或末端执行器来执行作业。
工业机器人在焊接中的应用包括点焊、弧焊等多种焊接方式。通过高精度的定位和稳定的焊接技术， 工业机器人能够实现高质量的焊接效果，提高焊接效率，减少焊接缺陷，降低生产成本。
搬运应用
总结词
搬运应用是工业机器人常见的应用场景之一，主要用于自动化物料搬运，提高生产效率 和降低劳动强度。
详细描述
工业机器人在搬运中的应用包括将物料从一个地方移动到另一个地方，如上下料、装卸 等。通过高精度的定位和稳定的搬运技术，工业机器人能够快速、准确地完成搬运任务
，提高生产效率，降低劳动强度和生产成本。
检测应用
总结词
检测应用是工业机器人重要的应用领域 之一，主要用于自动化检测生产线，提 高检测效率和准确性。
工业机器人技术基础ppt-课件
再现操作盒 控制柜
示教编程器
16
（3） 焊接系统
焊接系统是焊接机器 人完成作业的核心装备，主 要由焊枪、焊接控制器及水 、电、气等辅助部分组成。 焊接控制器是由微处理器及 部分外围接口芯片组成的控 制系统，它可根据预定的焊 接监控程序，完成焊接参数 输入、焊接程序控制及焊接 系统故障自诊断，并实现与 本地计算机及手控盒的通讯 联系。
12
1.3 弧焊机器人系统的构成
1.机器人操作机 日本安川（YASKAWA）公司：MOTOMAN-UP20型 2.机器人控制器 YASNAC XRC UP20型 3.焊接电源 MOTOWELD-S350型弧焊电源 4.辅助系统 送丝机构、焊丝、焊接保护气体等
13
14
（1）机器人操作机
机器人操作机是焊接机器人 系统的执行机构，它由驱动器、传动 机构、机器人臂、关节以及内部传感 器（编码器）等组成。它的任务是精 确的保证末端操作器所要求的位置、 姿态和实现其运动。由于具有六个旋 转关节的铰接开链式机器人操作机从 运动学上已被证明能以最小的结构尺 寸为代价获取最大的工作空间，并且 能以较高的位置精度和最优路径到达 指定位置，因此这种类型的机器人操 作机在焊接领域得到广泛的应用。
成具有大批量、高质量要求的工作，如自动化
生产线中的点焊、弧焊
、喷漆、切割、
电子装配及物流系统的搬运 、包装、码垛
等作业的机器人。此外，机器人也可用于软质
材料的切削加工，如陶泥，泡沫，石蜡 ，有机
玻璃等。
3
1、Motoman机器人简介
• 焊接制造工艺由于其工艺的复杂性、劳动强度 、产品质量、批量等要求，使得焊接工艺对自 动化对于其工艺的自动化、机械化的要求极为 迫切，实现机器人焊接代替人工操作成为焊接 工作者追求的目标。
工业机器人基础 ppt课件
ppt课件
18
运动控制模块
③操作机
①示教器 S6 串
S0 口 S5
S6
通 信
S1
模
S3
S4
块
主控制模块
驱动模 块 示教器的数据流关系
ppt课件
19
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。
机器人的主要技术参数有自由度、分辨率、工作空间、工作速度、 工 作载荷等。
4
2.2.3 承载能力
承载能力是指机器人在工作范围内 的任何位姿上所能承受的最大重量，通 常可以用质量、力矩或惯性矩来表示。
• 承载能力不仅取决于负载的质量，而 且与机器人运行的速度和加速度的大 小和方向有关。
• 一般低速运行时，承载能力强。为安 全考虑，将承载能力这个指标确定为 高速运行时的承载能力。通常，承载 能力不仅指负载质量，还包括机器人 末端操作器的质量。
ppt课件
36
5. 用户坐标系 用户坐标系是用户根据工作的需要，自行定义的坐标系，用户可根据需要
定义多个坐 标系，如图 4-19所示。用户自定义可以方便的量测工作区间中各 点的位置并加以任务安 排，且更符合人的直观。在用户坐标系下，机器人末
端轨迹沿用户自己定义的坐标轴方 向运动，其运动方式见表 4-5。
图4-19 用户坐标系及各轴的运动
ppt课件
37
主运动轴 腕运动轴
表4-5 用户坐标系下机器人的运动方式
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
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p
y
p z
Never Stop Improving
— 11 —
2 机器人位姿变换
齐次坐标：
如用四个数组成(4×1)列阵
px
p
p
y
p
1
z
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
表示三维空间直角坐标系{A}中点p，则列阵[px py pz 1]T称为三维空间点p的齐次坐标。
1 机器人坐标系
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
在分析机器人时会牵涉诸多坐标系，一些是操作者不须关心的，另外一些却是和工艺相 关的。常见的坐标系有： 关节坐标系 基座坐标系 工具坐标系 用户坐标系
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基坐标系
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— 7—
1 机器人坐工标业系机器人坐标系
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
用户坐标系（工件坐标系）:
用于描述各个物体或工位的方位的需要。用户常常在自
z
己关心的平面建立自己的坐标系，以方便示教。
作用：
方便示教；
右手定则
— 5—
直角坐标系
1 机器人坐工标业系机器人基础知识
（2）直角坐标系 由于轨迹为空间插补，所以会遇到指定的位置和姿态不
能到达，即奇异现象。 常见的奇异有：
a）4、6轴共线附件，即5轴角度0附件。 b）2、3、5轴关节坐标系原点接近共线，即已经到达工作范 围边界。 c） 5轴关节坐标系原点在Z轴正上方附近。
直角坐标系的Z轴即第一轴的Z轴，X轴为回零后的正前方 ，Y轴由右手定则确定。原点随着df参数的大小上下变动。
直角坐标系下，用户可控制机器人末端沿坐标系任一方 向移动或旋转，常用于现场点位示教。
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
机器人 末端
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— 3—
1 机器人坐标系
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
关节坐标系主要描述各关节相对于标定零点的绝对位置，旋转轴常 用°表示，线性轴的常用mm描述。 作用：
单轴点动：单轴示教机器人，常用于调试时验证关节的旋转方向、 软限位；
解除机器人奇异位置，当机器人出现奇异报警时，只能在关节坐标 系下通过单轴点动解除奇异报警；
X 1 0 0 0T Y 0 1 0 0T Z 0 0 1 0T
(4×1)列阵[a b c o]T中第四个元素为零，且a2+b2+c2=1，则表示某轴(某矢量)的方向； (4x1)列阵[a b c w]T中第四个元素不为零，则表示空间某点的位置。
Never Stop Improving
无工具参数
Never Stop Improving
— 9—
工具坐标系
1 机器人坐工标业系机器人坐标系
工具坐标系: 建立工具坐标系方法：
直接输入法 三点法（工具末端对一固定点示教三个不同姿态的点） 五点法（工具末端对一固定点示教五个不同姿态的点）
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
工具坐标系: 在未加工具参数时，工具坐标系在机器人末端的法兰盘上，但
方向与基座坐标系不同。如右上图所示。
安装工具后，需加入工具参数，可以看作在机器人末端连杆的 延长，此时工具坐标系为表示新的工况需向末端延长，形成新的坐 标系。如右下图所示。
在示教时，也可以沿着工具坐标系的X、Y、Z轴平行的方向平 移，也可以末端不动绕工具坐标系的X、Y、Z轴转动。
三点法
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五点法
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工具坐标系
2 机器人位姿变换
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
机器人点的位置描述： 在选定的直角坐标系{A},空间任一点P的位置可用3×1的位置矢量AP表示
点的位置描述
px
Ap
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px a
p
p
y
1
z
c
w
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2 机器人位姿变换
坐标轴方向的描述：
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
i、j、k分别是直角坐标系中x、y、Z坐标轴的单位向量。若用齐次坐标来描述x、y、z轴的方向，则
y
基于用户坐标系的点位，方便生产线复制，减少调试工 作量；
离线仿真软件提取的基于定义坐标系轨迹控制点，可直 接用于实际程序中，只需定义匹配的用户坐标系
y
xz y
x z
x
Never Stop Improving
— 8—
1 机器人坐工标业系机器人坐标系
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
轴正负极限报警：只能在关节坐标系下通过单轴点动解除正负超限 报警；
关节坐标系下的坐标值均为机器人关节的绝对位置，方便用户调试 点位时观察机器人的绝对位置，避免机器人出现极限位置或奇异位置
Never Stop Improving
— 4—
关节坐标系
1 机器人坐工标业系机器人基础知识
直角坐标系:
直角坐标系，包括很多种，但我们常常狭隘的将基座坐标系 称为直角坐标系。
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
工业机器人技 术基础
Never Stop Improving
— 1—
目录
1 机器人坐标系 2 机器人位姿变换 3 机器人运动学 4 机器人动力学 5 机器人性能指标
Never Stop Improving
— 2—
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
右图就处于a）的奇异状态，直角下示教会报警。
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源
直角坐标系
Never Stop Improving
— 6—
1 机器人坐工标业系机器人坐标系
机器人系统 关节坐标系
两者关系？？？
变频器 | PLC | HMI | 伺服驱动器 | 电机 | 大传动 | 新能源