工业机器人技术基础 工业机器人手臂
工业机器人技术基础实训
工业机器人技术基础实训工业机器人技术是现代制造业中非常重要的一项技术，它可以提高生产效率、降低劳动强度和提高产品质量。
而工业机器人技术基础实训则是培养工业机器人技术人才的关键环节。
在这个实训中，学生将学习工业机器人的基本原理、操作技巧以及相关的安全知识。
一、工业机器人的基本原理工业机器人是一种能够自动执行各种任务的机器人，它由机械臂、控制系统、传感器和执行器等组成。
机械臂是工业机器人的核心部分，它可以完成各种复杂的操作，如抓取、搬运、装配等。
控制系统是机器人的大脑，它能够接收指令并控制机械臂的运动。
传感器可以帮助机器人感知周围环境，从而做出相应的反应。
执行器则负责实现机械臂的各种运动。
二、工业机器人的操作技巧在工业机器人的实训中，学生需要学习机器人的基本操作技巧。
首先，学生需要熟悉机器人的控制面板，了解各个按钮和控制器的功能。
然后，学生需要学会编写机器人的程序，包括运动控制、传感器控制等。
此外，学生还需要学习机器人的路径规划和碰撞检测等技术，以确保机器人能够安全高效地完成任务。
三、工业机器人的安全知识工业机器人在执行任务时存在一定的安全风险，学生在实训中需要学习相关的安全知识。
首先，学生需要了解机器人的安全警示标志和操作规程，以避免发生意外事故。
其次，学生需要学习机器人的安全防护装置的使用方法，包括安全围栏、安全光幕等。
同时，学生还需要学习机器人的紧急停止和故障排除等应急措施，以保证安全生产。
实训过程中，学生还会参与到具体的工业机器人应用中。
例如，学生可以模拟工厂生产线，学习机器人的自动化控制技术。
此外，学生还可以学习机器人的图像识别和物体抓取技术，以实现自动化装配和搬运等任务。
通过这些实践，学生可以更加深入地理解工业机器人技术，并提高自己的实际操作能力。
工业机器人技术基础实训是培养工业机器人技术人才的重要手段。
通过实训，学生可以掌握工业机器人的基本原理、操作技巧和安全知识，为将来的工作做好准备。
《工业机器人技术基础》教学ppt课件—第1章-工业机器人概述
作为这个世界上第一个工业机器人和第一家机器人企业的联合 开创者，恩格尔伯格也从此被称为为“机器人之父”。
约瑟夫·恩格尔伯格（美）
Joseph F·Engelberger
研制出了世界上第一台工业机器人 被誉为“机器人之父”
乔治·德沃尔（美）
George Devol
第一台可编程工业机器人的发明者 成立世界上第一家机器人公司Unimation
20世纪70年代，德国就开始了“机器换人”的过程。同时德 国政府通过长期资助和产学研结合，扶植了一批机器人产业和人 才梯队，如KUKA机器人公司。
德国工业机器人
总数位居世界第二位，仅次于日本
随着德国工业迈向以智能生产为代表 的“工业4.0”时代，德国企业对工业 机器人的需求将继续增加。
库卡
品类齐全 领域广泛
人们印象中的机器人
《罗萨姆的万能机器人》剧照
现实的东西
科幻文学作品 玩具商店中的玩具
20世纪50年代 约瑟夫·恩格尔伯格（美）& 乔治·德沃尔（美）设计发明出
世界上第一台工业机器人Unimate
● 意思为“万能自动” ● 是用于压铸的五轴液压驱动机器人 ● 手臂的控制由一台计算机完成 ● 能够记忆完成180个工作步骤
英国简明牛津字典
机器人是“貌似人的自 动机，具有智力的和顺 从于人的但不具人格的 机器”。这一定义并不 完全正确，因为还不存 在与人类相似的机器人 在运行。
美国国家标准 与技术研究院
一种能够进行编程并在 自动控制下执行某些操 作和移动作业任务的机 械装置”。这也是一种 比较广义的工业机器人 定义。
国际标准组织
图中有两台PUMA机器人
世界第一台 SCARA 工业机器人
Selective Compliance Assembly Robot Arm
《工业机器人技术基础》(第1章)
2．工业机器人的发展趋势
工业机器人 技术基础
第1章 工业机器人概述
目录
CONTENT
1.1 工业机器人的基础知识 1.2 工业机器人的基本组成与技术参数 1.3 工业机器人的典型应用
学习 目标
1 掌握工业机器人的定义及特点。 2 了解工业机器人的历史与发展。 3 掌握在不同分类方式下，工业机器人的结
构与特征。 4 掌握工业机器人的基本组成及技术参数。 5 了解工业机器人的典型应用。
1992年，瑞士ABB公司推出开放式控制系统——S4。S4旨在改善对用户至关重 要的两个领域——人机界面和机器人的技术性能。
1994年，Motoman公司（即现在的安川电机）推出的机器人控制系统 MRC，使同步控制两台机器人成为可能。MRC可以从普通PC编辑工业机 器人作业，且具有控制多达21个轴的能力。
4．涉及学科广泛
工业机器人技术实质上是机械学和微电子学的结合——机电一体化技术。
1.1.2 工业机器人的历史与发展趋势
1．工业机器人的历史
1）萌芽阶段（20世纪40—50年代） 1954年，美国发明家德沃尔对工业机器人的概念进行了定义，并申请了专利。 1959年，德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出世界第一台工业机
4）智能化阶段（21世纪初至今） 2011年，日本发那科公司的R-1000iA机器人利用LVC（学习减振装置）对机器人
运动轨迹加以优化，减小了振动，将动作周期缩短约20%，从而实现更高速的动作。 2018年，发那科公司与首选网络公司合作，首次将人工智能应用于其伺服调谐、
《工业机器人技术基础》(第3章)
（a）
（b）
图3-12 磁吸式末端执行器的工作原理
1—线圈；2—铁芯；3—衔铁
3.1.4 专用工具
工业机器人是一种通用性很强的自动化设备，可根据作业要求装配各种专用的末端 执行器来执行各种动作。
这些专用工具可通过电磁吸盘式换接器快速地进行更换，形成一整套系列满足用户 的不同加工需求，如图3-13所示。
（a）
（b） 图3-31 三轮行走机构
（c）
2．四轮行走机构
四轮行走机构在工业机器人中的应用最为广泛，其可采用不同的方式实现驱动和转 向，如图3-32所示。其中，图3-32〔a〕所示为后轮分散驱动；图3-32〔b〕所示为四轮 同步转向机构，这种机构可实现更灵活的转向和较大的回转半径。
（a）
（b）
图3-32 四轮行走机构
3.4.3 轮式行走机构
轮式行走机构在工业机器人中应用十分普遍，其主要应用在平坦的地面上，如图330所示。车轮的结构、材料取决于地面的性质和车辆的承载能力。
图3-30 轮式行走机构在工业机器人中的应用
1．三轮行走机构
三轮行走机构稳定性较好，代表性的车轮配置方式是一个前轮、两个后轮，如图331所示。其中，图3-31〔a〕所示为两个后轮独立驱动，前轮仅起支承作用，通过后轮 速度差实现转向；图3-31〔b〕所示为前轮驱动，并通过前轮转向；图3-31〔c〕所示为 两后轮驱动并配有差动器，通过前轮转向。
3.3.3 臂部结构的设计
工业机器人臂部结构的设计具体设计要求有以下几点：
〔1〕臂部的结构应该满足工业机器人作业空间的要求。 〔2〕合理选择臂部截面形状，选用高强度轻质制造材料。工字形截面的 弯曲刚度一般比圆截面大，空心管的弯曲刚度和扭转刚度都比实心轴大得多， 所以常用钢管制作臂杆及导向杆，用工字钢和槽钢制作支承板。 〔3〕尽量减小臂部重量和整个臂部相对于转动关节的转动惯量，以减小 运动时的动载荷与冲击。 〔4〕合理设计臂部与腕部、机身的连接部位。臂部安装形式和位置不仅 关系到机器人的强度、刚度和承载能力，而且还直接影响机器人的外观。
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
工业机器人技术基础
19
4程序控制功能 主要用于跳出运行或转入循环运行 如JUMP跳转到指定
标号或程序;CALL调出指定程序;IF是判断语句 如：JUMP JOB： TEST1 IF IN14=OFF; CALL JOB: TEST1 IF IN24=ON；
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
报警按钮
暂停按钮
启动按钮
主 电 源 开 关
33
2 再现操作盒
34
3 示教编程器
35
光标键
安全开关
在内侧;握住时; 伺服电源接通
插补方式
•键
坐标键
示教锁定 选择键
轴操作键
手动速度键 连锁+试运行
插入键 回车键
36
4 简单的基本操作 究竟怎样才能让机器人工作呢 • 接通电源 • 示教：教机器人工作 • 再现：机器人执行示教的工作 • 切断电源 基本工作过程可以用下图说明：
但离线编程中所需要的能补偿机器人系统误差的 功能 坐标系数据仍难以得到；仿真软件并不能完全 仿真真实的工作环境;还需要到现场进行调试
22
3 1 示教编程
3 1 1 示教编程基础知识
1 机器人的运动方式
机器人的运动方式分为PTP方式和CP方式 ➢ PTP方式为点到点方式即机器人以全速从起始点运动到
终点;而对两点间轨迹不做规定 ➢ CP方式为连续轨迹方式即机器人以设定的速度按特定
示教编程是机器人最基本和最简单的编程方法;目前 ;相当数量的机器人仍采用示教方式编程;机器人示教后 可以立即应用 顾名思义;就是我们通常所说的手把手示 教;由人直接通过示教盒控制机器人的手臂按照我们所要 求的轨迹运动; 其优点是：简单方便；不需要环境模型 ；对实际的机器人进行示教时;可以修正机械结构带来的 误差
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。
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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
工业机器人技术基础 项目三-工业机器人的机械结构
③ 履带支撑面上有履齿，不易打滑，牵引附着性能好，有利于发挥较大的牵引力。
1.3.2 移动式机座
（3）足式行走机构
车轮式行走机构只有在平坦坚硬的地面上
行驶才有理想的运动特性，如果地面凹凸
和车轮直径相当或地面很软，则它的运动
阻力将大大增加。
①可以在高低不平的地段上行走。
作用
• 移动式机座一方面支撑机器人的机身、臂部和手部，因而具有足
够的刚度和稳定性。
分类
• 机器人的行走机构按运动轨迹分为固定轨迹式行走机构和无固定
轨迹式行走机构。
1.3.2 移动式机座
1.固定轨迹式行走机构
固定轨迹一种配置形式，运动形式大多为直移式，具有占地面积小、有效
置。
1.垂直运动
工业机器人要完成空间的
运动，至少需要几个自由
2.径向运动
度进行运动呢？
3.回转运动
3.2.1 工业机器人手臂的运动
1.垂直运动
垂直运动是指机器人手臂的上下运动，这种运动通常采用液压缸机构或通过调整
机器人机身在垂直方向上的安装位置来实现。
工业机器人要
完成空间的运
动，至少需要
三个自由度的
总结
1.工业机器人的机械结构由机座、臂部、腕部、末端执行器组成。
2.固定式机器人由大臂、立柱、机座、小臂和手腕组成。
3.足式行走机构主要行走在平坦的地面上，车轮的形状和结构形式取决于地面
的性质和车辆的承载能力
4.履带行走机构由履带板、履带架、驱动链轮、导向轮、驱动轮、支重轮、托
链轮和张紧装置组成。
3.2工业机器人手臂
完成空间的运
动，至少需要
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。
工业机器人技术基础课件(最全)
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。
工业机器人技术基础实训
工业机器人技术基础实训工业机器人技术是现代制造业的重要组成部分，它能够提高生产效率、降低成本，并且可以在危险环境中替代人工操作。
在工业机器人技术基础实训中，学生们将学习并掌握工业机器人的运行原理、编程方法以及操作技巧，为以后的工业实践奠定基础。
在工业机器人技术基础实训中，学生们首先会学习机器人的基本构造和工作原理。
工业机器人通常由机械结构、传感器、控制系统和执行机构组成。
机械结构包括机械臂、关节、连接件等，传感器用于感知周围环境，控制系统负责控制机器人的运动和行为，执行机构则用于实际操作。
学生们将通过理论学习和实践操作，了解机器人各个部件之间的关系和作用。
接下来，学生们将学习机器人编程的方法。
机器人编程是将机器人的动作和行为以代码的形式进行描述和控制的过程。
有多种编程方法可供选择，例如图形化编程、文本编程和仿真编程等。
在实训中，学生们将学习如何使用编程软件，通过拖拽、编辑代码等方式编写机器人的动作序列和逻辑控制。
他们将通过模拟实验和实际操作，掌握不同编程方法的应用技巧。
除了理论学习和编程实践，学生们还将进行机器人的操作技巧训练。
操作技巧包括机器人的开关机、急停、坐标调整、程序运行等操作。
在实训中，学生们将通过模拟操作和真实环境下的实践，学会熟练操作机器人，并能够根据不同任务进行灵活调整和应对。
工业机器人技术基础实训的目的是培养学生的动手能力和创新思维。
通过实践操作，学生们能够将理论知识运用到实际中，提高解决问题的能力和创新能力。
此外，实训还能够培养学生的团队合作意识和沟通能力，因为在实际工作中，机器人往往需要与其他设备和人员进行协同操作。
在实训过程中，学生们还需要注意安全问题。
工业机器人在操作过程中可能存在一些危险因素，例如机械臂的运动范围、执行机构的力量等。
因此，学生们需要严格遵守操作规程，正确佩戴个人防护装备，确保自身安全和周围环境的安全。
工业机器人技术基础实训是培养学生工业机器人技术应用能力的重要环节。
(完整版)工业机器人技术基础课件(最全)
p
py
b
1pz
c w
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
工业机器人技术基础实训
工业机器人技术基础实训工业机器人技术基础实训介绍工业机器人技术是现代制造业中的重要组成部分。
随着自动化和智能化的快速发展，工业机器人在生产线上扮演着越来越重要的角色。
为了培养专业的机器人技术人才，许多教育机构和企业都提供了工业机器人技术基础实训。
本文将深入探讨工业机器人技术的基础实训内容，并分享一些对这一主题的观点和理解。
一、实训内容及目标1. 机器人分类与结构在工业机器人技术基础实训中，第一步是学习和了解不同类型的机器人以及它们的结构。
常见的工业机器人类型包括悬臂式机器人、SCARA机器人、并联机器人等。
学员需要学习这些机器人的特点、优势和适用范围，以便在实践中能够合理选择和配置机器人。
2. 机器人编程与控制工业机器人的编程是实训的核心内容之一。
学员需要学习机器人编程语言和编程方法，并通过编程实践掌握机器人的基本动作和操作。
他们还需要学习机器人的控制系统，包括传感器、执行器和控制器等组成部分，以便能够对机器人进行准确的控制和监测。
3. 机器人安全与维护在实际应用中，机器人的安全性和可靠性至关重要。
工业机器人技术基础实训也会关注机器人的安全与维护。
学员需要学习机器人的安全操作规程和事故处理方法，了解机器人的安全保护装置和安全控制系统，并学会进行常规维护和故障排除。
二、从简到繁的探索工业机器人技术基础实训通常会从简单的机器人编程开始，逐渐深入复杂的应用场景。
学员最初会学习基本的机器人动作控制，如直线运动、圆弧运动等，通过简单的编程实践掌握这些基本技能。
随着实训的进行，他们将逐步接触更复杂的编程任务，如路径规划、物料搬运等。
通过逐步增加难度的训练，学员能够更好地理解和应用工业机器人技术。
三、总结与回顾在工业机器人技术基础实训的最后阶段，学员需要进行总结和回顾。
他们可以在实践中遇到的问题和困难进行分析，并总结解决问题的方法和经验。
学员还可以对工业机器人技术的发展趋势进行探讨，并思考机器人在未来制造业中的潜力和应用前景。
工业机器人技术基础工业机器人手臂
工业机器人技术基础工业机器人手臂在当今的制造业中，工业机器人已经成为了不可或缺的一部分。
而在工业机器人的众多组成部分中，手臂无疑是最为关键和引人注目的。
工业机器人手臂就像是人的手臂一样，能够完成各种精确、复杂的动作，从而实现生产线上的自动化操作。
工业机器人手臂的结构设计是其能够高效工作的基础。
它通常由一系列的连杆和关节组成，这些连杆和关节的组合方式决定了手臂的运动范围和灵活性。
常见的关节类型包括旋转关节和移动关节。
旋转关节能够实现手臂的旋转运动，而移动关节则可以让手臂进行直线移动。
通过巧妙地组合这些关节，工业机器人手臂可以在三维空间中实现多种复杂的动作。
为了确保工业机器人手臂能够精确地执行任务，其驱动系统起着至关重要的作用。
目前，常见的驱动方式有电动驱动、液压驱动和气动驱动。
电动驱动具有精度高、控制简单、清洁环保等优点，适用于对精度要求较高的场合。
液压驱动则能够提供较大的动力和扭矩，适用于重载和高速运动的情况。
气动驱动相对来说成本较低，但精度和控制性能稍逊一筹。
在工业机器人手臂的运动控制方面，先进的控制系统是实现高精度和高速度运动的关键。
控制系统需要根据预设的程序和传感器反馈的信息，精确地计算出每个关节的运动轨迹和速度，以确保手臂能够准确地到达目标位置。
同时，为了应对可能出现的干扰和误差，控制系统还需要具备良好的自适应和纠错能力。
精度是衡量工业机器人手臂性能的一个重要指标。
影响精度的因素众多，包括机械结构的加工精度、关节的传动精度、传感器的测量精度以及控制系统的算法精度等。
为了提高精度，在设计和制造过程中需要采用高精度的加工设备和先进的制造工艺，同时选用高性能的传感器和优化控制算法。
工业机器人手臂的应用领域非常广泛。
在汽车制造业中，它可以完成车身焊接、喷漆、零部件装配等工作；在电子行业，它能够进行芯片封装、电路板组装等精细操作；在食品和医药行业，它可以进行包装、分拣等任务，保证生产的卫生和安全。
《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。
《工业机器人基础》工业机器人机械结构
第4章 工业机器人概论
4.4 工业机器人末端执行器
工业机器人技术基础
a. 外夹式 4、根据运动形式分类
b.内撑式
根据运动形式来分，末端执行器可分为回转型、平动型和平移型。
用B来标记，如图4-10b所示。
第4章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
4.3 工业机器人腕部
3.工业机器人的手转 手转是指腕部的上下摆动，这种运动也称为俯仰，又称为腕部弯曲，如图4-9所 示。 4.工业机器人的腕摆 工业机器人的腕摆是指机器人腕部的水平摆动，又称为腕部侧摆。腕部的旋转 和俯仰两种运动结合起可以看成是侧摆运动，通常机器人的侧摆运动由一个单 独的关节提供，如图4-9所示。 腕部运动多为臂转、手转、腕摆三个运动方式的组合，组合的方式可以有多种 ，常见腕部运动的组合方式有：臂转-腕摆-手转结构，臂转-双腕摆-手转结构 等，分别如图4-11所示。
③机器人机座用底板安装在地面上时，用螺栓孔安装底板在混凝土地面或钢 板上。机器人机座与底板用高强度螺栓固定联接。
第4章 工业机器人概论
4.1 工业机器人基座
工业机器人技术基础
4.1.2 机器人的行走式机座
行走式机座满足了机器人可行走条件，是行走机器人的重要执行部件，它由 驱动装置、传动机构、位置检测元件、传感器、电缆及管路等组成。它一方面 支承机器人的机身、臂部和手部；另一方面带动机器人按照工作任务的要求进 行运动。机器人的行走机构按运动轨迹分为固定轨迹式行走机构和无固定轨迹 式行走机构。 1．固定轨迹式行走机座
第4章 工业机器人概论
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ห้องสมุดไป่ตู้
小臂
肘关节
大臂 肩关节
手臂特点
刚度要求高
• 工字型断面弯曲刚度>圆断面弯曲刚度 • 空心管弯曲刚度和扭转刚度>实心轴弯曲刚度和
扭转刚度 • 臂杆及导向杆：钢管 • 支撑杆：槽钢，工字钢 • 提高刚度方法：多重闭合平行四边形连杆机构代
替单一刚性构件
手臂特点
导向性要好
• 方形、花键形式臂杆
手臂特点
工业机器人手臂
学习目标
手臂概述 手臂特点 手臂分类
工业机器人手臂定义、作用、位置、组成、设计因素 工业机器人手臂的4个特点 按结构形式分类，按运动形式分类
手臂概述
定义：
• 是用以连接腰部和腕部，将机器人的腕部送达到指定位置的部分。
手臂概述
组成：
• 2个臂杆+2个关节
设计因素：
• 运动形式、抓取重量、动作自 由度、运动精度等
• 悬挂式
手臂分类
按运动形式：
• 移动型
• 单极型
• 复合型
• 旋转型
• 左右旋转
• 上下摆动
手臂分类
按运动形式：
• 复合型
• 直线运动+旋转运动 • 两直线运动 • 两旋转运动
实例—ABB机器人打桌球
总结
1.掌握工业机器人手臂的位置、作用 2. 掌握工业机器人手臂的4个特点 3. 掌握工业机器人手臂的分类
质量要轻
• 提高机器人速度：特殊实用材料和几何学 • 直线运动结构：镁或铝合金构成的横截面恒定的冲压件 • 高加速度的机器人：碳和玻璃纤维合成物 • 成本低：热塑性塑料
手臂特点
运动要平稳，定位精度要高
• 手臂结构设计紧凑 • 质量要轻 • 采用缓冲措施
弹簧
气缸
手臂分类
按结构形式：
• 单臂式
• 双臂式