工业机器人组成及工作原理精选PPT
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工业机器人组成及工作原理..课件
01
03
02 04
智能化发展 协同作业
工业机器人发展面临的挑战
技术瓶颈 数据安全 成本压力 人才短缺
工业机器人发展的未来方向
加强研发创新 拓展应用领域 提高可操作性和安全性
06
相关案例分享
CHAPTER
案例一：汽车制造行业中的工业机器人应用
总结词
高效、精准、可靠
详细描述
在汽车制造行业中，工业机器人的应用已经成为了不可或缺的一部分。它们主要负责组装、焊接、喷涂等工艺流 程，不仅提高了生产效率，还降低了人工成本。此外，工业机器人的精准度和可靠性也得到了保障，为汽车制造 行业的发展提供了强有力的支持。
课件
目 录
• 工业机器人概述 • 工业机器人组成 • 工业机器人工作原理 • 工业机器人技术参数及选型 • 工业机器人发展趋势与挑战 • 相关案例分享
contents
01
工业机器人概述
CHAPTER
工业机器人的定义 01 02
工业机器人的发展历程
01
02
03
第一代工业机器人
第二代工业机器人
第三代工业机器人
运动学模型可以用来描述工业机器人在空间中的位置和姿态，以及其各部件之间的 运动关系。
工业机器人的动力学原理
动力学是研究物体运动力学性 质的科学，它主要研究物体的 力、速度和加速度之间的关系。
工业机器人的动力学主要关注 其在运动过程中所受到的力， 以及这些力如何影响其运动。
动力学模型可以用来描述工业 机器人在运动过程中所受到的 力，以及这些力如何影响其运动。
工业机器人的感知与控制原理
感知是指对外部环境的感知和识 别，工业机器人通过各种传感器
来感知周围环境。
《工业机器人系统》课件
介绍用于工业机器人编程的集成开发 环境（IDE），如ROS、Keithley等， 以及如何安装和使用。
工具链
介绍工业机器人编程所需的工具链， 如建模软件、仿真软件等，以及它们 在编程中的作用。
控制策略与算法
在此添加您的文本17字
控制策略
在此添加您的文本16字
介绍工业机器人常用的控制策略，如PID控制、模糊控制 等，以及它们的原理和应用场景。
分类
根据应用领域和功能，工业机器人可 以分为搬运机器人、装配机器人、焊 接机器人、喷涂机器人等类型。
工业ห้องสมุดไป่ตู้器人的应用领域
汽车制造业
工业机器人在汽车制造业中广 泛应用于焊接、装配、喷涂等 环节，提高了生产效率和产品
质量。
电子制造
电子制造领域中，工业机器人 能够完成高精度、高速度的贴 片、检测、组装等任务，提高 了生产效率。
03
人机界面提高了机器人的易用性和可维护性，降低了对操作人员的技 能要求。
04
人机界面的未来发展方向是更好的用户体验、更高的交互性和更强的 智能化功能。
03
工业机器人编程与控 制
编程语言与工具
编程语言选择 介绍工业机器人常用的编程语言，如 Python、C等，以及它们的特点和适
用场景。
集成开发环境（IDE）
04
工业机器人应用案例
装配线上的机器人
总结词
装配线上的机器人主要用于自动 化装配作业，提高生产效率。
详细描述
装配线上的机器人能够快速、准 确地完成零件的抓取、搬运和组 装，减少了人工操作，提高了生 产效率，降低了生产成本。
搬运机器人
总结词
搬运机器人主要用于物料搬运，减轻工人劳动强度，提高搬 运效率。
工业机器人的组成PPT课件
2019/9/22
19
四、传感部分 2. 机器人-环境交互系统
• 机器人-环境交互系统实现工业机器人与外部环境中 的设备相互联系和协调的系统。
• 工业机器人与外部设备集成为一个功能单元, 如加工制造 单元、多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装 置等集成为一个去执行 复杂任务的功能单元。
2019/9/22
2019/9/22
17
用途
机器人的精确控制
检测的信息
位置、角度、速度、加速度、姿 态、方向等
内部传感器
所用传感器
微动开关、光电开关、差动变压 器、编码器、电位计、旋转变压 器、测速发电机、加速度计、陀 螺、倾角传感器、力（或力矩） 传感器
2019/9/22
18
用途
了解在工件、环境或机器人在环境中的状态、 对工件的灵活、有效的操作
• 伺服控制器控制各个关节的驱动器。
2019/9/22
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，与设定值进行比较后对执行机构进行调整以保证 其动作符合设计要求。
• 外部检测系统检测机器人所处环境、外部 物体状态或机器人与外部物体的关系。
工业机器人的组成
Hale Waihona Puke 主要内容• 系统组成 • 机械部分 • 控制部分 • 传感部分
2019/9/22
2
一、系统组成
• 工业机器人由国际标准化组织正式定义为“自动控制的可重复编程的多功 能机械手”。
• 根据系统结构特点，工业机器人由三大部分6个子系统组成。
工业机器人ppt
分类
根据应用领域和功能，工业机器 人可分为关节式、多关节式、平 面式和并联式等多种类型。
发展历程与趋势
发展历程
工业机器人经历了从简单机械手到复 杂智能机器人的发展过程，技术不断 进步。
发展趋势
随着人工智能、物联网等技术的不断 发展，工业机器人将更加智能化、自 主化和互联化。
应用领域与优势
应用领域
安全防护与法律法规问题探讨
安全防护技术
加强工业机器人的安全防护技术，防止意外事故的发生，保障操 作人员和设备的安全。
法律法规制定
完善相关法律法规，明确工业机器人的生产、使用、管理等各方面 的规定和要求，保障行业的健康发展。
政策监管
加强对工业机器人行业的监管力度，确保企业合规生产、使用和管 理工业机器人，防止不法行为的发生。
运动学
运动学是研究物体运动规律的学科。在工业机器人中，运动 学主要研究机器人末端执行器的位置和姿态随时间的变化规 律。
控制系统与算法
控制系统
工业机器人的控制系统负责接收来自外部的输入信号，并根据预设的算法和程序 ，控制机器人的运动。控制系统通常包括硬件和软件两部分。
算法
算法是控制机器人运动的核心。常用的算法包括路径规划、轨迹生成、碰撞检测 等。这些算法能够确保机器人在执行任务时具有高效、准确和稳定的特点。
2023-12-22工业机 Nhomakorabea人汇报人：可编辑
目 录
• 工业机器人概述 • 工业机器人技术原理 • 工业机器人应用案例 • 工业机器人技术挑战与解决方案 • 未来发展趋势预测与展望
01
工业机器人概述
定义与分类
定义
工业机器人是一种自动化设备， 能够在工业环境中执行各种任务 ，如搬运、装配、焊接等。
根据应用领域和功能，工业机器 人可分为关节式、多关节式、平 面式和并联式等多种类型。
发展历程与趋势
发展历程
工业机器人经历了从简单机械手到复 杂智能机器人的发展过程，技术不断 进步。
发展趋势
随着人工智能、物联网等技术的不断 发展，工业机器人将更加智能化、自 主化和互联化。
应用领域与优势
应用领域
安全防护与法律法规问题探讨
安全防护技术
加强工业机器人的安全防护技术，防止意外事故的发生，保障操 作人员和设备的安全。
法律法规制定
完善相关法律法规，明确工业机器人的生产、使用、管理等各方面 的规定和要求，保障行业的健康发展。
政策监管
加强对工业机器人行业的监管力度，确保企业合规生产、使用和管 理工业机器人，防止不法行为的发生。
运动学
运动学是研究物体运动规律的学科。在工业机器人中，运动 学主要研究机器人末端执行器的位置和姿态随时间的变化规 律。
控制系统与算法
控制系统
工业机器人的控制系统负责接收来自外部的输入信号，并根据预设的算法和程序 ，控制机器人的运动。控制系统通常包括硬件和软件两部分。
算法
算法是控制机器人运动的核心。常用的算法包括路径规划、轨迹生成、碰撞检测 等。这些算法能够确保机器人在执行任务时具有高效、准确和稳定的特点。
2023-12-22工业机 Nhomakorabea人汇报人：可编辑
目 录
• 工业机器人概述 • 工业机器人技术原理 • 工业机器人应用案例 • 工业机器人技术挑战与解决方案 • 未来发展趋势预测与展望
01
工业机器人概述
定义与分类
定义
工业机器人是一种自动化设备， 能够在工业环境中执行各种任务 ，如搬运、装配、焊接等。
工业机器人PPT
Copyright © SLC 2009. All rights reserved.
第2页
2009年2月
Siemens China
二.工业机器人的组成
工业机器人由三大部分五个子系统组成。 三大部分是:机械部分、传感部分和控制部分 五个子系统是:执行机构、驱劢系统、传劢系统、控制系统 及智能系统。 各部分关系如下图所示：
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第 11 页
2009年2月
Siemens China
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第 12 页
2009年2月
Siemens China
Siemens China
三.工业机器人分类与性能
3.球坐标型
球坐标型操作机它有两个转动关 节和一个移动关节，末端操作器的安 装轴线之位姿由(θ，φ， r)坐标予以 表示。该种型式的工业机器人，空间 尺寸较小，工作范围较大。
4.关节型
关节型操作型它有三个转动关节，即机 身上部相对于下部的转动，肩关节的转动 和肘关节的转动。腕关节的转动属于末端 操作器的自由度。该种结构的工业机器人， 空间尺寸相对较小，工作范围相对较大， 还可以绕过机座周围的障碍物，是目前应 用较多的一种机型。
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第6页
2009年2月
Siemens China
四.工业机器人用途
搬运机器人
焊接机器人
装配机器人
喷漆机器人
第7页 2009年2月
切削加工机器人
工业机器人结构设计ppt课件
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
N
N
P
N=P/2 注：①两手指平移 ②增力比（N/P）小
齿轮齿条式手部结构
No.32
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
α
γB A β
P
C
EN
N
N=PLcos(α+β+γ)/(2lsinαcosβ)
2、开式连杆系中的每根连杆都 具有独立的驱动器，属于主动连 杆系，连杆的运动各自独立，不 同连杆的运动之间没有依从关系， 运动灵活。
No.5
2.1 机器人本体的基本结构
二、机器人本体基本结构特点：
3、连杆驱动扭矩的顺态过程在 时域中的变化非常复杂，且和执 行器反馈信号有关。连杆的驱动 属于伺服控制型，因而对机械传 动系统的刚度、间隙和运动精度 都有较高的要求。
应根据被抓取工件的要求确定吸盘的形 状。由于气吸式手部多吸附薄片状的工 件，故可用耐油橡胶压制不同尺寸的盘 状吸头。
No.41
2.2.2 吸附式手部的设计
三、气吸式手部的吸力计算
吸盘吸力的大小主要取决于真空度(或 负压的大小)与吸附面积的大小。
真空吸盘吸力F计算公式：
F nD2 ( H )
4K1K2K3 76
注：①AB＝DE，DB＝AE，L＝BC杆长，l＝AB杆长； ②两手指保持平行；③当α角较小时，可获得较大的力比。
平行连杆杠杆式手部结构
No.33
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
P
φ
α
c
bN
N
N=Pcsin(α+φ)/2bsinαsinφ
工业机器人ppt
人机协同
未来工业机器人将更加注重人机协同，机器人将 与人类工人一起协同工作，提高生产效率和安全 性。
应用拓展
随着工业机器人应用的不断拓展，未来工业机器 人将进入更多的领域，包括医疗、航空、农业等 。
云化升级
未来工业机器人将通过云平台进行远程监控、诊 断和维护，提高机器人的可靠性和可维护性。同 时，云平台还可以提供大数据分析和智能增值服 务。
02
工业机器人的组成和工作原理
工业机器人的组成
机械手
工业机器人的手部，可以抓取物品 并按照规定的轨迹进行操作。
控制器
控制机器人的大脑，接收指令并控 制机器人的运动。
驱动器
驱动机械手和控制器之间的传输装 置。
传感器
检测机器人工作过程中的位置、速 度、温度等参数。
工业机器人工作原理
基于计算机技术和控制理论，将机械手和驱动器连接 起来。
高效：工业机器人可以连续工作 ，不受人类疲劳和情绪的影响。
灵活：工业机器人的编程和操作 简单，可适应不同的工作环境和 任务。
工业机器人在工业生产中的应用
1 2
Hale Waihona Puke 自动化生产线工业机器人可以用于自动化生产线上的搬运、 装配、加工等环节，提高生产效率和质量。
物流仓储
工业机器人可以实现货物的自动化进出库、拣 选、搬运等操作，提高物流效率。
工业机器人在电子制造领域的应用
总结词
高精度要求、生产线自动化、提高良品率
详细描述
在电子制造领域，工业机器人的应用也非常广泛。这些机器人主要负责组装和测 试工作，由于电子产品的精度要求非常高，机器人的精确操作可以大幅度提高产 品良品率，降低废品率。
工业机器人在塑料制造领域的应用
未来工业机器人将更加注重人机协同，机器人将 与人类工人一起协同工作，提高生产效率和安全 性。
应用拓展
随着工业机器人应用的不断拓展，未来工业机器 人将进入更多的领域，包括医疗、航空、农业等 。
云化升级
未来工业机器人将通过云平台进行远程监控、诊 断和维护，提高机器人的可靠性和可维护性。同 时，云平台还可以提供大数据分析和智能增值服 务。
02
工业机器人的组成和工作原理
工业机器人的组成
机械手
工业机器人的手部，可以抓取物品 并按照规定的轨迹进行操作。
控制器
控制机器人的大脑，接收指令并控 制机器人的运动。
驱动器
驱动机械手和控制器之间的传输装 置。
传感器
检测机器人工作过程中的位置、速 度、温度等参数。
工业机器人工作原理
基于计算机技术和控制理论，将机械手和驱动器连接 起来。
高效：工业机器人可以连续工作 ，不受人类疲劳和情绪的影响。
灵活：工业机器人的编程和操作 简单，可适应不同的工作环境和 任务。
工业机器人在工业生产中的应用
1 2
Hale Waihona Puke 自动化生产线工业机器人可以用于自动化生产线上的搬运、 装配、加工等环节，提高生产效率和质量。
物流仓储
工业机器人可以实现货物的自动化进出库、拣 选、搬运等操作，提高物流效率。
工业机器人在电子制造领域的应用
总结词
高精度要求、生产线自动化、提高良品率
详细描述
在电子制造领域，工业机器人的应用也非常广泛。这些机器人主要负责组装和测 试工作，由于电子产品的精度要求非常高，机器人的精确操作可以大幅度提高产 品良品率，降低废品率。
工业机器人在塑料制造领域的应用
工业机器人ppt
详细描述
人机协作是工业机器人发展的一个重要方向 。通过先进的传感器和算法，机器人能够更 准确地理解人类的意图，从而更安全、更高 效地与人类共同工作。智能化技术则赋予了 机器人自主学习和决策的能力，使其能够适 应不断变化的工
随着云计算和物联网技术的发展，工业机器 人正逐渐实现远程监控、数据分析和实时控 制等功能，提高了生产过程的灵活性和可扩 展性。
工业机器人
汇报人：可编辑
2023-12-23
目录
CONTENTS
• 工业机器人概述 • 工业机器人的技术原理 • 工业机器人的关键技术 • 工业机器人的发展趋势 • 工业机器人在各行业的应用案例
01
工业机器人概述
定义与特点
定义
工业机器人是一种可编程、多用 途的自动化机器，能够按照预设 程序执行重复性任务，提高生产 效率和降低生产成本。
05
工业机器人在各行 业的应用案例
汽车制造业
总结词
工业机器人在汽车制造业中广泛应用，涉及装配、焊接 、喷涂、搬运等环节。
详细描述
工业机器人能够提高生产效率、降低人工成本，实现高 精度、高质量的制造。在汽车装配环节，机器人能够快 速、准确地完成各种零部件的装配工作，提高生产效率 。在焊接和喷涂环节，机器人能够替代人工完成高强度 和高危险性的工作，提高生产安全性和产品质量。
物流业
总结词
工业机器人在物流业中主要用于自动化仓库、分拣和配送等环节。
详细描述
工业机器人能够提高物流效率、降低人工成本，实现快速、准确的货物分拣和配送。在 自动化仓库中，机器人能够快速、准确地完成货物的存取和搬运工作，提高仓库管理效 率。在分拣环节，机器人能够快速识别货物信息，准确分拣到指定位置。在配送环节，
工业机器人系统组成课件
成本与维护
工业机器人的制造成本和维护成本较高，对于中小型企业 来说是一大负担。需要进一步降低成本，提高可靠性和可 维护性。
安全与隐私
随着工业机器人技术的不断发展，安全和隐私问题也日益 突出，需要加强技术研发和法律法规的制定，确保工业机 器人的安全和隐私保护。
未来应用场景
智能制造
工业机器人将在智能制造领域发挥重要作用，实现自动化生产、 智能物流和智能仓储等功能。
工业机器人系统组成 课件
目录
• 工业机器人概述 • 工业机器人硬件系统 • 工业机器人软件系统 • 工业机器人技术发展 • 工业机器人未来展望
01
工业机器人概述
定义与分类
定义
工业机器人是一种能够自动执行 任务的机器系统，通常用于工业 生产线上，能够实现高效、精准 、快速的生产作业。
分类
根据不同的分类标准，工业机器 人可以分为多种类型，如按功能 、应用领域、机械结构等。
医疗保健
未来工业机器人有望在医疗保健领域得到广泛应用，如手术助手、 康复训练和医疗服务等。
农业领域
在农业领域，工业机器人将应用于种植、采摘、收割和农产品加工 等方面，提高农业生产效率和农产品质量。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
03
工业机器人软件系统
操作系统
实时操作系统
用于控制机器人的实时性行为，确保机器人在多任务环境中 的稳定运行。
非实时操作系统
用于机器人应用程序的开发和调试，提供良好的开发环境。
编程语言
01
C/C用于机器人底层驱动和控制 程序的编写，具有高效和灵活的 特点。
02
Python：用于机器人高级应用程 序的编写，易于学习和使用，支 持多种库和框架。
工业机器人的制造成本和维护成本较高，对于中小型企业 来说是一大负担。需要进一步降低成本，提高可靠性和可 维护性。
安全与隐私
随着工业机器人技术的不断发展，安全和隐私问题也日益 突出，需要加强技术研发和法律法规的制定，确保工业机 器人的安全和隐私保护。
未来应用场景
智能制造
工业机器人将在智能制造领域发挥重要作用，实现自动化生产、 智能物流和智能仓储等功能。
工业机器人系统组成 课件
目录
• 工业机器人概述 • 工业机器人硬件系统 • 工业机器人软件系统 • 工业机器人技术发展 • 工业机器人未来展望
01
工业机器人概述
定义与分类
定义
工业机器人是一种能够自动执行 任务的机器系统，通常用于工业 生产线上，能够实现高效、精准 、快速的生产作业。
分类
根据不同的分类标准，工业机器 人可以分为多种类型，如按功能 、应用领域、机械结构等。
医疗保健
未来工业机器人有望在医疗保健领域得到广泛应用，如手术助手、 康复训练和医疗服务等。
农业领域
在农业领域，工业机器人将应用于种植、采摘、收割和农产品加工 等方面，提高农业生产效率和农产品质量。
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03
工业机器人软件系统
操作系统
实时操作系统
用于控制机器人的实时性行为，确保机器人在多任务环境中 的稳定运行。
非实时操作系统
用于机器人应用程序的开发和调试，提供良好的开发环境。
编程语言
01
C/C用于机器人底层驱动和控制 程序的编写，具有高效和灵活的 特点。
02
Python：用于机器人高级应用程 序的编写，易于学习和使用，支 持多种库和框架。
工业机器人的组成ppt课件
部运动。
腰部：立柱，是 支撑手臂的部件，
其作用是带动臂 7
二、机械部分 2. 驱动—传动装置
工业机器人的驱动系统包括驱动器和传动 机构两部分，它们通常与执行机构连成机 器人驱本动体系统。
驱动器 传动机构
8
二、机械部分
2. 驱动—传动装置 工业机器人
驱动器通常有：
➢ 电机驱动：直流伺服电机、 步进电机、交流伺服电机。
传动机构常用的有：谐波减速器、滚珠丝 杆、链、带以及各种齿轮系。
传动机构 谐波传动 螺旋传动 链传动 带传动 齿轮传动
12
二、机械部分 2. 驱动—传动装置
- 由谐波发生器（椭圆形凸轮 及薄壁轴承）、柔轮（在柔 性材料上切制齿形）以及与 它们啮合的钢轮构成的传动 机构
13
三、控制部分 1. 人机交互系统
驱动器
➢ 液压驱动； ➢ 气动驱动。
各种电、液、气装置
9
驱动器
直动 气缸
气动
气动 马达
气爪
液压
液压 液压 马达 缸
直流 伺服 电动 机
电动
交流 伺服 电动 机
步进 电动 机
电液 气综 合驱 动
10
直流伺服电机与驱动放大器
交流伺服电机
驱动放大器
直流无刷电机
步进电机
直驱电机
11
二、机械部分 2. 驱动—传动装置
18
四、传感部分 2. 机器人-环境交互系统
机器人-环境交互系统实现工业机器人与 外部环境中的设备相互联系和协调的系统。
工业机器人与外部设备集成为一个功能单元, 如加工制造单元、多台机器人、多台机床或 设备、多个零件存储装置等集成为一个去执 行 复杂任务的功能单元。
工业机器人组成及工作原理.. 共43页
“可编程控制”方式：工作人员事先根据机器人的工作任务和运 动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器， 起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去 完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵 活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
(3)运动精度(Accurucy) 机器人机械系统的精度主要涉及位姿精度、重复 位姿精度、轨迹精度、重复轨迹精度等。
(4)运动特性（Sped） 速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。
(5)动态特性 结构动态参数主要包括质量、惯性矩、刚度、阻尼系数、固 有频率和振动模态。
定位精度（Positioning accuracy）：指 机器人末端参考点实际到达的位置与 所需要到达的理想位置之间的差距。
(1)工作空间（Work space） 工作空间是指机器人臂杆的特定部位在一定 条件下所能到达空间的位置集合。工作空间的性状和大小反映了机器人工作能力 的大小。理解机器人的工作空间时，要注意以下几点：
(2)有效负载(Payload) 有效负载是指机器人操作机在工作时臂端可能搬运 的物体重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作机的负荷能力。
机械结构简图
●S 轴（回旋） ●L 轴（下臂倾动） ●U 轴（上臂倾动） ●R 轴（手臂横摆） ●B 轴（手腕俯仰） ●T 轴（手腕回旋）
机器人关节
？
机器人控制器
控制器是根据指令以及传感器信息控制机器人完成一定动作或作业任务的 装置，是决定机器人功能和性能的主要因素，也是机器人系统中更新和发展 最快的部分。 其基本功能有：示教、记忆、位置伺服、坐标设定。 开发程度：封闭型、开放性和混合型。
工业机器人ppt
3
二、组成与分类
4
组成
控制系统
驱动系统
主主体体
5
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。
6
相用力 应以装 的使置 驱 动执和 动 作行传 系
机动统 构机包 产构括 生，动
7
控制系统是按照输入的程序对驱动系统 和执行机构发出指令信号，并进行控制。
8
2、分类
（1）按系统分类：专用机器人、通用机器人、 示教再现式机器人、智能机器人；
（2）按驱动方式分类：气压传动机器人、液压 传动机器人、电气传动机器人；
（3）按结构形式分类：直角坐标机器人、圆柱 坐标机器人、球坐标机器人、关节机器人。
9
Pay Attetion：
自由度是衡量机器人 技术水平的主要指标
10
三、控制技术
11
控制系统是机器人的重要组成部分，是 机器人按照指令去完成所希望的作业任务。
12
控制系统的分类
❖ ①按控制回路 开环系统和闭环系统； ❖ ②按控制硬件 机械、液压、射流等； ❖ ③按编程方式 物理、示教、高线等； ❖ ④按自动化控制 顺序、程序、自适应控制
系统及人工智能系统； ❖ ⑤按运动轨迹 点位、连续轮廓控制。
13
机 ❖ 示教盒 ❖ 操作面板 ❖ 硬盘和软盘存储存 ❖ 数字和模拟量输入输出 ❖ 网络接口
❖ 打印机接口 ❖ 传感器接口 ❖ 轴控制器 ❖ 辅助设备控制 ❖ 通信接口
14
位置伺服控制
关节伺服控制
坐标伺服控制
15
机器人的应用领域
弧焊机器人
磨销机器人
点焊机器人
去毛刺机器人
16
清洁机器人
机器人的应用领域
二、组成与分类
4
组成
控制系统
驱动系统
主主体体
5
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。
6
相用力 应以装 的使置 驱 动执和 动 作行传 系
机动统 构机包 产构括 生，动
7
控制系统是按照输入的程序对驱动系统 和执行机构发出指令信号，并进行控制。
8
2、分类
（1）按系统分类：专用机器人、通用机器人、 示教再现式机器人、智能机器人；
（2）按驱动方式分类：气压传动机器人、液压 传动机器人、电气传动机器人；
（3）按结构形式分类：直角坐标机器人、圆柱 坐标机器人、球坐标机器人、关节机器人。
9
Pay Attetion：
自由度是衡量机器人 技术水平的主要指标
10
三、控制技术
11
控制系统是机器人的重要组成部分，是 机器人按照指令去完成所希望的作业任务。
12
控制系统的分类
❖ ①按控制回路 开环系统和闭环系统； ❖ ②按控制硬件 机械、液压、射流等； ❖ ③按编程方式 物理、示教、高线等； ❖ ④按自动化控制 顺序、程序、自适应控制
系统及人工智能系统； ❖ ⑤按运动轨迹 点位、连续轮廓控制。
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机 ❖ 示教盒 ❖ 操作面板 ❖ 硬盘和软盘存储存 ❖ 数字和模拟量输入输出 ❖ 网络接口
❖ 打印机接口 ❖ 传感器接口 ❖ 轴控制器 ❖ 辅助设备控制 ❖ 通信接口
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位置伺服控制
关节伺服控制
坐标伺服控制
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机器人的应用领域
弧焊机器人
磨销机器人
点焊机器人
去毛刺机器人
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清洁机器人
机器人的应用领域
《工业机器人》课件
04
工业机器人在生产中的应用案例
汽车制造行业的应用案例
自动化生产线
工业机器人在汽车制造中广泛应用于装配、焊接、喷涂等环节， 提高了生产效率，降低了人工成本。
零部件加工
工业机器人对汽车零部件进行高效、精准的加工，确保产品质量和 一致性。
物流配送
工业机器人负责汽车生产线上各类物料的搬运和配送，实现快速、 准确的物料管理。
电子制造行业的应用案例中的贴片环节，能够快速、准确地完成
贴装任务，提高生产效率。
检测与包装
02
工业机器人对电子产品进行质量检测和包装，确保产品符合质
量标准，提升产品形象。
物料搬运
03
工业机器人用于电子生产线上的物料搬运，实现高效、准确的
物料流动。
物流行业的应用案例
3
机器视觉技术
机器视觉技术将进一步应用于工业机器人，使其 能够更高效地识别和检测产品，提高生产效率。
工业机器人对人类社会的影响与挑战
就业影响
随着工业机器人的普及，一些重复性、高强度的工作将逐渐被机 器人替代，对传统岗位产生冲击。
安全问题
工业机器人的操作涉及到安全问题，需要采取有效的安全措施，确 保人员和设备的安全。
目前，工业机器人已经广泛应用 于各个领域，未来随着人工智能 和物联网技术的不断发展，工业 机器人将更加智能化、自主化和
协同化。
02
工业机器人的技术原理
工业机器人的机械结构
01
02
03
机械臂
工业机器人的主要执行机 构，具有多关节、可伸缩 的特点，能够实现复杂空 间运动。
末端执行器
安装在机械臂末端的夹具 、手爪等装置，用于抓取 、操作物体。
工业机器人的操作流程
工业机器人组成及工作原理ppt课件
• 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发出重复动作
的命令。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先 后顺序的设定、检测等。
±(0.01 ±(0.01 ±(0.2~ ~0.5) ~0.5) 0.5)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
分辨率
是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动 角度。精度和分辨率不一定相关。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
控制系统的组成 工业机器人的控制系统一般分为上、下两个控制层次：
下上级—实组时织控级制级
动前轨运它其迹动根任或情据务适况机是当，器将的综人期操合动望作出力的，适学任并当特务随的性转时命及化检令机为测，器运机驱人动当 器机人器各人部机分构的完运成动指及定工的作运情动况和，操处作理。 意外事件。
24
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
的命令。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先 后顺序的设定、检测等。
±(0.01 ±(0.01 ±(0.2~ ~0.5) ~0.5) 0.5)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
分辨率
是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动 角度。精度和分辨率不一定相关。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
控制系统的组成 工业机器人的控制系统一般分为上、下两个控制层次：
下上级—实组时织控级制级
动前轨运它其迹动根任或情据务适况机是当，器将的综人期操合动望作出力的，适学任并当特务随的性转时命及化检令机为测，器运机驱人动当 器机人器各人部机分构的完运成动指及定工的作运情动况和，操处作理。 意外事件。
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经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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【目前基本上都是封闭型系统（如日系）或混合型系统（如欧系）】 控制方式：集中式控制和分布式控制。
5
集中式控制系统结构
？ 组织层 (作业控制)
？ 协调层 (运动控制)
？ 执行层 (驱动控制)
工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。一般情况下，对于交流伺服 驱动器，可通过对其内部功能参数进行设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。
机械结构简图
●S 轴（回旋） ●L 轴（下臂倾动） ●U 轴（上臂倾动）
●R 轴（手臂横摆） ●B 轴（手腕俯仰） ●T 轴（手腕回旋）
3
机器人关节
？
4
机器人控制器
控制器是根据指令以及传感器信息控制机器人完成一定动作或作业任务的 装置，是决定机器人功能和性能的主要因素，也是机器人系统中更新和发展 最快的部分。 其基本功能有：示教、记忆、位置伺服、坐标设定。 开发程度：封闭型、开放性和混合型。
(1)工作空间（Work space） 工作空间是指机器人臂杆的特定部位在一定 条件下所能到达空间的位置集合。工作空间的性状和大小反映了机器人工作能力 的大小。理解机器人的工作空间时，要注意以下几点：
(2)有效负载(Payload) 有效负载是指机器人操作机在工作时臂端可能搬运 的物体重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作机的负荷能力。
11
“可编程控制”方式：工作人员事先根据机器人的工作任务和运 动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器， 起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去 完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵 活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
(3)运动精度(Accurucy) 机器人机械系统的精度主要涉及位姿精度、重复 位姿精度、轨迹精度、重复轨迹精度等。
(4)运动特性（Sped） 速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。
(5)动态特性 结构动态参数主要包括质量、惯性矩、刚度、阻尼系数、固 有频率和振动模态。
16
定位精度（Positioning accuracy）：指 机器人末端参考点实际到达的位置与 所需要到达的理想位置之间的差距。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
12
示教再现
– 示教－再现 即分为示教－存储－再现-操作四步进行。 • 示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手； (2) 间接示教－示教盒控制。 • 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发 出重复动作的命令。
8
例：电装（DENSO）机械手
• 系统组成
9
感知系统
1
感受系统由内部传感器
模块和外部传感器模块
组成, 用以获取内部和
外部环境状态中有意义
的信息。
2
智能传感器的使用提高
了机器人的机动性、适
应性和智能化的水准。
3
对于一些特殊的信息, 传
感器比人类的感受系统
更有效。
10
1.2 工业机器人工作原理与技术参数
重 复 性可（以R用e精pe密ata度bi、lit正y ）确或度重、复和精准确度度：三个参数来衡量。
指机器人重复到达某一目标位置
o
o
的差异程度。或在相同的位置指令
下，机器人连续重复若干次其位置的
分散情况。它是衡量一列误差值的密
集程度，即重复度。
17
？ 精度和重复精度，哪个重要
• 精度
机器人到达指定点的精确程度（与驱动和传感的分辨
6
分布式控制系统结构
7
例：库卡工业机器人控制器KRC4
KRC4性能参数： ➢ 全部采用总线形式 ➢ 处理器库卡(工业)PC（2.6GHZ ） ➢ 操作系统微软WINDOWS XP ➢ 控制轴数8个 ➢ AC伺服马达驱动 ➢ 与外围设备通讯接口: Profinet, Profibus,Interbus,EtherCAT, Ethernet ➢ 编程及控制库卡SmartPAD
13
控制信息 • 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备） 按动作先后顺序的设定、检测等。 • 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该 点上的姿态，通常总称为位姿（POSE）。 • 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各 个动作的速度。
14
15
二、工业机器人的技术参数
表示机器人特性的基本参数和性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、 运动精度、运动特性、动态特性等。
一、机器人的工作原理
机器人的工作原理是一个比较复杂的问题。简单地说，机器人的 原理就是模仿人的各种肢体动作、思维方式和控制决策能力。从控 制的角度，机器人可以通过如下四种方式来达到这一目标。
“示教再现”方式：它通过“示教盒”或人“手把手”两种方 式教机械手如何动作，控制器将示教过程记忆下来，然后机器 人就按照记忆周而复始地重复示教动作，如喷涂机器人。
工业机器人组成与工作原理（控制概述） 1.1 工业机器人的基本组成 1.2 工业机器人工作原理与技术参数
1.3 工业机器人控制技术综述
1
工业机器人控制系统
1.1 工业机器人的基本组成
主要由机器人本体、控制器、示教器三大部件组成
2
六轴垂直多关节机器人
R轴 U轴
B轴 T轴
L轴 S轴
Motoman工业机器人
18
• 分辨率
是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动角度。 精度和分辨率不一定相关。
实 际 位置
给定位置
反馈尺
重复 精度
精度
分辨率、精度、重复精度的关系
TBRU 分辨率
19
1.3 工业机器人控制技术综述
？ ？ 控制的目的
是使被控对象产生控制者所期望的行为方
率有关）。 （可预测可校正）
• 重复精度
机器人动作重复多次，到达同样位置的精确程度。 （随机误差的范围，无法消除）
任务
重复 性
机床上下 冲床上下料 点焊 料
±（0.05~1) ±1
±1
模锻 喷漆
±0.1~ ±3 2
装配 测量 弧焊
±(0.01 ±(0.01 ±(0.2~ ~0.5) ~0.5) 0.5)
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集中式控制系统结构
？ 组织层 (作业控制)
？ 协调层 (运动控制)
？ 执行层 (驱动控制)
工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。一般情况下，对于交流伺服 驱动器，可通过对其内部功能参数进行设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。
机械结构简图
●S 轴（回旋） ●L 轴（下臂倾动） ●U 轴（上臂倾动）
●R 轴（手臂横摆） ●B 轴（手腕俯仰） ●T 轴（手腕回旋）
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机器人关节
？
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机器人控制器
控制器是根据指令以及传感器信息控制机器人完成一定动作或作业任务的 装置，是决定机器人功能和性能的主要因素，也是机器人系统中更新和发展 最快的部分。 其基本功能有：示教、记忆、位置伺服、坐标设定。 开发程度：封闭型、开放性和混合型。
(1)工作空间（Work space） 工作空间是指机器人臂杆的特定部位在一定 条件下所能到达空间的位置集合。工作空间的性状和大小反映了机器人工作能力 的大小。理解机器人的工作空间时，要注意以下几点：
(2)有效负载(Payload) 有效负载是指机器人操作机在工作时臂端可能搬运 的物体重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作机的负荷能力。
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“可编程控制”方式：工作人员事先根据机器人的工作任务和运 动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器， 起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去 完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵 活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
(3)运动精度(Accurucy) 机器人机械系统的精度主要涉及位姿精度、重复 位姿精度、轨迹精度、重复轨迹精度等。
(4)运动特性（Sped） 速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。
(5)动态特性 结构动态参数主要包括质量、惯性矩、刚度、阻尼系数、固 有频率和振动模态。
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定位精度（Positioning accuracy）：指 机器人末端参考点实际到达的位置与 所需要到达的理想位置之间的差距。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
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示教再现
– 示教－再现 即分为示教－存储－再现-操作四步进行。 • 示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手； (2) 间接示教－示教盒控制。 • 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发 出重复动作的命令。
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例：电装（DENSO）机械手
• 系统组成
9
感知系统
1
感受系统由内部传感器
模块和外部传感器模块
组成, 用以获取内部和
外部环境状态中有意义
的信息。
2
智能传感器的使用提高
了机器人的机动性、适
应性和智能化的水准。
3
对于一些特殊的信息, 传
感器比人类的感受系统
更有效。
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1.2 工业机器人工作原理与技术参数
重 复 性可（以R用e精pe密ata度bi、lit正y ）确或度重、复和精准确度度：三个参数来衡量。
指机器人重复到达某一目标位置
o
o
的差异程度。或在相同的位置指令
下，机器人连续重复若干次其位置的
分散情况。它是衡量一列误差值的密
集程度，即重复度。
17
？ 精度和重复精度，哪个重要
• 精度
机器人到达指定点的精确程度（与驱动和传感的分辨
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分布式控制系统结构
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例：库卡工业机器人控制器KRC4
KRC4性能参数： ➢ 全部采用总线形式 ➢ 处理器库卡(工业)PC（2.6GHZ ） ➢ 操作系统微软WINDOWS XP ➢ 控制轴数8个 ➢ AC伺服马达驱动 ➢ 与外围设备通讯接口: Profinet, Profibus,Interbus,EtherCAT, Ethernet ➢ 编程及控制库卡SmartPAD
13
控制信息 • 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备） 按动作先后顺序的设定、检测等。 • 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该 点上的姿态，通常总称为位姿（POSE）。 • 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各 个动作的速度。
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15
二、工业机器人的技术参数
表示机器人特性的基本参数和性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、 运动精度、运动特性、动态特性等。
一、机器人的工作原理
机器人的工作原理是一个比较复杂的问题。简单地说，机器人的 原理就是模仿人的各种肢体动作、思维方式和控制决策能力。从控 制的角度，机器人可以通过如下四种方式来达到这一目标。
“示教再现”方式：它通过“示教盒”或人“手把手”两种方 式教机械手如何动作，控制器将示教过程记忆下来，然后机器 人就按照记忆周而复始地重复示教动作，如喷涂机器人。
工业机器人组成与工作原理（控制概述） 1.1 工业机器人的基本组成 1.2 工业机器人工作原理与技术参数
1.3 工业机器人控制技术综述
1
工业机器人控制系统
1.1 工业机器人的基本组成
主要由机器人本体、控制器、示教器三大部件组成
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六轴垂直多关节机器人
R轴 U轴
B轴 T轴
L轴 S轴
Motoman工业机器人
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• 分辨率
是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动角度。 精度和分辨率不一定相关。
实 际 位置
给定位置
反馈尺
重复 精度
精度
分辨率、精度、重复精度的关系
TBRU 分辨率
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1.3 工业机器人控制技术综述
？ ？ 控制的目的
是使被控对象产生控制者所期望的行为方
率有关）。 （可预测可校正）
• 重复精度
机器人动作重复多次，到达同样位置的精确程度。 （随机误差的范围，无法消除）
任务
重复 性
机床上下 冲床上下料 点焊 料
±（0.05~1) ±1
±1
模锻 喷漆
±0.1~ ±3 2
装配 测量 弧焊
±(0.01 ±(0.01 ±(0.2~ ~0.5) ~0.5) 0.5)