工业机器人基础演示教学
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工业机器人技术基础及应用最新版教学课件3.9
测试
判断题： 1、 下列语句各pper; （1）p10 （2）v200 （3）z50 （4）tGripper
IO控制指令结构及使用
（3）PulseDO 含义：产生关于数字输出信号的脉冲 作用：用于产生关于数字信号输出信号的脉冲 例1 PulseDO do15; 输出信号do15产生脉冲长度为0.2 s的脉冲。 例2 PulseDO \PLength:=1.0, ignition; 信号ignition产生的脉冲长度为1.0 s
第四部分 例行程序调用指令结构及使用
例行程序调用指令结构及使用
（1）ProcCall 含义：调用新无返回值程序 使用：用于将程序执行转移至另一个无返回值程序。当充分执行本无返回值程序时，程序执行将继续过程调 用后的指令 。 例1 PROC main() ... pick1; Set do1; ... ENDPROC
工业机器人技术基础及应用
Industrial Robot Field Programming
课程概览
项目三 工业机器人编程操作
RAPID程序结构组成 工业机器人运动指令 程序数据的应用及介绍 工业机器人重要程序数据的建立 示教板零件编程 机器人常用指令及介绍
目录
CONTENTS
1. 赋值指令的结构及使用 2 .IO控制指令结构及使用 3. 等待指令结构及使用 4. 例行程序调用指令结构及使用
IO控制指令结构及使用
（2）Reset 含义：重置数字信号输出信号 使用：用于将数字信号输出信号的值重置为零 例 1： Reset do15; 将信号do15设置为0。 例 2： Reset weld; 将信号weld设置为0 。 注意：如果在Set ，Reset指令前有运动指令MoveJ、MoveL、MoveC、MoveAbsj的转弯区数据，必须使 用fine才可以准确地输出I/O型号的状态变化。 例3： moveL p10 v200,fine,tool1; Reset do15; moveL p20 v200,fine,tool1;
2024年度-机器人教学课件(共26张PPT)pptx
介绍了机器人常用传感器类型、 工作原理及在机器人感知中的应 用。
机器人自主导航与定位
阐述了机器人自主导航的基本原 理、定位方法及SLAM技术。
机器人基本概念与分类
机器人操作系统与编程
介绍了机器人的定义、发展历程 、分类及应用领域。
介绍了ROS的基本概念、功能特 点、常用命令及编程实践。
32
学生自我评价报告分享
第三代机器人
智能型机器人，具备自主 学习和决策能力，能够适 应复杂环境和任务。
5
未来趋势展望
人机协作
随着人工智能技术的发展，未来 机器人将更加注重与人类的协作 ，共同完成任务。
应用领域拓展
随着技术进步和应用需求增加， 机器人将在更多领域得到应用， 如医疗、教育、娱乐等。
自主化
机器人将具备更高的自主性和智 能化水平，能够独立完成复杂任 务。
以促进课程的不断完善和提高。
33
下一步学习计划和资源推荐
深入学习机器人相关领域知识
鼓励学生继续深入学习机器人相关领域知识，如机器视觉、深度学习在机器人中的应用等 。
参加机器人竞赛和项目实践
推荐学生参加各类机器人竞赛和项目实践，锻炼自己的实践能力和团队协作能力。
利用在线资源进行自主学习
推荐学生利用MOOCs、在线实验室等资源进行自主学习和实践操作，提高自己的学习效 果和兴趣。
01
学习成果展示
通过课程学习，学生能够掌握机器人基本概念、运动学与控制、传感器
与感知、自主导航与定位等关键知识点，并具备一定的实践操作能力。
02
学习方法分享
学生可以采用多种学习方法，如课前预习、课后复习、小组讨论、实践
操作等，以提高学习效果和兴趣。
机器人技术基础PPT课件
机器人》中定义了“机器人” 1961－ 第一个美国机器人专利
George C. Devol, No. 2,998,237 第一个机器人产品
Joe Engelberger, Unimation (Universal Automation) 第一个机器人应用：铸造
1962－ 机器人首次商业化
Unimation, Inc. 成立
19
举例－保安机器人
美国研制的MDARS-E 型室外保安机器人
MPR-800多用途机器人，可 用于扫雷、灭火、核生化污 染清除等多项危险工作。
20
举例－侦察机器人
美国研制的“徘徊者”侦察机器 人由M113装甲运输车改装而成
美国国防高级研究计划 局正在研制的只有2.54 厘米大小昆虫机器人
21
举例－视觉机器人
63
机器人的现在
传感器：
1970－ 通用成为第一个使用机器视觉的公司
/~hp m/book98/fig.ch2/p027.html
41
机器人的过去
Hans Moravec
1973－1979 Stanford小车装配立体视觉，能
够从不同角度成像 计算机能够测量出路径上障碍物
38
机器人的过去
端茶玩偶
十八世纪末制造 出了端茶玩偶。它是 木质的，发条和弹簧 则是用鲸鱼须制成的 。它双手捧着茶盘， 如果把茶杯放在茶盘 上，它便会向前走， 把茶端给客人，客人 取茶杯时，它会自动 停止行走，客人喝完 茶把放回茶盘上时， 它就又转回原来的地 方。
39
机器人的过去
1920－ 捷克作家卡雷尔·卡佩克在科幻剧本《罗萨姆的万能
29
举例－类人机器人
人型机器人各种动作演示； 那波利大学和德国 航天局共同研制的 贾斯丁
George C. Devol, No. 2,998,237 第一个机器人产品
Joe Engelberger, Unimation (Universal Automation) 第一个机器人应用：铸造
1962－ 机器人首次商业化
Unimation, Inc. 成立
19
举例－保安机器人
美国研制的MDARS-E 型室外保安机器人
MPR-800多用途机器人，可 用于扫雷、灭火、核生化污 染清除等多项危险工作。
20
举例－侦察机器人
美国研制的“徘徊者”侦察机器 人由M113装甲运输车改装而成
美国国防高级研究计划 局正在研制的只有2.54 厘米大小昆虫机器人
21
举例－视觉机器人
63
机器人的现在
传感器：
1970－ 通用成为第一个使用机器视觉的公司
/~hp m/book98/fig.ch2/p027.html
41
机器人的过去
Hans Moravec
1973－1979 Stanford小车装配立体视觉，能
够从不同角度成像 计算机能够测量出路径上障碍物
38
机器人的过去
端茶玩偶
十八世纪末制造 出了端茶玩偶。它是 木质的，发条和弹簧 则是用鲸鱼须制成的 。它双手捧着茶盘， 如果把茶杯放在茶盘 上，它便会向前走， 把茶端给客人，客人 取茶杯时，它会自动 停止行走，客人喝完 茶把放回茶盘上时， 它就又转回原来的地 方。
39
机器人的过去
1920－ 捷克作家卡雷尔·卡佩克在科幻剧本《罗萨姆的万能
29
举例－类人机器人
人型机器人各种动作演示； 那波利大学和德国 航天局共同研制的 贾斯丁
《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及应用最新版教学课件3.3
①变量（VAR）
变量型数据在程序执行的过程中和停止时，会保持当前值。但如果程序指针被移动 到（main）主程序后，数值则会丢失（恢复到初始值）。
在定义数据时，可定义变量数据 的初始值。part的初始值为0；name 的初始值为“John”；finished的初始 值为FALSE。
在程序中执行变量型程序数据的 赋值，在指针复位后将恢复初始值。
工业机器人技术基础及应用
Industrial Robot Field Programming
课程概览
项目三 工业机器人编程操作
RAPID程序结构组成 工业机器人运动指令 程序数据的应用及介绍 工业机器人重要程序数据的建立 示教板零件编程 机器人常用指令及介绍
目录
CONTENTS
1.工业机器人程序数据定义 2.程序数据的存储类型 3.程序数据的应用举例
感谢您的观看！
程序数据的存储类型
②可变量（PERS）
可变量最大的特点是，无论程序指针如何，都会保持最后赋予的值。
名称为nCount的数值型程序数据。 名称为text的字符数据。
在机器人执行的RAPID程序中也可以对 可变量存储类型数据进行赋值的操作。 在程序执行以后，赋值的结果会一直保 持，直到对其重新赋值。
程序数据的存储类型
程序数据 bool byte clock
dionum extjoint intnum jointtarget loaddata mecunit
num orient
说明 布尔量 整数数据 0~255 计时数据 数字输入/输出信号 外轴位置数据 中断标志符 关节位置数据 负荷数据 机械装置数据 数值数据 姿态数据
第一部分 工业机器人程序数据定义
工业机器人程序数据定义
变量型数据在程序执行的过程中和停止时，会保持当前值。但如果程序指针被移动 到（main）主程序后，数值则会丢失（恢复到初始值）。
在定义数据时，可定义变量数据 的初始值。part的初始值为0；name 的初始值为“John”；finished的初始 值为FALSE。
在程序中执行变量型程序数据的 赋值，在指针复位后将恢复初始值。
工业机器人技术基础及应用
Industrial Robot Field Programming
课程概览
项目三 工业机器人编程操作
RAPID程序结构组成 工业机器人运动指令 程序数据的应用及介绍 工业机器人重要程序数据的建立 示教板零件编程 机器人常用指令及介绍
目录
CONTENTS
1.工业机器人程序数据定义 2.程序数据的存储类型 3.程序数据的应用举例
感谢您的观看！
程序数据的存储类型
②可变量（PERS）
可变量最大的特点是，无论程序指针如何，都会保持最后赋予的值。
名称为nCount的数值型程序数据。 名称为text的字符数据。
在机器人执行的RAPID程序中也可以对 可变量存储类型数据进行赋值的操作。 在程序执行以后，赋值的结果会一直保 持，直到对其重新赋值。
程序数据的存储类型
程序数据 bool byte clock
dionum extjoint intnum jointtarget loaddata mecunit
num orient
说明 布尔量 整数数据 0~255 计时数据 数字输入/输出信号 外轴位置数据 中断标志符 关节位置数据 负荷数据 机械装置数据 数值数据 姿态数据
第一部分 工业机器人程序数据定义
工业机器人程序数据定义
第四篇-基础篇——工业机器人基本训练 ppt课件
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
任务一 认识RobotStudio软件
任务目标
1. RobotStudio软件的基本安装与使用； 2.机器人工作站的构建； 3.掌握RAPID程序基本知识； 4.掌握系统参数的配置；
四、机器人轴的配置
图4-16 多个配置机器人轴解决方案
目标点定义并存储为WorkObject坐标系内的坐标。控制器计 算出当机器人到达目标点时轴的位置，它一般会找到多个配 置机器人轴的解决方案。
子任务三、程序数据的创建
一、打开虚拟示教器 在已经安装完成RobotStudio软件的计算机上打开虚拟示教 器。点击上侧工具栏“控制器”中的“示教器”，下拉后 有“虚拟示教器”点击进入，前面已经能够熟练操作了。
图4-6 对齐目标点的效果
图4-7 复制和应用方向的效果
子任务二、RobotStudio工作站的构建
一、认识坐标系
图4-8 基座与任务框之间的差异
RS-WCS：大地坐标系 BF：机器人基座 TCP：工具中心 点 P：机器人目标 TF：任务框 Wobj：工件坐标
以下图4-9所示说明了如何将RobotStudio中的工作框映 射到现实中的机器人控制器坐标系，例如，映射到车间 中。
MultiMove功能可帮助您创建并优化MultiMove系统的程序，使 一个机器人或定位器夹持住工件，由其他机器人对其进行操作。
图4-13 多机器人MultiMove Coordinated系统
RS-WCS：大地坐标系 TCP(R1)：机器人 1 的工具中心点 TCP(R2)：机器人 2 的工具中心点 BF(R1)：机器人 1 的基座 BF(R2)：机器人 2 的基座 BF(R3)： 机器人 3 的基座 P1：机器人目标 1 TF：任务框 Wobj：工件坐标
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
任务一 认识RobotStudio软件
任务目标
1. RobotStudio软件的基本安装与使用； 2.机器人工作站的构建； 3.掌握RAPID程序基本知识； 4.掌握系统参数的配置；
四、机器人轴的配置
图4-16 多个配置机器人轴解决方案
目标点定义并存储为WorkObject坐标系内的坐标。控制器计 算出当机器人到达目标点时轴的位置，它一般会找到多个配 置机器人轴的解决方案。
子任务三、程序数据的创建
一、打开虚拟示教器 在已经安装完成RobotStudio软件的计算机上打开虚拟示教 器。点击上侧工具栏“控制器”中的“示教器”，下拉后 有“虚拟示教器”点击进入，前面已经能够熟练操作了。
图4-6 对齐目标点的效果
图4-7 复制和应用方向的效果
子任务二、RobotStudio工作站的构建
一、认识坐标系
图4-8 基座与任务框之间的差异
RS-WCS：大地坐标系 BF：机器人基座 TCP：工具中心 点 P：机器人目标 TF：任务框 Wobj：工件坐标
以下图4-9所示说明了如何将RobotStudio中的工作框映 射到现实中的机器人控制器坐标系，例如，映射到车间 中。
MultiMove功能可帮助您创建并优化MultiMove系统的程序，使 一个机器人或定位器夹持住工件，由其他机器人对其进行操作。
图4-13 多机器人MultiMove Coordinated系统
RS-WCS：大地坐标系 TCP(R1)：机器人 1 的工具中心点 TCP(R2)：机器人 2 的工具中心点 BF(R1)：机器人 1 的基座 BF(R2)：机器人 2 的基座 BF(R3)： 机器人 3 的基座 P1：机器人目标 1 TF：任务框 Wobj：工件坐标
工业机器人技术基础及应用最新版教学课件3.10
第三部分 Sqrt的结构及使用
Sqrt的结构及使用
Sqrt 含义：计算平方根值 使用： Sqrt（Square root）用于计算平方根值例 1 例1： VAR num x_value; VAR num y_value; ... ... y_value := Sqrt( x_value); y-value将获得x_value的平方根。
第二部分 Distance的结构及使用
distance的结构及使用
Distance含义： 两点之间的距离 使用： Distance - 两点之间的距离
例1 VAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ num dist; CONST pos p1 := [4,0,4]; CONST pos p2 := [-4,4,4]; ... dist := Distance(p1, p2); 计算点p1 与p2 之间的空间距离，并将其储存在变 量dist中 。
工业机器人技术基础及应用
Industrial Robot Field Programming
课程概览
项目三 工业机器人编程操作
RAPID程序结构组成 工业机器人运动指令 程序数据的应用及介绍 工业机器人重要程序数据的建立 示教板零件编程 机器人常用指令及介绍
目录
CONTENTS
1. Abs等指令的结构及应用 2.Distance的结构及使用 3.Sqrt的结构及使用 4.Offs的结构及使用
第一部分 Abs的结构及应用
Abs的结构及应用
（1）Abs 含义： 获得绝对值 使用：用于获取绝对值，即数字数据的正值 例1 reg1 := Abs(reg2); 将Reg1指定为reg2的绝对值 。如果reg2为-2，则，reg1为2。
（2）AND 含义： 评估一个逻辑值 使用：AND为用于评估两个条件表达式（真/假）的函数。 例1 VAR num a; VAR num b; VAR bool c; ... c := a>5 AND b=3; 如果a大于5，且b等于3，则c的返回值为TRUE。否则，返回值为FALSE。
工业机器人技术基础及应用最新版教学课件4.1
总线
DeviceNet
以太网／IP通信 协议
I/O设备硬件讲解
A：LED信号指示灯 X1：数字量输出端口 X3：数字量输入端口 X5：DeviceNet连接端口 X6：模拟量输出接口
I/O设备硬件讲解
①DSQC651信号板具备8个数字量输入 端口；在端口中，额定的触发电压为直流 24V； ②输入电压范围：当电压在15-35V时， 信号板的高电平触发，状态为1；当电压 在-35-5V时，信号版的高电平无法触发， 状态为0； ③信号触发延迟：平均延迟：5ms；最大 延迟：6ms；最小延迟：4ms；
ABB标准I/O板（例如：DSQC651、DSQC652等）是下挂在主计算机DeviceNet 总线下的，DSQC1030系列的I/O板卡则是下挂载以太网/IP通信协议总线下的，这 里我们以最为常见的DSQC651为例来进行讲解。
主计算机 （MainComputer）
DeviceNet协议总线网络
DSQC651 DSQC652 DSQC377B 以太网/IP通信协议总线
DSQC651信号板卡中输出端口占用一个字节 所以输出端口的地址即有8位，但因为两个模 拟量输出端口占用了四个字节即32位的地址 线，所以输出端口的八位地址线的起始地址 则为32，地址范围为：32-39共计8位；
I/O设备硬件讲解 DSQC1030数字基本件
第二部分：工业机器人I/O通信设置
工业机器人I/O通信设置
工业机器人技术基础及应用
Industrial Robot Field Programming
课程概览
项目四 工业机器人硬件及通信基础
工业机器人I/O通信与硬件讲解 工业机器人系统功能与信号关联 工业机器人socket通信与实例分析
机器人技术基础教学课件第2章
Tii Too
Ti ——输入力矩（N·m）；
To ——输出力矩（N·m）；
i ——输入齿轮角位移；
o ——输出齿轮角位移；
机器人技术基础
第二节 机器人的驱动机构
1．齿轮机构
Ti ,i
啮合齿轮转过的总的圆周距离相等，可以 得到齿轮半径与角位移之间的关系：
Rii Roo
TO ,O
Ri ——输入轴上的齿轮半径（m）； R0 ——输出轴上的齿轮半径（m）。
第一节 工业机器人的结构
（3）连杆杠杆式回转型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fpc
2b tan a
连杆杠杆式回转型夹持器 1—杆；2—-连杆；3—-摆动钳爪；4—-调整垫片
机器人技术基础
第一节 工业机器人的结构
（4）齿轮齿条平行连杆式平移型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fp R
Fp c
2b sin
楔块杠杆式回转型夹持器 1—-杠杆；2—弹簧；3—滚子；4—楔块；5—气缸
机器人技术基础
第一节 工业机器人的结构
（2）滑槽杠杆式回转型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fp a 2b cos2
a
滑槽杠杆式回转型夹持器 1—支架；2—杆；3—圆柱销；4—-杠杆；
机器人技术基础
1．液压驱动
液压隧道凿岩机器人 机器人技术基础
液压混凝土破碎切割机器人
第二节 机器人的驱动机构
2．气压驱动
优点：
缺点：
（1）容易达到高速（1m/s）；
（1）压缩空气压力低；
（2）对环境无污染，使用安全；
（2）实现精确位置控制难度大；
Ti ——输入力矩（N·m）；
To ——输出力矩（N·m）；
i ——输入齿轮角位移；
o ——输出齿轮角位移；
机器人技术基础
第二节 机器人的驱动机构
1．齿轮机构
Ti ,i
啮合齿轮转过的总的圆周距离相等，可以 得到齿轮半径与角位移之间的关系：
Rii Roo
TO ,O
Ri ——输入轴上的齿轮半径（m）； R0 ——输出轴上的齿轮半径（m）。
第一节 工业机器人的结构
（3）连杆杠杆式回转型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fpc
2b tan a
连杆杠杆式回转型夹持器 1—杆；2—-连杆；3—-摆动钳爪；4—-调整垫片
机器人技术基础
第一节 工业机器人的结构
（4）齿轮齿条平行连杆式平移型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fp R
Fp c
2b sin
楔块杠杆式回转型夹持器 1—-杠杆；2—弹簧；3—滚子；4—楔块；5—气缸
机器人技术基础
第一节 工业机器人的结构
（2）滑槽杠杆式回转型夹持器
夹紧力FN和驱动力Fp之间关系：
FN
Fp a 2b cos2
a
滑槽杠杆式回转型夹持器 1—支架；2—杆；3—圆柱销；4—-杠杆；
机器人技术基础
1．液压驱动
液压隧道凿岩机器人 机器人技术基础
液压混凝土破碎切割机器人
第二节 机器人的驱动机构
2．气压驱动
优点：
缺点：
（1）容易达到高速（1m/s）；
（1）压缩空气压力低；
（2）对环境无污染，使用安全；
（2）实现精确位置控制难度大；
《工业机器人技术基础》教学课件 模块5 工业机器人传感技术
通常把光电效应分为三类： 1.在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，如光电管、光电倍增管等。 2.在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应，如光敏电阻、光敏晶体管等。 3.在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应，如光电池等。
单元2 工业机器人传感技术应用
目录
单元1 工业机器人传感技术基础 单元2 工业机器人传感技术应用
单元1 工业机器人传感技术基础
单元1 工业机器人传感技术基础
一、传感技术概述
传感技术是利用传感器采集环境信息的一种自动化技术。传感器是基于内部的物理、化学变化，将之变换成电信号 （电压、电流和频率）的装置。
传感技术是实现自动检测和控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体 变得“活”了起来。从物联网角度看，传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。
单元2 工业机器人传感技术应用
四、视觉识别
为了能够胜任更复杂的工作，机器人不但要有更好的控制系统，还需要更多地感知环境的变化。其中，机器视觉技术以其可获 取的信息量大、信息完整而成为机器人最重要的感知功能。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正 常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。如果没有优质的传感器，现代化生产也就失去了基础。
单元1 工业机器人传感技术基础
三、传感技术的功能
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展已经步入众多新领域，例如在宏观上要观测距 离地球上千光年的茫茫宇宙，微观上要观测小到飞米的粒子世界，纵向上要观测长达数十万年的天体演化，以及短到飞 秒量级的瞬间反应。此外，还出现了各种前端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场 等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先 就在于获取对象信息存在困难，而一些基于新机理的高灵敏度检测传感器的出现，往往会促进该领域内的技术突破。传 感器技术的发展，常常是一些前沿型学科取得进展的先驱力量。
单元2 工业机器人传感技术应用
目录
单元1 工业机器人传感技术基础 单元2 工业机器人传感技术应用
单元1 工业机器人传感技术基础
单元1 工业机器人传感技术基础
一、传感技术概述
传感技术是利用传感器采集环境信息的一种自动化技术。传感器是基于内部的物理、化学变化，将之变换成电信号 （电压、电流和频率）的装置。
传感技术是实现自动检测和控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体 变得“活”了起来。从物联网角度看，传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。
单元2 工业机器人传感技术应用
四、视觉识别
为了能够胜任更复杂的工作，机器人不但要有更好的控制系统，还需要更多地感知环境的变化。其中，机器视觉技术以其可获 取的信息量大、信息完整而成为机器人最重要的感知功能。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正 常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。如果没有优质的传感器，现代化生产也就失去了基础。
单元1 工业机器人传感技术基础
三、传感技术的功能
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展已经步入众多新领域，例如在宏观上要观测距 离地球上千光年的茫茫宇宙，微观上要观测小到飞米的粒子世界，纵向上要观测长达数十万年的天体演化，以及短到飞 秒量级的瞬间反应。此外，还出现了各种前端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场 等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先 就在于获取对象信息存在困难，而一些基于新机理的高灵敏度检测传感器的出现，往往会促进该领域内的技术突破。传 感器技术的发展，常常是一些前沿型学科取得进展的先驱力量。
《工业机器人基础与实用教程》教学课件 单元一：任务3 认识工业机器人性能和技术参数
认识工业机器人
任务3 认识工业机器人性能和技术参数
【任务描述】 本任务主要讲述了工业机器人的性能特征、主要技术参数和IRB120机器人的特
点、控制器、相关参数等内容。IRB120是 ABB工业机器人的典型产品，近几年已经 使用于学校、培训机构等教育教学中。 【任务目标】
1、了解工业机器人的性能特征、主要技术参数 2、理解IRB120工业机器人的控制器面板、示教器、以及相关参数
图1-19
（2）工作范围，机器人的工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心运动时所能 到达的所有点的集合，也叫工作区域。因为末端执行器形状和尺寸多种多样，工作 范围一般指不安装末端执行器时的工作区域。工作范围的形状和大小十分重要，机 器人在执行作业时可能会因为手部不能到达作业死区不能完成任务。如图1-20所示， 是 IRB120工业机器人的作业范围（单位：mm），其中阴影部分是其可以到达范围。
（5）紧凑型控制器。ABB新推出的这款紧凑型控制器高度浓缩了IRC5的顶尖功能， 将以往大型设备“专享”的精度与运动控制引入了更广阔的应用空间。除节省空间之 外，新型控制器还通过设置单相电源输入、外置式信号接头（全部信号）及内置式可 扩展16路O系统，简化了调试步骤。离线编程软件 Robotstudio可用于生产工作站模拟， 为机器人设定最佳位置，还可执行离线编程，避免发生代价高昂的生产中断或延误。 小型机器人的最佳“拍档”。
表1-3
(5)最大工作速度，机器人的最大工作速度是指机器人主要关节上最大的稳定速 度或手臂末端最大的合成速度，因生产厂家不同而标注不同，一般都会在技术参数中 加以说明。工作速度越高，工作效率越高，但是，工作速度越高就要花费更多的时间 去升速或降速，或者对机器人最大加速度的要求更高。
三、IRB120工业机器人 1、 IRB120工业机器人的控制器
任务3 认识工业机器人性能和技术参数
【任务描述】 本任务主要讲述了工业机器人的性能特征、主要技术参数和IRB120机器人的特
点、控制器、相关参数等内容。IRB120是 ABB工业机器人的典型产品，近几年已经 使用于学校、培训机构等教育教学中。 【任务目标】
1、了解工业机器人的性能特征、主要技术参数 2、理解IRB120工业机器人的控制器面板、示教器、以及相关参数
图1-19
（2）工作范围，机器人的工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心运动时所能 到达的所有点的集合，也叫工作区域。因为末端执行器形状和尺寸多种多样，工作 范围一般指不安装末端执行器时的工作区域。工作范围的形状和大小十分重要，机 器人在执行作业时可能会因为手部不能到达作业死区不能完成任务。如图1-20所示， 是 IRB120工业机器人的作业范围（单位：mm），其中阴影部分是其可以到达范围。
（5）紧凑型控制器。ABB新推出的这款紧凑型控制器高度浓缩了IRC5的顶尖功能， 将以往大型设备“专享”的精度与运动控制引入了更广阔的应用空间。除节省空间之 外，新型控制器还通过设置单相电源输入、外置式信号接头（全部信号）及内置式可 扩展16路O系统，简化了调试步骤。离线编程软件 Robotstudio可用于生产工作站模拟， 为机器人设定最佳位置，还可执行离线编程，避免发生代价高昂的生产中断或延误。 小型机器人的最佳“拍档”。
表1-3
(5)最大工作速度，机器人的最大工作速度是指机器人主要关节上最大的稳定速 度或手臂末端最大的合成速度，因生产厂家不同而标注不同，一般都会在技术参数中 加以说明。工作速度越高，工作效率越高，但是，工作速度越高就要花费更多的时间 去升速或降速，或者对机器人最大加速度的要求更高。
三、IRB120工业机器人 1、 IRB120工业机器人的控制器
工业机器人编程与调试(ABB)教学课件1
02
机器人执行相应动作，完成指定 任务。
11
关节型机器人结构特点
关节型机器人的结构特点
2024/1/28
关节驱动方式多样，如电 动、液压、气动等。
具有多个自由度，灵活性 高。
结构紧凑，占地面积小。
12
传感器在机器人中应用
内部传感器
检测机器人内部状态，如位置、 速度、加速度等。
外部传感器
检测机器人外部环境，如距离、 温度、光照等。
工业机器人编程与调 试(ABB)教学课件1
2024/1/28
1
目录
2024/1/28
• 课程介绍与基础知识 • 工业机器人基本原理与结构 • ABB机器人编程基础 • ABB机器人调试技术 • 高级编程技巧与应用实例 • 实验操作与项目实践
2
01
课程介绍与基础知识
2024/1/28
3
工业机器人概述
3
混合规划方法
结合关节空间和笛卡尔空间规划的优点，实现更 高效、更灵活的轨迹规划。
2024/1/28
27
力控制和视觉系统集成
力控制
通过集成力传感器和相应的控制算法 ，实现机器人对力的精确控制，以适 应不同的工作环境和任务需求。
视觉系统集成
将视觉系统（如相机或激光扫描仪） 与机器人控制系统集成，使机器人能 够识别和处理环境信息，实现更高级 别的自主性和智能化。
速定位问题。
故障排除步骤
掌握故障排除的基本步骤，如 检查硬件连接、更换损坏部件
、调整参数等。
预防性维护
了解预防性维护的重要性，学 习如何制定和执行维护计划，
以减少故障发生的概率。
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05
机器人执行相应动作，完成指定 任务。
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关节型机器人结构特点
关节型机器人的结构特点
2024/1/28
关节驱动方式多样，如电 动、液压、气动等。
具有多个自由度，灵活性 高。
结构紧凑，占地面积小。
12
传感器在机器人中应用
内部传感器
检测机器人内部状态，如位置、 速度、加速度等。
外部传感器
检测机器人外部环境，如距离、 温度、光照等。
工业机器人编程与调 试(ABB)教学课件1
2024/1/28
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目录
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• 课程介绍与基础知识 • 工业机器人基本原理与结构 • ABB机器人编程基础 • ABB机器人调试技术 • 高级编程技巧与应用实例 • 实验操作与项目实践
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课程介绍与基础知识
2024/1/28
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工业机器人概述
3
混合规划方法
结合关节空间和笛卡尔空间规划的优点，实现更 高效、更灵活的轨迹规划。
2024/1/28
27
力控制和视觉系统集成
力控制
通过集成力传感器和相应的控制算法 ，实现机器人对力的精确控制，以适 应不同的工作环境和任务需求。
视觉系统集成
将视觉系统（如相机或激光扫描仪） 与机器人控制系统集成，使机器人能 够识别和处理环境信息，实现更高级 别的自主性和智能化。
速定位问题。
故障排除步骤
掌握故障排除的基本步骤，如 检查硬件连接、更换损坏部件
、调整参数等。
预防性维护
了解预防性维护的重要性，学 习如何制定和执行维护计划，
以减少故障发生的概率。
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05
工业机器人技术基础及应用最新版教学课件3.2
第三部分 线性运动指令
线性运动指令
MoveL
定义：MoveL用于将工具中心点沿直线移动 至给定目的。当TCP保持固定时，则该指令 亦可用于调整工具方位。
例1 MoveL p1, v1000, z30, tool2; 工具tool2的TCP将直线运动至位置p1，其速度数据v1000， 且区域数据为z30。
感谢您的观看！
MoveJ
定义：MoveJ用于将机械臂迅速地从一点移动 至另一点。 机械臂和外轴沿非线性路径运动至目的位置。 所有轴均同时达到目的位置。
例1 MoveJ p1, vmax, z30, tool2; 将tool2的 TCP（工具的工具中心点）沿非线性路径移动至 位置p1，其速度数据为vmax，且区域数据为z30。
例1
MoveC p1, p2, v500, z30, tool2; 工具tool2的TCP沿圆周移动至位置p2，其速度数据为v500 且 区域数据为z30。根据起始位置、圆周点p1和目的点p2，确定 该循环。
例2 MoveL p1, v500, fine, tool1; MoveC p2, p3, v500, z0, tool1; MoveC p4, p1, v500, fine, tool1; 本图显示了如何通过两个MoveC 指令，实施一个完整的周期。
注意： （1）在运动指令中关于速度一般最高位50000mm/s，在手动限速状态下，所有的运动速度被限速在 250mm/s。 （2）关于转弯区， MoveL p1 ，v200，z0，too10 ，转弯半径可以是fine，fine指机器人TCP达到目 标点，在目标点速度将为0，机器人动作有所停顿后再向下运动，如果是一段路径的最后一个点，一定 要为fine。转弯区数值越大，机器人的动作路径就越圆滑与流畅。
ABB机器人初级应用教学用演示
ABB机器人初级应用教学用演示一、简介在今天的课堂上，我们将一起探索ABB机器人的初级应用。
ABB机器人是一款全球知名的工业机器人，其高效、准确和耐用的特点使其在许多工业领域得到广泛应用。
通过本次演示，我们希望能帮助大家了解ABB机器人的基本操作，以及它在自动化生产中的重要角色。
二、教学目的本次教学的目标是让参与者了解并掌握ABB机器人的基本操作，包括机器人的启动、停止、速度设定以及简单的编程操作。
我们还希望通过本次演示，让大家对机器人在自动化生产中的应用有更深入的理解。
三、教学内容及步骤1、ABB机器人基本介绍：我们将对ABB机器人进行基本的介绍，包括其型号、性能参数以及在工业中的应用。
2、启动和停止：我们将演示如何正确地启动和停止ABB机器人。
同时，我们也将介绍机器人的各种安全操作规范。
3、速度设定：在这一部分，我们将演示如何调整机器人的移动速度，并解释速度设定对于机器人操作的重要性。
4、简单编程：ABB机器人支持编程操作，我们将演示如何使用机器人的编程功能进行简单的路径规划。
5、自动生产应用：我们将通过一个实例展示ABB机器人在自动化生产中的应用，包括如何进行物料搬运、装配等操作。
四、教学演示在本次教学中，我们将会进行实际的操作演示，使大家更直观地了解ABB机器人的使用。
同时，我们也会通过多媒体教学工具，详细解释每个步骤的原理和注意事项。
五、总结通过本次教学，我们希望大家能对ABB机器人有更深入的了解，并掌握其基本操作和在自动化生产中的应用。
我们相信，随着科技的不断发展，工业机器人将在未来的生产中发挥越来越重要的作用。
而我们也需要不断地学习和探索，以适应这个快速变化的时代。
ABB机器人初级培训随着工业自动化的不断发展，机器人技术逐渐成为制造业的重要支柱。
作为全球领先的机器人技术提供商，ABB集团始终致力于为全球用户提供高质量、高效能的机器人产品和服务。
为了帮助用户更好地使用和管理ABB机器人，我们特别推出了ABB机器人初级培训课程，以帮助用户了解和掌握机器人的基本知识和技能。
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重复定位精度
指在相同环境、相同条件、相同目标动 作、相同命令的条件下，机器人连续重复运 动若干次时，其位置会在一个平均值附近变 化，变化的幅度代表重复定位置精度，是关 于精度的一个统计数据。因重复定位精度不 受工作载荷变化的影响，所以通常用重复定 位精度这个指标作为衡量示教再现型工业机 器人水平的重要指标。
工业机器人基础
• MOTOMAN-EA1900N弧焊专用机器人，属于垂直多关节型机器人。 • 图2-6 图2-7 为此种机器人的工作范围。
2.2.3 额定速度
额定速度
机器人在保持运动 平稳性和位置精度 的前提下所能达到
的最大速度
额定负载
机器人在额定速度 和规定性能范围内， 末端执行器所能承
受负载的允许值
示教器
操作机
控制器
2.1.1 操作机（机器人本体）
操作机（或称机器人本体）是工业机器人的机械主体，是用来完成各种作 业的执行机构。
它主要由机械臂、驱动装置、传动单元及内部传感器等部分组成。
▲ 机器人操作机的每个关节
均
采用 驱动
1 个交流伺服马达
手腕
腕关节 小臂
伺服电机 减速器
连接法兰 皮带传动
肩关节
2．机器人自由度的选择
（1）一般自由度的选择
机器人的自由度是根据机器人的用途来设计的，人们希望机器人能以准确 的方位把它的末端执行部件或与它连接的工具移动到指定点。如果机器人的用 途是未知的，那么它应当具有6个自由度；机器人自由度数目越多，动作越灵 活，通用性越强，但是结构则更复杂，刚性也差；如果工具本身具有某种特别 结
大臂 腰部
腰关节
基座
关节型机器人操作机基本构造
机器人的六个轴：
J1：腰部电机 J2：肩部电机 J3：肘部俯仰电机 J4：肘部回转电机 J5：碗部俯仰电机 J6：碗部回转电机
2.1.2 控制器（控制柜）
工业机器人控制器是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号， 支配操作机完成规定运动和功能的装置。 它是机器人的关键和核心部分。
2、控制分辨率
是指位置反馈回路能 检测到的最小位移量。
当编程分辨率与控制分辨率相等时， 系统性能达到最高。
2.2.5 工业机器人的精度
机器人的精度主要体现在定位精 度和重复定位精度两个方面。
定位精度
指机器人末端操作器的实际位置 与目标位置之间的偏差，由机械误差、 控制算法误差与系统分辨率等部分组 成。
基本功能：示教、记忆、位置伺服、坐标设定等。 开发程度：封闭型、开放型和混合型。
目前基本上都是封闭型系统（如日系）或者混合型系统（如欧系） 控制方式：集中式控制和分布式控制
2.1.3 示教器
亦称示教编程器或示教盒，主要由液晶屏幕和操作按键组成。可由操作者手 持移动。它是机器人的人机交互接口，机器人的所有操作基本上都是通过它 来完成的。示教器实质上就是一个专用的智能终端。
2.2.1 自由度
1.机器人自由度定义 • 机器人的自由度是指当确定机器人手部
在空间的位置和姿态时所需要的独立运 动参数的数目，不包括手部开合自由度。 在三维空间中描述一个物体的位置和姿 态需要6个自由度，但自由度数目越多， 机器人结构就越复杂，控制就越困难， 所以目前机器人常用的自由度数目一般 不超过7个。 • 自由度是机器人的一个重要技术指标， 可用轴的直线移动、摆动或旋转动作的 数目来表示。
合成速度
其某一关节运动的 速度称为单轴速度， 由各轴速度分量合
成的速度
极限负载
在限制作业条件下，为了 保证机械结构不损坏，末 端执行器所能承受负载的
最大值
对于结构固定的机器人， 其最大行程为定值，因此额 定速度越高，运动循环时间 越短，工作效率也越高。而 机器人每个关节的运动过程 一般包括启动加速、匀速运 动和减速制动三个阶段。如 果机器人负载过大，则会产 生较大的加速度，造成启动、 制动阶段时间增长，从而影 响机器人的工作效率。对此， 就要根据实际工作周期来平 衡机器人的额定速度。
（2）冗余自由度
机器人的自由度多于为完成任务所必需的自由度时，多余的自由度称为冗 余自由度。设置冗余自由度，主要是使机器人具有一定的避障能力。
• 如图2-8所示，为重复定位精度的几种典型情况：图a为重复定位精度的测定； 图b为合理的定位精度，良好的重复定位精度；图c为良好的定位精度，很差 的重复定位精度；图d为很差的定位精度，良好的重复定位精度。
此图涉及到随机概率分布函 数的问题，不宜在中职和高
职阶段过多介绍
可以用扔飞镖的例子来说 明：
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
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。
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。
加速度 的方向
D
C
负载的 质量
A
速度大 小和方
向
B
加速度 的大小
分辨率
机器人的分辨率由系统设计检测参数决定，并受到位置反馈检测单 元性能的影响。分辨率可分为编程分辨率与控制分辨率。
1、编程分辨率
是指程序中可以设定的最小 距离单位，又称为基准分辨
率。
例如：当电机旋转0.1度，机器人腕点 （手尖端点）移动的直线距离为0.01mm 时，其基准分辨率为0.01mm。
这叫定位精度差，但重复定 位精度好。
这叫定位精度好，但重复定 位精度差。
MOTOMAN-EA1900N弧焊专用机器人各项技术参数
2.1 工业机器人的基本组成
第一代工业机器人主要由以下几部分组成： 操作机、控制器和示教器 。 对于第二代及第三代工业机器人还包括感知系统和分析决策系统，它们分别由
传感器及软件实现。