第1章工业机器人电气控制系统构成
工业机器人电气控制系统设计分析
工业机器人电气控制系统设计分析1. 引言1.1 工业机器人电气控制系统设计分析工业机器人的发展推动了工业生产效率的提升和生产过程的自动化。
而工业机器人的电气控制系统设计则是整个机器人系统中至关重要的一部分。
电气控制系统的设计不仅关系到机器人的运行稳定性和性能优化，还直接影响到整个生产流程的效率和质量。
工业机器人电气控制系统设计需要综合考虑多个方面因素，包括系统的稳定性、可靠性、安全性以及可控性。
还需要考虑到机器人的实际工作环境和生产要求，以确保系统能够满足生产需求并达到最佳的工作效果。
在分析工业机器人电气控制系统设计时，还需要重点关注常见的电气故障及处理方法，以提高系统的可靠性和稳定性。
通过系统性能优化的方法，可以进一步提升工业机器人的工作效率和精准度。
工业机器人电气控制系统设计是一个综合性、复杂性很高的工程，对于提高生产效率、降低生产成本和提升工业竞争力都具有重要意义。
未来，随着工业技术的不断发展和进步，工业机器人电气控制系统设计也将迎来更多创新和发展。
2. 正文2.1 电气控制系统的基本原理电气控制系统是工业机器人的重要组成部分，其基本原理涉及到信号处理、传感器反馈、执行器控制等多个方面。
在工业机器人的运行过程中，电气控制系统扮演着关键的角色，确保机器人能够精准、稳定地执行各项任务。
电气控制系统的基本原理可以简单概括为输入、处理和输出三个环节。
在输入阶段，传感器会采集机器人周围的环境信息，比如位置、速度、力度等，然后将这些信息转化成电信号传输给控制系统。
控制系统会根据预设的算法对输入的信号进行处理，计算出机器人需要执行的动作。
在输出阶段，控制系统通过电机、伺服驱动器等执行器驱动机器人执行相应的动作。
在电气控制系统设计中，需要考虑到信号传输的稳定性、响应速度、功耗和安全性等因素。
为了提高系统的稳定性和性能，可以采用一些先进的控制算法和技术，比如PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
还可以优化系统的硬件结构和电路设计，提高系统的适应性和可靠性。
1.1工业机器人的系统组成
MMT
三种驱动方式比较：
电气驱动方式:电气驱动所用能源简单，机构速度变化范围大，效率高，速
度和位置精度都很高，且具有使用方便、噪声低和控制灵活的特点。
MMT
【背景知识】 2．机械结构系统
工业机器人的机
械结构系统是工业机 器人为完成各种运动 的机械部件。系统由 骨骼(杆件)和连接它 们的关节(运动副)构 成，具有多个自由度， 主要包括手部、腕部、 臂部、机身等部件， 如右图所示。
2MMT
机械结构系统——手腕
手腕是连接末端执 行器和手臂的部件，它的作 用是调整或改变工件的方位， 因而它具有独立的自由度， 以使机器人——手臂
手臂是机器人执行 机构中重要的部件，它的作 用是将被抓取的工件运送到 给定的位置上。
2MMT
机械结构系统——腰部和基座
【背景知识】 3．感受系统
感受系统由内部传感器和外部传感器构成。 传感器处于连接外界环境与机器人的接口位 置，是机器人获取信息的窗口 。
MMT
【背景知识】 3．感受系统
感受系统由内部传感器和外部传感器构成。 传感器处于连接外界环境与机器人的接口位置， 是机器人获取信息的窗口 。
机器人对传感器的要求 ①精度高、重复性好； ② 稳定性和可靠性好； ③ 抗干扰能力强； ④ 质量轻、体积小、安装方便。
MMT
（1)传感器的分类 根据传感器在机器人上应用目的与使用范围的 不同，将其分成两类：内部传感器和外部传感器。 内部传感器：用于检测机器人自身的状态，如： 测量回转关节位置的轴角编码器、测量速度以控制 其运动的测速计。 外部传感器：用于检测机器人所处的环境和对 象状况，如视觉传感器，可为更高层次的机器人控 制提供大得多的适应能力，也是给工业机器人增加 了自动检测能力。外部传感器可进一步分为末端执 行器传感器和环境传感器。
机器人系统的组成
机器人系统的组成机器人系统通常由以下几个组成部分构成：1. 机械结构：包括机器人的物理外形和各个部件的机械结构，如关节、链条、连接器、传感器等。
这些结构决定了机器人的动作范围和运动能力。
2. 电气控制系统：包括电机、驱动器、传感器、计算机等电子设备，用于控制机器人的运动和感知环境。
电气控制系统接收来自计算机的指令，并将其转化为机械动作。
3. 计算机控制系统：包括嵌入式系统、单片机、PLC等，用于控制机器人的运动和执行任务。
计算机控制系统负责运算、决策和监控机器人的各种功能。
4. 感知系统：包括各种传感器，如摄像头、激光雷达、红外传感器等，用于感知机器人周围的环境信息。
感知系统可以获取到环境中的物体位置、距离、光照强度等数据，以辅助机器人的决策和动作。
5. 控制算法：包括路径规划、运动控制、动作规划等算法，用于指导和控制机器人的各项动作。
控制算法可以使机器人对特定任务做出适当的反应和行动。
6. 用户界面：通常是一台显示屏或者计算机界面，与机器人进行通信，可以通过界面对机器人进行控制和监控。
用户界面还可以提供机器人的工作状态、故障报警等信息。
这些组成部分相互配合，共同组成一个完整的机器人系统，实现使用者对机器人的控制和监控，并执行各种任务。
另外还有一些可选的组成部分，可以根据具体的机器人应用需求进行选择和配置：1. 操作系统：机器人可能运行一个特定的操作系统，如Linux 或Windows，用于管理和协调机器人系统的各项功能。
2. 数据存储和通信设备：机器人可能需要具备一定的存储和通信能力，以便存储和传输数据。
例如，机器人可以存储感知到的环境信息和任务执行过程中的数据。
3. 电源系统：机器人通常需要电源来驱动各个部件的工作，可以采用电池、电源适配器等不同形式的供电方式。
4. 人机交互接口：机器人可以配备触摸屏、声音识别、手势识别等人机交互设备，以便用户能够与机器人进行沟通和交互。
需要注意的是，不同类型的机器人系统在组成部分上可能会有所不同。
工业机器人电气控制系统设计分析
工业机器人电气控制系统设计分析工业机器人作为现代化生产中的重要设备，其电气控制系统设计显得尤为重要。
本文将对工业机器人电气控制系统设计进行分析，探讨其关键技术和应用特点。
一、工业机器人电气控制系统概述工业机器人电气控制系统是指控制工业机器人运动和动作的设备，其设计的关键目标是实现对机器人的高效、精准的控制。
通常包括控制器、传感器、执行机构等部分。
在电气控制系统设计中，控制器是核心部分，其采用了大量的先进技术，如PLC（可编程逻辑控制器）、CNC（计算机数控）等。
1. 控制器选型工业机器人电气控制系统的控制器是实现对机器人运动和动作控制的核心部分。
目前市场上有多种类型的控制器可供选择，例如ABB的IRC5、KUKA的KRC4等。
在选型时需考虑机器人的应用场景、运动速度、精度要求等因素，选择性能稳定、功能强大的控制器。
2. 传感器应用工业机器人的电气控制系统中，传感器的应用十分重要。
传感器可以实时感知机器人的位置、姿态、力量等信息，并将这些信息反馈给控制器，以实现对机器人的精准控制。
常用的传感器包括编码器、力传感器、视觉传感器等。
3. 运动控制技术工业机器人的运动控制技术是电气控制系统设计的核心内容。
通过运动控制技术，可以实现对机器人关节的精准控制，使机器人能够在三维空间内实现复杂的运动轨迹。
常见的运动控制技术包括PID控制、轨迹规划、路径优化等。
4. 安全技术应用在工业机器人电气控制系统设计中，安全技术的应用至关重要。
工业机器人在操作过程中可能会面临碰撞、夹具、高温等安全风险，因此需要在电气控制系统中引入安全技术，如急停按钮、安全光幕、安全限位等，以保障人员和设备的安全。
1. 精准度要求高工业机器人被广泛应用于汽车制造、电子制造、物流仓储等行业，因此其电气控制系统在精准度上有很高的要求。
在设计过程中需要充分考虑到机器人的运动精度、姿态稳定性等因素，以实现对机器人的精准控制。
2. 系统可靠性要求高工业机器人通常在生产现场长时间稳定运行，因此其电气控制系统的可靠性要求非常高。
FANUC工业机器人配置与编程技术 第1章 工业机器人系统组成
1.5 基本保养
• FANUC工业机器人的保养周期可以分为日常、三 个月、六个月、一年、两年、三年。
1.6 日常维护
• 在每天进行系统的运行时，操作人员要对工业机器人各个部位 进行日常清洁和维护工作，并检查各部位有无裂缝或损坏情形。 • 通电前，检查是否有油分从密封各关节的油封中渗透出来。根 据动作条件和周围环境，油封的油唇外侧有油分渗出（微量附 着），当该油分累积而成为水滴状时，根据动作情况恐会滴下。 在运转前通过清扫油封部下侧的油分，就可以预防油分的累积。 此外，频繁的反转动作和在高温环境下使用时，电机将会成为 高温部件，润滑脂和油槽内压在某些情况下会上升。在这种情 况下，在运转刚刚结束后，一度开启排脂口、排油口，就可以 恢复内压。（打开排脂口、排油口时，注意避免润滑脂、油的 飞散。） • 通电后，检查工业机器人的振动、异常声音及电机发热情况， 确认各轴是否在没有异常振动、响声下平滑运动、电机的温度 是否异常高。检查是否与上次再生位置偏离，停止位置是否出 现离差等。确认是否基于工业机器人、外围设备发出的指令切 实动作。确认断开电源后，末端执行器安装面的落下量是否在 0.5mm以内。
第1章 工业机器人系统组成
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 工业机器人本体 工业机器人软件系统 工业机器人控制柜 基本保养 日常维护 更换电池 更 1.工业机器人的定义：
• 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度 的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能 力来实现各种功能的一种机器。
• 2、工业机器人控制柜在接通电源前，检查工 作区域包括工业机器人、控制器等。检查所有 的安全设备是否正常，然后将控制柜面板上的 断路器置于ON后即可使用。 • 工业机器人控制柜停止使用时，先通过操作面 板上的暂停按钮停止工业机器人，然后操作面 板上的断路器置于OFF。在此期间需要注意： 如果有外部设备诸如打印机、软盘驱动器、视 觉系统等和工业机器人相连的设备，在关电之 前，要首先将这些外部设备关掉，以免损坏。
工业机器人系统的组成
工业机器人系统的组成
一、工业机器人系统的组成
工业机器人系统是由机器人本体、控制器、传感器、发动机、驱动器和操作平台组成的一个复杂的系统。
1、机器人本体
机器人本体是机器人的核心部件，由机械结构、电气控制及管理系统三部分组成，它主要负责移动、完成指定的加工任务，具体的结构及性能根据具体的机器人类型而定。
2、控制器
控制器是机器人系统的核心部件，它负责接收外部信号并驱动机器人本体执行指定的任务，具体控制策略及实现方法根据机器人类型而定。
3、传感器
传感器用于检测工作环境及机器人本体的变化，以实现机器人的定位和跟踪目标，是机器人系统的重要组成部分。
4、发动机
发动机主要负责提供机器人本体的动力，发动机类型普遍有直流电机、交流电机、液体发动机和流体发动机等。
5、驱动器
驱动器是由驱动器控制器、变换器、伺服系统和反馈系统组成的硬件系统，用于驱动机器人本体的机械部件，实现机器人的精密运动控制。
6、操作平台
操作平台是由计算机、机器人控制系统和辅助设备组成的系统，用于机器人操作前的程序设计、监控、仿真等任务，是机器人工作的重要环节。
工业机器人电气控制系统设计分析
工业机器人电气控制系统设计分析摘要：工业机器人主要用于搬运物料，即按照程序要求将特定动作有序完成的一种机械装置。
除了搬运物料以及完成动作这两种功能以外，工业机器人还具有图像识别、语音交互等功能，而且开发人员正致力于其他功能的设计。
工业机器人由四个部分组成：1.检测系统；2.控制系统；3.驱动系统；4.机械系统。
对此，本文围绕工业机器人如何应用电器控制系统这一问题展开了详细论述，以期能够为工业行业创造更高效益。
关键词：工业生产；机器人；电气控制1 工业机器人的起源《罗萨姆的万能机器人》这本著作中最先提出了机器人这一名词。
二战期间，美国为了开发核武器，设计了遥控机械手，这也是世界上首台工业机器人。
早在1954年，乔治.沃尔德相当于可编辑机器人的最先设计者。
约瑟夫·英格伯格享有“工业机器人之父”的称号，他在1959年就成为了Unimation公司的董事，主要从事于工业机器人的生产。
到1961年，通用汽车公司将工业机器人广泛用于汽车零部件的生产当中。
Unimation公司为了扩大工业机器人的推广与应用，通过降低成本价向通用公司出售工业机器人。
Unimation 公司于1967年向瑞典出售了工业机器人，这也是工业机器人在欧洲的首次使用。
到1969年，Unimation公司又将工业机器人远销到日本。
此后，全世界都开始注重工业机器人的研发与推广。
纵观工业机器人的发展历程，可知工业机器人在美国的引领下取得了非凡的成就。
与其他国家相比，日本和欧洲还是比较超前，只是要晚于美国。
2 工业机器人电气控制系统的功能2.1搬运工业机器人的常见动作就是搬运工厂零件或物品。
例如，加工机床将工业机器人取代人工作业进行上下料。
机器人需在头部安装吸附装置或夹持装置，这样才能搬运物品。
一般来说，机器人主要用于夹持气缸，吸附真空吸盘。
为了使气缸动作得到控制，机器人的内部控制系统必须保证开关量信号的输出。
想要使真空吸盘能够产生吸力，也是如此。
工业机器人的电气系统设计与控制
工业机器人的电气系统设计与控制摘要：本文深入研究了工业机器人的电气系统设计与控制，探讨了电气系统设计原则、传统和先进的控制方法，以及性能优化和未来展望。
电气系统设计在确保机器人的稳定性和可靠性方面起着关键作用，而控制方法的选择对机器人的精度、速度和灵活性具有重要影响。
性能优化旨在提高机器人的效率、精度和灵活性，以适应不断变化的制造需求。
未来，工业机器人将面临更多的人机协作、自动化定制、智能化和可持续性等挑战和机会。
通过不断创新电气系统设计与控制，工业机器人将继续推动制造业的发展。
关键字：工业机器人、电气系统设计、控制方法、性能优化。
一、引言工业机器人作为现代制造业和生产领域的重要工具，已经成为自动化生产和高效制造的关键组成部分。
它们的应用范围广泛，从汽车制造到电子装配，从食品加工到医药生产，都能发挥重要作用。
工业机器人不仅能够提高生产效率，还能够降低生产成本，提高产品质量，并减少了对工人的体力劳动依赖。
二、工业机器人的电气系统设计1.电气系统设计的重要性工业机器人的电气系统设计是确保机器人能够正常运行和执行任务的关键因素之一。
一个合理的电气系统设计应该能够满足以下主要要求：（1）电源要求：电气系统设计必须考虑到机器人的电源要求。
这包括电压、电流、频率等参数的规格。
不同类型的工业机器人可能具有不同的电源要求，必须根据具体情况来选择适当的电源配置。
电源的稳定性和可靠性也至关重要，以确保机器人在工作过程中不会因电源问题而停机。
（2）电气电路设计：电气电路设计是工业机器人电气系统的核心组成部分。
它涉及到电机、传感器、控制器和执行器等多个组件之间的电气连接和配线。
在电路设计中，必须考虑到电气线缆的选择、布线方式、绝缘和屏蔽等因素，以确保信号传输的稳定性和可靠性。
（3）安全性考虑：工业机器人的电气系统必须符合严格的安全标准。
这包括电气设备的绝缘和接地要求，以防止电击事故。
电气系统还必须具备故障检测和紧急停机功能，以应对潜在的故障情况，确保工作环境和操作人员的安全。
工业机器人技术(第三版)课后答案 郭洪红主编
第一章课后习题１、工业机器人定义：是机器人的一种，由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间内完成各种作业的机电一体化的自动化生产设备。
２、工业机器人应用场合及其特点：①恶劣工作环境及危险工作（有害健康并可能危及生命，或不安全因素大不宜于人去从事的作业）②特殊作业场合和极限作业（对人类力所不及的作业）③自动化生产领域（早期工业机器人再生产主要用于上下料、点焊和喷漆，随柔性自动化出现扮演更重要角色）３、说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。
答：工业机器人由三大部分六个子系统组成。
三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。
六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人—环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
关系由右图表明：４、简述工业机器人各参数的定义：自由度、重复定位精度、工 作范围、工作速度、承载能力。
答：自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不应包括手爪（末端操作器）的开合自由度。
重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力，可以用标准偏差这个统计量来表示，它是衡量一列误差值的密集度（即重复度）。
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。
工作速度一般指工作时的最大稳定速度。
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质量。
承载能力不仅指负载，而且还包括了机器人末端操作器的质量。
５、按坐标形式分类及特点：①直角坐标型（这种机器人在x、y、z轴上的运动是独立的, 运动方程可独立处理, 且方程是线性的, 因此, 很容易通过计算机控制实现; 它可以两端支撑, 对于给定的结构长度, 刚性最大; 它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化, 容易达到高精度。
但它的操作范围小,手臂收缩的同时又向相反的方向伸出, 即妨碍工作, 且占地面积大, 运动速度低, 密封性不好。
工作范围是立方体型）②圆柱坐标型（这种机器人可以绕中心轴旋转一个角,工作范围可以扩大,且计算简单; 直线部分可采用液压驱动,可输出较大的动力; 能够伸入型腔式机器内部。
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。
工业机器人工作原理及其基本构成
工业机器人工作原理及其基本构成工业机器人是一种能够自动执行一系列生产操作的多关节机械设备。
其工作原理基于计算机控制与机械结构相结合，具备感知、决策和执行的能力，实现高效、精准和灵活的生产作业。
下面将详细介绍工业机器人的工作原理及其基本构成。
一、工作原理1.传感器控制：工业机器人通过安装各种传感器，如视觉传感器、力传感器、接触传感器等，来感知周围环境和工件的状态。
传感器采集到的信息会传送给控制系统进行处理。
2.控制系统：控制系统是工业机器人的核心部分，它由计算机和程序控制器组成。
计算机负责处理各种传感器采集到的数据，并进行实时监控和控制。
程序控制器根据预设的工艺参数和任务要求，决策机器人的动作轨迹和运动方式。
3.执行机构：执行机构是工业机器人实现动作的关键部分。
根据机器人的不同结构和工作任务，可以采用电机、液压驱动或气动驱动等方式实现机械臂的运动。
4.末端执行器：末端执行器是机器人最终与工件接触并执行作业的部分。
根据不同的应用需求，可以采用夹具、吸盘、焊枪等各种类型的末端执行器。
5.编程操作：工业机器人的工作需要编写适应不同任务的程序。
编程操作可以通过在线编程、离线编程或教导示教等方式实现，以确保机器人按照预期工艺参数和任务要求执行工作。
二、基本构成1.机械结构：机器人的机械结构一般包括基座、臂架和末端执行器。
臂架是由多个关节连接而成的，关节可以实现不同方向和角度的运动。
机械结构的设计和布局直接影响机器人的灵活性和作业范围。
2.传感器系统：工业机器人的传感器系统用于感知周围环境和工件状态。
常用的传感器包括视觉传感器、力传感器、接触传感器等。
视觉传感器可以识别工件的位置和形状，力传感器可以测量机器人与工件之间的力，接触传感器可以检测到机器人和工件的接触。
3.控制系统：控制系统包括计算机和程序控制器。
计算机负责处理传感器采集到的数据，并进行实时监控和控制。
程序控制器负责根据预设的工艺参数和任务要求，决策机器人的动作轨迹和运动方式。
工业机器人基本组成
工业机器人基本组成
工业机器人是现代工业生产中不可或缺的一种生产自动化设备，它通常由三个主要部分组成：机器人本体、控制器和外设装置。
机器人本体是机器人的主体部分，主要由机械结构和电气系统两部分组成。
机械结构通常包括机器人的臂和手，以及各种执行器和传感器。
电气系统则包括电机、驱动器、编码器和电路板等电子元件。
控制器是机器人的大脑，主要负责控制机器人的运动和动作。
控制器通常由工控计算机、控制算法和程序软件三个部分组成。
工控计算机用于处理机器人的控制指令和反馈信号，控制算法负责计算机器人的运动轨迹和动作规划，程序软件用于编写机器人的控制程序。
外设装置是机器人辅助的设备，主要用于完成机器人的任务。
常见的外设装置包括夹具、传送带、视觉系统和激光测距仪等。
这些设备可以帮助机器人在工作中更加高效和精确地完成任务。
总之，机器人的基本组成包括机器人本体、控制器和外设装置，这三个部分共同构成了一个完整的工业机器人系统。
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工业机器人的系统组成及作用
工业机器人的系统组成及作用工业机器人是一种用于工业生产的自动化装置，其系统组成主要包括机械系统、电气控制系统、视觉系统、传感系统等。
在现代工业中，工业机器人已经成为生产线上不可或缺的一部分，同时也承担着高效、精确、连续等作用。
下面，我们就一起来详细了解一下工业机器人的系统组成及作用。
一、机械系统机械系统是工业机器人的主体，主要由前臂、手臂、手爪等组成。
机械系统的作用是实现机器人灵活、精确的动作，使其能够完成各种复杂的任务。
机械系统的设计、制造质量、精度都对机器人的运行效果影响很大。
二、电气控制系统电气控制系统是工业机器人的核心控制部分，主要由控制器、电机、驱动器、传感器等组成。
这些设备之间相互配合，通过传感器对机器人进行精确定位和控制，实现工业机器人的自动运行和操作。
三、视觉系统在现代工业制造中，越来越多的工业机器人使用视觉系统来辅助工作。
视觉系统具有高分辨率、高精度等优势，可以对产品质量、工件定位等进行测量和检测，大大提高生产效益和产品质量。
四、传感系统传感系统是指传感器和控制器的组合，用于感知机器人的物理状态和环境状态。
通过传感系统，工业机器人能够感知位置、力度、速度、温度等参数，从而实现精准的定位、控制和操作。
从上述介绍中不难看出，工业机器人的系统组成十分复杂，相互协作，才能实现高效、精准的生产作业。
工业机器人在现代工业生产中承担了极其重要的角色，其作用主要包括：1、提高生产效率和质量使用工业机器人可以实现生产流程的自动化、连续化，提高生产效率。
同时，由于机器人具有高精度、高稳定性等特点，在生产过程中可以大大提高产品的品质。
2、降低劳动强度在传统的生产流程中，人工操作对工人的体力、耐力要求较高，使用工业机器人能够大大减轻人工负担，使生产环境更加舒适安全。
3、降低生产成本使用工业机器人制造产品的成本要比人工操作低，且能够实现零误差生产，降低废品率。
这不仅降低了生产成本，也提高了企业的竞争力。
工业机器人电控ppt
反转 VD60.1：运动包络运行完成标志，PTO0_CTRL中的“Done”参数； v100.2：反转运行状态； v101.4：反转结束；
I0.2：反转按钮； V100.2：反转运行状态； V101.2：复位完成标志。正反转自动运行前必须复位完成；
Q0.2：电机方向；
6、手动正转
手动正转是对电机的点动控制，需要一直按住按钮，电机才能运行。 运行至正限位后，即使按住按钮也不能运行，只能反向运行。
复位状态下，复位指示灯亮。
指示灯
述职完毕
THANKS
单击此处添加文本
正反转运行时，运行指示灯亮。
述职完毕
THANKS
单击此处添加文本
(2)、点动运行
EN：使能端，SM0.0保持常通； RUN：启用该参数加速至设定速度运行，停用该参数电机减速停止； Speed：设定手动运行的最高速度； Error：本子程序的错误代码，“0”表示无错误； C_Pos：如果PTO向导的HSC计数器功能已启用，C_Pos参数包含用脉冲数目表示的模块； 否则此数值始终为零。
单击“完成”，在弹出的对话框中选择“是”。 运动包络设置完成。在调用子程序中出现Q0.0对应的位控子程序。
六、PLC程序
VD1033：运动包络加速脉冲数； VD1053：运动包络减速脉冲数； VD1080：运动包络加减速脉冲； VD1080=VD1033+VD1053+1。
1、上电初始化
Q0.2：驱动器方向信号
常用可编程控制器PLC
电气元器件
直流继电器：进行弱电的开关控制； 开关电源：提供控制系统所需的直流电源 按钮、指示灯、急停按钮：负责系统运行的控制、状态指示及紧急停止。 断路器：系统的总电源开关，同时为系统提供过流、短路及漏电保护； 噪声滤波器：过滤供电系统中的电噪声 交流继电接触器：进行强电的开关控制
第一章工业机器人概论
第一章概论提起机器人，我们都不陌生，脱口就能说出一大串机器人的名字：铁臂阿童木、霹雳五号、奥特曼、终结者等，这些都是小说或影视作品中的主人翁。
可以说大多数人都是从影视作品中了解机器人的，影视作品中的机器人，功能都很强大，看起来很神奇，正是由于这些影视作品的影响，人们对机器人给予了非常高的希望，但现实中的机器人并不像人，与其说是机器人，还不如说是一台机器。
但是只有想到了，才能做到，那些神奇的机器人正是我们共同奋斗的目标。
我们只有了解了现实的机器人，才能创造出未来更好的机器人。
机器人技术是一门高新技术，作为21世纪的人才，面临高新技术和自动化技术的冲击，面临国际市场经济和技术迅猛开展的剧烈竞争，机器人技术是迎接未来挑战的有力武器和理想助手，机器人使人类从繁琐、恶劣的作业环境中解脱出来，而从事更加雄伟的事业，开创未来世界。
对年青朋友来说，不管你以后搞不搞机器人技术，也不管你涉不涉足机器人产业，都有必要了解一些机器人知识，因为未来的机器人将对你的生活和工作产生巨大的影响。
[作业1] 机器人开展概况综述。
第一节工业机器人的概念关于工业机器人，目前世界各国尚无统一定义，分类方法也不尽相同。
①美国：工业机器人是一种可重复编辑的多功能操作装置，它可以通过改变动作程序来完成各种工作，主要用于搬运材料，传递工件和工具。
②日本：1〕工业机器人是整机能够回转，有抓取〔或吸住〕物体的手抓和能够进行伸缩、弯曲、升降〔仰俯〕，回转及其复合动作的臂部，带有记忆部件，可局部地代替人进行自动操作的具有通用性的机械。
2〕具有人体上肢〔臂、手〕动作功能，可进行多种动作的装置，或者具有感觉功能，可自主进行多种动作的装置。
日本定义的工业机器人的范围是较广的，他们将工业机器人分为六类：人控机械手固定程序控制机器人可变程序控制机器人示教再现机器人数值控制机器人③我国对“机械手〞和“工业机器人〞的定义：机械手：就是附属于主机，动作简单，工作程序固定，定位点不能灵活改变；用来重复抓放物料的操作手。
工业机器人技术基础及其应用没章思考题练习题参考答案
《工业机器人技术基础及其应用》（戴凤智，乔栋主编）的每章思考与练习题及其参考答案第1章工业机器人概述1.机器人系统由哪四部分组成？答：（教材第2页）机器人系统由以下四部分组成：机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统。
2.工业机器人有哪些基本特点？答：（教材第3页）工业机器人主要有以下三个基本特点：可编程、拟人化、通用性。
3.工业机器人的传感部分有哪些子系统组成？答：（教材第12页）机器人的传感部分相当于人类的五官，机器人可以通过传感部分来感觉自身和外部环境状况，帮助机器人工作更加精确。
工业机器人的传感部分主要分为两个子系统：感受（传感）系统、机器人与环境交互系统。
4.工业机器人的机械部分有哪些子系统组成？答：（教材第11页）机械部分是机器人的硬件组成，也称为机器人的本体。
工业机器人的机械部分主要分为两个子系统：驱动系统、机械结构系统。
5.工业机器人的控制部分有哪些子系统组成？答：（教材第11页）控制部分相当于机器人的大脑，可以直接或者通过人工对机器人的动作进行控制。
工业机器人的控制部分分为两个子系统：人机交互系统、控制系统。
6.工业机器人一般有哪些主要技术指标？答：（教材第12页）工业机器人的技术指标是机器人生产厂商在产品供货时所提供的技术数据，反映了机器人的适用范围和工作性能，是选择机器人时必须考虑的问题。
工业机器人的主要技术指标一般包括：自由度、工作精度、工作范围、额定负载、最大工作速度等。
7.工业机器人是如何进行分类的？答：（教材第14页）工业机器人的分类方法有很多，本书主要介绍了以下三种分类方法。
（1）按机械结构可以分为串联机器人和并联机器人。
（2）按机器人的机构特性可以分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人、多关节坐标机器人。
（3）按程序输入方式可以分为编程输入型机器人、示教输入型机器人。
第2章工业机器人的机械结构系统和驱动系统1.工业机器人的机械系统有哪三部分组成？答：（教材第22页）工业机器人的机械系统由手部、手臂、基座三部分组成。
工业机器人原理与应用习题及答案
工业机器人原理与应用习题及答案第一章工业机器人概述习题1：以下哪项不是工业机器人的主要应用领域？A. 汽车及汽车零部件制造业B. 电子电气行业C. 金属制品业D. 天文观测答案： D. 天文观测习题2：工业机器人技术的发展趋势不包括以下哪项？A. 结构模块化和可重构化B. 控制技术的开放化、网络化C. 伺服驱动技术的数字化和分散化D. 机器人视觉技术的广泛应用答案： D. 机器人视觉技术的广泛应用习题3：以下哪项不是工业机器人的主要分类？A. 直角坐标机器人B. 圆柱坐标机器人C. 俯仰坐标机器人D. 回转坐标机器人答案： C. 俯仰坐标机器人第二章工业机器人的机械结构习题1：串联机器人具有以下哪些特点？A. 结构简单B. 成本低C. 控制简单D. 运动空间小答案： A, B, C习题2：并联机器人与串联机器人相比，以下哪项不正确？A. 承载能力强B. 刚度大C. 运动负荷大D. 位置求解上具有优势答案： C. 运动负荷大习题3：以下哪项不是工业机器人关节的类型？A. 回转关节B. 平行关节C. 俯仰关节D. 球面关节答案： C. 俯仰关节第三章工业机器人的控制系统习题1：以下哪项不是工业机器人控制系统的基本组成部分？A. 传感器B. 控制器C. 执行器D. 机器人本体答案： D. 机器人本体习题2：以下哪项不是工业机器人控制系统的控制方式？A. 硬件控制B. 软件控制C. 人工控制D. 自适应控制答案： C. 人工控制习题3：以下哪项不是工业机器人控制系统的关键参数？A. 位置精度B. 速度精度C. 加速度精度D. 传感器响应时间答案： D. 传感器响应时间第四章工业机器人的编程与仿真习题1：以下哪项不是工业机器人编程语言？A. PRL（Programming Robot Language）B. KRL（KUKA Robot Language）C. GML（Geometric Modeling Language）D. SQL（Structured Query Language）答案： D. SQL（Structured Query Language）习题2：以下哪项不是工业机器人仿真软件？A. RobotStudioB. VirtualRobotC. SolidWorksD. Creo答案： C. SolidWorks习题3：以下哪项不是工业机器人编程过程中的步骤？A. 确定任务目标B. 选择合适的工具C. 编写程序D. 机器人调试答案： B. 选择合适的工具第五章工业机器人的应用习题1：工业机器人主要应用于以下哪个领域？A. 汽车制造B. 食品加工C. 医疗保健D. 以上都是答案： D. 以上都是习题2：以下哪项不是工业机器人在汽车制造中的应用？A. 钣金焊接B. 零件装配C. 车身涂装D. 发动机组装答案： A. 钣金焊接习题3：以下哪项不是工业机器人在食品加工中的应用？A. 粉碎B. 混合C. 包装D. 检测答案： D. 检测第六章工业机器人的安全与维护习题1：以下哪项不是工业机器人安全操作规范？A. 佩戴安全帽B. 遵守操作规程C. 定期检查设备D. 使用高压设备答案： D. 使用高压设备习题2：以下哪项不是工业机器人维护保养的步骤？A. 清洁机器人B. 检查传感器C. 更换易损件D. 更新软件答案： D. 更新软件习题3：以下哪项不是工业机器人维护保养的重要性？A. 提高生产效率B. 降低生产成本C. 保证产品质量D. 提高操作人员技能答案： D. 提高操作人员技能第七章工业机器人技术发展趋势习题1：以下哪项不是工业机器人技术发展趋势？A. 高度智能化B. 轻量化C. 高性能D. 机器人与人工智能的结合答案： B. 轻量化习题2：以下哪项不是工业机器人技术发展趋势？A. 网络化B. 智能化C. 环保化D. 高度自动化答案： C. 环保化习题3：以下哪项不是工业机器人技术发展趋势？A. 多传感器融合B. 机器人与虚拟现实结合C. 机器人与增强现实结合D. 机器人与物联网结合答案： C. 机器人与增强现实结合以上是的简要汇总，希望对您有所帮助。
工业机器人电气控制系统设计分析
工业机器人电气控制系统设计分析1. 引言1.1 背景介绍工业机器人是一种自动化生产设备，可以代替人类完成重复、危险或繁琐的工作，提高生产效率和品质。
工业机器人的电气控制系统是其核心部件之一，负责控制机器人的运动、操作和输入输出等功能。
随着工业4.0时代的到来，工业机器人的智能化、网络化和柔性化需求不断增加，电气控制系统的设计和优化也变得愈发重要。
传统的工业机器人电气控制系统通常采用PLC控制器或者专用控制器，其设计原理主要包括电气传感器、执行器、控制器和通信模块等基本构成和功能模块。
控制系统设计关键技术包括控制算法、通信协议、实时性和稳定性等方面。
通过实例分析，可以了解不同类型工业机器人电气控制系统的设计特点和优缺点。
本文旨在探讨工业机器人电气控制系统设计的原理、技术和发展趋势，为工业机器人制造商和研发人员提供参考。
通过总结探讨，展望未来，分析研究的局限性及改进方向，希望可以为工业机器人电气控制系统设计领域的进一步发展提供一些帮助和启发。
1.2 研究目的研究目的旨在深入探讨工业机器人电气控制系统的设计原理和关键技术，分析其基本构成和功能模块，通过实例分析来验证理论，为工业机器人电气控制系统的设计和优化提供指导和参考。
本研究旨在对工业机器人电气控制系统的发展趋势进行展望，为未来工业机器人技术的发展提供参考和启示。
通过对工业机器人电气控制系统设计的深入研究和分析，旨在提高工业机器人的智能化水平和工作效率，推动工业自动化技术的发展与进步。
1.3 研究意义工业机器人在现代制造业中扮演着越来越重要的角色，其电气控制系统设计是其核心技术之一。
研究工业机器人电气控制系统设计的意义在于提高工业机器人的自动化程度和精度，增强其生产效率和稳定性，从而推动整个制造业的发展。
通过深入研究工业机器人电气控制系统设计原理和关键技术，可以为工业机器人的性能优化和功能拓展提供技术支持，为企业提升竞争力提供技术保障。
随着工业机器人在各个行业的应用不断扩大，研究工业机器人电气控制系统设计也将促进相关产业的发展，推动我国制造业向智能制造的转型升级。
工业机器人电气控制系统设计
工业机器人电气控制系统设计工业机器人在现代制造业中起着非常重要的作用，能够替代人力完成各种重复性、繁琐的任务，提高生产效率并保证产品质量的稳定性。
而机器人的电气控制系统设计则是确保机器人正常运行的基础。
一、电气控制系统概述电气控制系统是指通过电气元器件和电气控制设备来实现机器人各个部件的协调运动和灵活操作的技术系统。
它主要由控制器、传感器、执行器和电源四部分组成。
1. 控制器：控制器是机器人电气控制系统的核心，它负责接受和处理外部输入的指令，并根据指令驱动机器人的各个执行器进行相应的动作。
控制器一般由主控板和伺服驱动器组成。
2. 传感器：传感器用于采集机器人所需的环境信息和运动状态，如力量、位置、速度等。
常见的传感器有位置传感器、力传感器、视觉传感器等。
3. 执行器：执行器是机器人电气控制系统中最为重要的部分，它能够将电气信号转换为机械运动。
常见的执行器有电机、液压马达等。
4. 电源：电源为整个电气控制系统提供稳定的电能供应，保证机器人正常运行。
二、电气控制系统设计步骤1. 确定机器人运动方式：根据实际需求，确定机器人的运动方式，如轮式机器人、足式机器人等。
不同的运动方式对电气控制系统的设计有一定的影响。
2. 确定机器人的自由度：根据机器人需要完成的任务，确定机器人的自由度。
自由度高的机器人能够实现更加复杂的动作，但同时也对电气控制系统的要求更高。
3. 选择合适的传感器：根据机器人的运动方式和任务需求，选择合适的传感器来采集所需的环境信息和运动状态。
4. 设计控制器：根据机器人的自由度和任务需求，设计相应的控制器。
控制器要能够接受和处理外部输入的指令，并驱动机器人的各个执行器进行相应的动作。
5. 设计电路连接：根据控制器的设计，设计电路连接，包括控制信号线路、电源线路等。
6. 进行电气连接：按照设计的电路连接方案，进行电气连接。
连接要牢固可靠，避免出现短路、接触不良等问题。
7. 进行功能测试：完成电气连接后，对机器人的电气控制系统进行功能测试。
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1.1 工业机器人的简介
机器人的应用： 工业机器人能用于各种生产领域，如物料搬运、
涂装、点焊、弧焊、检测和装配等工作。它在柔性制 造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS） 和其它机电一体化的系统中获得了广泛的应用，成为 现代制造系统不可缺少的组成部分。
1.1 工业机器人的简介
机器人定义： ISO对机器人的定义：机器人是一种自动的、
位置可控的、具有编程能力的多功能操作机，这种 操作机具有几个轴，能够借助可编程操作，处理各 种材料、零件、工具和专用装置，执行各种任务。
日本工业机器人协会（JIRA）对机器人的定 义：一种带有存储器件和末端操作器的通用机械， 它通过自动化的动作代替人类劳动。
驱动系统是按照控制系统发来的控制指令驱动 执行机构运动的装置。常用的电气、液压、气压等 驱动形式。
1.3 工业机器人的组成
1.3.3位置检测装置 通过速度、位置、触觉、视觉等传感器检测机
器人的运动位置、运动速度和工作状态，并随时反 馈给控制系统，以便使执行机构精度达到设定的位 置。
1.3 工业机器人的组成
1.2 工业机器人的分类
❖ 机器人分类的方法很多，这里仅按机器人的 系统功能、驱动方式以及机器人的结构形式进行 分类。
1.2 工业机器人的分类
1.2.1按系统功能分类 1．专用机器人
这种机器人在固定地点以固定程序工作，无独 立的控制系统，具有动作少、工作对象单一、结 构简单、使用可靠和造价低的特点，如附属于加 工中心机床上的自动换刀机械手。2．通用机器人
1.2 工业机器人的分类
1.2.3按结构形式分 1.直角坐标机器人
直角坐标机器人的主机架由三个相互正交的平 移轴组成，具有结构简单、定位精度高的特点。结 构示意图见图1-1
图1-1直角坐标机器人
1.2 工业机器人的分类
2．圆柱坐标机器人 坐标机器人由立柱和一个安装在立柱上的水平臂
组成。立柱安装在回转机座上，水平臂可以伸缩，他 的滑鞍可沿立柱上下移动。因而，它具有一个旋转轴 和两个平移轴，结构示意图见图1-2。
图1-2 圆柱坐标机器人
1.2 工业机器人的分类
3．关节机器人 关节机器人手臂的运动类似于人的手臂，由大
小两臂的立柱等机构组成。大小臂之间用铰链联接 形成肘关节，大臂和立柱联接形成肩关节，可实现 三个方向旋转运动。它能够抓取靠近机座的物件， 也能绕过机体和目标间的障碍物去抓取物件，具有 较高的运动速度和极好的灵活性，成为最通用的机 器人。 ❖
图1-3 关节坐标机器人
1.3 工业机器人的组成
❖ 工业机器人一般由控制系统、驱动系统、位 置检测机构以及执行机构等几个部分组成。
1.3 工业机器人的组成
1.3.1控制系统 控制系统是机器人的大脑，支配着机器人按规
定的程序运动，并记忆人们给予的指令信息（如动 作顺序、运动轨迹、运动速度等），同时按其控制 系统的信息对执行机构发出执行指令。 1.3.2驱动系统
它比一般通用机器人先进在编程方法上，能采 用示教法进行编程，及由操作者通过手动控制，“示 教”机器人做一遍操作示范，完成全部动作过程以后， 其储存装置便能记忆所有这些工机器人具有视觉、 听觉、触觉等各种感觉功能，能够通过比较识别做 出决策，自动进行反馈补偿，完成预定的工作。
1.2 工业机器人的分类
LOGO
机械职业教育教学指导委员会推荐教材 全国高等职业教育“十二五”规划教材 全国工业机器人技能培养系列精品教材
工业机器人 电气控制与维修
（ISBN 978-7-121-29476-1）
邢美峰 主 编 卢彦林 李伟娟 副主编
第1章 工业机器人电气控制系统的构成
1 1.1 工业机器人的简介 2 1.2 工业机器人的分类 3 1.3 工业机器人的组成 4 1.4 工业机器人的控制和编程 5 1.5 HSR-JR608型工业机器人安全控制系统 6 1.6 HSR-JR608型工业机器人电气柜内的控制系统
腕部：是联接手部和手臂的部件，用以调整手部 的姿态和方位。
手臂：是支承手腕和手部的部件，由动力关节和 连杆组成。用以承受工件或工具载荷，改变工件或工 具的空间位置，并将它们送至预定的位置。
机座：包括立柱，是整个工业机器人的基础部件， 起着支承和联接的作用
1.4 工业机器人的控制和编程
1.4.1工业机器人的控制系统 控制系统是机器人的重要组成部分。 按照控制回路的不同可将机器人控制系统分为
1.3.4执行机构 执行机构是一种具有和人手相似的动作功能，可
在空间抓持物体或执行其它操作的机械装置，主要包 括如下的一些部件：
手部：又称抓取机构或夹持器，用于直接抓取工 件或工具。此外，在手部安装的某些专用工具，如： 焊枪、喷枪、电钻、螺钉螺帽拧紧器等，可视为专用 的特殊手部。
1.3 工业机器人的组成
它是一种独立控制系统、动作灵活多样，通过 改变控制程序能完成多作业的机器人。它的结构 较复杂，工作范围大，定位精度高，通用性强， 适用于不断变换生产品种的柔性制造系统。
1.2 工业机器人的分类
3．示教再现试机器人 这种机器人具有记忆功能，可完成复杂动作，
适用于多工位和经常变换工作路线的作业。作的顺 序。此后，机器人便能“再现”操作者教给它的动作 4．智能机器人
1.2.2按驱动方式分
1．电气驱动机器人
它是由交、直流伺服电动机、直线电动机或功率步 进电动机驱动的机器人。它不需要中间转换机构， 故机械结构简单。近年来，机械制造业大部分采用 这种机器人。
2．气压传动机器人
它是一种以压缩空气来驱动执行机构运动的机器人， 具有动作迅速、结构简单、成本低的特点。但因空 气具有可压缩性，往往会造成工作稳定性差。一般 抓重不超过30Kg，适用于高速、轻载、高温和粉尘 大的环境中作业。
1.1 工业机器人的简介
机器人的发展： 60年代，美国Unination公司研制成功第一
台数控机械手，标志着工业机器人的诞生。它是一种 具有记忆储存能力的示教再现式机器人，被称为第一 代机器人。
70年代，出现了配备有感觉传感器的第二代工 业机器人，它能够对环境和作业对象进行判断、修正 和选择，具有一定自适应能力。