工业机器人的技术参数
工业机器人的主要参数
工业机器人的主要参数引言工业机器人是一种能够进行复杂的、重复性的、高精度的工业操作的设备。
它被广泛应用于生产线上，能够代替人力完成各种繁重、危险或高风险的工作任务。
了解工业机器人的主要参数对合理选择和使用机器人至关重要。
本文将介绍工业机器人的主要参数，包括结构参数、运动参数和性能参数。
结构参数工业机器人的结构参数是描述其外形和运动范围的指标。
常见的结构参数包括机器人的臂长、臂展、轴数等。
•臂长：指机器人从基座到末端执行器的距离，在决定机器人能够覆盖的工作范围时起重要作用。
较长的臂长可覆盖更广泛的工作区域。
•臂展：机器人臂展是指机器人臂的伸展长度，决定了机器人能够到达的水平范围。
较大的臂展意味着机器人可以在更广的范围内进行工作。
•轴数：机器人的轴数指机器人臂上运动的关节数量。
常见的工业机器人轴数为4到6个，不同的轴数决定了机器人在空间中的灵活性。
运动参数工业机器人的运动参数描述了机器人的速度、加速度和定位精度等性能指标。
•速度：机器人的速度是指机器人在运动时的线速度或角速度。
快速的速度可以提高生产效率，但也会增加机器人运动过程中的惯性。
•加速度：机器人的加速度是指机器人从静止状态到达最大速度所需的时间。
较大的加速度可以加快机器人的运动速度，从而提高工作效率。
•定位精度：机器人的定位精度是指机器人在运动过程中的位置或姿态的准确度。
较高的定位精度可以保证机器人能够准确地完成任务。
性能参数工业机器人的性能参数描述了机器人在实际工作中的性能指标，包括负载能力、重复定位精度和工作空间等。
•负载能力：机器人的负载能力是指机器人能够携带的最大重量。
较大的负载能力可以应对更重的工作物件，提高机器人的适用性。
•重复定位精度：机器人的重复定位精度是指机器人在重复执行相同任务时的位置或姿态的波动范围。
较高的重复定位精度可以保证机器人在生产过程中的一致性和稳定性。
•工作空间：工作空间是指机器人能够达到的三维空间范围。
工作空间的大小决定了机器人能够执行的工作范围。
简述工业机器人各参数的定义
简述工业机器人各参数的定义工业机器人是现代工业生产中不可或缺的设备，能够在生产线上自动完成各种重复性、高风险或需要高精度的任务。
为了更好地理解工业机器人的工作原理和性能指标，我们需要对工业机器人各参数进行全面的定义和解释。
一、负载能力（Payload Capacity）负载能力是指工业机器人能够携带的最大负荷重量。
这是衡量机器人能够处理多重任务的重要指标之一。
通常以公斤（kg）为单位来表示。
负载能力的大小直接影响到机器人在生产线上的应用范围和效率。
二、工作半径（Work Envelope）工作半径是指机器人能够操作的空间范围。
它取决于机器人的关节数量和结构。
通常以毫米（mm）为单位。
工作半径的定义可以帮助我们确定机器人能够覆盖到达的区域，从而决定其适用范围。
三、重复定位精度（Repeatability）重复定位精度是指机器人在多次执行相同任务时能够准确回到相同位置的能力。
它通常以毫米为单位，并表示为一个标准差。
较高的重复定位精度意味着机器人可以在生产线上实现更高的精度和重复性。
四、工作速度（Speed）工作速度是指机器人完成任务的速度。
它通常以毫米/秒（mm/s）或角度/秒（deg/s）为单位来表示。
工作速度的快慢决定了机器人的生产效率和工作效能。
五、可及性（Reachability）可及性是指机器人能够到达的位置和方向。
它取决于机器人的关节数量和结构。
可及性的好坏直接影响到机器人在生产线上的应用范围和灵活性。
六、精度（Accuracy）精度是指机器人在执行任务时与预定目标之间的偏差或误差。
它通常以毫米为单位，并表示为一个标准差。
较高的精度意味着机器人可以实现更高的定位和执行任务的准确性。
七、工作周期时间（Cycle Time）工作周期时间是指机器人完成一个完整任务所需的时间。
它通常以秒为单位。
通过降低工作周期时间，可以提高生产线的效率和产能。
从上述参数中，我们可以看出工业机器人的性能指标不仅仅包括负载能力和工作半径，还涵盖了重复定位精度、工作速度、可及性、精度和工作周期时间等。
工业机器人的技术参数
工业机器人的技术参数工业机器人是一种用于自动化生产的机器人系统，其技术参数对于机器人的性能和功能具有重要的影响。
在选择和应用工业机器人时，了解和理解这些技术参数是至关重要的。
本文将讨论工业机器人的一些重要技术参数，并分析其对机器人性能和应用领域的影响。
1. 负载能力工业机器人的负载能力是指机器人能够承受的最大重量或压力。
负载能力通常分为两种类型：额定负载和最大负载。
额定负载是机器人可以长时间运作的最大负载，而最大负载则是机器人可以短暂承受的最大负载。
工业机器人的负载能力决定了其能够完成的任务类型和工作场景。
对于承载重物或进行重型加工的应用，需要选择具有较高负载能力的机器人。
而对于装配和精细操作的应用，则可以选择负载能力较低的机器人。
2. 工作范围工作范围是指工业机器人能够自由活动的空间范围。
它通常由机器人的关节结构和关节角度限制决定。
工业机器人的工作范围需要根据具体应用需求进行选择。
工作范围的大小将直接影响机器人在生产线上的灵活性和工作效率。
对于需要覆盖大范围的应用，需要选择工作范围较大的机器人。
而对于空间有限或需要进行局部操作的应用，则可以选择工作范围较小的机器人。
3. 重复定位精度重复定位精度是工业机器人能够重复准确返回到预定义位置的能力。
它通常表示为机器人在一定时间内返回到同一位置的偏差。
重复定位精度对于精密操作和高稳定性的应用尤为重要。
工业机器人的重复定位精度取决于多种因素，包括机器人结构、控制系统和传感器等。
在选择工业机器人时，需要根据应用要求和产品质量标准来确定所需的重复定位精度。
4. 运动速度工业机器人的运动速度是指机器人在工作中的最大运动速度。
运动速度对于提高生产效率和减少生产周期非常重要。
机器人的运动速度受到结构和驱动系统的限制。
一般来说，工业机器人的运动速度越快，完成任务的时间就越短。
但是，在选择机器人时需要平衡运动速度和精度，以确保安全性和质量。
5. 动作范围和路径规划能力动作范围和路径规划能力是指机器人在工作中可以执行的不同动作和路径规划的能力。
3工业机器人主要技术参数
1.2.2工业机器人技术参数工业机器人制造商在产品供货时一般会提供相应的技术数据•如表1-1为FANUC工业机器人机器人M-10iA/12的主要技术参数。
M-10iA主要技术参数M-10iA运动范围M-IOrAM-10iA 机器人本体配置■■廉*Ajrri 珂呼 hM 4Di* MommM ，0iA-6L &6Qmir中心J5 axis- fMatior OiiWirR-30iB_Contorller Mate 型控制箱体（M-10iA ）主控制轴卡支持最多24根轴，且可通过辅助轴卡支持最多36根轴可快速更换的放大器（小于5分钟）彩色，具网络浏览功能，易于编程且可自定义用户界面的iPendant多样的I/O连接方式针对各种应用的丰富的软件功能包R-30iB控制器配置Item /名称Specification / 配置Cab in et / 箱体R-30iB控制柜Mate柜体（三相电源）1Ma in Board / 主板Main board A(Standard) / 标准主板24 CPU Card / CPU 卡CPU card Sta ndard(DRAM 64 MB)5 FROM & SRAM Card / 内存卡64MB FROM/2MB SRAMAxes servo card /车由控制卡Axes control card 6 axes(Standard)/6 轴控制轴卡67 Servo Amplifier /伺服放大器 6 axes servo amplifier / 6 轴伺服放大器Ports for file tran sfer / 文件传输CF card in terface+USB port / CF 卡接口+USB 接口8端口9 Back Panel / 背板槽 2 slot / 2 槽Communication / 通讯Peripheral cable Direct in( DI/DO=28/24)Mai n Board 1010m(Open Air) /主板10 通讯(28 进24 出)11 Teach pendant / 示教盒iPendant with USB port /带USB接口的彩色示教盒TP cable length / TP 电缆长度10m1213 其他配置Operator's Panel En glish/3 mode/without TP disc onnect /3模式操作面板200-230V交流电源输入尽管各厂商所提供的技术参数项目是不完全一样的，工业机器人的结构、用途以及用户的要求也不同，但是，工业机器人的主要参数一般都应有：自由度、工作精度、工作范围、最大工作速度、承载能力等。
工业机器人技术基础 工业机器人技术参数
O B
h
B
h
(b)
（b ）良好定位(精c) 度，很差重复定位精度
(d)
（a）合理定位精度，良好重复定位精度
（c）很差定位精度，良好重复定位精度
工业机器人工作空间
• 定义
工作空间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
• 参考点
手部中心、手腕中心或手指指尖 参考点不同，工作空间的大小、形状也不同
U-3
L-2
R-4 B-5 T-6
S-1
工业机器人自由度
• 工业机器人是典型机构，我们可以直接数出它的自由度。 • 组成机器人的旋转关节或移动关节，每个关节具有一个自由度! • 通常情况下，每个轴可以增加一个自由度。 • 常见的工业机器人有：4轴，6轴，7轴
工业机器人自由度
• 4自由度—SCARA机器人
• 3个旋转关节+1个移动关节 • 结构轻便、响应快 • 适用于平面定位，垂直方向进行装配的作业
工业机器人自由度
• 6自由度
• 第一个关节能在水平面自由旋转 • 二、三两个关节能在垂直平面移动； • “手臂”（四关节）+两个“手腕” （五六关节）可
以拿起水平面上任意朝向的部件，以特殊的角度放入 包装产品里。还可以执行许多由熟练工人才能完成的 操作。
工业机器人工作空间
• 决定因素
行程、尺寸、角度
• 意义
工作范围的形状和大小十分重要，机器人在执 行某作业时可能会因为存在手部不能到达的作业死 区而不能完成任务。
工业机器人最大速度
• 定义
• 设计角度：工业机器人主要自由度上的最大稳定角速度，单位：rad/s或°/s • 功能角度：在各轴联动的情况下，机器人手腕中心所能达到的最大线速度，单位：
工业机器人的技术指标和应用
工业机器人的技术指标和应用工业机器人是一种能够自动执行各种任务的机器人系统，它主要应用于生产线上的各个环节。
工业机器人的技术指标和应用十分丰富多样，下面将对其进行详细介绍。
一、技术指标1. 负载能力：工业机器人的负载能力是指机器人能够承受的最大重量。
根据不同的应用需求，工业机器人的负载能力有所不同，一般可分为轻型、中型和重型三个等级。
2. 动作自由度：工业机器人的动作自由度是指机器人能够自由运动的维度数量。
通常情况下，工业机器人的动作自由度为6个，即可在三维空间内进行平移和旋转运动。
3. 重复定位精度：工业机器人的重复定位精度是指机器人在重复执行同一任务时，所能达到的精确度。
该指标对于生产线上的装配任务尤为重要，一般要求在毫米级别的精度范围内。
4. 控制系统：工业机器人的控制系统是指机器人的核心控制单元，用于控制机器人的运动和执行任务。
常见的控制系统有基于PC的控制系统和专用控制器，它们具有高度的实时性和可编程性。
5. 传感器技术：工业机器人常配备各种传感器，用于感知环境和与外部物体进行交互。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器、激光传感器等，它们能够使机器人更加智能化和灵活。
6. 安全技术：工业机器人的安全技术是保障生产线安全的重要手段。
包括紧急停止装置、防撞装置、安全光幕等，能够保护操作人员和机器人在工作过程中的安全。
二、应用领域1. 组装与装配：工业机器人在组装与装配领域有着广泛的应用。
通过精确的位置控制和高度灵活的操作能力，机器人可以完成各种零部件的组装和装配工作，提高生产效率和质量。
2. 上下料：工业机器人在上下料领域也有着重要的应用。
机器人可以通过视觉传感器和力传感器等技术，实现对物料的精确定位和抓取，实现自动化的上下料操作，提高生产线的效率和稳定性。
3. 焊接与切割：工业机器人在焊接与切割领域能够发挥独特的优势。
机器人具备高度的精确度和稳定性，可以实现复杂曲线的焊接和切割操作，提高生产线的自动化水平和生产质量。
简述工业机器人各参数的定义
简述工业机器人各参数的定义工业机器人参数的定义是指用于描述工业机器人性能和特征的一系列参数。
这些参数不仅反映了机器人的物理特性，还包括了机器人的力学特性、控制特性以及运动能力等方面。
下面将分别对工业机器人的各个重要参数进行详细解释。
1. 负载能力：负载能力是指机器人能够承受的最大负载。
它通常以千克（kg）为单位。
负载能力是衡量机器人适用范围和应用场景的重要指标，不同类型的机器人负载能力有所不同。
2. 轨迹重复精度：轨迹重复精度是指机器人在重复执行同一轨迹时，末端执行器的位置和姿态的偏差。
它通常用毫米（mm）或度（°）来表示。
精度越高，机器人执行任务的准确性和稳定性就越好。
3. 动作速度：动作速度是指机器人在运动过程中的平均速度。
它通常以毫米/秒（mm/s）或度/秒（°/s）来表示。
动作速度的大小直接影响机器人的工作效率和生产能力。
4. 加速度：加速度是指机器人在单位时间内实现速度变化的能力。
它通常以毫米/秒²（mm/s²）或度/秒²（°/s²）来表示。
加速度越高，机器人在执行任务时的响应速度就越快。
5.自由度：自由度是指机器人可控制的自由运动的数量。
以关节型机器人为例，它的自由度数目等于关节数目。
自由度决定机器人在空间中可以实现多少种不同的运动方式。
6.工作空间：工作空间是指机器人能够覆盖的三维空间范围。
它通常用半径、半径和高度等来表示。
工作空间的大小决定了机器人在各个方向上能够进行灵活操作的范围。
7. 重复定位精度：重复定位精度是指机器人在执行任务中所能达到的位置和姿态的精度。
它通常用毫米（mm）或度（°）来表示。
重复定位精度越高，机器人在执行周期性重复任务时的准确性就越高。
8. 控制精度：控制精度是指机器人在执行任务时所能达到的预定位置和姿态的精度。
它通常用毫米（mm）或度（°）来表示。
控制精度越高，机器人在执行精细工作时的准确性就越高。
工业机器人主要技术参数
工业机器人主要技术参数一、引言工业机器人是一种在制造及其他工业领域中执行自动化任务的复杂机器。
它可以执行一系列重复性、危险或需要高精度的操作，从而提高生产效率和产品质量。
工业机器人的性能及功能取决于其主要技术参数。
本文将深入探讨工业机器人的主要技术参数，并对其作用进行详细分析。
二、机器人的工作范围工业机器人的工作范围是指机械臂能够覆盖的空间范围。
它通常由以下参数来描述：1. 工作半径工作半径是指机械臂末端执行器与机械臂基座之间的最大距离。
较大的工作半径意味着机器人具有更广阔的工作空间，可以处理更大尺寸的工件。
工作半径通常以米为单位进行表示。
2. 自由度自由度是指机械臂运动的独立方向数量，决定了机械臂的灵活性和能力。
自由度通常以轴数来表示，每个轴代表机械臂上可以单独控制运动的关节数量。
较高的自由度意味着机器人可以执行更复杂的动作和路径规划。
3. 有效载荷有效载荷是指机械臂能够承受的最大重量。
这包括工件本身的重量以及其他负载，如工具和夹具。
较大的有效载荷允许机器人处理更重的工件，扩大其应用范围。
三、机器人的精度机器人的精度描述了其定位和重复性能力。
以下是与机器人精度相关的技术参数：1. 重复定位精度重复定位精度是指机器人在多次执行同一任务时，其末端执行器回到同一位置的能力。
它描述了机器人在重复操作任务时的准确性和一致性。
重复定位精度通常以毫米为单位表示。
2. 绝对定位精度绝对定位精度是指机器人能够准确定位末端执行器在三维空间中的位置的能力。
它描述了机器人在执行复杂路径规划和定位任务时的精确性。
绝对定位精度通常以毫米为单位表示。
3. 姿态精度姿态精度是指机器人能够准确定位末端执行器的旋转姿态（例如，角度）的能力。
它对于需要精确控制机器人在空间中的朝向的任务非常重要。
姿态精度通常以角度为单位表示。
四、机器人的速度与加速度机器人的速度与加速度参数描述了其运动的快慢和灵敏度。
以下是与机器人速度与加速度相关的技术参数：1. 最大线速度最大线速度是指机械臂的末端执行器在直线运动时能够达到的最大速度。
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授课指导：谢光辉
2015年09月
博士/副教授
前言
⊕ ⊕
定义：机器人（Robot）是一种可编程和多功能的， 用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不 同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统 。 任务：协助或取代人类工作的工作，例如生产业、 建筑业，或是危险的工作。目前在工业、医学、农业、 建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。
上操作台、 辅助提升机、 台架、 空中吊运机、 主提升
机、 燃料夹持器等组成的; 采用了计算机控制方式, 可 依据操作人员的运转指令, 完成自动运转、 半自动运转 和手动运转模式下的燃料交换。 是: ① 可以在远距离的操作室中全自动运转; ② 精密
的多重圆筒立柱可提高定位精度; ③ 利用计算机可以控
制系统高速运转, 防止误操作。 这种交换机的使用不仅 提高了效率, 降低了对操作人员的辐射, 而且由计算机控 制的操作自动化可以提高作业的安全性。
喷漆、上下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手
足和大脑功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低
温和高热等恶劣环境中的工作; 代替人完成繁重、单调 的重复劳动, 提高劳动生产率, 保证产品质量。 工业
机器人与数控加工中心、 自动搬运小车以及自动检测
系统可组成柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统 (CIMS), 实现生产自动化。
示教再现机器人、 智能机器人和综合机器人。 (1) 操作机器人。 操作机器人的典型代表是在核电站 处理放射性物质时远距离进行操作的机器人。 在这种场合, 相当于人手操纵的部分称为主动机械手, 而从动机械手基
本上与主动机械手类似, 只是从动机械手要比主动机器手
大一些, 作业时的力量也更大。
(2) 程序机器人。 程序机器人按预先给定的程序、
如何学好、用好机器人技术
⊕
本质：是自动化技术中重要的工具，不是孤立的， 加强对作业目标的工艺过程、操作方法、操作工具以及 与周边设备的协调作业等技术的学习是基础 。 举例：焊接>>焊接材料特性、方式选择、工艺参数整定、 轨迹生成、通风安全系统设计等； 上下料>>机床自动化改造（自动门、自动装夹、自动启 停）、自动手爪、与数控系统的协调作业等； 抛光>>曲面的轨迹生成、抛光参数整定（力度、时间）、
人和服务机器人。
(1) 工业机器人。 工业机器人有搬运、 焊接、 装配、
喷漆、 检查等机器人, 主要用于现代化的工厂和柔性加工系
统中, 如图1.1、 图1.2所示。
图 1.1 弧焊机器人
图 1.2 汽车焊接生产线上的机器人
ห้องสมุดไป่ตู้
(2) 极限作业机器人。 极限作业机器人主要
是指在人们难以进入的核电站、 海底、 宇宙空间 进行作业的机器人, 也包括建筑、 农业机器人等, 如图1.3、 图1.4所示。
条件、 位置进行作业, 目前大部分机器人都采用这种控制
方式工作。
(3) 示教再现机器人。 示教再现机器人同盒式磁带的
录放一样, 将所教的操作过程自动记录在磁盘、 磁带等 存储器中, 当需要再现操作时, 可重复所教过的动作过程。 示教方法有手把手示教、 有线示教和无线示教, 如图1.7 所示。
图 1.7 机器人示教 (a) 手把手示教; (b) 有线示教; (c) 无线示教
图 1.3 排爆机器人
图 1.4 火星探测机器人
(3) 服务机器人。服务机器人包括家庭、医疗、 娱乐、玩具机器人等(具有某种程度的通用性), 也有 根据环境而改变动作的机器人, 如图1.5、 图1.6所示。
图 1.5
图 1.6
2. 按照控制方式分类
机器人按控制方式可分为操作机器人、 程序机器人、
⊕
机器人三大定律： A 、机器人不可以伤害人类，人类受伤时，必须拯 救人类； B、机器人要听从人类的命令，除非违反A定律； C、机器人应能保护自己的生命，与第A、B定律相 违背除外。
⊕ ⊕
工业4.0： 中国对应的是智能装备与中国制造2025 。
重点发展领域：高档数控机床与机器人。 “机器人 革命”有望成为第三次工业革命的一个切入点和重要增 长点，将影响全球制造业格局；机器人是“制造业皇冠 顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科 技创新和高端制造业水平的重要标志。
后三个盖子的打开状态如图1.8所示。 它在能上、 下、 左、右动作的摄像机平台上装有两台CCD摄像机, 通 过立体观测而得到空间信息。 整个系统可以看做是由 地面指令操纵的操作机器人。
图 1.8 火星探险者
1.2 工业机器人的应用和发展
1.2.1 工业机器人的应用
工业机器人最早应用于汽车制造工业, 常用于焊接、
外部传感器通信、恒力控制、通风粉回收设计等。
⊕
岗位：本体/控制/系统集成设计工程师助手、试产 员、操作员、总装与调试、高端维修与销售、客户需求 分析等。
第1章 绪 论
1.1 机器人分类
1.2 工业机器人的应用和发展 1.3 工业机器人的基本组成及技术参数 习题
1.1 机器人的分类
1. 按照应用类型分类 机器人按应用类型可分为工业机器人、 极限作业机器
(4) 智能机器人。 智能机器人不仅可以进行预先 设定的动作, 还可以按照工作环境的变化改变动作。 (5) 综合机器人。 综合机器人是由操作机器人、 示教再现机器人、 智能机器人组合而成的机器人, 如 火星机器人。 1997年7月4日, “火星探险者(Mars
Pathfinder)”在火星上着陆, 着陆体是四面体形状, 着陆
1) 恶劣工作环境及危险工作
压铸车间及核工业等领域的作业是一种有害于健
康并可能危及生命, 或不安全因素很大而不宜于人去从 事的作业, 此类工作由工业机器人做是最适合的。 图 1.9所示为核工业上沸腾水式反应堆(BWR)燃料自动交 换机。
图 1.9 燃料自动交换机
燃料自动交换机的主要结构如图1.9所示, 它是由机
⊕
机器换人： 欧美日工业机器人使用密度达 150-350 台 / 万人，世 界平均58台/万人，中国仅25台/万人。如果达到平均水 平，可制造380亿本体、 1140亿系统集成市场空间。 国际上工业机器人的主要厂商为法拉科、ABB、安 川、库卡等，其在中国市场占有率达 80% 以上。主要 用于焊接、加工、搬运和物流当中。