工业机器人技术基础7.2工业机器人控制系统的特点-PPT课件
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《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
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控制策略
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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。
《机器人的控制系统》课件
自主导航
通过路径规划和导航算法，实现无人机的自主飞行和自动巡航。
THANKS
功能
机器人控制系统的主要功能包括感知 、决策、执行和反馈，使机器人能够 自主或半自主地完成复杂任务。
机器人控制系统的组成与分类
组成
机器人控制系统通常由感知系统、决策系统、执行系统和反馈系统等组成。
分类
根据控制方式和结构，机器人控制系统可分为集中式、分布式和混合式控制系 统。
机器人控制系统的历史与发展
历史
机器人控制系统的发展可以追溯到20世纪50年代，随着计算 机技术、传感器技术和算法的发展，机器人控制系统的性能 和功能不断得到提升。
发展
未来机器人控制系统的发展将更加注重智能化、自主化和协 同化，同时随着技术的进步，机器人控制系统将更加广泛地 应用于各个领域。
02
机器人感知系统
感知系统的组成与功能
《机器人的控制系统》ppt课件
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目录
• 机器人控制系统概述 • 机器人感知系统 • 机器人运动控制系统 • 机器人智能决策系统 • 机器人控制系统实例分析
01
机器人控制系统概述
机器人控制系统的定义与功能
定义
机器人控制系统是用于指导机器人完 成预设任务的一系列软硬件设备和算 法。
组成
智能决策系统由感知、决策和执行三个部分 组成。感知部分负责收集环境信息，决策部 分根据感知信息进行决策，执行部分则根据 决策结果控制机器人行动。
功能
智能决策系统的主要功能是使机器人能够自 主地适应环境变化，进行有效的任务规划和 行动决策，提高机器人的自主性和智能化水 平。
决策算法与实现
决策算法
感知系统的组成
简述工业机器人控制系统的特点
工业机器人控制系统的特点一、引言工业机器人是一种能够自动化执行各种任务的机器设备，广泛应用于制造业中。
机器人的控制系统是实现机器人自主运动和完成任务的关键部分，其特点对于机器人的性能和应用具有重要影响。
本文将就工业机器人控制系统的特点进行详细探讨。
二、工业机器人控制系统的组成工业机器人控制系统一般由硬件和软件两部分组成。
硬件包括机器人的机械结构、传感器、执行器等，而软件则是控制机器人运动和执行任务的程序。
下面将分别对这两个方面的特点进行介绍。
2.1 硬件特点1.机械结构稳定可靠：工业机器人的机械结构需要具备足够的刚性和稳定性，以确保机器人的运动精度和稳定性。
2.高功率执行器：工业机器人通常需要携带一定负载并进行精细运动，因此其执行器需要具备足够的功率和精确度。
3.多轴关节设计：工业机器人往往需要完成多个自由度的运动，因此其关节数量通常较多，从而实现更灵活、多样化的运动轨迹。
4.传感器丰富多样：为了实现机器人对环境的感知和交互，工业机器人通常配备多种传感器，如视觉传感器、力觉传感器等。
2.2 软件特点1.实时性要求高：工业机器人需要对外界环境变化快速做出反应，因此其控制系统需要具备高实时性，能够快速响应外界输入，并控制机器人的动作。
2.开放性与兼容性：工业机器人控制系统通常需要与其他系统进行数据交互，因此其软件需要具备开放性和兼容性，能够与各种硬件和软件平台进行集成。
3.良好的可编程性：由于工业机器人的应用场景广泛，其任务需要根据具体需求进行编程和定制。
因此，工业机器人控制系统需要提供丰富的编程接口和工具，以满足用户的需求。
4.支持多任务处理：工业机器人通常需要同时执行多个任务，因此其控制系统需要支持多任务处理和并行控制，以提高效率和灵活性。
三、工业机器人控制系统的工作原理工业机器人控制系统的工作原理可以分为以下几个步骤：3.1 传感器数据获取工业机器人通过配备的各类传感器对外界环境进行感知，如视觉传感器可以获取目标物体的位置与姿态信息，力觉传感器可以获取与物体的接触力信息等。
《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。
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 • 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课件(最全)
设置编程语言、通信接口 、坐标系等参数
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。
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。
工业机器人培训课件ppt
案例分析
分析生产线自动化改造的必要性和实施过程，以 及改造后带来的效益和影响。
智能仓储系统应用案例分析
案例背景
随着电商和物流行业的快速发展 ，智能仓储系统成为提高仓储效 率和降低物流成本的重要手段。
案例内容
介绍一家企业如何通过引入工业 机器人和智能仓储系统实现仓储 自动化管理，提高仓储效率和降 低物流成本。
物流业
工业机器人也被广泛应用于物流业中，如仓库管理和配送 等领域。它们可以帮助企业提高物流效率和准确性，降低 人力成本。
医疗行业
近年来，工业机器人也逐渐被引入医疗行业中，如手术辅 助、康复训练等领域。它们可以帮助医疗工作者提高工作 效率和准确性，减轻人力负担。
工业机器人的分类与特点
分类
工业机器人可以根据不同的标准进行分类，如按功能、按结 构、按应用领域等。其中，常见的分类方式包括按结构类型 和按应用领域。
维护保养与使用寿命延长
维护保养
定期对工业机器人进行维护保养，如清洁、润滑、检查等，确保机器人的正常运行和使 用寿命。
使用寿命延长
通过合理的使用和保养，可以延长工业机器人的使用寿命，提高生产效率。同时，及时 更换磨损部件也可以延长机器人的使用寿命。
04
工业机器人编程与调试
编程语言选择与语法规则介绍
安全注意事项
了解工业机器人的安全操作规程，如避免碰撞、防止夹手等，确保操作过程中的安全。
常见故障诊断与排除方法
故障诊断
掌握常见的工业机器人故障现象，如无法移动、无法抓取等，能够根据故障现象判断故障原因。
排除方法
针对不同的故障原因，采取相应的排除方法，如更换部件、调整参数等，确保工业机器人的正常运行 。
企业内部管理变革助力产业发展
分析生产线自动化改造的必要性和实施过程，以 及改造后带来的效益和影响。
智能仓储系统应用案例分析
案例背景
随着电商和物流行业的快速发展 ，智能仓储系统成为提高仓储效 率和降低物流成本的重要手段。
案例内容
介绍一家企业如何通过引入工业 机器人和智能仓储系统实现仓储 自动化管理，提高仓储效率和降 低物流成本。
物流业
工业机器人也被广泛应用于物流业中，如仓库管理和配送 等领域。它们可以帮助企业提高物流效率和准确性，降低 人力成本。
医疗行业
近年来，工业机器人也逐渐被引入医疗行业中，如手术辅 助、康复训练等领域。它们可以帮助医疗工作者提高工作 效率和准确性，减轻人力负担。
工业机器人的分类与特点
分类
工业机器人可以根据不同的标准进行分类，如按功能、按结 构、按应用领域等。其中，常见的分类方式包括按结构类型 和按应用领域。
维护保养与使用寿命延长
维护保养
定期对工业机器人进行维护保养，如清洁、润滑、检查等，确保机器人的正常运行和使 用寿命。
使用寿命延长
通过合理的使用和保养，可以延长工业机器人的使用寿命，提高生产效率。同时，及时 更换磨损部件也可以延长机器人的使用寿命。
04
工业机器人编程与调试
编程语言选择与语法规则介绍
安全注意事项
了解工业机器人的安全操作规程，如避免碰撞、防止夹手等，确保操作过程中的安全。
常见故障诊断与排除方法
故障诊断
掌握常见的工业机器人故障现象，如无法移动、无法抓取等，能够根据故障现象判断故障原因。
排除方法
针对不同的故障原因，采取相应的排除方法，如更换部件、调整参数等，确保工业机器人的正常运行 。
企业内部管理变革助力产业发展
(完整版)工业机器人技术基础课件(最全)
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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
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工业机器人控制系统的特点
2021
1
主要内容
• 了解工业机器人控制系统的作用 • 了解工业机器人控制系统的主要任务和工作特点
2021
2
工业机器人控制系统的特点
控制系统的作用：
➢对其自身运动的控制➢工业机器人来自周边设备的协调控制2021
3
工业机器人控制系统的主要特点
① 机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。
② 工业机器人的控制是一个多变量控制系统。
③ 机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。
④ 控制机器人仅利用位置闭环是不够的，还要利用速度甚至 加速度闭环。
⑤ 机器人的控制需要根据传感器和模式识别的方法获得对象 及环境的工况，按照给定的指标要求，自动地选择最佳的 控制规律。
2021
4
总结
• 了解工业机器人控制系统的主要特点