工业机器人简介..
工业机器人的名词解释
工业机器人的名词解释
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，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。
它能够接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。
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。
控制系统用来发出指令和执行指令，相当于人类的大脑；驱动系统通过接收指令来行走和工作，相当于人的手和脚。
工业机器人的应用范围很广，涵盖电子、物流、化工等各个工业领域。
它能够提高生产效率、降低成本、保证产品质量，并且能够完成危险或难以进行的劳作，为人类带来诸多便利。
此外，工业机器人能力的评价标准包括智能、机能和物理能等方面。
智能指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能指变通性、通
用性或空间占有性等；物理能指力、速度、可靠性、联用性和寿命等。
总的来说，工业机器人是一种重要的自动化生产工具，能够为现代工业生产带来巨大的变革和发展。
工业机器人十大品牌简介
生产效率和产品质量。
ABB工业机器人采用先进的算 法和软件技术，可以实现智能 化的生产管理和远程监控，提 高生产效率和设备利用率。
ABB工业机器人采用先进的机 电一体化技术，可以实现与生 产线的无缝对接，提高生产效 率和产品质量。
工业机器人十大 品牌简介
汇报人： 2023-11-30
目录
• 工业机器人概述 • 工业机器人十大品牌 • ABB集团产品特点 • KUKA集团产品特点 • Yaskawa集团产品特点 • Fanuc集团产品特点
01
工业机器人概述
定义与分类
01
工业机器人是一种能够通过编程 和自动控制来执行诸如作业或移 动任务的机器。
200kg的区间。
精度
Fanuc机器人的重复定位精度高， 通常在0.01mm以内，有利于进行 精细的作业。
速度
高速运转是Fanuc机器人的一个重 要特点，最高运动速度可达60m/s 。
Fanuc工业机器人的应用领域
汽车制造
Fanuc与全球各大汽车制造商合 作，为汽车制造过程提供自动化 解决方案，包括焊接、装配、搬
运等。
电子电器
电子电器行业对精密度和效率有 很高的要求，Fanuc的工业机器 人能够满足这些需求，如贴片、
装配、检测等。
金属加工
Fanuc的工业机器人可以用于金 属加工的各个环节，如切割、打
磨、焊接等。
Fanuc工业机器人的技术优势
稳定性
Fanuc的工业机器人在长时间高强度的工作环境 下，依然能保持稳定的性能。
04
KUKA集团产品特点
KUKA工业机器人型号与规格要点一KUKA工 Nhomakorabea机器人型号
工业机器人简介
控制系统
01
硬件系统
工业机器人控制系统通常采用高性能的硬件设备，如处理器、内存、存
储设备等，以实现快速、准确的运动控制。
02 03
软件系统
工业机器人控制系统软件通常采用专用的机器人控制系统软件，如ROS （Robot Operating System）等，以实现机器人的运动规划、轨迹生 成、碰撞检测等功能。
02
工业机器人结构与原理
机械结构
关节结构
工业机器人通常采用关节式结构 ，由多个关节连接构成，每个关 节可以独立运动，实现机器人的
灵活操作。
末端执行器
工业机器人末端执行器是机器人 直接与工件接触的部位，根据作 业需求，末端执行器可以设计成 各种形状和功能，如夹具、喷枪
、焊枪等。
传动系统
工业机器人传动系统包括电机、 减速器、传动机构等，用于驱动
通过机器人对生产线的优化，可以减 少人工干预，降低生产成本，提高产 品质量。
生产线监控
机器人可以实时监测生产线的运行状 态，及时发现并处理异常情况，确保 生产过程的稳定性和可靠性。
物料搬运与装配
物料搬运
工业机器人可以用于物料的搬运，包括原材料、半成品和成品等 ，实现快速、准确、高效的物料搬运。
装配作业
应用领域与优势
应用领域
工业机器人广泛应用于汽车制造、电子制造、食品加工、金属加工等各个行业 ，提高了生产效率和产品质量。
优势
工业机器人具有高效、精准、稳定、可靠等优点，能够替代人工完成危险、繁 重、重复的工作，提高生产效率和降低成本。同时，工业机器人还能够提高产 品质量和一致性，减少人为因素对生产过程的影响。
运动控制技术
关节控制
机器人简介
1.什么是机器人（1）定义国际机器人联合会（IFR）定义：能够实现自动控制的、可编程的多用途操作机器，它可以对三个或更多轴进行编程控制。
从定义看，很多机械装置或机构可以被定义为机器人，不一定拘泥于像人才被称为机器人。
例如下图就符合IFR定义即是机器人也可叫做机械臂。
（2）机器人分类机器人可以分为工业机器人与服务机器人。
1）工业机器人工业机器人主要用于工业生产环节中生产工艺，也是自动化装置的一种。
一般来说在生产制造的过程中只要有批量生产、重复劳动就可以使用工业机器人。
并且一些特殊的危险岗位、或者精度要求高的岗位都非常适合使用机器人。
2）服务机器人服务机器人就应用于非工业领域的机器人。
在服务机器人中包含有家用机器人中的扫地机器人也满足IFR定义属于可编程、可控制的；专业机器人中有可以用于外科手术的机器人，在外科手术中具有非常大的优势。
2.ABB机器人本体（1）机器人本体一般来说在机器人出厂前提供的机器人本体，如果不给予完成某种任务具体的工具，机器人是很难发挥作用。
机器人的优势在于其灵活性和弹性上，弹性更多体现在机器人的六轴末端。
机器人能够做什么就取决于安装什么样的工具。
机器人本体上安装的线管就方便将线路、电路和水路放在法兰盘上。
（2）控制器机器人在出厂前一般有两部分组成，机器人本体以及控制器。
将机器人的动力电缆与位置反馈、信号数据与控制器连接起来。
控制器发号司令决定机器人完成什么动作。
在控制器中安装机器人系统一部分是机器人硬件、另一部分是机器人软件。
针对点焊、弧焊、码垛开发不同的软件以方便的同应用的开发者进行使用来降低机器人使用成本。
（3）点焊工作为机器人安装点焊工具枪，在机器人行业中有专门为机器人设计的工装夹具的公司。
对于机器人厂家来讲会将很大的精力放在机器人研发上，例如机器人本体的可靠性、耐久度等等。
并且根据不同的应用开发不同的控制系统软件以便更好的使用机器人。
点焊作为一种焊接工艺是有专门的生产厂家早于机器人出现的，起初是由人手持进行焊接。
工业机器人简介
工业机器人简介工业机器人是指在工业生产中用于自动化操作的一类机器人。
它们具备感知和动作能力，可以执行各种精密、复杂和重复性高的任务，从而提高生产效率和产品质量。
本文将介绍工业机器人的概念、主要应用领域、特点以及对人类社会带来的影响。
概念和发展历程工业机器人是指由电子控制系统和自动化装置组成的可编程多功能执行机构，它具有一定的感知、识别、决策和执行能力。
早期的工业机器人大多用于汽车制造业，随着科技的进步和需求的增加，工业机器人逐渐被应用于电子、机械、化工、医疗等各个领域。
工业机器人的发展历程可以追溯到20世纪50年代。
第一个工业机器人由美国马萨诸塞州的约瑟夫·恩斯格特教授于1961年研制成功。
随后，美国和日本等国纷纷研发和应用工业机器人，并形成了今天的机器人技术体系。
当前，工业机器人已经成为现代制造业的标志之一。
主要应用领域工业机器人的应用领域非常广泛，涵盖了各个领域的生产制造过程。
以下是工业机器人的几个主要应用领域。
1. 汽车制造业：工业机器人在汽车制造业中起到了举足轻重的作用。
它们可以完成车体焊接、涂装、装配等任务，大大提高了生产效率和产品质量。
2. 电子产业：工业机器人在电子产业中用于芯片制造、电路板组装、产品测试等工序。
其高精度和高稳定性的特点使得电子产品可以达到更高的质量标准。
3. 医疗领域：工业机器人在医疗领域中的应用越来越多样化。
它们可以用于手术辅助、病人监测、康复训练等，提高了医疗水平和护理质量。
4. 机械制造：工业机器人在机械制造领域中广泛应用于零部件的加工、装配和质量检测等工序。
机器人可以代替人工完成繁重和高风险的工作，同时提高了生产效率。
特点工业机器人具有以下几个显著特点。
1. 多功能：工业机器人可根据不同的任务进行编程，完成多种不同的操作。
这种灵活性使得机器人能够适应不同工作环境和工序的需求。
2. 高精度：工业机器人的定位和执行精度非常高。
它们可以在微米级别进行定位，保证了产品的精度和一致性。
工业机器人 坐标系和运动命名原则
一、工业机器人简介工业机器人是一种多功能的自动化设备，它可以根据预先设定的程序完成各种生产任务，如组装产品、搬运材料等。
工业机器人通常由机械臂、控制器、传感器等部件组成，能够在工业生产中发挥重要作用。
二、工业机器人的坐标系1. 机器人的坐标系是指用来描述机器人工作空间和姿态的一种坐标系统。
常见的工业机器人坐标系包括笛卡尔坐标系、关节坐标系等。
2. 笛卡尔坐标系是以机器人基座为原点建立的，通常采用三维直角坐标系描述机器人末端执行器的位置和姿态，对于需要精确控制位置和方向的任务非常适用。
3. 关节坐标系是以机器人的关节为原点建立的坐标系，通过描述每个关节的角度来确定机器人末端执行器的位置和姿态，适用于需要精确控制关节角度的任务。
三、工业机器人的运动命名原则1. 工业机器人的运动命名原则是指描述机器人运动状态和轨迹的命名规范。
根据国际标准和通用约定，常见的工业机器人运动命名原则包括PPT、PPP、PTP等。
2. PPT是指“点到点”运动，即机器人从一个位置移动到另一个位置，并在目标位置停止。
PPT运动适用于需要精确定位的任务，如焊接、喷涂等。
3. PPP是指“点到点到点”运动，即机器人从一个位置开始，经过一个中间点，最终到达目标位置。
PPP运动适用于需要避障或柔性轨迹控制的任务，如装配、搬运等。
4. PTP是指“点到点”运动，即机器人根据指定的关节角度从一个姿态移动到另一个姿态，并在目标姿态停止。
PTP运动适用于需要精确控制关节角度的任务，如加工、抓取等。
四、结论工业机器人的坐标系和运动命名原则是工业机器人控制和编程中的重要概念，对于工业机器人的精确控制和应用具有重要意义。
正确理解和掌握工业机器人的坐标系和运动命名原则，能够有效提高工业机器人的工作效率和生产质量，推动工业自动化的发展。
五、工业机器人的坐标系和运动命名原则在工业生产中的应用工业机器人的坐标系和运动命名原则在工业生产中起着至关重要的作用。
(完整版)工业机器人技术基础
21
• (2)离线编程
离线编程可以脱离机器人，直接在计算机上使用 离线编程软件，编辑所需的轨迹程序。其优点是：效 率高，编程时可不用机器人，机器人可进行其他工作 ；可预先优化操作方案和运行周期时间；可用传感器 探测外部信息，从而使机器人做出相应的响应；控制 功能中可以包括现有的CAD和CAM的信息，可以使用仿 真软件预先模拟运行程序，从而不会出现危险；可以 利用CAD软件编辑复杂的轨迹程序。
但离线编程中所需要的能补偿机器人系统误差的 功能、坐标系数据仍难以得到；仿真软件并不能完全 仿真真实的工作环境，还需要到现场进行调试。
22
3.1 示教编程
3.1.1 示教编程基础知识
（1） 机器人的运动方式
机器人的运动方式分为PTP方式和CP方式。 ➢ PTP方式为点到点方式（即机器人以全速从起始点运动
• 根据机器人不同的工作要求，主要有下面两种编程方法 ：
• (1)示教编程 示教编程是机器人最基本和最简单的编程方法，目
前，相当数量的机器人仍采用示教方式编程，机器人示 教后可以立即应用。顾名思义，就是我们通常所说的手 把手示教，由人直接通过示教盒控制机器人的手臂按照 我们所要求的轨迹运动， 其优点是：简单方便；不需要 环境模型；对实际的机器人进行示教时，可以修正机械 结构带来的误差。
再现操作盒 控制柜
示教编程器
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（3） 焊接系统
焊接系统是焊接机器人 完成作业的核心装备，主要 由焊枪、焊接控制器及水、 电、气等辅助部分组成。焊 接控制器是由微处理器及部 分外围接口芯片组成的控制 系统，它可根据预定的焊接 监控程序，完成焊接参数输 入、焊接程序控制及焊接系 统故障自诊断，并实现与本 地计算机及手控盒的通讯联 系。
工业机器人的分类与特点
工业机器人的分类与特点一、工业机器人简介工业机器人是一种能够执行各种工业任务的自动化设备。
它们根据预设的程序和算法，可以完成生产线上的各类操作，例如组装、焊接、搬运等。
工业机器人的应用领域广泛，如汽车制造、电子工业、食品加工等。
二、工业机器人的分类根据其结构和应用领域的不同，工业机器人可以分为以下几类：1. 固定式机器人固定式机器人是指安装在工作台、生产线或固定位置上的机器人。
它们的工作区域通常是有限的，并且只能在特定的空间范围内执行任务。
由于固定式机器人的结构比较简单，其成本较低，因此在一些简单重复的工业任务中得到广泛应用。
2. 移动式机器人移动式机器人是一种能够自主移动的机器人，其具备独立的导航能力。
移动式机器人可以在工厂内部进行自由移动，并且能够适应不同的工作环境。
这种机器人常用于物料搬运、仓库管理等场景，可以大大提高生产效率。
3. SCARA机器人SCARA（Selective Compliance Assembly Robot Arm）机器人是一种广泛应用于组装领域的机器人。
它们具有高精度、高负载能力和高速度的特点，能够在组装线上完成精密的装配操作。
4. Delta机器人Delta机器人是一种特殊结构的机器人，其机械臂呈三角形结构。
Delta机器人具有较大的工作范围和高速度，常用于装配、包装等操作。
5. 前端机器人前端机器人是一种具备感知和控制能力的机器人。
它们通过传感器来感知周围环境，并根据感知结果做出相应的动作。
前端机器人常用于无人工厂和智能仓库等场景，可以实现高度自动化的生产流程和物流系统。
三、工业机器人的特点工业机器人具有以下几个显著特点：1. 自动化工业机器人能够根据预定的程序自动执行任务，无需人工干预。
它们能够完成一些繁琐、危险或重复性高的工作，从而提高生产效率和品质稳定性。
2. 灵活性工业机器人具有较强的灵活性，能够适应不同的操作场景和需求变化。
通过修改程序或更换工具，工业机器人可以快速适应生产线上的不同任务，实现生产过程的快速调整。
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02工业机器人的结构与特点
● 分类 焊接机器人 搬运机器人 工业机器人 装配机器人 喷涂机器人 抛光机器人
03
搬运机器人-SCARA
03搬运机器人-SCARA
基本结构
组成，运动特 点
轨迹规划
关节空间
03搬运机器人-SCARA
● 基本结构 SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)，选择顺应性装配机器手臂，是一 种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。可用 于搬运、装配、点胶等。 SCARA具有四个自由度，三个转动自由度， 一个垂直移动自由度。
● 基本结构-系统组成
一个机器人系统，一般由 下列四个互相作用的部分组 成：机械手、环境、任务和 控制器，如右图所示。
02工业机器人的结构与特点
● 基本结构-机械手
机械手是具有传动执行装 置的机械，它由臂、关节和 末端执行装置(工具等)构成， 组合为一个互相连接和互相 依赖的运动机构。大多数机 械手是
● 自由度 一个简单的刚体一般有六 个自由度，沿着坐标轴的三 个平移运动；绕着坐标轴的 三个旋转运动。 当两物体间由于建立接关 系而不能进行的移动或转动 则一物体相对另外一个物体 就失去一个自由度。
刚体的六个自由度
02工业机器人的结构与特点
● 自由度 例如，要把一个球放到空 间某个给定位置，有三个自 由度就足够了(见图a)。又 如，要对某个旋转钻头进行 定位与定向，就需要五个自 由度，这个钻头可表示为某 个绕着它的主轴旋转的圆柱 体(见图b)。
诚信立足
创新致远
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感谢观看
THANKS
追求卓越
03搬运机器人-SCARA
● 轨迹规划-关节空间的轨迹规划
当存在逆运动学多重解问题时，需要优化关 节位置。一般,在避免碰撞的前提下,应遵循 “多移动小关节、少移动大关节”的原则。
03搬运机器人-SCARA
● 轨迹规划-关节空间的轨迹规划
基本结构： 水平关节式 三个转动、一个移动共四个自由度 传动形式 轨迹规划： 位移、速度、加速度三要素 运动学逆解，插值 关节空间的轨迹规划
01背景
1950年，美国著名科学幻想小说家阿西摩夫在他的小说《我是 机器人》中，提出了有名的“机器人三守则”： （1）我国东汉时期 A robot may not injure a年 human being, or, through (公元 25--229 )，张衡发明 inaction,allow a human being to come to harm.. 的指南车是一种机器人的雏形。 （2）A robot must obey the orders given it by human beings except where such orders would conflict with the First Law. （3）A robot must protect its own existence as long as such protection does not conflict with the First or Second Law. (1)机器人必须不危害人类，也不允许它眼看人将受害而袖手 旁观。 (2)机器人必须绝对服从于人类，除非这种服从有害于人类， (3)机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类或者是 人类命令它作出牺牲。
03搬运机器人-SCARA
● 轨迹规划
轨迹规划一般有2种常用的方法,既可在关节 空间中进行,也可在笛卡尔空间中进行。
03搬运机器人-SCARA
● 轨迹规划-关节空间的轨迹规划
机器人各关节在关节空间的路径用关节角的 时间函数描述。 SCARA机器人具有4个关节,因此需要分别求 出经过所有路径点的4个平滑函数。
01背景
机器人相关刊物：
《机器人》、《机器人技术》、《Robotics Rcsearch》 《Robotics and Automation》 、《Robotica》和
02
工业机器人的结构与特点
02工业机器人的结构与特点
基本结构
系统组成、机 械手
自由度
灵活性
分类
各种分类方式
02工业机器人的结构与特点
等工业部门扩展。
在日本，工业机器人应用得最多的工业部门依次为电机制造、汽车制造、塑料 成型、通用机械制造和金属加工等工业。
日本二业机器人协会公布:机器人的应用领域涉及农林水产、土永建筑、运输
、矿山、通讯、煤气、自来水、原子能发电、宇宙开发、医疗福利以及服务等行 业。此外，还有许多军用、办公字用和家用机器入正在应用着。
这三条守则，给机器人社会赋 以新的伦理性，并使机器人概 念通俗化，更易于为人类社会 所接受。至今，它仍为机器入 研究人员、设计制造厂家和用 户，提供了十分有意义的指导 育针。
01背景
应用范围遍及工业、科技和国防的各个领域。
在美国，制造工业中的焊接、搬运装卸、铸造和材料加工所使用的机器人占多 数；其次则为喷漆、装配和精整用机器人。逐渐向纤维、食品、电子和家用产品
诚信立足
创新致远
工业机器人
演讲：***
追求卓越
目录
02
工业机器人 结构与特点
01
背景
03
搬运机器人 SCARA
01
背景
01背景
机器人”是存在于多种语言和文字的新造词 ，它体现了人类长期以来的一种愿望，即创造
，出一种象人一样的机器，以便能够代替人去
进行各种工作。 日语：ロボット
捷克：robota，“苦力”的意思
scara机器人
03搬运机器人-SCARA
● 轨迹规划 机器人的轨迹包括机器人动作部分在运动过 程中的位移、速度和加速度三个要素。 路径是指机器人动作部分为完成某个操作所 要求的运动轨迹。 轨迹的生成一般是先给定轨迹上的若干个点， 将其经运动学逆解映射到关节空间，对关节空 间中的相应点建立运动方程，然后按这些运动 方程对关节进行插值，从而实现作业空间的运 动要求。这一过程通常称为轨迹规划。
机械手的几何结构简图
02工业机器人的结构与特点
● 基本结构-机械手 具有几个自由度的关节式 机械结构，一般具有六个自 由度的机械手，它的末端可 以以任意姿态到达指定位置。 其中，头三个移动自由度引 导抓手装置至所需位置，而 后三个转动自由度用来决定 末端执行装置的方向。
机械手的几何结构简图
02工业机器人的结构与特点
scara机器人
03搬运机器人-SCARA
● 基本结构 各个关节的传动链如右图所示: 大臂回转(1关节):步进电机1→谐波减速 器→大臂。 小臂回转(2关节):步进电机2→谐波减速 器→小臂。 主轴垂直直线运动(3关节):步进电机3→ 同步齿形带→丝杠螺母→主轴。 主轴旋转(4关节):步进电机4→同步齿形 带→花键→主轴。
机器人自由度举例
02工业机器人的结构与特点
● 分类 美国机器人协会(RIA)对机器人的的定义：机器人是“一种用于动各种材料、 零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程 能力的多功能机械手(manipulator)”。
按机器人的几何结构分：柱坐标、球坐标、球面坐标 按机器人的用途分：工业、军事、服务、农业、救灾、探险 按机器人的移动性分：固定、移动
scara机器人传动示意图
03搬运机器人-SCARA
● 基本结构 设计中大臂和小臂均采用谐波减速器和推力 向心交叉短圆柱滚子轴承结构,其刚度高,能承 受轴向压力与径向扭矩，缩短传动链,简化结 构设计。 末端的主轴相对线速度大，对质量与惯性敏 感，传动要求同时实现绕Z轴的直线运动和回 转运动。 采用步进电机3→同步齿形带→丝杠螺母→ 主轴,实现绕Z轴的直线运动;采用步进电机4→ 同步齿形带→花键→主轴,实现绕Z轴的回转运 动。
03搬运机器人-SCARA
● 轨迹规划-关节空间的轨迹规划
03搬运机器人-SCARA
● 轨迹规划-关节空间的轨迹规划
关节插值函数可以采用三次多项式插值、高 阶多项式插值及用抛物线过渡的线性插值等类 型,但必须都是光滑函数,以保证操作臂的运动 光滑连续。但是,每个关节所取的平滑函数与 其他关节无关。
01背景
公元1768一一1774年间，瑞士钟表匠德罗斯 父子三人，设计制造出三个象真人一样大小的机 我国东汉时期(公元25--229年)，张衡发明 器人、。写字偶人、绘图偶人和弹风琴偶人。它 的指南车是一种机器人的雏形。 们是由凸轮控制和弹簧驱动的自动机器。 同一期间日本物理学家细川半藏设计了各种 自动机械图形。 东汉时期(公元25--229年)，张衡发明的指南 车是一种机器人的雏形。