工业机器人介绍
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。
简述工业机器人的定义和主要特征
简述工业机器人的定义和主要特征
工业机器人是指专门用于实施工业自动化生产的机器人，其主要任务是执行各种繁重、危险、重复和精密的工业工作。
工业机器人具有以下主要特征：
1. 自主性：工业机器人具备自主决策能力和执行任务的能力，可以根据预设的程序和指令进行操作。
2. 多功能性：工业机器人可以完成多种工业作业任务，如搬运、装配、焊接、喷涂等。
3. 灵活性：工业机器人具备灵活的运动能力和操作空间，可以在不同环境下进行动作、操作和适应。
4. 高精度：工业机器人通过精密的传感器和控制系统，能够实现高精度的工作操作。
5. 高效率：工业机器人可以进行连续的工作操作，能够提高生产效率和生产质量。
6. 安全性：工业机器人具备安全防护措施，通过传感器和安全装置可以确保操作和工作过程的安全。
7. 可编程性：工业机器人可以根据生产需求进行灵活的编程和调整，适应不同的工作任务和生产要求。
总之，工业机器人是一种具备自主性、多功能性、灵活性、高
精度、高效率、安全性和可编程性的自动化设备，可以广泛应用于各个领域的工业生产过程中。
工业机器人介绍
工业机器人介绍工业机器人是一种自动化生产设备，主要用于工业制造领域。
它在工厂生产线上完成各种作业，例如：搬运、装配、焊接、喷涂和质量检测等工作。
下面详细介绍工业机器人的定义、分类、工作原理、应用和发展趋势。
一、定义工业机器人是指可编程、可重复、多关节、自动操作的机器人系统。
工业机器人是通过计算机程序控制完成多种任务的一种自动化生产设备。
二、分类根据使用目的和系统构成，工业机器人可分为以下几类：1. 按工作领域划分（1）组装、喷涂类机器人（2）焊接、切割类机器人（3）搬运类机器人（4）质量检测类机器人（5）特种加工类机器人2. 按系统构成划分（1）电气式机器人（2）液压式机器人（3）气动式机器人（4）其他形式机器人三、工作原理工业机器人通常由机械手臂、控制器、传感器等组成。
其中机械手臂是最核心的部件。
机械手臂有多个关节，可以完成各种复杂的操作，例如旋转、抬升、伸缩等；控制器负责控制机械手臂进行工作，控制器一般会采用PLC 或者PC 控制系统；传感器用于实时监测机器人运动状态和环境变化，例如摄像头、触发传感器、测量仪器等。
四、应用工业机器人广泛应用于各种自动化生产线中，例如：1. 汽车制造业在汽车制造业中，工业机器人主要用于车身焊接、喷涂、装配和检测等工作。
2. 电子制造业在电子制造业中，工业机器人主要用于半导体芯片制造、电路板组装、精密零件加工等领域。
3. 医疗器械制造业在医疗器械制造业中，工业机器人主要用于人造关节、假肢等产品加工。
4. 食品饮料制造业在食品饮料制造业中，工业机器人主要用于瓶装饮料的装瓶、封口和标签贴合等工作。
五、发展趋势工业机器人具有高效率、高质量、高稳定性等优点，已成为制造业自动化的必然趋势。
随着人工智能和物联网技术的不断发展，工业机器人将越来越智能化和人性化，成为实现智能制造的核心设备之一。
未来，工业机器人将更加灵活、高速、精准和安全，为各个行业的生产端提供更多支持和帮助。
工业机器人介绍
2、健康福利服务机器人
健康福利服务机器人是指在 医院里为医生或病人提供服 务的服务机器人。图中是直 接为病人提供康复治疗的服 务机器人。他可以提供指定 负载力和行走速度的步行训 练和为腿部受伤的病人提供 术后康复训练治疗。许多研 究单位和公司正在积极开发 的各种类型的智能轮椅和智 能病床也都属于健康福利服 务机器人。
工业生产中的应用
工业机器人在工业生产中能代替人
做某些单调、频繁和重复的长时间 作业，或是危险、恶劣环境下的作 业，例如在冲压、压力铸造、热处 理、焊接、涂装、塑料制品成形、 机械加工和简单装配等工序上，以 及在原子能工业等部门中，完成对 人体有害物料的搬运或工艺操作。
构造与分类
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。大多数工业机器人 有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动 自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使 执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程 序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
间接驱动方式图例（1）：
间接驱动方式图例（2）：
3．材料的选择：
选择机器人本体的材料，应从机器人的性 能要求出发，满足机器人的设计和制造要 求。如： 机器人的臂和机器人整体是运动的，则要 求采用轻质材料。 精密机器人，则要求材料具有较好的刚性。 还要考虑材料的可加工性等。 机器人常用的材料有：碳素结构钢、铝合 金、硼纤维增强合金、陶瓷等。
二、服务机器人分类
按服务对象和应用目的不同，可以分为以下六类： 医疗服务机器人 健康福利服务机器人 公共服务机器人 家庭服务机器人 娱乐机器人 教育机器人
工业机器人最全知识介绍
工业机器人最全知识介绍
1.工业机器人介绍
工业机器人，又称工业自动化机器人，是一种具有自主控制能力的机械臂，它采用电脑运算技术和机械结构，能够实现机械手臂的自动控制运动，实现相应的工厂自动化任务。
机器人的基本运动结构主要由机械臂、控制系统以及外围设备组成。
2.机器人运作原理
机器人的工作原理基本上是电动机控制，可以根据用户指令进行快速的自动化控制。
机器人可以通过电子控制、伺服驱动、液压传动来控制关节的运动，实现机械臂的抓取、作业等操作。
3.机器人的分类
从结构上来看，工业机器人可以分为六自由度机械臂、七自由度机械臂、八自由度机械臂、九自由度机械臂等几种类型。
从应用上来看，工业机器人可以分为注塑机器人、加工机器人、焊接机器人、组装机器人等几种类型。
4.机器人的应用
（1）Assembly（装配）：机器人可以实现多样化的装配任务，如汽车零件装配、家用电器装配、家具装配等。
（2）Welding（焊接）：机器人可以用于各种金属裂缝、金属表面的焊接，如汽车车身焊接、家用电器焊接等。
（3）Painting（喷涂）：机器人可以完成多种形式的喷涂工作，如汽车面漆喷涂工作、家用电器外壳喷涂工作等。
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
简述工业机器人的定义及特点
简述工业机器人的定义及特点工业机器人是一种能够执行各种工业任务的自动化机器,通常由机械臂、控制系统、传感器和执行器等组成。
工业机器人主要用于制造、装配、包装、搬运和物流等领域,可以代替人类完成一些危险、重复、精度要求高的工作。
工业机器人的定义可以从以下几个方面来理解:1. 工业机器人是一种自动化机器:与传统手动机器不同,工业机器人具有自动、自动化的特点,能够自主完成各种任务。
2. 工业机器人通常由机械臂、控制系统、传感器和执行器等组成:机械臂是工业机器人的主要组成部分,能够根据预先编程的指令,运动并执行任务。
控制系统负责监测机械臂的状态,并根据需要进行调节和控制。
传感器用于监测工业机器人周围环境的变化,执行器用于控制机械臂的运动和动作。
3. 工业机器人主要用于制造、装配、包装、搬运和物流等领域:工业机器人在制造业中应用广泛,主要用于制造零部件、组装产品、包装物品、搬运货物等。
在物流和搬运领域,工业机器人也能够实现高效、准确的任务执行。
工业机器人具有以下特点:1. 高精度:工业机器人执行的是高精度、重复性高的任务,需要具有更高的精度和稳定性。
2. 高效率:工业机器人能够在短时间内完成大量的任务,提高工作效率和生产力。
3. 高安全性:工业机器人通常用于危险、重复性高、精度要求高的场合,需要具有更高的安全性,保障工人的生命安全。
4. 可编程:工业机器人可以通过编程进行定制化,实现不同的任务和功能。
5. 灵活性:工业机器人可以实现多地部署和灵活调度,提高生产灵活性和效率。
工业机器人的发展对工业的发展起到了重要的推动作用。
随着人工智能技术的不断发展,工业机器人将逐渐向智能化、自主化的方向发展,实现更高级别的自动化和智能化。
对工业机器人的了解和认识
对工业机器人的了解和认识工业机器人是一种具有高度智能化和自主性的现代化机器人。
它们能够在工业生产线上完成各种繁重、危险和重复性的工作任务，从而提高生产效率和质量，降低生产成本。
在本文中，我们将全面了解和认识工业机器人的基本概念、应用领域、工作原理以及发展趋势。
一、工业机器人的基本概念工业机器人是一种由电子技术、计算机技术以及机械工程技术等多种技术综合应用于制造业领域的机器人。
它们被设计用于代替人力完成工厂生产过程中的重复性、繁重或危险的任务，如车间装配、焊接、搬运、喷涂等。
工业机器人具备自主感知、决策和执行能力，能够根据预先设定的程序和条件自动执行任务。
二、工业机器人的应用领域工业机器人在许多制造业领域都有广泛的应用。
首先是汽车制造业，工业机器人在汽车生产线上扮演着重要的角色。
它们能够完成汽车零部件的组装、焊接、喷涂等工作，提高生产效率和产品质量。
其次是电子制造业，工业机器人在电子产品的生产过程中发挥着关键作用，如电路板组装和焊接。
此外，工业机器人还在食品加工、医药制造、塑料制品等领域得到广泛应用。
三、工业机器人的工作原理工业机器人通过感知、决策和执行三个关键步骤完成工作任务。
首先，它们通过传感器感知周围的环境和目标物体，获取必要的信息。
然后，机器人根据预先编写的程序和算法进行决策，确定如何执行任务。
最后，机器人根据决策结果，通过运动控制系统驱动执行器，完成任务。
四、工业机器人的发展趋势随着科学技术的进步和工业生产的要求，工业机器人正不断发展和演进。
首先，人机协作成为了一个重要的发展趋势，机器人能够与人类工作人员在同一工作区域内共同完成任务。
其次，机器人的智能化程度不断提高，能够通过学习和适应不同的工作环境和任务要求。
此外，机器人的柔性化和模块化设计也是未来发展的重点，能够满足不同生产情况下的需求。
综上所述，工业机器人是一种能够自主执行工作任务的现代化机器人。
它们在各个制造业领域都有广泛的应用，能够提高生产效率和产品质量。
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劳动力短缺 劳动力成本上升
（30%）
机器人制造模式变革
市场现状：机器人市场分析
根据国际机器人联合统计，2013年外资企业在华销售工业机器人总 量超过27000台，较上年增长20%；据中国机器人产业联盟统计，2013年 国内企业在我国销售工业机器人总量超过9500台，较2012年增加65.5%。
人民币汇率以年均5%的速度增长 货运价格以年均5%的速度增长（综合考虑油价走势和其他因素）
成本因素：人工成本日益攀升
2012年人均工资￥ 4.2万/年（≈3523元/年。福利>20%），用工成本> ￥ 5万/年。
2012年上半年城市居民工资收入相比去年同期增长13%，农民工工资 也上涨了14.9%。
2020年：通用机器人可从事大多数简单乏味的劳动 2030年：第二代通用机器人
具有类似哺乳动物（Manmal）智能和识别能力 有限的学习机制，在叉路口可根据经验选择路径 第三代机器人，类似灵长类动物（Small Primates） 的智能
白领机器人
知识工业自动化 运用机器人进行复杂分析，精确判断，创造性 的解决问题，越来越多的知识工作由机器人（软件 机器人）来完成。 将会出现机器人工程师、机器人设计师、机器 人管理员等。
机器人重的伺服电机、减速器等。
什么技术是核心技术？
——我们必须的，别人会，我们不会的技术，无论 是整机还是部件。 ——特别是软件。
我国部分大型企业缺少创新的动力和积极性， 不少企业担不起“以企业为创新主体”的责任。导 致以企业为主体产、学、研结合实际效果不佳，不 能获得预期成果。
中国国家战略
我们不仅要把我国机器 人水平提高上去，而且要尽 可能多的占领市场
股票市场
40余家机器人概念高技术板块
序号 代号
上市 公军工、电力、汽车等
2 3 4 5 …… 37 38 39 40
002698 002527 002013 300202
单位GDP耗能： 8×日本，4×美 2×韩国、印度
制造业模式变革与智能制造
改变原有制造业的模式
现有的制造系统无法满足未来市场的需要 快速市场响应（以电子消费品为例） —生命周期只有24个月 —调整生产系统适应新产品需要140-160天 全球化生产组织 —跨价值网的企业间集成 —不在价值之内，参与不了全球化组织
Speed, Accuracy Payload, reliability Interaction Capability Muliti-sensor Intelligent Applications Networking Capability
From a “robot worker” to a “robot technician”
制
劳动力成本急剧上升
造
面 临
业
产能过剩
模
的 问
式
市场需求个性化
变
题
革
技术与产品的快速更新
技术“红利”（功能、性能、成本）支撑
美国的再工业化
美国“制造业回归”（2009年起）
美国丧失了低端产业的领先优势 高端产业市场也落后于德国和日本 美国在制造业相关的R&D投入和活
动在逐渐衰退
美国总统奥巴马在2012年 国情咨文中提出，经济发展、 就业增长、国家安全的关键是 制造业。
工业机器人介绍
一、制造模式变革与智能制造 二、机器人智能制造模式分析 三、中国机器人产业发展现状 四、新一代机器人技术发展趋势
一、制造模式变革与智能制造
“新工业革命”正在以“山雨欲来风满楼”的架势席 卷全球。平台技术和平台型企业是新工业革命产业生态环 境系统的主导力量，新的工业模式将促使产业组织结构由 集中式控制向分散式增强型控制的产业生态转变。
工业机器人带来的经济效益
1、改善劳动条件，逐步提高生产效率。 2、更强与可控的生产能力，加快产品更新换代。 3、提高零件的处理能力与产品质量。 4、消除枯燥无味的工作，节约劳动力。 5、提供更安全的工作环境，降低工人的劳动强度，减 少劳动风险。 6、减少工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存。 7、提高企业竞争力。
“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
习总书记2014年两院院士大会上讲话
我国将成为全球最大的机器人市场。我们不仅要 把我国机器人水平提高上去，而且要尽可能多地占领 市场。
习主席说： 以物质生产，物质服务为主的经济发展模
式向以信息生产、信息服务为主的经济发展模 式转变。
中国人均成本将从现在￥ 5万/年增加到2025年的20万/年
成本因素：机器人性价比凸显
初始条件
成本比较
工业机器人系统 平均价格30万，每 年维修及服务成本
2万； 一位成熟的焊接 技工月工资6000元； 工业机器人可替代 3个焊接技工。
工业机器人成本： 5万元/年（按10年 使用寿命折旧，含 维修费用）； 人工成本:21.6万 元（0.6*12*3）。
成本因素：机器人成本不断下降
RMB
SCARA SCARA系统
投资回报 6-DOF
6-DOF系统 投资回报
2012
6万 12万 1.2年 12万 24万 2.4年
2022
4.2万 8.4万 2.5个月 8.4万 16.8万 5个月
工业机器人成本将以每年4%减少
成本因素：人工成本日益攀升
工资以年均20%的速度上涨（数据截止2012年底，根据以往几年平均增长 来估计未来至2015年的增长速度）
欧洲新工业革命（I4.0）
德国以工业4.0计划为引领的制造 业领先计划（2013年3月发布） 制造业是德国传统的经济增长动力， 德国装备制造业全球领先 德国在应用信息技术，如嵌入式系统 、应用软件等领域全球领先
双领先战略目标：
1、全球领先的装备制 造业 2、领先的智能制造技 术提供者
智能机器人技术和产业将影响全球制造业格局！
2013年中国市场共销售工业机器人近37000台，约占全球销量的五 分之一，总销量超越日本，成为全球第一大机器人市场。
市场现状：中国机器人市场空间分析
每万名制造业工人机器人保有量： 韩国：396；日本：332；德国：273 世界平均水平：58 中国：23
国际市场：存量市场 中国市场：增量市场
中国机器人产业初步形成
在这个新世界中，人类与机器、现实与虚拟的区别将变 的模糊，我们可以任意的装扮成不同的身体，扮演一系列不 同的角色。
——节自《奇点临近》
据估计：
2010年：出现第一代低级通用机器人 能从事简单的家务劳动 智能水平相当于小爬虫（Small Reptiles）
2015年：有机械手的实用型机器人 多台合作完成多种任务 其技能（skills）相当于青蛙（Frog）
结论
一台工业机器人 在产生相同效益时， 投入的成本是使用 人工成本的23%。
三、中国机器人产业发展现状
我国制造业的发展正处于工业化发展过程中，具有 自动化、智能化、绿色化、网络化、信息化的发展趋势， 随着市场的激烈竞争、劳动力成本的逐渐上升，以及用 户对个性化、定制化的需求越来越迫切，老龄化社会的 加剧形成，一线产业工人减少的趋势不可逆转，我国制 造业普遍需要技术和设备升级改造，以增强竞争力，提 高经济效益，因此，我国工业机器人产业的发展空间巨 大。
德国的前瞻战略： 通过利用信息物理系统CPS相结合的手段，将制造业 向智能化转型。
中国制造模式难以持续
三大要素
面临困境
1）劳动力密集
2）低成本、低附加值
3）严重损耗资源环境
高耗能，高污染， 低技术含量，低 附加值
1）劳动力结构性短缺、 人口红利到期 2）高成本、高附加值 3）资源环境无以为继
劳动力效 率1/8
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，而且我国将 成为全球（数万亿美元）最大的机器 人市场。
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 一个标志
机器人的地位： 1）影响制造业格局 2）万亿美元市场 2）制造业皇冠顶端 的明珠
一场革命 ——信息化 信息技术已经成为率先渗透到经济社会 生活各领域的先导技术。
两股洪流——无人化，智慧化
三个技术高地——机器人，数字制造， 人工智能。
影响未来的颠覆性技术 Disruptive technologies
无人（自主）化
包括智能化、自动化、网络化 例：四大无人机系统Uvs，UxV
空中无人机 UAVs、Unmanned Aerial Vehicles 地面无人车 UGVs、 Unmanned Ground Vehicles 水面无人船 USVs、 Unmanned Surface Vehicles 潜水艇 UUVs、 Unmanned Underwater Vehicles
今后10年人工成本增长率保 持在15%，到2025年，人均 用工成本将达到20万/年 （$3371元/月）。
国家和地区 （美元）
美国
日本 韩国 中国
2000
2837 2711 1386 88
2008 2012 2025
3325 2847 2469 290
3600 3000
-559
4388 3657
-3371
机器人水平的制高点。
我国2013年装备制造业产值20万亿，约占我 国GDP 1/3，全球装备制造业占比1/3。
2014年我国高端制造业占比—10%。 问题：核心技术
基础工业 人才
习总书记说：
只有把核心技术掌握在自己手中，才能真正 掌握竞争和发展的主动权，才能从根本上保障国 家经济安全、国防安全和其他安全，不能用别人 的昨天来装扮自己的明天，不能总指望依赖他人 的科技成果来提高自己的科技水平，更不能做其 他国家的附庸，永远跟在别人的后面亦步亦趋。