工业机器人系统设计与应用1-1工业机器人系统概述
工业机器人概述
工业机器人分类
平面关节型机器人又称为SCARA型机器人 是圆柱坐标机器人的一种形式，SCARA机器 人有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面 内进行定位和定向。另一个关节是移动关节， 用于完成末端件在垂直于平面的运动。具有精 度高，有较大动作范围，坐标计算简单，结构 轻便，响应速度快，但是负载较小，主要用于 电子、分拣等领域。
安全注意事项
静电放电危险！
ESD （静电放电）是电势不同的两个物体 间的静电传导，它可以通过直接接触传导，也可 以通过感应电场传导。 搬运部件或部件容器时， 未接地的人员可能会传导大量的静电荷。 这一 放电过程可能会损坏敏感的电子设备。所以有此 标识的情况下，要做好静电放电防护。
安全注意事项
紧急停止！
安全注意事项
关闭总电源！
在进行机器人的安装，维修和保养时切记要 将总电源关闭。带电作业可能会产生致命性后果。 如不慎遭高压电击可能会导致心博停止、烧伤或 其它严重伤害。
安全注意事项
与机器人保持足够安全距离！
在调试与运行机器人时，它可能会执行一些 意外的或不规范的运动。 并且，所有的运动都 会产生很大的力量，从而严重伤害个人和／或损 坏机器人工作范围内的任何设备。所以时刻警惕 与机器人保持足够的安全距离。
工业机器人发展
工业机器人最显著的特点如下：
(3)通用性：除了专门设计的专用的工业机器人外， 一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用 性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具 等）便可执行不同的作业任务。
工业机器人发展
自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代， 而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了 人类社会的进步。时至今日，机电一体化、机械智能化等 技术应运而生。人类充分发挥主观能动性，进步增强对机 械的利用效率，使之为我们创造更加巨大的生产力，并在 一定程度上维护了社会的和谐。
工业机器人在汽车生产行业的应用
工业机器人在汽车生产行业的应用摘要：在汽车生产的四个过程和关键零部件的生产过程中都在使用工业机器人。
工业机器人因其安全、高效、节约成本、易于管理等特点，在汽车生产工业中起着重要的作用。
简要介绍了工业机器人在汽车生产工业中的应用，并在实际生产过程中考虑了工业机器人的不足。
希望工业机器人能更好地为汽车生产行业服务，更好地适应当前的社会发展。
关键词：汽车生产行业；工业机器人；应用1工业机器人系统概述1.1工业机器人的系统组成标准工业机器人（例如库卡机器人）由以下三部分组成：①由六个主动，互连的接头（轴）组成，也称为六轴机器人。
每轴的运动通过伺服电机进行目标控制来实现，伺服电机通过减速器和机器人部件连接。
②控制柜。
主要功能是连接计算机程序发送指令，控制特殊控制器驱动电机运动。
③教学吊坠。
工业机器人在教学机器人中最常用，它可以通过教学设备产生运动程序来存储机器人的输入轨迹，通过再现模式运行存储过程，完成教学的复制过程。
1.2工业机器人的优点①高效的生产效率。
由于机械手是固定的，编程也是固定的，那么生产一件产品所耗费的时间也是固定的，不存在像工人那样由于自身熟练程度的问题导致的效率高低不同，工人因为自身的种种问题，生产出的产品品质各不相同，产品的成品率较低，造成原料的浪费。
而机器人则不会，它的产成品效率较人来说更高，对企业更有利。
②具有较高的安全系数。
由于大多企业需要员工进行白班夜班的倒班轮换，上夜班的员工难免会因为疲劳或不小心造成工伤事故。
使用机器人则不会出现这种问题，可以安全地生产产品。
而有的工作较为危险，例如采矿业，机器人操作的话，更精准、更稳定、更安全，可以确保员工的人身安全，大大降低人员伤亡的概率。
③便于企业管理。
企业员工难免存在身体不舒服或者家里有急事的情况，甚至有的员工偷奸耍滑，这样就难以确保每天的生产量。
企业引进机器人后，就可以减少员工的数量，而且机器人不会存在以上所说的问题，这样，机器人的使用给企业的管理带来了方便。
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。
《工业机器人技术及应用》课程标准
XXXX职业技术学院《工业机器人技术及应用》课程标准一、课程代码120801二、适用专业工业机器人技术、机械自动化等专业三、课程性质《工业机器人技术及应用》是我院工业机器人技术专业核心课程。
是一门综合性较强的学科，主要讲授机器人技术及应用的基本知识、基本理论和基本方法。
在工业机器人技术专业培养计划中，它起着至关重要的作用，使学生对已学知识有了更好的掌握，培养学生综合应用的能力。
对实现电气类专业人才培养目标，对工业机器人技术专业学生综合职业能力的培养和职业素养的养成起到主要的支撑作用。
《工业机器人技术及应用》的先修课程为《电工基础》、《电子技术》等。
后续课程为：《PLC技术应用》、《机器人自动线安装与调试》、《毕业设计》。
四、课程学分与时数分配《工业机器人技术及应用》课程共4学分、64学时，安排在第三学期授课，课程学分与时数分配如表1所示。
表1 课程学分与时数分配表五、课程设计思路本课程设计的思路为：1.本课程以岗位能力需求为导向，以典型实际机器人为载体，设计学习任务, 将机器人知识应用到具体生产生活服务工作中。
通过实施任务教学，提高学生的学习兴趣，有效地培养和提高学生在机器人技术方面的专业能力、方法能力和社会能力，并使学生养成良好的职业态度。
2.课程内容以学生就业所需的专业知识和操作技能为着眼点，力求提高学生的实际运用能力，使学生更好地适应社会需求。
3.教学内容按照由浅入深、循序渐进的原则进行设计安排，使学生的职业能力培养目标由低到高的方向转变。
4.以提高学生综合素质为基础，以提高学生综合职业能力为目标，组织实施任务驱动教学等行动导向的教学模式。
5.教学评价多元化，本课程为考试课程，期评成绩以平时成绩、技能考核成绩和笔试成绩按比例评定，具体分配情况为：期评成绩＝平时成绩×20%+技能考核成绩×40%+笔试成绩×40%。
六、课程总体目标（一）知识目标1.了解机器人技术发展的概况；2.了解机器人的基本构造特征及状态描述；3.了解机器人坐标系统，掌握坐标系的相互转化；4.掌握机器人位置运动学、速度运动学和动力学的相关知识；5.具有运用自动化相关理论，综合解决问题的能力。
工业机器人第四章-工业机器人结构设计
缺点
直接连结传动
直接装在关节上
结构紧凑
需考虑电机自重，转动惯量大，能耗大
远距离连结传动
经远距离传动装置与关节相连
不需考虑电机自重，平衡性良好
额外的间隙和柔性，结构庞大，能耗大
间接传动
经速比远>1的传动装置与关节相连
经济、对载荷变化不敏感、便于制动设计、方便一些运动转换
传动精度低、结构不紧凑、引入误差，降低可靠性
直接驱动
不经中间关节或经速比=1的传动装置与关节相连
传动精度高，振动小，传动损耗小，可靠性高，响应快
控制系统设计困难，对传感元件要求高，成本高
一 工业机器人总体设计
模块化结构设计 模块化工业机器人 由一些标准化、系列化的模块件通过具有特殊功能的结合部用积木拼搭方式组成的工业机器人系统。 模块化工业机器人的特点 经济性 灵活性 存在的问题 刚度比较差 整体重量偏重 模块针对性待提高
谐波齿轮传动是靠柔性齿轮（柔轮）所产生的可控弹性变形来实现传递运动和动力的。它的基本构件有：柔轮、波发生器和刚轮。三个构件中可任意固定一个，其余两个一为主动、一为从动，可实现减速或增速（固定传动比），也可变换成两个输入，一个输出 ，组成差动传动。
当刚轮固定，波发生器为主动，柔轮为从动时，柔轮在椭圆凸轮作用下产生变形，在波发生器长轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全啮合；在短轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全脱开；在波发生器长轴与短轴区间，柔轮轮齿与刚轮轮齿有的处于半啮合状态，称为啮入；有的则逐渐退出啮合处于半脱开状态，称为啮出。由于波发生器的连续转动，使得啮入、完全啮合、啮出、完全脱开这四种情况依次变化，循环不已。由于柔轮比刚轮的齿数少2 ，所以当波发生器转动一周时，柔轮向相反方向转过两个齿的角度，从而实现了大的减速比。
《工业机器人》第一章 概述
1998年丹麦乐高公司推出机器人 （Mind-storms）套件，让机器人制造变 得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼 装，使机器人开始走入个人世界。
三、 工业机器人的发展过程
工业机器人的发展过程可分为三个阶段：
①
②
③
第一代机器人 ----示教再现机器人 第二代机器人 ----带感觉的机器人 第三代机器人 ----智能机器人
工业机器人的由来
1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》
中将外表像人的机器起名为android，它由四部分组成：
1：生命系统（平衡、步行、发声、身体摆动、感觉 、表情、调节运动等）； 2：造型解质（关节能自由运动的金属覆盖体，一种 盔甲）；
3：人造肌肉（在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等
身体的各种形态）；
电力驱动
这种驱动是目前在工业机器人中用的 最多的一种。早期多采用步进电动机(SM) 驱动，后来发展了直流伺服电动机(DC)， 现在交流伺服电动机(AC)驱动也开始广泛 应用。上述驱动单元有的直接驱动机构运 动．有的通过谐波减速器装置来减速，结 构简单紧凑。
液压驱动
液压传动机器人有很大的抓取能力， 抓取力可高达上百公斤力，液压力可达 7MPa，液压传动平稳，动作灵敏，但对密 封性要求高，不宜在高或低温现场工作， 需配备一套液压系统。
与已定义的外部环境交流Leabharlann 与硬件环境的交互
与未定义的外部 环境的交流
与外部设备的通信 工作域中的障碍 自由空间的描述 操作对象物的描述 与生产单元监控计算机所提 供的管理信息系统的通信
从外部环境中感知、
与软件环境的交互
学习、判断和推理， 实现环境预测，产生 新的适应指令，并根 据客观环境规划自己 的行动。
工业机器人的工作原理与应用
工业机器人的工作原理与应用工业机器人是一种能够自动执行各种任务的可编程设备，它能够完成重复性高、危险性大或者需要高精度的工作。
在现代工业生产中，工业机器人已经成为不可或缺的一部分。
本文将介绍工业机器人的工作原理以及其在各个领域的应用。
一、工业机器人的工作原理工业机器人的工作原理主要包括传感器、控制系统和执行器三个部分。
传感器是工业机器人的感知器官，能够获取周围环境的信息。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器、位置传感器等。
视觉传感器可以帮助机器人感知物体的位置、形状和颜色，力传感器可以测量机器人与物体之间的力的大小和方向，位置传感器可以帮助机器人确定自身的位置和姿态。
控制系统是工业机器人的大脑，负责处理传感器获取的信息，并根据预先设定的程序进行决策。
控制系统通常由一台或多台计算机组成，可以实现对机器人的精确控制。
控制系统能够根据传感器的反馈信息来调整机器人的动作，使其能够准确地完成任务。
执行器是工业机器人的动力源，负责执行控制系统下达的指令。
常见的执行器包括电机、液压缸和气动缸等。
电机是最常用的执行器，可以通过电流控制来实现机器人的运动。
液压缸和气动缸则通过液压和气压来驱动机器人的动作。
二、工业机器人的应用工业机器人在各个领域都有广泛的应用，下面将介绍几个典型的应用领域。
1. 汽车制造汽车制造是工业机器人应用最广泛的领域之一。
工业机器人可以在汽车生产线上完成各种任务，如焊接、喷漆、装配等。
机器人的高精度和高效率可以大大提高汽车生产的质量和产能。
2. 电子制造在电子制造中，工业机器人可以完成电子元件的组装、焊接和测试等任务。
机器人的高速度和精确度可以保证电子产品的质量和稳定性。
3. 医疗领域工业机器人在医疗领域的应用越来越广泛。
机器人可以完成手术、药物配送和康复训练等任务。
机器人的稳定性和精确度可以大大提高手术的成功率和患者的康复效果。
4. 食品加工在食品加工中，工业机器人可以完成食品的分拣、包装和烹饪等任务。
工业机器人概述
工业机器人概述摘要：工业机器人由操作机(机械本体) 、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、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动生产设备。
关键词：工业机器人；由来；发展；应用领域0引言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人，是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的专门系统。
它可以接受人类指挥，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。
因其灵活性高、输出功率大、定位精确的特点，工业机器人被广泛应用于制造业的各个环节。
高质、稳定的运转工作，工业机器人为所在行业的高效生产和稳定质量起到重要作用。
图1工业机器人1工业机器人的由来1920年捷克作家卡雷尔•查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“ Robot ”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。
它是最早的工业机器人设想。
20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。
50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示, 这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。
系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。
1954 年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。
该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。
这就是所谓的示教再现机器人。
现有的机器人差不多都采用这种控制方式。
1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。
UNIMATION勺VAL (very advantage Ianguage)语言也成为机器人领域最早的编程语言在各大学及科研机构中传播，也是各个机器人品牌的最基本范本。
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1.工业机器人简介 2.工业机器人行业发展
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工业机器人简介
工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行装置的、 能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。 它能通过人类的指挥，按照编辑的程序来执行某些特定 的工作及动作，靠自身的动力和控制能力来实现某些功能， 现代发展的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原 则来实现各种功能和动作。
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工业机器人行业发展
工业机器人技术在制造业应用范围越来越广阔，其标 准化、模块化、智能化和网络化的程度也越来越高，功能 越来越强，正向着成套技术和装备的方向发展，工业机器 人自动化生产线成套装备己成为自动化装备的主流及未来 的发展方向。与此同时。随着工业机器人向更深更广的方 向发展以及智能化水平的提高。工业机器人的应用已从传 统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、农业、 建筑、灾难救援等非制造行业，而且在国防军事、医疗卫 生、生活服务等领域，机器人的应用也越来越多,如无人 侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家用服务机 器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量 发挥着越来越重要的作用，己经成为世界各国抢占的高科 技制高点。
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工业机器人简介
数控型机器人 不必使机器人动作，通过数值、语言 等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作 业 感觉控制型机器人 利用传感器获取的信息控制机器 人的动作 适应控制型机器人 机器人能适应环境的变化，控制 其自身的行动 学习控制型机器人 机器人能“体会”工作的经验， 具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中 智能机器人 以人工智能决定其行动的机器人
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THANKS!
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工业机器人行业发展
目前，世界上工业机器人无论是从技术水平上还是从 已装配的数量上都日趋成熟，优势集中在以日、美为代表 的少数几个发达的工业化国家，已经成为一种标准设备被 工业界广泛应用。国际上成立的具有影响力的、著名的工 业机器人公司主要分为日系和欧系，日系中主要有安川、 OTC、松下、FANUC、川崎等公司的产品；欧系中主要有德 国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利 的IGM公司工业机器人己成为柔性制造系统(FMS)、计算机 集成制造系统(OMS)、工厂自动化(FA)的自动工具，据专 家预测，工业机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一 种新的大型高技术产业。7/9源自2工业机器人行业发展
工业机器人技术在制造业应用范围越来越广阔，其标 准化、模块化、智能化和网络化的程度也越来越高，功能 越来越强，正向着成套技术和装备的方向发展，工业机器 人自动化生产线成套装备己成为自动化装备的主流及未来 的发展方向。与此同时。随着工业机器人向更深更广的方 向发展以及智能化水平的提高。工业机器人的应用已从传 统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、农业、 建筑、灾难救援等非制造行业，而且在国防军事、医疗卫 生、生活服务等领域，机器人的应用也越来越多,如无人 侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家用服务机 器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量 发挥着越来越重要的作用，己经成为世界各国抢占的高科 技制高点。
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工业机器人行业发展
目前，世界上工业机器人无论是从技术水平上还是从 已装配的数量上都日趋成熟，优势集中在以日、美为代表 的少数几个发达的工业化国家，已经成为一种标准设备被 工业界广泛应用。国际上成立的具有影响力的、著名的工 业机器人公司主要分为日系和欧系，日系中主要有安川、 OTC、松下、FANUC、川崎等公司的产品；欧系中主要有德 国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利 的IGM公司工业机器人己成为柔性制造系统(FMS)、计算机 集成制造系统(OMS)、工厂自动化(FA)的自动工具，据专 家预测，工业机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一 种新的大型高技术产业。
工业机器人
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工业机器人简介
工业机器人对现在新兴产业的发展和传统产业的转型都 起着至关重要的作用。现在越来越广泛的应用于各行各业， 随着工业机器人市场的火爆，其种类也是花样百出。关于 工业机器人的分类，国际上并没有制定统一的标准，有的 按负载重量分，有的按控制方式分，有的按结构分，有的 按应用领域分，按机器人的发展等级可大致分为以下几种。 操作型机器人 能自动控制可重复编程，多功能，有几 个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。 程控型机器人 按预先的要求及顺序条件，依次控制 机器人的机械动作。 示教再现型机器人 通过引导或其它方式，先教会机 器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业