《工业机器人》
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
《工业机器人技术基础》课程标准
《工业机器人技术基础》课程标准课程编码：15（HoO43课程类别：专业方向课适用专业：工业机器人技术专业参考学时：72学时编写执笔人及编写日期：周诚计2020.8审定负责人及审定日期：王晓明2020.8一、课程定位1、课程在专业培养中的定位及作用《工业机器人技术基础》是工业机器人技术专业课程体系中的职业基础课程之一，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容，是学生职业发展中第一门与工业机器人直接关联的基础课程。
是在科学分析确定学校办学定位、明确我们系部工业机器人技术专业发展方向的前提下，通过对工业机器人技术职业与职业岗位进行整体化的调研与分析形成的一门具有很强的综合性的专业基础课程。
2、本课程与其它课程的关系表1前导、后续课程一览表（一）课程设计理念本课程按照职业能力发展的阶段确定相应的典型工作任务按照从初级工到专家的发展顺序，来设置相应的课程内容，从单一机器人的操作，到机器人工作站的整体把握。
全部课程都安排在机器人实训室上课，每一个项目都有实践环节，每一次的学习过程就是工作的过程，并且在实践操作中注意培养学生的安全生产、规范操作意识、团队合作意识,每一次的考核评价都有相关内容，这种职业素质是在任何企业工作都应具备的。
采用行为引导型教学法根据项目任务通过视频、图像、实训设备等，使学生了解工业机器人在各种场合的应用。
对于机器人的工业应用着重讲解其各种结构形式及应用场合，通过该项目使学生对机器人学科有全面认识，提高学生的学习兴趣，并结合离线编程仿真软件完成虚拟机器人的加载和控制。
(二)课程设计整体思路掌握工业机器人的工作原理和结构知识，掌握六自由度工业机器人的特点及其相关参数知识，能使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。
机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。
《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》结课论文
工业机器人引言工业机器人是一种能够自动执行复杂任务的可编程装置。
由于其高效、高精度和高稳定性，工业机器人已经在生产制造行业得到了广泛应用。
本文将介绍工业机器人的发展历程、工作原理、应用领域以及未来发展趋势。
发展历程工业机器人的历史可以追溯到20世纪60年代。
最早的工业机器人是由美国斯坦福大学的研究人员发明的，用于协助汽车制造。
在接下来的几十年中，工业机器人得到了许多技术创新和改进。
当今的工业机器人已经实现了许多先进功能，例如感知能力、人机协作和自主导航等。
工作原理工业机器人的工作原理通常包括以下几个关键步骤：1.感知环节：机器人通过各种传感器来感知外部环境，例如视觉传感器、力测传感器等。
这些传感器可以帮助机器人获取周围物体的位置、形状和状态等信息。
2.规划与控制：基于感知结果，机器人需要进行规划与控制，确定执行任务的路径和动作。
这通常通过预先编程或者机器学习等方法来实现。
3.执行任务：一旦机器人确定好路径和动作，它会自动执行任务。
机器人的执行通常包括移动、抓取、放置等动作。
应用领域工业机器人在许多领域都得到了广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：制造业工业机器人在制造业中发挥着重要作用。
它们可以执行重复性的、危险的或繁重的任务，例如焊接、喷涂、装配等。
机器人的高精度和高效率可以大大提高生产效率和品质。
医疗保健工业机器人在医疗保健领域也有着广泛应用。
例如，在手术中，机器人可以辅助医生进行高精度的操作，从而提高手术成功率并减少风险。
物流和仓储工业机器人在物流和仓储领域可以帮助实现自动化的仓库操作。
机器人可以自动搬运货物、装载和卸载货车，大大提高了物流效率和准确性。
未来发展趋势工业机器人的未来发展趋势有以下几个方面：1.人机协作：未来的工业机器人将更加注重与人的合作。
机器人将能够与人类工作人员实现紧密的协作，相互补充优势，提高生产效率和安全性。
2.人工智能：随着人工智能技术的快速发展，工业机器人将具备更强的智能化能力。
《工业机器人操作与运维》课程标准
《工业机器人操作与运维》课程标准课程编码：17010015课程类别：综合实习实训课适用专业：工业机器人技术参考学时：72学时一、课程性质与定位1.课程性质本课程是工业机器人技术专业的一门专业综合实习实训课程，目标是让学生掌握“1+X工业机器人操作与运维”职业技能培训的主要内容，通过学。
2.课程定位根据工业机器人行业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求，立足于工业机器人的行业发展，培养拥护党的基本路线，适应建筑行业生产一线需要的高端技能型人才。
3.本课程与其它课程的关系前导课程本课程后续课程电工技术基础与技能电子技术基础与技能工业机器人安装与调试电气线路安装与维修工业机器人操作与运维岗位实习二、课程设计理念及思路本课程内容是根据《工业机器人系统操作员》和《工业机器人系统运维员》国家职业技能标准四级/中级工等级的知识要求而设置。
将基本理论知识点内容融入到工作过程中进行课程建设，采用工作过程中讲解理论知识点的形式进行教学单元设计。
本课程采用讲授、多媒体、参观、虚拟仿真等多种教学方法进行授课。
三、课程目标本课程的教学目标是使通过本课程学习和线下的实践练习，能够达到工业机器人系统操作员和工业机器人系统运维员达到四级/中级工的国家职业技能标准，要求能够掌握工业机器人的基本知识和操作基本技能，同时，也规范从业者的工作行为，使其适应经济社会发展和科技进步的客观需要，成为智能制造高技能应用人才。
（一）知识目标学习者能够识记和理解工业机器人系统所涉及到的机械、电气和法律法规知识。
1.识记职业道德基本知识和职业守则；2.理解工业机器人系统操作知识及技术原理；3.识记常用装配工具、仪器和工装夹具的使用方法；4.识记机械、电气装配工艺与操作的方法；5.识记安全生产与环境保护知识：现场文明生产要求、安全操作与劳动保护、安全用电、环境保护；6.识记质量管理知识：企业质量管理目标、岗位质量管理要求、岗位质量保证措施与责任；（二）技能目标学习者能够完成机器人的机械、电气装置的装调，相关信号、参数配置，示教操作和编程调试，安全防护装置安装和操作，填写装调和操作记录等工作：1.能够完成工业机器人系统的系统操作与设定；2.能够完成示教编程与调试；3.能够对工业机器人进行基本的保养与维护4.能够做到安全操作，读各种安全标识（三）素质目标培养从业者深厚的爱国情感，具备质量、安全、规范意识、实践动手、自学能力、分析解决问题的能力、团队合作和工匠精神和创新思维等职业素质。
《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ppt
未来工业机器人将更加注重人机协同，机器人将 与人类工人一起协同工作，提高生产效率和安全 性。
应用拓展
随着工业机器人应用的不断拓展，未来工业机器 人将进入更多的领域，包括医疗、航空、农业等 。
云化升级
未来工业机器人将通过云平台进行远程监控、诊 断和维护，提高机器人的可靠性和可维护性。同 时，云平台还可以提供大数据分析和智能增值服 务。
02
工业机器人的组成和工作原理
工业机器人的组成
机械手
工业机器人的手部，可以抓取物品 并按照规定的轨迹进行操作。
控制器
控制机器人的大脑，接收指令并控 制机器人的运动。
驱动器
驱动机械手和控制器之间的传输装 置。
传感器
检测机器人工作过程中的位置、速 度、温度等参数。
工业机器人工作原理
基于计算机技术和控制理论，将机械手和驱动器连接 起来。
高效：工业机器人可以连续工作 ，不受人类疲劳和情绪的影响。
灵活：工业机器人的编程和操作 简单，可适应不同的工作环境和 任务。
工业机器人在工业生产中的应用
1 2
Hale Waihona Puke 自动化生产线工业机器人可以用于自动化生产线上的搬运、 装配、加工等环节，提高生产效率和质量。
物流仓储
工业机器人可以实现货物的自动化进出库、拣 选、搬运等操作，提高物流效率。
工业机器人在电子制造领域的应用
总结词
高精度要求、生产线自动化、提高良品率
详细描述
在电子制造领域，工业机器人的应用也非常广泛。这些机器人主要负责组装和测 试工作，由于电子产品的精度要求非常高，机器人的精确操作可以大幅度提高产 品良品率，降低废品率。
工业机器人在塑料制造领域的应用
工业机器人复习题
《工业机器人》复习题一、填空题1、机器人具有三大特征：拟人功能、可编程、通用性。
2、1980年工业机器人在日本普及，随后工业机器人在日本得到巨大发展，日本因此赢得“机器人王国”美称。
3、工业机器人的五种基本坐标式机器人直角坐标系、圆柱坐标系、球坐标系、关节坐标系、 E-平面关节式坐标系。
4、按几何结构分划分机器人分为：串联机器人、并联机器人。
5、工业机器人系统由四大部分组成：机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统。
6、工业机器人的主要技术参数是自由度、精度、重复定位精度、工作范围、承载能力及最大速度。
7、机器人常用驱动方式主要是液压驱动、气压驱动和电气驱动三种基本类型。
8、目前常用的传动件的定位方法有：电气开关定位、机械挡块定位和伺服定位系统。
二、单选题9、下面哪个国家被称为“机器人王国”？CA 中国B 英国C 日本D 美国10、手部的位姿是由哪两部分变量构成的？BA位置与速度B姿态与位置C位置与运行状态D姿态与速度11、动力学的研究内容是将机器人的______________联系起来。
AA运动与控制B传感器与控制C结构与运动D传感系统与运动12、机器人轨迹控制过程需要通过求解__________获得各个关节角的位置控制系统的设定值。
BA运动学正问题B运动学逆问题C动力学正问题D动力学逆问题13、用于检测物体接触面之间相对运动大小和方向的传感器是：CA接近觉传感器B接触觉传感器C滑动觉传感器D压觉传感器14、传感器的输出信号达到稳定时，输出信号变化与输入信号变化的比值代表传感器的_______参数。
DA抗干扰能力B精度C线性度D灵敏度15、传感器的基本转换电路是将敏感元件产生的易测量小信号进行变换，使传感器的信号输出符合具体工业系统的要求。
一般为：AA．. 4～20mA、–5～5VB．0～20mA、0～5VC．-20mA～20mA、–5～5VD．-20mA～20mA、0～5V16、GPS全球定位系统，只有同时接收到___颗卫星发射的信号，才可以解算出接收器的位置。
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二.工业机器人的定义及工作原理
机器人的定义 我国国家标准GB/T12643—90将工业机器人定义为 “是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自 由度的操作机，能搬运材料、工件 或操持工具，用 以完成各种作业”。
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2. 机器人手部的机构与结构系统
具有一个相对自由度的末端操作器
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具有多个自由度的末端操作器
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四.工业机器人的分类与性能
1.直角坐标型 它有三个移动关节，可使末端操作器作三个方向的 独立位移。 该种型式的工业机器人，定位精度较高，空间轨迹 规划与求解相对较容易，计算机控制相对较简单。 它的不足是空间尺寸较大，运动的灵活性相对较差， 运动的速度相对较低。
工业机器人：末端执行器干活为主，一般机座不移 动或规律移动
面向工业应用，比如机械加工，汽车行业，包含基本应用、 高速重载、微操作等。
注重作业能力，包含：作业范围、负载、精度速度可靠性等 指标。
国内玩研究热点：各种形式的作业臂、新型驱动、控制方式 等。
国际成熟产品多，加强国产化研究及工业现场的集成应用， 医疗及电子行业等微的问题有待突破，网络遥操作等也是问 题。
工业机器人的基本工作原理 工业机器人的基本工作原理：通过操作机上各运动 构件的运动，自动的实现手部作业的 动作功能及技 术要求。
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三.工业机器人的组成及功能
工业机器人由三大部分五个子系统组成。三大部分 是机械部分、传感部分和控制部分执行机构、驱动 系统、传动系统、控制系统 及智能系统部分组成。
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工业机器人各部分关系
位行检测
控制系统
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驱动-传 执行 动机构 机构
智能系统
工作系统
1.机器人的机构与结构系统
工业机器人的机械部分由三部分组成，即机身、手 臂和末端操作器。机身可以是固定的，也可以是移 动的。手臂进一步划分为上臂和下臂，上臂与机身 形成肩关节，上臂与下臂形成肘关节，下臂与末端 操作器形成碗关节
球坐标型操作机它有两个转动关节和一个移动关节， 末端操作器的安装轴线之位姿由(θ，φ， r)坐标予以 表示。该种型式的工业机器人，空间尺寸较小，工 作范围较大。
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4.关节型
关节型操作型它有三个转动关节，即机身上部相对 于下部的转动，肩关节的转动和肘关节的转动。腕 关节的转动属于末端操作器的自由度。该种结构的 工业机器人，空间尺寸相对较小，工作范围相对较 大，还可以绕过机座周围的障碍物，是目前应用较 多的一种机型。
执行机传动机构由驱动器和传动机构组成。传动有机 械式、电气式、液压式、气动式和复合式等。而驱 动器有步进电机、伺服电机、液压马达和液压缸等。
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控制系统 一般由操作盘或控制计算机和伺服控制装 置组成。前者作用是发出指令协调各有关驱动器之 间的运动，同时要完成编程、示教/再现以及和其它 环境状况（传感器信号）、工艺要求。外部相关设 备之间的信息传递和协调工作。而后者是控制各关 节驱动器使各杆能按预定的运动规律运动。
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谢谢！
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工业机器人（按用途分类）图例1.焊接机器人
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工业机器人图例2.搬运机器人
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工业机器人图例3.装配机器人
典型应用是汽车的加工装配
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工业机器人图例4.冲压机器人
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工业机器人图例5.浇注机器人
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工业机器人图例6.喷漆机器人
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工业机器人图例7.切削加工机器 人
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我们对工业机器人的理解
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2.圆柱坐标型
圆柱坐标型操作机，它有两个移动关节和一个转动 关节，末端操作器的安装轴线之位姿由(z，r，θ)坐标 予以表示。 该种型式的工业机器人，空间尺寸较小，工作范围 较大，末端操作器可获得较高的运动速度。它的缺 点是末端操作器离z轴愈远，其切向线位移的分辨精 度就愈低。
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3.球坐标型
工业机器人
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一.工业机器人的历程
1 9 6 0 年 美 国 A M F 公 司 生 产 了 首 台 工 业 生 产 柱 坐 标 型 Versatran机器人，可进行点位和轨迹控制。
1979年，Unimation推出PUMA机器人：多关节、全电 机驱动、多CPU二级控制，采用VAL专用语言，可配 视觉、触觉、力觉传感器。