工业机器人认知
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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。
工业机器人的结构认知
机身设计成机座 式，这种机器人 可以使独立的、 自成系统的控制 装置，可以随意 安放和搬动。
屈伸式机器人的 臂部可以有大小 臂组成，大小臂 间有相对运动， 成为屈伸臂。
任务一：工业机器人的结构 认知
2. 机械结构系统
（3）手腕
联接臂部和末端执行器，手腕 确定末端执行器的作业姿态，一般 需要三个自由度，由三个回转关节 组合而成，组合方式多样。
为了提高机器人手部和手腕的操作能力、灵活性和快速反应能力，使机器人能像人手一样进行
各种复杂的作业，必须有一个运动灵活、动作多样的灵巧手，即仿人手。手指的关节通常通过
钢丝绳、记忆合金、人造肌纤维驱动。
任务一：工业机器人的结构 认知
2. 机械结构系统 有了像人一样的“手指”，就可以做更多细致精确的动作了！它也可以心灵手巧了！
凑，密封问题较大。
结构适当，执行机构可标准化、模拟化， 易实现直接驱动。功率/质量比大，体积小，
结构紧凑，密封问题较小。
伺服电动机易于标准化，结构性能好，噪 声低，电动机一般需配置减速装置，除DD电 动机外，难以直接驱动，结构紧凑，无密封
问题。
安全性
防爆性能较好，用液压油作传动介质，在一定 条件下有火灾危险。
仿人手机器人的动作
任务一：工业机器人的结构 认知
2. 机械结构系统
多指机器人主要有柔性手和多指灵活手两种。
（a）多关节柔性手
（b）三指灵巧手
（c）四指灵巧手
图2-23 柔性手和多指灵活手
任务一：工业机器人的结构 认知
3. 机器人-环境交互系统
机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的 系统。机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配 单元等；也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件储存装置等集成为一个 去执行复杂任务的功能单元。
项目一 工业机器人认知PPT课件
• 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。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。
二、工业机器人的特点
• 1.可编程。生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业 机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小 批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好 的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。
三、工业机器人的历史、现状与发展
• 1.机器人发展的历史 • 机器人的发展大致经历了三个成长阶段，也即三个时代。
第一代为简单个体机器人， 第二代为群体劳动机器人， 第三代为类似人类的智能机器人，它的未来发展方向是有 知觉、有思维、能与人对话。第一代机器人属于示教再现 型 , 第二代则具备了感觉能力 , 第三代机器人是智能机器 人 , 它不仅具有感觉能力 , 而且还具有独立判断和行动的 能力。
图1-2 排爆机器人
图1-3阿西莫
第三代机器人是智能机器人，它不仅具有感觉能力，而且 还具有独立判断和行动的能力，并具有记忆、推理和决策 的能力，因而能够完成更加复杂的动作，如机器人下棋。 第三代机器人的中央电脑控制手臂和行走装置，使机器人 的手完成作业，脚完成移动，机器人能够用自然语言与人 对话。 智能机器人在发生故障时，通过自我诊断装置能 自我诊断出故障部位，并能自我修复。今天，智能机器人 的应用范围大大地扩展了，除工农业生产外，机器人应用 到各行各业，机器人已具备了人类的特点。机器人向着智 能化、拟人化方向发展的道路，是没有止境的。
• 2.拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰 转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。 此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感 器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视 觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业 机器人对周围环境的自适应能力。
工业机器人认知及示教
MoveAbsJ为绝对位置运动指令，*为目标点位置，\NoEoffs是外轴不带偏移数据，v100为运动速度，z50为转弯区半径，tool1为工具坐标数据。
四、思考题
1、示教器是不是直接连接到工业机器人本体？为什么？
答：不是连接到本体而是连接到控制器。保护调试人员。控制更方便。
2、示教编程的“示教”指的是什？
答：操作者把规定的目标动作（包括每个运动部件，每个运动轴的动作）一步一步地教给机器人。
（设置）、I/O（输入/输出），等等。
示教编程常用到的指令有MoveL、MoveJ、MoveC、MoveAbsJ。
MoveLp1，v100，z50，tool1
MoveL为线性运动指令，p1为目标点的位置，v100为运动速度，z50为转弯区半径，tool1为工具坐标数据
MoveJp10，v300，z50，tool1
武汉华夏理工学院实验报告
课程名称工业机器人实验名称工业机器人认知及示教编程实验
专业班级姓名学号实验日期成绩指导老师
一、实验目的
1.1 了解操作机器人安全须知、组成结构、操作模式、示教器功能；
1.2 初步掌握机器人示教编程
二、实验设备
1、计算机
2、IRB120 工业机器人
3、RobotStudio 软件
MoveJ为关节运动指令，p10为目标点位置，v300为运动速度，z50为转弯区半径，
tool1为工具坐标
MoveCp10，p20，v300，z1，tool1
MoveC为圆弧运动指令，p10为圆弧中点，p20为终点，v300为运行速度，z1为转弯区半径，tool1为工具坐标数据。
MoveAbsJ*\NoEoffs，v100，z50，tool1
三、实验内容
四、思考题
1、示教器是不是直接连接到工业机器人本体？为什么？
答：不是连接到本体而是连接到控制器。保护调试人员。控制更方便。
2、示教编程的“示教”指的是什？
答：操作者把规定的目标动作（包括每个运动部件，每个运动轴的动作）一步一步地教给机器人。
（设置）、I/O（输入/输出），等等。
示教编程常用到的指令有MoveL、MoveJ、MoveC、MoveAbsJ。
MoveLp1，v100，z50，tool1
MoveL为线性运动指令，p1为目标点的位置，v100为运动速度，z50为转弯区半径，tool1为工具坐标数据
MoveJp10，v300，z50，tool1
武汉华夏理工学院实验报告
课程名称工业机器人实验名称工业机器人认知及示教编程实验
专业班级姓名学号实验日期成绩指导老师
一、实验目的
1.1 了解操作机器人安全须知、组成结构、操作模式、示教器功能；
1.2 初步掌握机器人示教编程
二、实验设备
1、计算机
2、IRB120 工业机器人
3、RobotStudio 软件
MoveJ为关节运动指令，p10为目标点位置，v300为运动速度，z50为转弯区半径，
tool1为工具坐标
MoveCp10，p20，v300，z1，tool1
MoveC为圆弧运动指令，p10为圆弧中点，p20为终点，v300为运行速度，z1为转弯区半径，tool1为工具坐标数据。
MoveAbsJ*\NoEoffs，v100，z50，tool1
三、实验内容
中职工业机器人认知(中国铁道出版社与有限公司)教案：工业机器人运动学认知(全2课时)
手腕回转（T轴）
这6轴在项目二中的本体已经介绍过，在讲这个说明了这本教材的知识关联做的比较好，前后呼应，前面是为后面做准备，只有把基础打好了后面学起来才会很容易。
对于刚刚所讲的都是属于安川这个厂家所生产的机器人对轴的标注，不同的厂家又会有不同的标注。
对于库卡来说就是A1、A2、A3、A4、A5、A6，又比如ABB代号是轴1--轴6，FANUC是11-16。
教
学
内
容
二、新授：
任务一：工业机器人坐标系
对于机器人的坐标系，会牵连诸多，常见的坐标系有：关节坐标系、基坐标系、世界坐标系、工具坐标系、工件坐标系可用直角坐标系表示。
介绍第一种关节坐标系。
关节机器人的定义非常简单，就是各轴进行单独动作，就称关节机器人，主要描述各关节相对于标定零点的绝对位置，旋转轴常用°表示，线性轴常用mm表示。为了方便调试点位时观察机器人的绝对位置，各关节轴的动作如多媒体展示一样，分主轴和次轴。
中等专业学校2022-2023-2教案
编号：
备课组别
机械组
课程名称
工业机器人认知
所在
年级
一年级
主备
教师
授课教师
授课系部
授课班级
授课
日期
课题
工业机器人运动学认知（第1课时）
教学
目标
1.认识机器人坐标系
2.关节坐标系
3.基坐标系
4.世界坐标系
重点
坐标系如何判定的
难点
根据不同坐标系不同的转动方法
教法
讲授法，小组谈论
主轴有本体左右回转，大臂上下运动，小臂前后运动，在这时展示图给学生看，主要看沿着什么方向在动。第二个次轴，有手腕回转运动、上下摆运动、四周运动。
这6轴在项目二中的本体已经介绍过，在讲这个说明了这本教材的知识关联做的比较好，前后呼应，前面是为后面做准备，只有把基础打好了后面学起来才会很容易。
对于刚刚所讲的都是属于安川这个厂家所生产的机器人对轴的标注，不同的厂家又会有不同的标注。
对于库卡来说就是A1、A2、A3、A4、A5、A6，又比如ABB代号是轴1--轴6，FANUC是11-16。
教
学
内
容
二、新授：
任务一：工业机器人坐标系
对于机器人的坐标系，会牵连诸多，常见的坐标系有：关节坐标系、基坐标系、世界坐标系、工具坐标系、工件坐标系可用直角坐标系表示。
介绍第一种关节坐标系。
关节机器人的定义非常简单，就是各轴进行单独动作，就称关节机器人，主要描述各关节相对于标定零点的绝对位置，旋转轴常用°表示，线性轴常用mm表示。为了方便调试点位时观察机器人的绝对位置，各关节轴的动作如多媒体展示一样，分主轴和次轴。
中等专业学校2022-2023-2教案
编号：
备课组别
机械组
课程名称
工业机器人认知
所在
年级
一年级
主备
教师
授课教师
授课系部
授课班级
授课
日期
课题
工业机器人运动学认知（第1课时）
教学
目标
1.认识机器人坐标系
2.关节坐标系
3.基坐标系
4.世界坐标系
重点
坐标系如何判定的
难点
根据不同坐标系不同的转动方法
教法
讲授法，小组谈论
主轴有本体左右回转，大臂上下运动，小臂前后运动，在这时展示图给学生看，主要看沿着什么方向在动。第二个次轴，有手腕回转运动、上下摆运动、四周运动。
我对工业机器人的认识
我对工业机器人的认识
工业机器人是一种能够自动执行各种任务的复杂机器人系统。
它们被广泛应用于生产线上，帮助企业提高生产效率和产品质量。
我对工业机器人的认识如下：
首先，工业机器人具有高度的自动化和智能化水平。
它们搭载了先进的传感器和控制系统，能够感知周围环境并作出适应性的动作。
这使得它们能够执行复杂的操作，如装配、焊接、喷涂等，而无需人类直接参与。
其次，工业机器人的使用可以大大提高生产效率。
由于机器人可以24小时不间断地工作，不受疲劳和人为因素的影响，它们能够在短时间内完成大量的任务。
这样，生产线上的产品产量可以得到显著提升，从而降低了生产成本，提高了企业的竞争力。
此外，工业机器人还能够提高生产的准确性和一致性。
由于机器人在执行任务时具有高度准确的位置控制和动作精度，它们可以确保产品的生产质量，减少人为错误的发生。
这对于一些对产品质量要求较高的行业，如汽车制造和电子组装等，尤为重要。
然而，工业机器人的广泛应用也带来了一些挑战。
首先是机器人的高成本。
虽然随着技术进步和市场竞争的加剧，机器人的价格逐渐下降，
但仍然是一项相当昂贵的投资。
其次是机器人与人的协作问题。
虽然工业机器人能够在安全措施下与人类工作人员共同工作，但还需要进一步改进机器人的感知和反应能力，以确保工作的安全性和高效性。
总的来说，工业机器人在现代制造业中发挥着重要的作用。
它们不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以减少人力成本和风险。
随着技术的不断进步，工业机器人的应用前景将更加广阔，为各行各业带来更多的机遇和挑战。
中职工业机器人认知(中国铁道出版社有限公司)教案：工业机器人的控制方式
中等专业学校2022-2023-2教案
教学内容
二、新授：
在学习控制方式之前，要掌握工业机器人控制系统的特点。
任务一：工业机器人的控制系统的特点
由上图，提问学生这是学习过的哪些坐标系，并对之前所学知识进行回顾
学生回答：世界坐标系、工件坐标系、用户坐标系、基坐标系、工具坐标系。
教师补充：机器人手足的状态可以在各种坐标系下进行描述，应当根据需要选择不同的参考坐标系，并做出适应的坐标变换。
依据上图，带领学生探究机器人控制系统是多变。
工业机器人技术基础-第二章-机器人结构认识
任务二 工业机器人机械结构的认知
1.关节机器人的特点
1)有很高的自由度,适合于几乎任何轨迹或角度的工作。 2)可以自由编程,完成全自动化的工作。 3)提高了生产率,降低了可控制的错误率。 4)代替很多不适合人力完成、对身体健康有害的复杂工作。 5)价格高,初期投资成本高。 6)生产前期的工作量大。
3.图解法确定工作空间
图解法求工作空间边界,得到的往往是工作空间的各类剖面(或截线),如图1-2-11所 示。它直观性强,便于和计算机结合,以显示操作机的构形特征。用图解法获得的工作 空间不仅与机器人各连杆的尺寸有关,还与机器人 的总体结构有关。
图解法确定工作空间的边界时,需要将关节分为两组,即前三关节和后三关节(有时 为两关节或单关节)。前三关节称为位置结构,主要确定工作空间的大小;后三关节称为 定向结构,主要决定手部姿势。首先分别求出两组关节所形成的腕点空间和参考点在腕 坐标系中的工作空间,再进行包络整合。
利用机器人结构运动简图,能够更好地分析和记录机器人的各种运动和运动组合 ,可简单、清晰地表明机器人的运动状态,有利于对机器人设计方案进行比较和选择。
任务二 工业机器人机械结构的认知
二、工业机器人的运动自由度
1.自由度的概念 描述物体相对于坐标系进行独立运动的数目称为自由度。物体在三维空间有6个
自由度,如图1-2-1所示。
任务二 工业机器人机械结构的认知
3.工件坐标系 工件坐标系是用户自定义的坐标系,用户坐标系也可以定义为工件坐标系。
可根据需要定义多个工件坐标系,当配备多个工作台时,选择工件坐标系操作更为 简单。 4.工具坐标系
工具坐标系是原点位于机器人末端的工具中心点(Tool Center Point,TCP)处 的坐标系,原点及方向都是随着末端位置与角度不断变化的。该坐标系实际是将 基坐标系通过旋转及位移变化而来的。因为工具坐标系的移动以工具的有效方 向为基准,与机器人的位置、姿势有关,所以不改变工具姿势,进行相对于工件的平 行移动最为适宜。
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A. ①②③④ B. ①②③⑤ C. ①③④⑤ D. ②③④⑤ （ 2 ）按基本动作机构，工业机器人通常可分为（ ）。
①直角坐标机器人；②柱面坐标机器人；③球面坐标机器人；④关节型机器人
A. ①② B. ①②③ C. ①③ D. ①②③④ （ 3 ）机器人行业所说的四巨头指的是（ ）。
① PANASONIC ；② FANUC ；③ KUKA ；④ OTC ；⑤ YASKAWA ；⑥ FANUC ； ⑦ NACHI ；⑧ ABB A. ①②③④ B. ①②③⑧ C. ②③⑤⑧ D. ①③⑤⑧
工业机器人应用范围比较广阔,主要用在装配、搬运、 码垛、焊接、点焊、涂胶、喷涂等各领域。
机器人搬运
机器人搬运 被广泛应 用于机床上下料、冲压 机自动化生产线、自动 装配流水线、码垛搬运、 集装箱等的自动搬运。
机器人码垛
机器人码垛 被广泛 应用于化工、饮料、食 品、啤酒、塑料等生产 企业，对纸箱、袋装、 罐装、啤酒箱、瓶装等 各种形状的包装成品都 适用。
机器人焊接
机器人焊接 最早应
用在装配生产线上。开 拓了一种柔性自动化生 产方式，实现了在一条 焊接机器人生产线上同 时自动生产若干种焊件 。
要进行1次预防性保养，更换齿轮润滑油。工业机器人正常运行每3年或 10000小时后，必须在进行1次预防保养，特别是针对在恶劣工况与长时间在 负载极限或运行极限下工作的机器人，需要每年进行一次全面预防性保养。 下面对机器人在日常保养、三个月保养、一年保养的工作任务进行介绍。 1、日常保养
1）检查设备的外表有没有灰尘附着； 2）外部电缆磨损，压损，各接头是否固定良好，有无松动； 3）冷却风扇是否正常工作； 4）各操作按钮动作是否正常； 5）机器人动作是否正常。 2、三个月保养（包括日常保养） 1）各接线端子是否固定良好； 2）机器人本体的底座是否固定良好； 3）内部有灰尘的清扫。
（ 2 ）按照机器人的技术发展水平，可以将工业机器人分为三代 _______ 机器 人、 _______ 机器人和 _______ 机器人。
（ 3 ）目前在我国应用的工业机器人主要分 _______ 、 _______ 和国产三种。
2 、选择
（ 1 ）工业机器人一般具有的基本特征是（ ）。 ①拟人性；②特定的机械机构；③不同程度的智能；④独立性；⑤通用性
示教器示教
（ 2 ） 感知机器人 第二代工业机器人程具有环境感知装置，能在一定度上 适应环境的变化，目前已经进入应用阶段。
配备视觉系统的工业机器人
（ 3 ） 智能机器人 第三代工业机器人具有发现问题，并且能自主地解决问 题的能力，尚处于实验研究阶段。
关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制 方式、自由度、结构、应用领域等划分。
y z x
θ
2 、按机器人的机构特征划分
r
工业机器人的结构形式
x
直角坐标系
柱面坐标系
球面坐标系
多关节坐标系
柱面坐标机器人 主要由旋转基座、垂直移动和 水平移动轴构成，具有一个回转和两个平移自由 度，其动作空间呈圆柱形。
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
课堂测试
课堂小结
工业机器人（industrial robot）是什么样？
是这样吗？
是这样吗？
是这样吗？
是这样吗？
其实是这样的：
一、什么是工业机器人？
二、工业机器人发展概况
1、工业机器人的诞生
1959 年，美国造出了世界上第一台工业机器人 Unimate ， 可实现回转、伸缩、俯仰等动作。
思考题：工业机器人有哪些优势？
1、安全性高。如：化学产品。 2、节省人工。焊接机器人能够同时进行两个或者多个工 位的工作，而只需要一个工人进行看护即可。 3、提高效率和品质。工业机器人能够不间断的进行24小 时作业，且机器人不受情绪影响，而工人则相反 4、降低产品不良率。在产品成型时，使用机器人能够使 产品均匀受力。 5、节省原料，降低成本。工人会存在偷懒行为，取出产 品时间不定，而机器人则不会； 6、提高企业形象。使用机器人作业，能够提升客户对企 业的形象认识，能简介的提升企业订单。
机器人各接口连接 不同机器人的连接接口有所差别，请按照工业机器人说明书进行
连接。例如IRB4600机器人本体上有上臂接口和底座接口，上臂接口主 要是有压缩空气接口、用户电缆CP、用户电缆CS等。
机器人本体与控制柜的连接 主要是电动机动力电缆与转数计数器电缆、用户电缆的连接。将
电动机动力电缆与转数计数器电缆、用户电缆的两端分别与相应的控 制柜接口和机器人本体底座接口相连接。
课堂测试
3 、判断
（ 1 ）工业机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作 机。 （ ）
（ 2 ）发展工业机器人的主要目的是在不违背“机器人三原则”前提下，用机 器人协助或替代人类从事一些不适合人类甚至超越人类的工作，把人类从大量的、 烦琐的、重复的、危险的岗位中解放出来，实现生产自动化、柔性化，避免工伤 事故和提高生产效率。（ ）
机器人电源连接 根据控制柜柜门内侧的主电源连接指引图，接入机器人主电源。
电源电压参考工业机器人说明书，连接时注意主电源的接地保护PE点 的连接。例如：ABB工业机器人采用380V三相四线制电源。
示教器连接 将示教器连接到控制柜示教器接口上。
4.2 工业机器人日常维护 工业机器人运行磨合期限为一般1年，在正常运行1年后，工业机器人需
球面坐标机器人 空间位置分别由旋转、摆动和 平移 3 个自由度确定，动作空间形成球面的一部分。征划分 工业机器人的结构形式
φ
直角坐标系
θ
柱面坐标系
球面坐标系
多关节坐标系
垂直多关节机器人 模拟人手臂功能，由垂直于 地面的腰部旋转轴、带动小臂旋转的肘部旋转轴 以及小臂前端的手腕等组成，手腕通常有 2~3 个自 由度，其动作空间近似一个球体。
2、 工业机器人发展现状和趋势
2005年，YASKAWA 推出可代替人完成组装或搬运机器 人 MOTOMAN-DA20和 MOTOMAN-IA20 。
MOTOMAN-DA20
MOTOMAN-IA20
YASKAWA 机器人
2010 年意大利柯马（ COMAU ）推出 SMART5 PAL 机器 人，可实现装载 / 卸载、多产品拾取、堆垛等。
3、一年保养（包括日常、三个月保养） 1）检查控制箱内部各基板接头有无松动； 2）内部各线有无异常情况（如各接点是否有断开的情况）； 3）检查本体内配线是否断线； 4）机器人的电池电压是否正常（正常为3.6V）； 5）机器人各轴马达的刹车是否正常； 6）各轴的皮带张紧度是否正常； 7）各轴减速机加机器人专用油； 8）各设备电压是否正常。
学生提问：
1、工业机器人会说话吗？ 2、工业机器人多少钱？ 3、工业机器人怎么动起来？ 4、工业机器人需要编程序吗？ 5、工业机器人能联网吗？ 6、工业机器人能连接WIFI吗？ 7、有网络学习资源吗，怎么能找到？
1 、填空
课堂测试
（ 1 ）国际工业机器人技术日趋成熟，基本沿着两个路径在发展：一是模仿人 的 _______ ，实现多维运动，在应用上比较典型的是点焊、弧焊机器人；二是模 仿人的 _______ ，实现物料输送、传递等搬运功能，例如搬运机器人。
（ 3 ）直角坐标机器人具有结构紧凑、灵活、占地空间小等优点，是目前工业 机器人大多采用的结构形式。（ ）
小结
工业机器人是一种能自动定位控制并可重新编程予以变 动的多功能机器。它有多个自由度，可用来搬运材料、零件 和握持工具，以完成各种不同的作业。
工业机器人的发展过程可分为三代。第一代为示教 - 再 现型机器人，它可以按照预先设定的程序，自主完成规定动 作或操作，当前工业中应用最多。第二代为感觉型机器人， 如有力觉、触觉和视觉等，它具有对某些外界信息进行反馈 调整的能力，目前已进入应用阶段。第三代为智能型机器人， 其尚处于实验研究阶段。
机器人涂装
机器人涂装 被广泛
应用汽车、汽车零配件、 铁路、家电、建材、机 械等行业
机器人装配
机器人装配 被广泛
应用于各种电器的制造 行业及流水线产品的组 装作业，具有高效，精 确，不间断工作的特点。
五、工业机器人安装与日常维护
1、工业机器人安装 工业机器人的安装可分为机器人控制柜的安装，机器人本体的安装，机
项目一 工业机器人的认知
5分钟安全教育：
学习实训安全管理规定
职业能力：
1) 了解工业机器人的概念
（多媒体）
2）了解工业机器人的发展概况 （多媒体）
3）了解工业机器人的分类
（多媒体）
4）熟悉工业机器人在生产中应用 （多媒体）
5）熟悉工业机器人安装与日常维护（多媒体）
6）掌握机器人系统组成和硬件功能（现场教学）
三、工业机器人的分类
关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制 方式、自由度、结构、应用领域等划分。
1 、按机器人的技术等级划分 （ 1 ） 示教再现机器人 第一代工业机器人能够按照人类预先示教的轨迹、 行为、顺序和速度重复作业，示教可由操作员手把手进行或通过示教器完成 。
手把手示教
2 、按机器人的机构特征划分
工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
直角坐标机器人 具有空间上相互垂直的多个直 线移动轴，通过直角坐标方向的 3 个独立自由度确 定其手部的空间位置，其动作空间为一长方体。
SMART5 PAL
KUKA 公司推出 KR 5 arc HW （ Hollow Wrist ）， 其机械臂和机械手上有一个50 mm 宽的通孔，可以保护机 械臂上的整套保护气体软管的敷设。
①直角坐标机器人；②柱面坐标机器人；③球面坐标机器人；④关节型机器人
A. ①② B. ①②③ C. ①③ D. ①②③④ （ 3 ）机器人行业所说的四巨头指的是（ ）。
① PANASONIC ；② FANUC ；③ KUKA ；④ OTC ；⑤ YASKAWA ；⑥ FANUC ； ⑦ NACHI ；⑧ ABB A. ①②③④ B. ①②③⑧ C. ②③⑤⑧ D. ①③⑤⑧
工业机器人应用范围比较广阔,主要用在装配、搬运、 码垛、焊接、点焊、涂胶、喷涂等各领域。
机器人搬运
机器人搬运 被广泛应 用于机床上下料、冲压 机自动化生产线、自动 装配流水线、码垛搬运、 集装箱等的自动搬运。
机器人码垛
机器人码垛 被广泛 应用于化工、饮料、食 品、啤酒、塑料等生产 企业，对纸箱、袋装、 罐装、啤酒箱、瓶装等 各种形状的包装成品都 适用。
机器人焊接
机器人焊接 最早应
用在装配生产线上。开 拓了一种柔性自动化生 产方式，实现了在一条 焊接机器人生产线上同 时自动生产若干种焊件 。
要进行1次预防性保养，更换齿轮润滑油。工业机器人正常运行每3年或 10000小时后，必须在进行1次预防保养，特别是针对在恶劣工况与长时间在 负载极限或运行极限下工作的机器人，需要每年进行一次全面预防性保养。 下面对机器人在日常保养、三个月保养、一年保养的工作任务进行介绍。 1、日常保养
1）检查设备的外表有没有灰尘附着； 2）外部电缆磨损，压损，各接头是否固定良好，有无松动； 3）冷却风扇是否正常工作； 4）各操作按钮动作是否正常； 5）机器人动作是否正常。 2、三个月保养（包括日常保养） 1）各接线端子是否固定良好； 2）机器人本体的底座是否固定良好； 3）内部有灰尘的清扫。
（ 2 ）按照机器人的技术发展水平，可以将工业机器人分为三代 _______ 机器 人、 _______ 机器人和 _______ 机器人。
（ 3 ）目前在我国应用的工业机器人主要分 _______ 、 _______ 和国产三种。
2 、选择
（ 1 ）工业机器人一般具有的基本特征是（ ）。 ①拟人性；②特定的机械机构；③不同程度的智能；④独立性；⑤通用性
示教器示教
（ 2 ） 感知机器人 第二代工业机器人程具有环境感知装置，能在一定度上 适应环境的变化，目前已经进入应用阶段。
配备视觉系统的工业机器人
（ 3 ） 智能机器人 第三代工业机器人具有发现问题，并且能自主地解决问 题的能力，尚处于实验研究阶段。
关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制 方式、自由度、结构、应用领域等划分。
y z x
θ
2 、按机器人的机构特征划分
r
工业机器人的结构形式
x
直角坐标系
柱面坐标系
球面坐标系
多关节坐标系
柱面坐标机器人 主要由旋转基座、垂直移动和 水平移动轴构成，具有一个回转和两个平移自由 度，其动作空间呈圆柱形。
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
课堂测试
课堂小结
工业机器人（industrial robot）是什么样？
是这样吗？
是这样吗？
是这样吗？
是这样吗？
其实是这样的：
一、什么是工业机器人？
二、工业机器人发展概况
1、工业机器人的诞生
1959 年，美国造出了世界上第一台工业机器人 Unimate ， 可实现回转、伸缩、俯仰等动作。
思考题：工业机器人有哪些优势？
1、安全性高。如：化学产品。 2、节省人工。焊接机器人能够同时进行两个或者多个工 位的工作，而只需要一个工人进行看护即可。 3、提高效率和品质。工业机器人能够不间断的进行24小 时作业，且机器人不受情绪影响，而工人则相反 4、降低产品不良率。在产品成型时，使用机器人能够使 产品均匀受力。 5、节省原料，降低成本。工人会存在偷懒行为，取出产 品时间不定，而机器人则不会； 6、提高企业形象。使用机器人作业，能够提升客户对企 业的形象认识，能简介的提升企业订单。
机器人各接口连接 不同机器人的连接接口有所差别，请按照工业机器人说明书进行
连接。例如IRB4600机器人本体上有上臂接口和底座接口，上臂接口主 要是有压缩空气接口、用户电缆CP、用户电缆CS等。
机器人本体与控制柜的连接 主要是电动机动力电缆与转数计数器电缆、用户电缆的连接。将
电动机动力电缆与转数计数器电缆、用户电缆的两端分别与相应的控 制柜接口和机器人本体底座接口相连接。
课堂测试
3 、判断
（ 1 ）工业机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作 机。 （ ）
（ 2 ）发展工业机器人的主要目的是在不违背“机器人三原则”前提下，用机 器人协助或替代人类从事一些不适合人类甚至超越人类的工作，把人类从大量的、 烦琐的、重复的、危险的岗位中解放出来，实现生产自动化、柔性化，避免工伤 事故和提高生产效率。（ ）
机器人电源连接 根据控制柜柜门内侧的主电源连接指引图，接入机器人主电源。
电源电压参考工业机器人说明书，连接时注意主电源的接地保护PE点 的连接。例如：ABB工业机器人采用380V三相四线制电源。
示教器连接 将示教器连接到控制柜示教器接口上。
4.2 工业机器人日常维护 工业机器人运行磨合期限为一般1年，在正常运行1年后，工业机器人需
球面坐标机器人 空间位置分别由旋转、摆动和 平移 3 个自由度确定，动作空间形成球面的一部分。征划分 工业机器人的结构形式
φ
直角坐标系
θ
柱面坐标系
球面坐标系
多关节坐标系
垂直多关节机器人 模拟人手臂功能，由垂直于 地面的腰部旋转轴、带动小臂旋转的肘部旋转轴 以及小臂前端的手腕等组成，手腕通常有 2~3 个自 由度，其动作空间近似一个球体。
2、 工业机器人发展现状和趋势
2005年，YASKAWA 推出可代替人完成组装或搬运机器 人 MOTOMAN-DA20和 MOTOMAN-IA20 。
MOTOMAN-DA20
MOTOMAN-IA20
YASKAWA 机器人
2010 年意大利柯马（ COMAU ）推出 SMART5 PAL 机器 人，可实现装载 / 卸载、多产品拾取、堆垛等。
3、一年保养（包括日常、三个月保养） 1）检查控制箱内部各基板接头有无松动； 2）内部各线有无异常情况（如各接点是否有断开的情况）； 3）检查本体内配线是否断线； 4）机器人的电池电压是否正常（正常为3.6V）； 5）机器人各轴马达的刹车是否正常； 6）各轴的皮带张紧度是否正常； 7）各轴减速机加机器人专用油； 8）各设备电压是否正常。
学生提问：
1、工业机器人会说话吗？ 2、工业机器人多少钱？ 3、工业机器人怎么动起来？ 4、工业机器人需要编程序吗？ 5、工业机器人能联网吗？ 6、工业机器人能连接WIFI吗？ 7、有网络学习资源吗，怎么能找到？
1 、填空
课堂测试
（ 1 ）国际工业机器人技术日趋成熟，基本沿着两个路径在发展：一是模仿人 的 _______ ，实现多维运动，在应用上比较典型的是点焊、弧焊机器人；二是模 仿人的 _______ ，实现物料输送、传递等搬运功能，例如搬运机器人。
（ 3 ）直角坐标机器人具有结构紧凑、灵活、占地空间小等优点，是目前工业 机器人大多采用的结构形式。（ ）
小结
工业机器人是一种能自动定位控制并可重新编程予以变 动的多功能机器。它有多个自由度，可用来搬运材料、零件 和握持工具，以完成各种不同的作业。
工业机器人的发展过程可分为三代。第一代为示教 - 再 现型机器人，它可以按照预先设定的程序，自主完成规定动 作或操作，当前工业中应用最多。第二代为感觉型机器人， 如有力觉、触觉和视觉等，它具有对某些外界信息进行反馈 调整的能力，目前已进入应用阶段。第三代为智能型机器人， 其尚处于实验研究阶段。
机器人涂装
机器人涂装 被广泛
应用汽车、汽车零配件、 铁路、家电、建材、机 械等行业
机器人装配
机器人装配 被广泛
应用于各种电器的制造 行业及流水线产品的组 装作业，具有高效，精 确，不间断工作的特点。
五、工业机器人安装与日常维护
1、工业机器人安装 工业机器人的安装可分为机器人控制柜的安装，机器人本体的安装，机
项目一 工业机器人的认知
5分钟安全教育：
学习实训安全管理规定
职业能力：
1) 了解工业机器人的概念
（多媒体）
2）了解工业机器人的发展概况 （多媒体）
3）了解工业机器人的分类
（多媒体）
4）熟悉工业机器人在生产中应用 （多媒体）
5）熟悉工业机器人安装与日常维护（多媒体）
6）掌握机器人系统组成和硬件功能（现场教学）
三、工业机器人的分类
关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制 方式、自由度、结构、应用领域等划分。
1 、按机器人的技术等级划分 （ 1 ） 示教再现机器人 第一代工业机器人能够按照人类预先示教的轨迹、 行为、顺序和速度重复作业，示教可由操作员手把手进行或通过示教器完成 。
手把手示教
2 、按机器人的机构特征划分
工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
2 、按机器人的机构特征划分 工业机器人的结构形式
直角坐标系 柱面坐标系 球面坐标系 多关节坐标系
直角坐标机器人 具有空间上相互垂直的多个直 线移动轴，通过直角坐标方向的 3 个独立自由度确 定其手部的空间位置，其动作空间为一长方体。
SMART5 PAL
KUKA 公司推出 KR 5 arc HW （ Hollow Wrist ）， 其机械臂和机械手上有一个50 mm 宽的通孔，可以保护机 械臂上的整套保护气体软管的敷设。