1.4 工业机器人的基本组成及技术参数
简述工业机器人各参数的定义
简述工业机器人各参数的定义工业机器人是现代工业生产中不可或缺的设备，能够在生产线上自动完成各种重复性、高风险或需要高精度的任务。
为了更好地理解工业机器人的工作原理和性能指标，我们需要对工业机器人各参数进行全面的定义和解释。
一、负载能力（Payload Capacity）负载能力是指工业机器人能够携带的最大负荷重量。
这是衡量机器人能够处理多重任务的重要指标之一。
通常以公斤（kg）为单位来表示。
负载能力的大小直接影响到机器人在生产线上的应用范围和效率。
二、工作半径（Work Envelope）工作半径是指机器人能够操作的空间范围。
它取决于机器人的关节数量和结构。
通常以毫米（mm）为单位。
工作半径的定义可以帮助我们确定机器人能够覆盖到达的区域，从而决定其适用范围。
三、重复定位精度（Repeatability）重复定位精度是指机器人在多次执行相同任务时能够准确回到相同位置的能力。
它通常以毫米为单位，并表示为一个标准差。
较高的重复定位精度意味着机器人可以在生产线上实现更高的精度和重复性。
四、工作速度（Speed）工作速度是指机器人完成任务的速度。
它通常以毫米/秒（mm/s）或角度/秒（deg/s）为单位来表示。
工作速度的快慢决定了机器人的生产效率和工作效能。
五、可及性（Reachability）可及性是指机器人能够到达的位置和方向。
它取决于机器人的关节数量和结构。
可及性的好坏直接影响到机器人在生产线上的应用范围和灵活性。
六、精度（Accuracy）精度是指机器人在执行任务时与预定目标之间的偏差或误差。
它通常以毫米为单位，并表示为一个标准差。
较高的精度意味着机器人可以实现更高的定位和执行任务的准确性。
七、工作周期时间（Cycle Time）工作周期时间是指机器人完成一个完整任务所需的时间。
它通常以秒为单位。
通过降低工作周期时间，可以提高生产线的效率和产能。
从上述参数中，我们可以看出工业机器人的性能指标不仅仅包括负载能力和工作半径，还涵盖了重复定位精度、工作速度、可及性、精度和工作周期时间等。
《工业机器人技术》课程教学大纲
《工业机器人技术》课程教学大纲课程名称：工业机器人技术英文名称：Industry Robot Technology课程编码：学时/学分：18/1课程性质：选修适用专业：机械设计制造及其自动化先修课程：理论力学，机械原理，机械设计，液压传动，自动控制理论一、课程的目的与任务《工业机器人技术》是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的专业选修课，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论。
通过本课程的学习，可使学生掌握工业机器人基本概念、机器人运动学理论、工业机器人机械系统设计、工业机器人控制等方面的知识。
其主要任务是培养学生：1、掌握工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；2、掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；3、掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；4、了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。
二、教学内容及基本要求第一章绪论教学目的和要求：了解工业机器人的发展及现状，结构原理及应用情况。
教学重点和难点：介绍工业机器人的产生和发展过程，掌握机器人的概念、特点、工业机器人的基本分类、工业机器人的应用、工业机器人的组成以及主要性能参数，工业机器人的手部、腕部、臂部、机座的结构原理和实例。
教学方法与手段：课堂教学第一节机器人的分类第二节工业机器人的应用和发展1.2.1 工业机器人的应用1.2.2 工业机器人的发展第三节工业机器人的基本组成及技术参数1.3.1 工业机器人的基本组成1.3.2 工业机器人的技术参数1.3.3 工业机器人的坐标1.3.4 工业机器人的参考坐标系习题第二章工业机器人机构教学目的和要求：本部分介绍常用机器人机构，要求学生掌握常用机器人机构设计形式。
教学重点和难点：主要介绍机器人末端操作器、手腕、手臂及机器人驱动与传动形式。
教学方法与手段：课堂教学第一节机器人末端操作器2.1.1 夹钳式取料手2.1.2 吸附式取料手2.1.3 专用操作器及转换器2.1.4 仿生多指灵巧手2.1.5 其它手第二节机器人手腕2.2.1 手腕的分类2.2.2 手腕的典型结构2.2.3 柔顺手腕结构第三节机器人手臂第四节机器人机座2.4.1 固定式机器人2.4.2 移动式机器人第五节工业机器人的驱动与传动2.5.1 直线驱动机构2.5.2 旋转驱动机构2.5.3 直线驱动和旋转驱动的选用和制动2.5.4 工业机器人的传动2.5.5 新型的驱动方式2.5.6 驱动传动方式的应用习题第三章机器人运动学教学目的和要求：机器人运动学主要研究两个问题：一个是运动学问题，即给定机器人手臂、腕部等各个构件的几何参数及各个关节变量求机器人手部对参考坐标系的位置和姿态；介绍机器人的微移动和微转动概念、两坐标系间的微分运动关系、变换式（方程）中的微分关系、机器人雅可比矩阵的概念、求法——微分变换法；了解逆雅可比矩阵的概念和求解。
工业机器人的组成及各部分的作用
工业机器人的组成及各部分的作用示例文章篇一：嘿，同学们！你们知道工业机器人吗？我跟你们说，这可太神奇啦！工业机器人就像是一个超级厉害的大力士，能帮人们做很多很多复杂又困难的工作。
那它是由啥组成的呢？又为啥这么厉害呢？咱们一起来瞧瞧！先来说说工业机器人的身体，也就是机械本体部分。
这就好比是我们人的骨架，支撑着整个机器人呢！要是没有这结实的骨架，机器人怎么能承受得住各种工作带来的压力和挑战呀？它得足够坚固，才能在工厂里跑来跑去干活，对吧？再看看机器人的驱动系统，这可不得了！它就像是机器人的肌肉，给机器人提供动力，让机器人能活动起来。
想象一下，如果我们人没有了肌肉，是不是连动一下手指头都难？机器人也是这样，没有驱动系统，那就是一堆废铁，啥也干不了！还有那控制系统，哇塞，这简直就是机器人的大脑！它指挥着机器人该干啥，啥时候干，怎么干。
这就好像老师在教室里指挥我们一样，没有老师的指挥，咱们不就乱套啦？机器人要是没有控制系统，那也是瞎忙活，根本完成不了任务。
传感器系统呢，就像是机器人的眼睛、耳朵和鼻子，能让机器人感知周围的环境。
比如说温度、湿度、压力啥的，它都能感觉到。
这不就跟我们一样嘛，我们靠眼睛看、耳朵听、鼻子闻来了解周围的世界，机器人靠传感器来做到这些。
执行机构呢，就好比是机器人的手和脚，负责具体去完成工作任务。
比如抓取东西、焊接、喷漆等等。
要是没有这灵活的手和脚，机器人再有本事也没办法施展呀！工业机器人的这些部分，哪一个都不能少，它们就像一个团队一样，紧密合作，共同完成各种各样的工作。
想想看，如果一个工厂里全是这样厉害的工业机器人在工作，那得多高效啊！它们不用休息，不用喊累，一直不停地工作，生产出好多好多的产品。
这难道不厉害吗？我觉得呀，工业机器人的出现，真的是让我们的生活变得更加美好，更加便捷啦！它们让工厂的生产效率大大提高，也让我们能更快地用上各种各样的好东西。
你们说是不是呀？示例文章篇二：《神奇的工业机器人》嘿，小伙伴们！你们知道吗？现在的工厂里有一种超级厉害的“大家伙”，那就是工业机器人！它们就像是工厂里的超级英雄，不知疲倦地工作着，为我们生产出各种各样的东西。
工业机器人内部结构及基本组成原理详解
工业机器人内部结构及基本组成原理详解工业机器人详解你对工业机器人有着什么样的了解？关于工业机器人，我们过去也反反复复推送了很多的文章，在这一次，我们将尝试解决有关---在工业环境中使用的最常见的机器人和作业时经常会遇到的问题。
关于工业机器人定义什么可以被认为是一个工业机器人？什么不能被称为工业机器人？工业机器人直到最近才能避开这种混乱。
不是在工业环境中使用的每个机电设备都可以被认为是机器人。
根据国际标准组织的定义，工业机器人是一种可编程的三自由度或多轴自动控制的可编程多用途机械手。
这几乎是在谈论工业机器人时被接受的定义。
工业机器人自中年以来发生了什么变化？越来越多的工程师和企业家正在寻找越来越多的机器人技术，帮助在工业环境中优化工作流程的方式。
随着时代的发展和机器人技术的进步，机器人手臂必须为诸如仓储中使用的群组AGV等新手铺路。
我们经常说典型的工业机器人由工具，工业机器人手臂，控制柜，控制面板，示教器以及其他外围设备组成。
那么这些是什么？这些部分通常都在一起，控制柜类似于机器人的大脑。
控制面板和示教器构成用户环境。
工具（也称为末端执行器）是为特定任务设计的设备（例如焊接或喷涂）。
机器人手臂基本上是移动工具的东西。
但并不是每个工业机器人都像一个手臂。
不同机器人有不同类型的结构。
控制面板--- 操作员使用控制面板来执行一些常规任务。
（例如：改变程序或控制外围设备）。
应用“机器人工人” --------- 什么时候应该使用工业机器人而不是人工？相信这个问题大家思考的次数并不少了。
理想情况下，这应该是双赢的。
想快速看到效果，你需要知道什么是别人最不喜欢的工作。
想得最多的是那些重复的，乏味的工作，需要从工作人员那边进行大量单调的行动，这个思考是正确的，因为正是如此，例如从一个输送机到另一个输送机。
如果总是相同的任务，您可以使用专门针对您的需求量身定制的自动化解决方案。
工厂的工作处理需要越来越灵活，在这些情况下，正确的解决方案是：可以试用用于不同任务的可重新编程的机器人进行任务操作。
工业机器人技术概述
工业机器人技术概述
工业机器人技术指的是用于辅助或替代人类工作的自动化机器人。
工业机器人通常由机械结构、传感器、控制系统和程序控制等组成。
机械结构是工业机器人的物理部分，通常由关节、电动机以及连杆等组成。
这些部件使工业机器人能够进行各种操作，如抓取、装配、焊接等。
传感器是工业机器人的感知装置，用于感知周围环境、物体的位置、力量等信息。
常用的传感器包括视觉传感器、力传感器、激光传感器等。
控制系统是工业机器人的核心部分，负责对机器人进行精确的控制和协调操作。
控制系统通常由控制器、伺服驱动器、编码器等组成，可以根据输入的指令控制机器人的运动。
程序控制是工业机器人实现特定任务的操作指令。
程序控制可以通过编程、学习或传感器反馈等方式进行。
工业机器人技术的应用广泛，可以在制造业中实现自动化生产线的组装、搬运、加工等操作。
工业机器人可以提高生产效率、降低生产成本，并且可以在危险或繁重任务中替代人力，提高工作环境的安全性和舒适性。
总而言之，工业机器人技术是一种利用自动化和智能化技术来改进制造业生产过程的技术，具有广阔的应用前景。
工业机器人内部结构及基本组成原理详解修订稿
工业机器人内部结构及基本组成原理详解 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-工业机器人内部结构及基本组成原理详解工业机器人详解你对工业机器人有着什么样的了解关于工业机器人，我们过去也反反复复推送了很多的文章，在这一次，我们将尝试解决有关---在工业环境中使用的最常见的机器人和作业时经常会遇到的问题。
关于工业机器人定义什么可以被认为是一个工业机器人什么不能被称为工业机器人工业机器人直到最近才能避开这种混乱。
不是在工业环境中使用的每个机电设备都可以被认为是机器人。
根据国际标准组织的定义，工业机器人是一种可编程的三自由度或多轴自动控制的可编程多用途机械手。
这几乎是在谈论工业机器人时被接受的定义。
工业机器人自中年以来发生了什么变化越来越多的工程师和企业家正在寻找越来越多的机器人技术，帮助在工业环境中优化工作流程的方式。
随着时代的发展和机器人技术的进步，机器人手臂必须为诸如仓储中使用的群组AGV等新手铺路。
我们经常说典型的工业机器人由工具，工业机器人手臂，控制柜，控制面板，示教器以及其他外围设备组成。
那么这些是什么这些部分通常都在一起，控制柜类似于机器人的大脑。
控制面板和示教器构成用户环境。
工具（也称为末端执行器）是为特定任务设计的设备（例如焊接或喷涂）。
机器人手臂基本上是移动工具的东西。
但并不是每个工业机器人都像一个手臂。
不同机器人有不同类型的结构。
控制面板---操作员使用控制面板来执行一些常规任务。
（例如：改变程序或控制外围设备）。
应用“机器人工人”----什么时候应该使用工业机器人而不是人工相信这个问题大家思考的次数并不少了。
理想情况下，这应该是双赢的。
想快速看到效果，你需要知道什么是别人最不喜欢的工作。
想得最多的是那些重复的，乏味的工作，需要从工作人员那边进行大量单调的行动，这个思考是正确的，因为正是如此，例如从一个输送机到另一个输送机。
工业机器人概论演示文稿
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
1.2 工业机器人基本组成及技术参数
■工业机器人本体
机器人本体：工业机器人的机械主体，是 完成各种作业的执行机构。一般包含互相 连接的机械臂、驱动及传动装置以及各种 内外部传感器。工作时通过末端夹具也称 末端执行器用于实现机器人对工作目标的 夹取、搬用等动作。 1）机械臂
工业机器人技术基础
工业机器人总体发展趋势
（1）技术发展趋势 在技术发展方面，工业机器人正向结构轻量化、智能化、模块化和系统化的方向发展。 未来主要的发展趋势有：
1）机器人结构的模块化和可重构化； 2）控制技术的高性能化、网络化；
3）控制软件架构的开放化、高级语言化；
4）伺服驱动技术的高集成度和一体化；
工业机器人概论演示文稿
第一页，共32页。
（优选）工业机器人概论.
第二页，共32页。
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
主要内容 1.1 工业机器人定义及其发展（了解） 1.2 工业机器人基本组成及技术参数（掌握） 1.3 工业机器人的分类及典型应用（了解）
第三页，共32页。
第1章 工业机器人概论
种机器具备一些与人或生物相似的能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协 同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
国际标准化组织定义：工业机器人是一种仿生的、具有自动控制能力的、可重复编程的
多功能、多自由度的操作机械。
第五页，共32页。
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
1.1 工业机器人定义及其发展
开合自由度。一般情况下机器人的一个自由度对应一个关节，所以自由度
与关节的概念是相等的。自由度是表示机器人动作灵活程度的参数，自由
《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。
工业机器人技术基础课件(最全)
程序结构设计与实现过程
程序结构设计
注意事项
模块化设计、流程图设计、状态机设 计等
避免死锁、确保实时性、优化代码结 构等
实现过程
编写程序框架、定义变量和函数、实 现控制逻辑等
调试技巧及优化方法
01
02
03
调试技巧
单步执行、断点调试、变 量监视等
优化方法
减少计算量、优化算法、 使用高效数据结构等
03 电动驱动
精度高，响应速度快，维护方便，适用于各种负 载和行程的作业。
传感器配置与选型
01 内部传感器
检测机器人自身状态，如关节角度、电机电流等 。
02 外部传感器
检测机器人外部环境，如距离、温度、光照等。
03 选型原则
根据作业需求和机器人性能要求选择合适的传感 器类型和精度等级。
控制系统硬件架构
工业机器人技术基础 课件(最全)
目录
• 工业机器人概述 • 工业机器人核心技术 • 工业机器人硬件组成 • 工业机器人软件编程 • 工业机器人系统集成与应用案例 • 工业机器人维护与保养知识普及
01
工业机器人概述
定义与发展历程
定义
工业机器人是一种能自动执行工作的机器装置，靠自身 动力和控制能力来实现各种功能，可以接受人类指挥， 也可以按照预先编排的程序运行。
控制算法
详细讲解工业机器人控制 中常用的算法，如PID控 制、模糊控制、神经网络 控制等。
控制器设计
阐述工业机器人控制器的 设计原则和方法，包括硬 件设计和软件设计。
控制技术应用
探讨控制技术在工业机器 人中的应用，如焊接机器 人、装配机器人、喷涂机 器人等。
机器人技术参数
３．工作速度
工作速度是指机器人在工作载荷条件下、匀速运动过程中，机械接 口中心或工具中心点在单位时间内所移动的距离或转动的角度。
确定机器人手臂的最大行程后，根据循环时间安排每个动作的时间， 并确定各动作同时进行或顺序进行，就可确定各动作的运动速度。
如图所示为球（极）坐标机器人，具有5个自由度。
R3 P
R4 R2 R1
图球（极）坐标机器人自由度
特点：灵活性好，工作空间大。
4） 关节机器人
（1）SCARA型关节机器人 SCARA型关节机器人有4个自由度，如图所示。
R
2
R
1
P
R
3
SCARA型关节机器人自由度
特点：适用于平面定位，在垂直方向进行装配作业。
机器人所具有的自由度数目及其组合不同，则其运动图形不同；而自由 度的变化量(即直线运动的距离和回转角度的大小)则决定着运动图形的 大小。如表2-1。
a) 垂直串联多关节机器人 MOTOMAN MH3F
b) 水平串联多关节机器人 MOTOMAN MPP3S
特别注意：装上末端执行器以后，需要同时保证工具的姿态，实际可达 空间会比厂家给出的要小一层。
机器人臂部位置 在xO1y面内有三个独立运动 • 升降(L1)、伸缩(L2)、和转动
(Φ1)，腕部在xO1y面内有一个 独立的运动 • 转动(Φ2)。 机器人手部位置 需要一个独立变量 • 手部绕自身轴线O3C的旋转Φ3。
目前，焊接和涂装作业机器人多为 6 或 7 自由度，而搬运、码垛和装 配机器人多为 4~6 自由度。
分配动作时间除考虑工艺动作要求外，还要考虑惯性和行程大小、 驱动和控制方式、定位和精度要求。