工业机器人示教的分类及特点
工业机器人的分类
工业机器人的分类工业机器人是现代制造业中不可或缺的一部分，它们在自动化生产、提高效率和质量、降低成本和改善工作环境等方面发挥着重要作用。
工业机器人可以根据不同的标准进行分类，以下是几种常见的分类方法：1.按应用场景分类：根据应用场景的不同，工业机器人可以分为以下几类：a. 搬运机器人：用于物体的搬运、堆叠、拆垛等任务，可以在仓库、生产线等场景中应用。
b. 焊接机器人：用于各种金属的焊接，可以在汽车、机械制造等行业中应用。
c. 装配机器人：用于产品的装配、拧紧、检验等任务，可以在电子产品、汽车制造等行业中应用。
d. 加工机器人：用于切割、磨削、钻孔等加工任务，可以在机械制造、航空制造等行业中应用。
e. 喷涂机器人：用于物体的表面处理、喷漆、涂装等任务，可以在汽车、家具制造等行业中应用。
f. 巡检机器人：用于设备的状态监测、数据采集等任务，可以在电力、石油、化工等行业应用2.按操作形式分类：根据操作形式的的不同，工业机器人可以分为以下几类：a. 示教再现型机器人：通过预先编程或手动示教，将一系列动作记录下来，然后在需要时重复执行这些动作。
这种机器人在生产线上广泛应用。
b. 离线编程机器人：通过计算机辅助制造软件进行离线编程，将机器人的动作和路径预先规划好，然后在生产现场将程序导入机器人的控制系统。
c. 在线编程机器人：通过手动操作或自动路径规划软件，在机器人执行任务的过程中进行编程和调整，以适应不同的工作环境和任务需求。
3.按运动形式分类：根据运动形式的的不同，工业机器人可以分为以下几类：a. 直角坐标机器人：沿着X、Y、Z三个方向移动的机器人，可以在空间中进行三维运动。
b. 关节型机器人：具有多个关节的机器人，可以完成更加复杂的动作和轨迹。
关节型机器人在生产线和自动化领域中广泛应用。
c. SCARA机器人：水平面运动机器人，具有四个旋转关节，适用于平面轮廓物体的搬运和装配等任务。
d. 球形机器人：可以在任意方向上移动的球形机器人，具有更高的灵活性和适应性，适用于空间搬运、装配等任务。
《工业机器人系统》课件
介绍用于工业机器人编程的集成开发 环境（IDE），如ROS、Keithley等， 以及如何安装和使用。
工具链
介绍工业机器人编程所需的工具链， 如建模软件、仿真软件等，以及它们 在编程中的作用。
控制策略与算法
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控制策略
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介绍工业机器人常用的控制策略，如PID控制、模糊控制 等，以及它们的原理和应用场景。
分类
根据应用领域和功能，工业机器人可 以分为搬运机器人、装配机器人、焊 接机器人、喷涂机器人等类型。
工业ห้องสมุดไป่ตู้器人的应用领域
汽车制造业
工业机器人在汽车制造业中广 泛应用于焊接、装配、喷涂等 环节，提高了生产效率和产品
质量。
电子制造
电子制造领域中，工业机器人 能够完成高精度、高速度的贴 片、检测、组装等任务，提高 了生产效率。
03
人机界面提高了机器人的易用性和可维护性，降低了对操作人员的技 能要求。
04
人机界面的未来发展方向是更好的用户体验、更高的交互性和更强的 智能化功能。
03
工业机器人编程与控 制
编程语言与工具
编程语言选择 介绍工业机器人常用的编程语言，如 Python、C等，以及它们的特点和适
用场景。
集成开发环境（IDE）
04
工业机器人应用案例
装配线上的机器人
总结词
装配线上的机器人主要用于自动 化装配作业，提高生产效率。
详细描述
装配线上的机器人能够快速、准 确地完成零件的抓取、搬运和组 装，减少了人工操作，提高了生 产效率，降低了生产成本。
搬运机器人
总结词
搬运机器人主要用于物料搬运，减轻工人劳动强度，提高搬 运效率。
工业机器人操作
第一单元 编程与调试
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（8）Robot Art Robot Art 是工业机器人离线编程仿真软件，其功能强大，包括高性能3D 平台，基于几何拓扑与历史特征的轨迹生成与规划，自适应机器人求解算法与后置生成技术， 支持深度自定义的开放系统架构，事件仿真与节拍分析技术，在线数据通信与互动技术等。
第一单元 编程与调试
第一单元 编程与调试
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第一单元 编程与调试
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第一单元 编程与调试
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第一单元 编程与调试
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（2）轨迹生成或规划运动路径 通过离线编程软件导入模型构建一个工作站后，需要进一步规 划机器人的运动路径或者通过导入图形轨迹来规划机器人运动。 1）CAD 图形导入。
第一单元 编程与调试
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第一单元 编程与调试
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第一单元 编程与调试
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（3）设置工具坐标系 1）打开Robot Assist 软件，单击图标菜单中的“系统设置”，如图1-72 所示，进入系统设置。
第一单元 编程与调试
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第二节 离 线 编 程 一、仿真及离线编程工程应用流程知识 （1）Robot Studio Robot Studio 软件，在市场上使用比较广泛。 1）CAD 导入。 2）Auto Path（自动路径）功能。 3）程序编辑器。 4）路径优化。 5）可到达性分析。 6）虚拟示教台。 7）事件表。 8）碰撞检测。 9）VBA 功能。
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3）五点法。
认识工业机器人
认识工业机器人机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多种学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。
而且，机器人应用情况是反映一个国家工业自动化水平的重要标志。
本次任务的主要内容就是了解工业机器人的现状和发展趋势；通过现场参观，认识工业机器人相关企业；现场观摩或在技术人员的指导下操作ABB工业机器人，了解其基本组成。
一、工业机器人的定义及特点1.工业机器人的定义国际上对机器人的定义有很多。
美国机器人协会（RIA）将工业机器人定义为：“工业机器人是用来进行搬运材料、零部件、工具等可再编程的多功能机械手，或通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置。
”日本工业机器人协会（JIRA）将工业机器人定义为：“工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。
”在我国1989年的国际草案中，工业机器人被定义为：“一种自动定位控制，可重复编程、多功能的、多自由度的操作机。
操作机被定义为：具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓取物体或进行其他操作的机械装置。
”国际标准化组织（ISO）曾于1984年将工业机器人定义为：“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程的操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务。
”2.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。
（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，在控制上有计算机。
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、语音功能传感器等。
工业机器人技术基础-第五章-机器人的作业和示教
任务五 初识工业机器人的作业示教
(5)检查试运行 在完成机器人运动轨迹和作业条件输入后,需试运行测试程 序,以便检查各程序点及参数设置是否正确,这就是跟踪。跟踪的主要目的是 检查示教生成的运动以及末端工具指向位置是否已记录。一般工业机器人可 采用以下跟踪方式来确认示教的轨迹与期望轨迹是否一致。
1)单步运转。通过逐行执行当前行(光标所在行)的程序语句,机器人实现两个 临近程序点间的单步正向或反向移动。结束一行的执行后,机器人动作暂停。
(1)使用作业条件文件 输入作业条件的文件称为作业条件文件。使用这些文 件,可以使作业命令的应用更为简便。
任务五 初识工业机器人的作业示教
(2)在作业命令的附加项中直接设定 采用此方法进行作业条件设定,首 先需要了解机器人指令的语言形式,或者程序编辑画面的构成要素。由 图2-1-2可知,程序语句一般由行标号、命令及附加项几部分组成。要修 改附加项数据,将光标移动到相应语句上,然后按示教器上的相关按键即 可。
任务五 初识工业机器人的作业示教
表2-1-4 运动轨迹示教方法
任务五 初识工业机器人的作业示教
(4)设定作业条件 本实例中,焊接作业条件的输入主要涉及以下3个方面: 1)在作业开始命令中,设定焊接开始规范及焊接开始动作次序。 2)在焊接结束命令中,设定焊接结束规范及焊接结束动作次序。 3)手动调节保护气体流量。在编辑模式下合理配置焊接工艺参数。
任务五 初识工业机器人的作业示教
(6)再现施焊 示教操作生成的作业程序,经测试无误后,将“模式”旋钮 对准“再现/自动”位置,通过运行示教过的程序即可完成对工件的再现 作业。工业机器人程序的启动有两种方法: 1)手动启动。使用示教器上的“启动”按键来启动程序,适合于作业任 务编程及其测试阶段。 2)自动启动。利用外部设备输入信号来启动程序,在实际生产中经常采 用。
工业机器人应用技术课件ppt(PPT163张)可修改文字
一、机器人控制系统的特点
(3)具有较高的重复定位精度，系统刚性好。除直角坐标机器 人外，机器人关节上的位置检测元件不能安装在末端执行器上，而 应安装在各自的驱动轴上，构成位置半闭环系统。但机器人的重复 定位精度较高，一般为±0.1 mm。此外，由于机器人运行时要求 运动平稳，不受外力干扰，为此系统应具有较好的刚性。
(5-20)
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前馈、解耦或自适应控制等。
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图5-1 机器人控制系统的分类
二、机器人控制系统的组成
图5-2 机器人控制系统组成框图
二、机器人控制系统的组成
(1)控制计算机。控制计算机是控制系统的调度指挥机 构，一般为微型机，微处理器分为32位、64位等，如奔腾 系列CPU等。
(2)示教编程器。示教机器人的工作轨迹、参数设定和 所有人机交互操作拥有自己独立的CPU及存储单元，与主 计算机之间以串行通信方式实现信息交互。
因而受限运动的控制一般称为力控制。
四现、场机 总器线人应智用能于求力生控控产制现制方场法，系在统微机具化测有量良控制好设备的之人间实机现双界向面多结，点数尽字量通信降，从低而对形成操了新作型者的网的络集要成求式全。分布因控制系统—— 现位场置总 控线制控部制分系的此统输，出(fieΔl多dqb1u和数s速co度情nt控ro况制l s部y要s分tem的求，输F控出CΔS制q)。2相器加，的其设和作计为机人器员人的不关节仅控要制增完量Δ成q，底用于层控伺制机服器人控的制运动器。
第9章 机器人示教与操作
机器人示教类别与基本特征
３. 示教盒示教
利用装在控制盒上的按钮可以驱动机器人按需要的顺序进行操作。在示教盒 中，每一个关节都有一对按钮， 分别控制该关节在两个方向上的运动。有时还提
供附加的最大允许速度控制。虽然为了获得最高的运行效率，人们希望机器人能
实现多关节合成运动，但在用示教盒示教的方式下，却难以同时移动多个关节。 示教盒一般用于对大型机器人或危险作业条件下的机器人示教。但这种方法
概述
随着机器人应用的推广，机器人的示教和操作得到越来越多的关注。本章将介绍机 器人示教的类别与特性、机器人编程语言的类别与特性、机器人遥操作， 并结合典型案 例介绍机器人的示教与操作。
机器人示教类别 与基本特征
机器人示教类别与基本特征
由于机器人的控制装置和作业要求多种多样， 国内外尚未制订统一的机器人 控制代码标准， 所以编程语言也是多种多样的。目前， 在工业生产中应用的机 器人的主要编程示教方式有以下几种形式。
２.程序结构的清晰性 结构化程序设计技术的引入， 如ｗｈｉｌｅ⁃ｄｏ⁃ｉｆ⁃ｔｈｅｎ⁃ｅｌｓｅ 这种类
似自然语言的语句代替简单的ｉｆ 和ｇｏｔｏ 语句， 使程序结构清晰明了， 但需要更
多的时间和精力来掌握。
机器人编程语言的类别和基本特性
３.应用的自然性
正是由于这一特性的要求， 使得机器人语言逐渐增加各种功能， 由低级向高级发展。 ４.易扩展性
机器人可以工作在自适应的方式下。
机器人示教类别与基本特征
５） 控制功能中可以包含现有的计算机辅助设计（ＣＡＤ） 和计算机辅助
制造（ＣＡＭ）的信息。
６） 可以预先运行程序来模拟实际运动， 从而不会出现危险。利用图形仿 真技术， 可以在屏幕上模拟机器人运动来辅助编程。
工业机器人
五、工业机器人的分类
1．按用途分： 工业机器人、空间机器人、水下机器人、军用机器人、
排险救灾机器人、教学机器人和娱乐机器人等。
2．按主要功能分： 操作机器人：主要是模仿人的手和手臂的工作。 移动机器人：工业生产中带有行走机构的机器人完成
运输，上下料等工作。 信息机器人：主要指以计算机系统为基础的智能行为
手臂 肘部伸长
肩部旋转
机器人控 制器
手臂摆转 俯仰
偏转 手腕
转动
工业机器人的典型结构
四、机器人的主要技术参数
1．自由度： 指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目。
2．工作精度： 包括定位精度和重复定位精度。可以用精密度、正
确度、和准确度三个参数来衡量。 定位精度：指机器人实际到达的位置和设计的理想位
工业机器人一般由主构架（手臂）、手腕、驱动系统、 测量系统、控制器及传感器等组成。工业机器人不同于机 械手。
工业机器人具有独立的控制系统，可以通过编程实现 动作程序的变化；而机械手只能完成简单的搬运、抓取及 上下料工作，它一般作为自动机或自动线上的附属装置， 工作程序固定不变。
液 压 /电 气 动 力 装 置
3.其它领域
机器人在其它领域的应用也非常广泛，如工业机 器人可以取代人去完成一些危险环境中的作业(如放射 线、火灾、海洋、宇宙等)。例如，2004年1月4日，美 国“勇气”号火星探测机器人实现了人类登陆火星的
梦想，下图为“勇气”号的图片。
空间机器人
ANTE是美国卡内基·梅隆大学为 探行星做准备而研制的，高3米，宽 2米，重400千克。
焊接工业机器人系统示意图
机器人汽车焊接生产线
2.机械制造领域
机械制造企业的柔性制造系统采用搬运机器人搬运 物料、工件和工具，装配机器人完成设备的零件装配， 测量机器人进行在线或离线测量。
工业机器人的分类以及组成
工业机器人的分类以及组成==================一、工业机器人定义--------工业机器人（Industrial Robot）是一种可编程、可重复使用的自动化机械设备，它能够通过传感器感知环境，通过执行器作用于环境，并能够自主地或根据外部指令进行工作。
工业机器人广泛应用于制造业，如汽车制造、电子产品制造等领域。
二、工业机器人分类--------1. 按使用用途分工业机器人可以根据其使用用途分为以下几类：* 搬运机器人：用于在生产线上搬运物料，如装载、卸载、堆叠等。
* 焊接机器人：用于自动焊接，如弧焊、点焊等。
* 喷涂机器人：用于自动喷涂，如涂装、喷砂等。
* 装配机器人：用于自动装配，如拧螺丝、装配零部件等。
* 检查机器人：用于检查产品质量，如视觉识别、超声波检测等。
2. 按功能划分工业机器人也可以根据其功能分为以下几类：* 示教再现型机器人：通过示教编程方式，将工作程序存储在记忆装置中，在需要工作时重复执行。
* 智能型机器人：具有感知、决策和行动能力的机器人，能够自主地适应环境变化并完成任务。
* 关节型机器人：具有多个关节的机器人，可以通过调整关节位置和姿态来实现各种复杂的运动。
* 直角坐标型机器人：具有线性位移和转动两个或更多自由度的机器人，可以在空间中实现直线或曲线运动。
* SCARA型机器人：具有平面移动自由度的机器人，主要用于装配、搬运等任务。
3. 按机械结构划分工业机器人还可以根据其机械结构分为以下几类：* 串联机器人：由多个关节连接的机器人，每个关节都有一个自由度，可以连续移动。
* 并联机器人：具有多个平行连杆的机器人，具有多个自由度，通常用于并联机床等领域。
* 圆柱坐标型机器人：具有线性位移和转动两个自由度的机器人，可以在圆柱坐标系中运动。
* 两足步行机器人：具有类似于人类双足结构的机器人，可以像人类一样行走。
* 多足步行机器人：具有多个足部的机器人，可以在复杂的地形中行走。
示教学习的总结
1.机器人的三代：（1）可编程机器人：一般根据操作人员所编程序,完成一些简单的重复性操作。
（2）感知机器人：又叫做自适应机器人，它在第一代机器人的基础上发展起来, 能够具有不同程度的“感知”周围环境的能力。
（3）智能机器人：将具有识别、推理、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,因此能在非特定的环境下作业智能机器人与工业机器人的根本区别在于,智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能。
而感知本身,就是人类和动物所具有的低级智能。
因此机器的智能分为两个层次:①具有感觉、识别、理解和判断功能;②具有总结经验和学习的功能。
所以,人们通常所说的第二代机器人可以看作是第一代智能机器人。
2.智能机器人的感官系统：(1)触觉传感器：阵列触觉传感方器。
(2)视觉传感：①隔开物体的二维视觉:双态成像;②隔开物体的二维视觉:灰度标成像;③触觉或叠加物体的二维视觉;④二维观察;⑤二维线跟踪;⑥使用透视、立体、结构图示或范围找寻技术从隔开物体中提取三维信息。
(3)听觉传感：目前用的最多的是麦克风与机器人的自然语言理解系统。
(4)运动性能：机器人通常是要在周围移动物体的,例如:机器人臂到轮子或脚的运载器已有许多结构在使用,此外还有许多其他型号在研究之中。
为在空间任意点以任意方式操作一个物体,机器人臂需要有6个自由度:左/右、前/后、上/下、投、卷和左右摆转。
在工业中使用的坐标已有6个：圆柱形、球形、笛卡尔坐标、旋转坐标、Scara type和并行坐标。
3示教：所谓示教是指操作者在实际作业环境中，或用手工引导机器人末端执行器，或用手工引导一个机械模拟装置，或用示教盒对机器人进行编程，来操作机器人完成规定作业的所需位姿，并记录下示教点的位姿数据，其间一组连续的示教点就构成了机器人完成相关动作的工作点位，依此构建的程序能够保证机器人在此后的运行中圆满再现人们示教给机器人的作业动作。
其实质是机器人将整个作业内容一步一步地记录下来，每一步操作都表示为指令。
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工业机器人示教的分类及特点
随着机器人技术的日益成熟以及应用的不断普及，机器人正逐渐融入社会
生产、生活的各个方面，并发挥越来越不可替代的作用。在“工业 4.0 ”和 “中
国制造 2025 ”的背景下，为了适应现代工业快速多变的特点以及满足日益增
长的复杂性要求，机器人不仅要能长期稳定地完成重复工作，还要具备智能
化、网络化、开放性、人机友好性的特点。作为工业机器人继续发展与创新
的一个重要方面，示教技术正在向利于快速示教编程和增强人机协作能力的
方向发展。
工业机器人示教就是编程者采用各种示教方法事先“告知”机器人所要进行
的动作信息和作业信息等。这些信息大致分为三类：机器人位置和姿态信
息，轨迹和路径点等的信息；机器人任务动作顺序信等的息；机器人动作、
作业时的附加条件等的信息，机器人动作的速度和加速度等信息和作业内容
信息等。图1所示为机器人示教方法的分类。
图1. 机器人示教方法分类
实际应用最多的传统的示教盒示教要求操作者具有一定的机器人技术知识
和经验，示教效率较低。与示教盒示教相比，直接示教法可以无需操作者掌
握任何机器人知识及经验，操作简单且快速，极大地提高了示教的友好性、