工业机器人技术

机器人技术

机器人在人类生产作业中的重要应用

学院：机械工程学院

专业: 液压元件与控制

班级： 08级5班

学号： 080803110250

姓名：卢红兵

一、研究意义与必要性

国际标准化组织(ISO)曾于1987年对工业机器人进行定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。”该定义与美国机器人学会（RIA）和日本工业标准（JIS）对工业机器人的定义相近。工业机器人主要用于制造业中，随着机器人技术的发展，它目前已广泛地用于汽车、机械制造、电子工业及塑料制品等生产领域，进而扩展到核能、采矿、冶金、石油、化学、航空、航天、船舶、建筑、纺织、制衣、医药、生化、食品等工业领域，机器人将成为人类社会生产活动的“主劳力”，人类将从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的生产劳动中解放出来,从而有更多的时间去学习、研究和创造。

工业机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程功能的多功能操作机，多以机械臂的形式出现，这种操作机具有几个轴，能够借助可编程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。在日本，单轴机器人同样被列入工业机器人的范畴。

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化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

工业机器人是机器人的一个重要分支，它的特点是可通过编程完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器人各自的优点，尤其是体现了人的智能和适应性，机器作业的准确性和在各种环境中完成作业的能力。因而在国民经济各个领域中具有广阔的应用前景

机器人技术是综合了机械学、计算机、控制论、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多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，机器人的应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。

二、国内外研究现状及分析

日本是当今的工业机器人王国，既是工业机器人的最大制造国也是最大消费国。但实际上工业机器人的诞生地是美国。美国人英格伯格和德奥尔制造出了世界上第一台工业机器人，他们发现可以让机器人去代替工人一些简单重复的劳动，而且不需要报酬和休息，任劳任怨。接着他们两人合办了世界上第一家机器人制造工厂，生产unimate工业机器人。如图1所示。

图1-在美国诞生的Unimate工业机器人

与此同时，十九世纪七十年代的日本正面临着严重的劳动力短缺，这个问题已成为制约其经济发展的一个主要问题。在美国诞生并已投入生产的工业机器人就给日本带来了福音。1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进机器人及技术，建立生产厂房，并于1968年试制出第一台日本产unimate机器人。经过短暂的摇篮阶段，日本的工业机器人很快进入实用阶段，并由汽车业逐步扩大到其它制造业以及非制造业。1980年被称为日本的“机器人普及元年”，日本开始在各个领域推广使用机器人，这大大缓解了市场劳动力严重短缺的社会矛盾。再加上日本政府采取的多方面鼓励政策，这些机器人受到了广大企业的欢迎。

美国是工业机器人的诞生地，基础雄厚，技术先进。现今美国有着一批具有国际影响力的工业机器人供应商，像Adept Technologe 、American Robot Emersom Industrial Automation 等。

德国工业机器人的数量占世界第三，仅次于日本和美国，其智能机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。目前在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人经推广应用成为主流安装机型，而第三代智能机器人已占有一定比重并成为发展的方向。

世界上的机器人供应商分为日系和欧系。瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后，其机器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。

德国的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上几家顶级工业机器人制造商之一。1973年研制开发了KUKA的第一台工业机器人。年产量达到一万台左右。所生产的

机器人广泛应用在仪器、汽车、航天、食品、制药、医学、铸造、塑料等工业，主要用于材料处理、机床装备、包装、堆垛、焊接、表面休整等领域。图2 是KUKA KR 100，用于高速、高精度焊接、切割和测量的机器人。

图2

意大利COMAU公司从1978年开始研制和生产工业机器人，至今已有30多年的历史。其机器人产品包括Smart系列多功能机器人和MASK系列龙门焊接机器人。广泛应用于汽车制造、铸造、家具、食品、化工、航天、印刷等领域。意大利COMAU 公司研发的 Comau Smart NS1 如图3所示

图3 Comau Smart NS1

总的来讲国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：

1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。

2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。

3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

5．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

6．当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。

7．机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。

我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。

一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术（产业化），必须具备5个要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有着“机器人王国”之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以，我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。日本工业机器人产业

的辉煌得益于本国政府的鼓励政策，我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。

经过20多年的发展，我国机器人技术和集成能力得到了很大提高，推进了工业机器人产品的系列化及工程应用，成功将机器人技术应用于传统产业，增强了企业的市场竞争力；实现了特种机器人，特别是水下机器人和反恐排爆机器人的跨越式发展；仿人机器人等也取得了显著成绩。

在工业机器人方面，经过“七·五”攻关计划、“九·五”攻关计划和863计划的支持，取得了较大进展。

(1)工业机器人系列产品和应用工程成为机器人产业化的龙头。

在“九·五”期间，我国研制出实用型装配机器人、弧焊机器人、点焊机器人及自动导引车（AGV）等一系列机器人产品，完成了小批量生产及其应用工程，包括一汽集团汽车自动焊接线，嘉陵、金城、三水摩托车焊接线，以及自动码垛、小型电器自动装配线等100多项机器人示范应用工程，为提高我国企业装备水平和工业机器人产业化做出了重要贡献。

(2)机器人化机器推动我国工程机械的更新换代。

经过多年的探索，我国在智能机器人的发展上确定了利用机器人技术去改造现有的机器，即研制机器人化机器、实现技术辐射的技术路线。同时，根据技术现状和市场情况，我国开始集中精力在工程机器人方面取得突破，徐州工程机械集团公司、江簏机械厂等单位合作完成了无人驾驶的振动式压路机、具有自动推平功能的推土机、可编程挖掘机、自动凿岩机、移动式隧道喷浆机等九种工程机械的机器人化，推动了国工程机械产品升级换代。此外，农业、建筑、冶金等行业的机械机器人化工作也在逐步展开。随着时间推移，这条技术辐射之路越走越宽，为我国传统机械设备的改造做出的贡献也越来越大。

机器人的应用是一个国家工业自动化水平的重要标志。国外工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备而得到工业界广泛应用。我国工业机器人的应用也已经20多年，促进了我国制造业的发展，但大部分产品依赖进口。

三、工业机器人各关键技术介绍

（一）、工业机器人机构及其设计

1．工业机器人及操作机

工业机器人是一种能自动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，可用来搬运物料、零件和握持工具，以完成各种不同的作业。

（1）工业机器人的组成

1）工业机器人通常由执行机构、驱动-传动系统、控制系统及智能系统部分组成。2）机器人各部分关系

3）机器人各部分功能

执行机构是机器人赖以完成各种作业的主体部分。通常为开式空间连杆机构。驱动-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。控制系统一般由示教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。智能系统则由感知系统和分析决策系统组成，它分别由传感器及软件来实现。

关节式机器人的几种典型类型

（2）机器人操作机

工业机器人的机械结构部分称为操作机。它由机座、腰部、大臂、小臂、腕部及手部组成。即由手臂机构和手腕机构组成。

（3）工业机器人的发展过程可分为以下三代：

第一代为示教/再现型机器人。它主要由机械系统和控制系统组成。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号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。

2．操作机的主要类型

（1）直角坐标型（PPP型)

（2）圆柱坐标型（PPR型）

（3）球坐标型（RRP型）

（4）关节型 (RRR型）

3．操作机的主要技术指标

（1）自由度

自由度是用来确定手部相对机座的位置和姿态的独立参数的数目。它等于操作机独立驱动的关节数目。自由度是反映操作机的通用性和适应性的一项重要指标。目前一般通用工业机器人大多为 5 自由度左右，已能满足多种作业的要求。

（2）工作空间即操作机的工作范围。

（3）灵活度

灵活度是指操作机末端执行器在工作（如抓取物件）时，所能采取的姿态的多少。若能从各个方位抓取物体，则其灵活度最大；若只能从一个方位抓取物体，则其灵活度最小。

4.机构的设计

工业机器人操作机是由机座、手臂、手腕及末端执行器等组成的机械装置。而从机器人完成作业的方式来看，操作机个是由手臂机构、手腕机构及末端执行器等组成的机构。其结构方案及其运动设计是整个机器人设计的关键。

（1）操作机手臂机构的设计

手臂机构一般为2～3个自由度，要求可实现回转、仰俯、升降或伸缩三种运动形式。手臂机构设计时，先要确定其结构型式和尺寸，还需考虑各种构件的重量对其运动速度、精度及刚度的影响。

（2）操作机手腕机构的设计

手腕机构一般为1～3个自由度，要求可实现回转、偏摆或摆转和仰俯三种运动形式。手腕机构的设计时，要确定其结构型式及机构尺寸，并要注意诱导运动。为使其机构紧凑，要减少其重量和体积，以利于驱动传动的布置和提高手腕动作的精确性。

（3）末端执行器的设计

根据不同作业任务的要求，先确定末端执行器的类型及其机构的型式，并尽可能使其结构简单、紧凑、重量轻，以减轻手臂的负载。

灵

巧

手

示

例

图

（二）工业机器人的传感技术

1.内部传感器

(1)概述

在有关工业机器人功能的术语中，“内部”测量功能定义为测量机器人自身状态的功能，所谓内部传感器就是实现该功能的元件，具体检测的对象有关节的线位移、角位移等几何量，速度、角速度、加速度等运动量，还有倾斜角、方位角、振动等物理量，对各种传感器要求精度高、响应速度快、测量范围宽。内部传感器中，位置传感器和速度传感器，是当今机器人反馈控制中不可缺少的元件。现已有多种传感器大量生产，但倾斜角传感器、方位角传感器及振动传感器等用作机器人内部传感器的时间不长，其性能尚需进一步改进。

(2)内部传感器按功能分类

1）规定位置、规定角度的检测检测预先规定的位置或角度，可以用ON/OFF两个状态值，这种方法用于检测机器人的起始原点、越限位置或确定位置。

①微型开关：规定的位移或力作用到微型开关的可动部分（称为执行器）时，开关的电气触点断开或接通。限位开关通常装在盒里，以防外力的作用和水、油、尘埃的侵蚀。

②光电开关：光电开关是由LED光源和光敏二极管或光敏晶体管等光敏元件组成，相隔一定距离而构成的透光式开关。当光由基准位置的遮光片通过光源和光敏元件的缝隙时，光射不到光敏元件上，而起到开关的作用。

2）位置、角度测量测量机器人关节线位移和角位移的传感器是机器人位置反馈控制中必不可少的元件。

①电位器：电位器可作为直线位移和角位移检测元件。

所以，为了保证电位器的线性输出，应保证等效负载电阻远远大于电位器总电阻。电位器式传感器结构简单，性能稳定，使用方便，但分辨率不高，且当电刷和电阻之间接触面磨损或有尘埃附着时会产生噪声。

②旋转变压器：旋转变压器由铁心、两个定子线圈和两个转子线圈组成，是测量旋转角度的传感器。定子和转子由硅钢片和坡莫合金叠层制成，在各定子线圈加上交流电压，转子线圈中由于交链磁通的变化产生感应电压。感应电压和励磁电压之间相关联的耦合系数随转子的转角而改变。因此，根据测得的输出电压，就可以知道转子转角的大小。

3）编码器：编码器输出表示位移增量的编码器脉冲信号，并带有符号。根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，分为增量式编码器和绝对式编码器。作为机器人位移传感器，光电编码器应用最为广泛。

绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。

磁编码器在强磁性材料表面上记录等间隔的磁化刻度标尺，标尺旁边相对放置磁阻效应元件或霍尔元件，即能检测出磁通的变化。与光电编码器相比，磁编码器的刻度间隔大，但它具有耐油污、抗冲击等特点。人们期待着磁编码器和高

分辨率的光电编码器能尽早地用作机器人的内传感器。

4）速度、角速度测量速度、角速度测量是驱动器反馈控制中必不可少的环节，有时也利用测位移传感器测量速度及检测单位采样时间位移量，然后用F/V转换器变成模拟电压，但这种方法有其局限性，在低速时，存在着不稳定的危险；而高速时，只能获得较低的测量精度。

5）加速度测量随着机器人的高速比、高精度化，由机械运动部分刚性不足所引起的振动问题开始提到日程上来了。为了解决振动问题，有时在机器人的运动手臂等位置安装加速度传感器，测量振动加速度，并把它反馈到驱动器上。加速度传感器分为：

①应变片加速度传感器：应变片加速度传感器是由一个板簧支承重锤所构成的振动系统。在板簧两面分别贴两个应变片，应变片受振动产生应变，其电阻值的变化通过电桥电路的输出电压被检测出来。

②伺服加速度传感器：伺服加速度传感器中振动系统重锤位移变换成成正比的电流，把电流反馈到恒定磁场中的线圈，使重锤返回到原来的零位移状态。

③压电感应加速度传感器：压电感应加速度传感器是利用具有压电效应的物质，将加速度转换为电压。

④其他内部传感器除以上介绍的常用内部传感器外，还有一些根据机器人不同要求而安装的不同功能的内部传感器，如用于倾斜角测量的液体式倾斜角传感器、电解液式倾斜角传感器、垂直振子式倾斜角传感器、用于方位角测量的陀螺仪和地磁传感器。这些传感器有待于进一步完善，更好地用于机器人上。

2.外部传感器

（1）概述

为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系，在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器，大大改善了机器人工作状况，使其能够更充分地完成复杂的工作。由于外部传感器为集多种学科于一身的产品，有些方面还在探索之中，随着外部传感器的进一步完善，机器人的功能越来越强大，将在许多领域为人类做出更大贡献。

（2）外部传感器按功能分类

1）触觉传感器触觉是接触、冲击、压迫等机械刺激感觉的综合，触觉可以用来进行机器人抓取，利用触觉可进一步感知物体的形状、软硬等物理性质。对机器人触觉的研究，只能集中于扩展机器人能力所必需的触觉功能，一般把检测感知和外部直接接触而产生的接触觉、压力、触觉及接近觉的传感器称为机器人触觉传感器。

①接触觉：接触觉是通过与对象物体彼此接触而产生的，所以最好使用手指表面高密度分布触觉传感器阵列，它柔软易于变形，可增大接触面积，并且有一定的强度，便于抓握。接触觉传感器可检测机器人是否接触目标或环境，用于寻找物体或感知碰撞。

Ⅰ.机械式传感器：利用触点的接触断开获取信息，通常采用微动开关来识别（物体的二维轮廓，由于结构关系无法高密度列阵。

Ⅱ.弹性式传感器：这类传感器都由弹性元件、导电触点和绝缘体构成。如采用导电性石墨化碳纤维、氨基甲酸乙酯泡沫、印制电路板和金属触点构成的传

感器，碳纤维被压后与金属触点接触，开关导通。也可由弹性海绵、导电橡胶和金属触点构成，导电橡胶受压后，海绵变形，导电橡胶和金属触点接触，开关导通。也可由金属和铰青铜构成，被绝缘体覆盖的青铜箔片被压后与金属接触，触点闭合。

Ⅲ.光纤传感器：这种传感器包括由一束光纤构成的光缆和一个可变形的反射表面。光通过光纤束投射到可变形的反射材料上，反射光按相反方向通过光纤束返回。如果反射表面是平的，则通过每条光纤所返回的光的强度是相同的。如果反射表面因与物体接触受力而变形，则反射的光强度不同。用高速光扫描技术进行处理，即可得到反射表面的受力情况。

②接近觉：接近觉是一种粗略的距离感觉，接近觉传感器的主要作用是在接触对象之前获得必要的信息，用来探测在一定距离范围内是否有物体接近、物体的接近距离和对象的表面形状及倾斜等状态，一般用“1”和“0”两种态表示。在机器人中，主要用于对物体的抓取和躲避。接近觉一般用非接触式测量元件，如霍尔效应传感器、电磁式接近开关和光学接近传感器。

以光学接近传感器为例，其结构如下图1所示。由发光二极管和光敏晶体管组成。发光二极管发出的光经过反射被光敏晶体管接收，接收到的光强和传感器与目标的距离有关，输出信号Uout是距离x的函数：Uout＝f（x）。红外信号被调制成某一特定频率，可大大提高信噪比。

③滑觉：机器人在抓取不知属性的物体时，其自身应能确定最佳握紧力的给定值。当握紧力不够时，要检测被握紧物体的滑动，利用该检测信号，在不损害物体的前提下，考虑最可靠的夹持方法，实现此功能的传感器称为滑觉传感器。

滑觉传感器有滚动式和球式，还有一种通过振动检测滑觉的传感器。物体在传感器表面上滑动时，和滚轮或环相接触，把滑动变成转动。

磁力式滑觉传感器中，滑动物体引起滚轮滚动，用磁铁和静止的磁头，或用光传感器进行检测，这种传感器只能检测到一个方向的滑动。球式传感器用球代替滚轮，可以检测各个方向的滑动，振动式滑觉传感器表面伸出的触针能和物体接触，物体滚动时，触针与物体接触而产生振动，这个振动由压点传感器或磁场线圈结构的微小位移计检测。滚轮式滑觉传感器如图2所示。

2）力觉传感器力觉是指对机器人的指、肢和关节等运动中所受力的感知，主要包括腕力觉、关节力觉和支座力觉等，根据被测对象的负载，可以把力传感器分为测力传感器（单轴力传感器）、力矩表（单轴力矩传感器）、手指传感器（检测机器人手指作用力的超小型单轴力传感器）和六轴力觉传感器。力觉传感器根据力的检测方式不同，可以分为：①检测应变或应力的应变片式；②利用压电效应的压电元件式；③用位移计测量负载产生的位移的差动变压器、电容位移计式，其中应变片被机器人广泛采用。

在选用力传感器时，首先要特别注意额定值，其次在机器人通常的力控制中，力的精度意义不大，重要的是分辨率。另外，在机器人上实际安装使用力觉传感器时，一定要事先检查操作区域，清除障碍物。这对实验者的人身安全、对保证机器人及外围设备不受损害有重要意义。

3）距离传感器距离传感器可用于机器人导航和回避障碍物，也可用于机器人空间内的物体进行定位及确定其一般形状特征。目前最常用的测距法有两种：

①超声波测距法：超声波是频率20kHz以上的机械振动波，利用发射脉冲

和接收脉冲的时间间隔推算出距离。超声波测距法的缺点是波束较宽，

其分辨力受到严重的限制，因此，主要用于导航和回避障碍物。

②激光测距法：激光测距法也可以利用回波法，或者利用激光测距仪，其工作原理如下：

氦氖激光器固定在基线上，在基线的一端由反射镜将激光点射向被测物体，反射镜固定在电动机轴上，电动机连续旋转，使激光点稳定地对被测目标扫描。由CCD（电荷耦合器件）摄像机接受反射光，采用图像处理的方法检测出激光点图像，并根据位置坐标及摄像机光学特点计算出激光反射角。利用三角测距原理即可算出反射点的位置。

4）其他外部传感器除以上介绍的机器人外部传感器外，还可根据机器人特殊用途安装听觉传感器，味觉传感器及电磁波传感器，而这些机器人主要用于科学研究、海洋资源探测或食品分析、救火等特殊用途。这些传感器多数属于开发阶段，有待于更进一步完善，以丰富机器人专用功能。

5）传感器融合系统中使用的传感器种类和数量越来越多，每种传感器都有一定的使用条件和感知范围，并且又能给出环境或对象的部分或整个侧面的信息，为了有效地利用这些传感器信息，需要采用某种形式对传感器信息进行综合、融合处理，不同类型信息的多种形式的处理系统就是传感器融合。传感器的融合技术涉及神经网络、知识工程、模糊理论等信息、检测、控制领域的新理论和新方法。

机械臂的机器人视觉技术主要应用在下述两个方面：

一是给装配机器人（机械手）配备视觉装置，要求视觉必须要做到：（1）识别传送带上所要装配的机械零件；（2）确定该零件的空间位置。据此信息控制机械手的动作，做到准确装配。还可用机器人视觉系统做机械零件的检查：（1）表面粗糙度的质量检查，检查是否有毛刺、破裂、空洞和生锈等缺陷；（2）检查弓箭的完好性；（3）量测工件的极限尺寸；（4）检查工件的磨损等。机械手可将不合格的工件拿走。此外机械手还可以根据视觉的反馈信息，进行自动焊接、喷漆和自动上下移等。

二是给可行走机器人配备视觉装置，要求视觉系统能够识别室内或室外的景物，进行道路跟踪和自主导航。用它还可完成危险材料的搬运、野外敌后侦察和地区的扫雷等任务。

（三）、工业机器人的控制

1.机器人的大脑

机器人的控制系统就是机器人的大脑，它可以有很多叫法，可以叫做：可编程控制器、微控制器，微处理器，处理器或者计算器等，不过这都不要紧，通常微处理器是指一块芯片，而其它的是一整套控制器，包括微处理器和一些别的元件。任何一个机器人大脑就必须要有这块芯片，不然就称不上机器人了。在选择微控制器的时候，主要要考虑：处理器的速度，要实现的功能，ROM和RAM的大小，I/O端口类型和数量，编程语言以及功耗等。

其主要类型有：单片机、PLC、工控机、PC机等。

单有这些硬件是不够的，机器人的大脑还无法运行。只有在程序的控制下，它才能按我们的要求去工作。可以说程序就是机器人的灵魂了。而程序是由编程语言所编写的。编程语言是一个控制器能够接受的语言类型，一般有C语言，汇编语言或者basic语言等，这些通常能被高级一点的控制器直接执行，因为在高级控制器里面内置了编译器能够直接把一些高级语言翻译成机器码。微处理器将执行这些机器码，并对机器人进行控制。

2.机器人的腿——驱动器与驱动轮

驱动器就是驱动机器人的动的部件。最常用的是电机了。当然还有液压，气动等别的驱动方式。一个机器人最主要的控制量就是控制机器人的移动，无论是自身的移动还是手臂等关节的移动，所以机器人驱动器中最根本和本质的问题就是控制电机，控制电机转的圈数，就可以控制机器人移动的距离和方向，机械手臂的弯曲的程度或者移动的距离等。所以，第一个要解决的问题就是如何让电机能根据自己的意图转动。一般来说，有专门的控制卡和控制芯片来进行控制的。有了这些控制卡和芯片，我们所要做的就是把微控制器和这些连接起来，然后就可以用程序来控制电机了。第二个问题是控制电机的速度，在机器人上的实际表现就是机器人或者手臂的实际运动速度了，机器人走的快慢全靠电机的转速，这样，我们就要求控制卡对电机有速度控制。电机目前常用的有两种，步进电机和直流电机。下面我将就这两种电机进行介绍：

（1）直流电机：这是最最普通的电机了。直流电机最大的问题是你没法精确控制电机转的圈数，也就前面所说的位置控制。你必须加上一个编码盘，来进行反馈，来获得实际转的圈数。但是直流电机的速度控制相对就比较简单，用一种叫PWM（脉宽调速）的调速方法可以很轻松的调节电机速度。现在也有很多控制芯片带调速功能的。选购时要考虑的参数是电机的输出力矩，电机的功率，电机的最高转速。

（2）步进电机：看名字就知道了，它是一步一步前进的。也就是说，它可以一个角度一个角度旋转，不象直流电机，你可以很轻松的调节步进电机的转角位置，如果你发一个转10圈的指令，步进电机就不会转11圈，但是如果是直流电机，由于惯性作用，它可能转11圈半。步进电机的调速是通过控制电机的频率来获得的。一般控制信号频率越高，电机转的越快，频率越低，转的越慢。选购时要考虑的参数是电机的输出力矩，电机的功率，每个脉冲电机的最小转角。

还有就是关于输出的动力，要说明一下：一般情况下，电机都没法直接带动轮子或者手臂，因为速度过高力矩不够大，所以我们需要加上一个减速箱来增加电机的输出力矩，但是代价是电机速度的减小，比如一个1：250的齿轮箱，会让你电机的输出力矩增大250倍，但是速度只有原来的1/250了。首先计算出机器人所需要的速度与力矩大小，然后根据速度与力矩去选择电机与减速器。

工业机器人应用技术课程标准

《工业机器人应用技术》课程标准 课程名称：工业机器人应用技术 课程性质：职业技术课 学分：2 计划学时：32 1前言 《工业机器人应用技术》课程是机电一体化各专业方向的一门专业技术课，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。其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解，培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。 1.1课程定位 本课程的教学以高等职业教育培养目标为依据，遵循“结合理论联系实际，应知、应会”的原则，以拓展学生专业知识覆盖面为重点；注重培养学生的专业思维能力。重点通过对主流工业机器人产品的讲解，使学生对当前工业机器人的技术现状有较为全面的了解，对工业机器人技术的发展趋势有一个明确的认识，为学生进入社会做前导；把创新素质的培养贯穿于教学中。采用行之有效的教学方法，注重发展学生专业思维和专业应用能力，通过简单具体的实例深入浅出地讲解专业领域的知识。 1.2设计思路

以点带面，讲解授课为主的教学方式。课程主要可以分为机械、运动、控制、感觉等几个部分，内容较多。课堂教学上，我们使用重点突破的方法，讲解一个或者两个典型的实例，让学生触类旁通，举一反三，从而带动整个知识面的学习。 我们让学生联系已学各门科目的知识点，达到温故知新的目的。由于涉及的已学课程较多，学生由于基础薄弱，前面课程的遗忘率不容忽视，所以在讲解的过程中，对一些重要的知识点，我们还要做一个较为详细的说明，从而可以加强学生的知识储备，为本课程的学习扫清障碍。 传统的教学手段与现代教育技术手段灵活运用：板书、实物模型、多媒体课件等。尤其是在机械部分，考虑到学生的立体思维能力较为薄弱，多媒体和实物模型的使用能更好地帮助学生理解工业机器人各部分的工作原理。 2课程目标 2.1总体目标 《工业机器人应用技术》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，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。 2.2具体目标 2.2.1知识目标 1．了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。 2．了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。

工业机器人专业简介

项目工程设备操作和管理等工作。 主要职业能力 1．具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2．具备新能源（太阳能、风能等）工程装备操作和管理能力； 3．具备简单机械设备的拆装、调试与维护能力； 4．具备简单机床的操作、加工与零件设计能力； 5．具备新能源（太阳能、风能等）装备性能测试和维护管理能力； 6．具备新能源（太阳能、风能等）装备现场安装和生产调试能力； 7．掌握新能源（太阳能、风能等）装备的生产流程和制造工艺； 8．熟练运用计算机处理工作领域内的信息和技术交流。 核心课程与实习实训 1．核心课程 机械制造基础、机械设计基础、机械制图与CAD、电工电子技术、PLC系统编程与维护、典型光伏生产设备应用与装调、典型风机生产设备应用与装调、生产设备检测技术等。 2．实习实训 在校内进行机加工、CAD、光伏组件生产、小型风机装配、光伏生产设备装调、风机生产设备装调等实训。 在新能源生产设备制造企业进行实习。 职业资格证书举例 机电工程师维修电工 衔接中职专业举例 机电设备安装与维修 接续本科专业举例 新能源科学与工程 5603 自动化类 专业代码560301 专业名称机电一体化技术 基本修业年限三年 培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握机械加工技术、电工电子技术、检测技术、液压与气动、电气控制技术、自动生产线技术及机电设备维 377

修等基本知识，具备机电一体化设备操作、安装、调试、维护和维修能力，从事自动生产线等机电一体化设备的安装调试、维护维修、生产技术管理、服务与营销以及机电产品辅助设计与技术改造等工作的高素质技术技能人才。 就业面向 主要面向机电一体化设备制造和应用企业，在机电一体化技术及工业自动化技术领域，从事机电一体化设备操作、安装调试、维护维修、现场技术管理、服务与营销，以及机电产品的质量检验和质量管理、机电产品辅助设计与技术改造等工作。 主要职业能力 1．具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2．具备机电设备和自动化生产线的安装、调试、运行和维护维修能力； 3．具备一般机电一体化设备营销和售后服务能力； 4．具备进行装备制造类企业生产现场技术管理的能力； 5．具备机电产品质量检验和管理能力； 6．掌握阅读及绘制零件图、装配图、原理图和接线图的方法，能识读机电产品和自动化生产线装配图、接线图； 7．熟悉机电一体化设备操作规程与规范，能正确使用工具、量具、仪器仪表及辅助设备； 8．熟练操作机床完成工件加工。 核心课程与实习实训 1．核心课程 机械制图、机械设计与加工、气动与液压技术、电工与电子、电气控制与PLC、自动生产线、工业机器人技术、机电设备维护维修与管理等。 2．实习实训 在校内进行钳工、机加工、数控加工、电子产品设计与制作、小型设备电气系统安装与调试、自动生产线安装与调试等实训。 在机电一体化设备制造和应用企业进行实习。 职业资格证书举例 机修钳工数控机床操作工电工 衔接中职专业举例 机电技术应用机电设备安装与维修机械制造技术 接续本科专业举例 机械电子工程机械设计制造及其自动化 378

《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 1.课程性质和任务 课程性质:《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院办学定位、明确我院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。 课程任务：主要是引导学生通过对工业机器人本体的认知，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；掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；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；了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。掌握工业机器人的一般知识和基本技能，培养学生专业能力及职业能力，为他们走上工业机器人生产第一线的工作岗位做好准备。 2.学习领域描述 工业机器人涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术，其集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，是工业自动化水平的最高体现。任何从事工业机器人相关岗位的员

工，都有必要预先系统地了解掌握工业机器人的相关知识，包括工业机器人的分类、组成，结构，性能参数，控制技术，传感系统以及典型应用等等，才能够妥善的应对自身职业体系中可能出现的各种问题。 模拟企业新员工的认知流程，学生以小组或独立的工作方式，结合工业机器人认知实训设备，对上述技术要点进行系统的接触、分析、了解和掌握。 3.先修课程和后续课程 先修课程：《电路与电工技术》、《机械制图与CAD》 后续课程：《工业机器人拆装与维护》、《工业机器人离线编程》、《工业机器人操作与编程》 4.课程目标 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。 学习完本课程后，学生应当能具备从事工业机器人企业生产第一线的生产与管理等相关工作的基础知识和能力储备，包括： （1）了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。 （2）了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿

工业机器人基础复习题知识讲解

1、机器人安应用类型可以分为工业机器人、极限作业机器人和娱乐机器人。2﹑机器人按照控制方式可分为点位控制方式、连续轨迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。 3、工业机器人的坐标形式主要有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。 4、直角坐标机器人的工作范围是长方形形状；圆柱坐标机器人的工作范围是圆柱体形状；球坐标机器人的工作范围是球面一部分状。 5、工业机器人的参考坐标系主要有关节坐标系、工具参考坐标系、全局参考系坐标系。 6、工业机器人的传动机构是向手指传递运动和动力，该机构根据手指的开合动作特点可以分为回转型和移动型。 7、吸附式取料手靠吸附力取料，根据吸附力的不同分为磁吸附和气吸附两种。 8、气吸附式取料手是利用吸盘内的压力和大气压之间的压力差而工作。按形成压力差的方法，可分为真空吸盘吸附、气流负压气吸附、挤压排气负压气吸附几种。 9、手臂是机器人执行机构的重要部件，它的作用是支待手腕并将被抓取的工件运送到指定位置上，一般机器人的手臂有3个自由度，即手臂的伸缩升降及横向移动、回转运动和复合运动。 10、机器人的底座可分为固定式和移动式两种。 11、谐波齿轮传动机构主要有柔轮、刚轮和波发生器三个主要零件构成。 12、谐波齿轮通常将刚轮装在输入轴上，把柔轮装在输出轴上，以获得较大的齿轮减速比。 13、机器人的触觉可以分为接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉五种。 14、机器人接触觉传感器一般由微动开关组成，根据用途和配置不同，一般用于探测物体位置，路径和安全保护。 二、选择题 1、世界上第一台工业机器人是（B ） A、Versatran B、Unimate C、Roomba D、AIBO 2、通常用来定义机器人相对于其它物体的运动、与机器人通信的其它部件以及运动部件的参考坐标系是（ C ） A、全局参考坐标系 B、关节参考坐标系 C、工具参考坐标系 D、工件参考坐标系 3、用来描述机器人每一个独立关节运动参考坐标系是（ B ） A、全局参考坐标系 B、关节参考坐标系 C、工具参考坐标系 D、工件参考坐标系 4、夹钳式取料手用来加持方形工件，一般选择（A ）指端。 A、平面 B、V型 C、一字型 D、球型 5、夹钳式取料手用来加持圆柱形工件，一般选择（ B ）指端。 A、平面 B、V型 C、一字型 D、球型 6、夹钳式手部中使用较多的是（ D ） A、弹簧式手部 B、齿轮型手部 C、平移型手部 D、回转型手部 7、平移型传动机构主要用于加持（ C ）工件。

工业机器人技术专业

社会需求 工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。目前我国正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解我国产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择。中国工业机器人市场近年来持续表现强劲，市场容量不断扩大。工业机器人的热潮带动机器人产业园的新建。到目前为止，上海、徐州、常州、昆山、哈尔滨、天津、重庆、唐山和青岛等地均已经着手开建机器人产业园区。产业的发展急需大量高素质高级技能型专门人才，人才短缺已经成为产业发展的瓶颈。 培养目标 本专业主要培养德、智、体、美全面发展，具有在生产一线从事工业机器人及其相关机电设备的安装、编程、调试、运行维护和设备管理的高端技能型专门人才。 培养拥护党的基本路线，具备德、智、体、美等全面发展的综合素质，掌握使用工业机器人为主的工业控制、自动化应用等必备知识，具备从事工业机器人自动化生产线安装、调试、维护、系统集成的综合职业能力，适应工业机器人操作、工业机器人调试、工业机器人生产线维护、工业机器人设备集成和改造等职业岗位任职要求的高素质技术技能应用型人才。

能力要求 要求学生通过三年的学习，能够掌握一般工业机器人的结构、运动原理等基本知识，掌握机器人的安装调试、编程操作、维护与维修的技能，并具有良好的实际生产水平，满足工业机器人应用的技能要求。具有良好的团结协作、钻研、踏实肯干的职业精神与专业素养。相关优秀院校 南阳职业学院 主要课程： 专业核心课程：《机器人机械系统》、《机器人控制技术》、《机器人视觉与传感技术》、《工业机器人应用与编程》、《现场总线技术及其应用》。 主要实践环节：《典型电气控制设备专项训练》、《自动生产线的集成与控制》、《嵌入式控制系统专项训练》、《机器人机械系统专用周》、机器人技术综合实训、《电工电子实训》、《顶岗实习Ⅰ》、《毕业实践》。就业面向 1)面向机器人及其关联设备制造企业，从事机器人及其相关机电设备的应用、编程、调试和系统集成;2)面向机器人及其关联设备销售企业(主要代理公司)，从事机器人及其相关机电设备的应用、编程、调试和维护;3)面向拥有机器人及其关联设备的公司(主要自动化企业)，从事机器人及其相关机电设备的运行维护和系统集成。

《工业机器人技术基础》教学大纲

《工业机器人技术基础》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：工业机器人技术基础 学时：48 适用对象: 工业机器人技术专业、电气自动化技术专业、机电一体化技术专 业 考核方式：考查 二、课程简介 机器人学是一门高度交叉的前沿学科，机器人技术是集力学、机械学、生物学、人类学、计算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成，是一项综合性很强的新技术。通过该课程的学习， 使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况，为今后从事工业机器人的操作管 理、维护维修、系统安装调试和集成设计的工作打下基础。 三、课程性质与教学目的 本课程是专业基础课，通过本课程的学习，使学生了解机器人及其应用，掌 握机器人系统组成、机构、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分析问题解 决问题的能力。 第1章概述 机器人的基本概念，机器人的组成原理、机器人应用与外部的关系、机器人应用技术的现状 第2章机器人的基础知识 机器人的分类、机器人的基本术语与图形符号、机器人的技术参数、机器人的运动学基础、机器人的动力学基础 第3章机器人的机械结构系统 机器人的机械结构系统、机器人的腕部机构、机器人的手部机构、机器人的行走机构

第4章机器人的驱动系统 机器人的驱动系统概述、电动机及其特性、液压驱动系统及其特性 第5章机器人的控制系统 机器人的控制系统、伺服控制系统及其参数、交流伺服电动机的调速、机器人控制系统结构、机器人控制的示教再现、机器人控制系统举例 第6章机器人的感觉系统 机器人的传感技术、机器人的内部传感器、机器人的外部传感器、机器人的视觉系统、机器人传感器的选择 第7章机器人的语言系统 机器人的语言系统概述、常用的机器人语言简介、机器人的离线编程、机器人的编程示例 第8章工业机器人及其应用 工业机器人概述、焊接机器人、搬运机器人、喷涂机器人、装配机器人 四、各教学环节学时分配 教学环节 教学时数课程内容讲课实验 其他教学 环节 第一章概述 4 第二章机器人的基础知识 4 第三章机器人的机械结构系统 6 1 第四章机器人的驱动系统8 第五章机器人的控制系统8 第六章机器人的感觉系统8 1 第七章机器人的语言系统 6 第八章工业机器人及其应用12

库卡工业机器人运动指令入门知识 学员必备

库卡工业机器人运动指令的入门知识 问?学完了的运动指令后，可以了解到哪些？ 答（1）通过对机器人几种基本运动指令的学习，能够熟练掌握机器人各种轨迹运动的相关编程操作 （2）通过学习PTP运动指令的添加方法，能够掌握机器人的简单编程 机器人的运动方式： 机器人在程序控制下的运动要求编制一个运动指令，有不同的运动方式供运动指令的编辑使用，通过制定的运动方式和运动指令，机器人才会知道如何进行运动，机器人的运动方式有以下几种： （1）按轴坐标的运动（PTP:Point-toPoint，即点到点） （2）沿轨迹的运动：LIN直线运动和CIRC圆周运动 （3）样条运动：SPLINE运动 点到点运动

PTP运动是机器人沿最快的轨道将TCP从起始点引至目标点，这个移动路线不一定是直线，因为机器人轴进行回转运动，所以曲线轨道比直线轨道运动更快。此轨迹无法精确预知，所以在调试及试运行时，应该在阻挡物体附近降低速度来测试机器人的移动特性。 线性运动

线性运动是机器人沿一条直线以定义的速度将TCP引至目标点。在线性移动过程中，机器人转轴之间进行配合，是工具或工件参照点沿着一条通往目标点的直线移动，在这个过程中，工具本身的取向按照程序设定的取向变化。 圆周运动 圆周运动是机器人沿圆形轨道以定义的速度将TCP移动至目标点。圆形轨道是通过起点、辅助点和目标点定义的，起始点是上一条运动指令以精确定位方式抵达的目标点，辅助点是圆周所经历的中间点。在机器人移动过程中，工具尖端取向的变化顺应与持续的移动轨迹。 样条运动

样条运动是一种尤其适用于复杂曲线轨迹的运动方式，这种轨迹原则上也可以通过LIN运动和CIRC运动生成，但是相比下样条运动更具有优势。 创建以优化节拍时间的运动（轴运动） 1?PTP运动 PTP运动方式是时间最快，也是最优化的移动方式。在KPL程序中，机器人的第一个指令必须是PTP或SPTP，因为机器人控制系统仅在PTP或SPTP运动时才会考虑编程设置的状态和转角方向值，以便定义一个唯一的起始位置。 2?轨迹逼近 为了加速运动过程，控制器可以CONT标示的运动指令进行轨迹逼近，轨迹逼近意味着将不精确到达点坐标，只是逼近点坐标，事先便离开精确保持轮廓的轨迹。 PTP运动的轨迹逼近是不可预见的，相比较点的精确暂停，轨迹逼近具有如下的优势： （1）由于这些点之间不再需要制动和加速，所以运动系统受到的磨损减少。（2）节拍时间得以优化，程序可以更快的运行。 创建PTP运动的操作步骤 （1）创建PTP运动的前提条件是机器人的运动方式已经设置为T1运行方式，并且已经选定机器人程序。

工业机器人技术专业人才培养方案

工业机器人技术专业人才培养方案 一、培养目标 本专业培养热爱祖国、拥护党的基本路线，适应机械装备制造行业及应用工业机器人的制造行业、汽车制造、电子元件制造、化工、包装、食品加工等行业的生产、建设、管理、服务等一线需要的技术技能型人才，具有较强的实践能力，能够胜任工业机器人本体、工业机器人工作站或智能制造生产线设备的操作、编程、安装、调试、维护、维修、销售和工业机器人相关设备管理等工作，在德、智、体、美等方面全面发展的高素质技术技能型人才。 二、招生对象及学制 （一）招生对象：普通高中毕业生、中职学校毕业生 （二）学制：全日制三年 三、就业面向岗位与能力要求 （一）初始就业岗位、目标就业岗位、拓展岗位和就业范围 1.思想品德、人文和身心素质

2.必备的基础理论知识和专门知识

（1）基本能力： ①培养学生具有较扎实的理工科基础知识、系统的专业基本理论和实践技能，了解学科前沿及发展趋势，增强学生适应未来社会发展的能力。 ②培养学生具有宽口径专业应用知识，掌握本专业高级技术人员所涉及的机械工程基础、传感检测技术、液压与气压传动技术、单片机原理及应用、工业机器人操作与编程、工业机器人自动线安装、调试与维护以及机器人故障诊断等领域的专业知识，具有较强的专业实践能力。 ③使学生获得必要的综合能力和工程训练，具有本专业所需的系统设计和产品开发能力外，还应能够胜任现场系统调试、运行和维护等工作，富有创新意识和创新能力。 ④培养学生熟练掌握一门外语，能比较顺利地阅读专业外文书刊，具有听、说、写的基础。 （2）基本技能 ①钳工技能：根据零件图选择合适的加工方法，完成平面轮廓工件的加工； （小手捶的制作、插销板制作、标尺的制作、刀口尺的制作） ②机加工能力：能够根据零件图选择合适的加工方法。 （木质阶梯手柄制作、六面体铣削加工） ③掌握单片机原理及应用，取得单片机工程师证。 （循迹机器人设计制作、无人机设计、机械手设计制作）

工业机器人技术习题'答案.pdf

第一章绪论 一、填空 1、手臂、 下肢运动 2、示教再现机器人、感知机器人、智能机器人 3、日系、欧 系二、选择 1、D 2、D 3、C 三、判断 1、√ 2、√ 3、× 第二章工业机器人的机械结构和运动控制 一、填空 1、自由 度 2、操作机、控制器、示教器、末端执行器、操作机、控制 器、示教器 3、点位运动（PTP）、连续路径运动（CP）、CP 4、正 向二、选 择 1、D 2、D 三、判断 1、√ 2、√ 3、× 第三章手动操纵工业机器人 一、填空 1、机器人轴、基座轴、基座 轴、外部轴 2、工具 3、点动 二、选择 1、D 2、D 三、判断 1、× 2、× 3、√ 4、× 5、√ 四、综合应用

表 3-6 手动移动机器人要领

第四章初识工业机器人的作业编程一、填空 1、示教、程 序、再现 2、跟踪 3、离线编程 二、选择 1、B 2、D 3、D 三、判断 1、√ 2、√ 3、× 4、× 5、√ 四、综合应用 表 4-6 直线轨迹作业示教

第五章搬运机器人的作业编程 一、填空 1、龙门式搬运机器人、悬臂式搬运机器人、侧壁式搬运机器人、 摆臂式搬运机器人 2、吸附式、夹钳式、仿人式 3、机器人控制柜、示教器、气体发生装置、气吸附手爪 二、选择 1、D 2、D 三、判断 1、√ 2、√ 3、√ 四、综合应用 略 第六章码垛机器人的作业编程 一、填空 1、龙门式码垛机器人、摆臂式码垛机器人 2、吸附式、夹板式、抓 取式、组合式 3、 操作机、机器人控制柜、示教器、真空发生装置、气体发生装置 4、一进一出、一进两出、两进两出 二、选择 1、A 2、A 三、判断 1、× 2、× 3、√ 四、综合应用 略 第七章焊接机器人的作业编程 一、填空 1、关 节式 2、C 型、伺服 3、弧焊、示教器、焊枪、操作机、弧焊电源 4、双、 双、H 二、选择 1、B 2、D 3、D

工业机器人基础操作

目录 项目一工业机器人基本结构认识与安全操作知识 (1) 项目二机器人的基本操作 (11)

项目一工业机器人基本结构认识与安全操作知识 一、布置任务 1.项目要求 （1）项目名称：工业机器人基本结构认识与基础操作 （2）计划课时：6 （3）器材及工具准备（现场准备） 表1 实验所需设备清单 2.教学主要内容及目的 通过该实训课程，将《工业机器人技术基础》中所学的机器人编程及调试技术应用于实际设计中。学习机器人的基本安全操作常识、机器人控制柜的基本结构、机器人示教器的基本操作等技术在实验平台上进行综合认知与练习，在理论和实验的基础上进一步对工业机器人的认识，更好的了解机器人的操作方式。 3.相关知识准备 机器人的基本组成、机器人的基本安全操作常识。 二、制定计划 教师辅助学生以小组方式，10人一组，由指导老师讲解基本操作要领及安全注意事项，讲解完成后，学生自己进行操作，讨论各步骤的注意事项及原因，以讨论加操作的方式进行学习。 三、实施项目任务 1. 实训内容 ①通过现场讲解，学习机器人的基本安全知识，为后续安全操作做基础； ②认识机器人控制柜，了解其主要结构及控制按钮的功能； ③认识示教器的基本操作方法。 2. 实训步骤

（1）工业机器人安全知识 a、记得关闭总电源 在进行机器人的安装、维修、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。如果不慎遭高压电击，可能会导致心跳停止、烧伤或其他严重伤害。 在得到停电通知时，要预先关断机器人的主电源及气源。 突然停电后，要在来电之前预先关闭机器人的主电源开关，并及时取下夹具上的工件。 b、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。 c、静电放电危险 搬运部件或部件容器时，未接地的人员可能会传递大量的静电荷。这一放电过程可能会损坏敏感的电子设备。所以在有此标识的情况下，要做好静电放电防护。 d、紧急停止 紧急停止优先于任何其它机器人控制操作，它会断开机器人电动机的驱动电源，停止所有运转部件，并切断由机器人系统控制且存在潜在危险的功能部件的电源。 出现下列情况时请立即按下任意紧急停止按钮： 机器人运行时，工作区域内有工作人员。 机器人伤害了工作人员或损伤了机器设备。 e、灭火 发生火灾时，在确保全体人员安全撤离后再进行灭火，应先处理受伤人员。当电气设备（例如机器人或控制器）起火时，使用二氧化碳灭火器，切勿使用水或泡沫。 f、工作中的安全 注意夹具并确保夹好工件。如果夹具打开，工件会脱落并导致人员伤害或设备损坏。夹具非常有力，如果不按照正确方法操作，也会导致人员伤害。机器人停机时，夹具上不应置物，必须空机。 g、示教器的安全 示教器的使用和存放应避免被人踩踏电缆。 小心操作。不要摔打、拋掷或重击，这样会导致破损或故障。在不使用该设备时，

工业机器人技术课后题答案讲解学习

工业机器人技术课后 题答案

第一章课后习题： 3、说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。 答：工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人－环境交互系统、人机交互系统和控制系统。各部分之间的关系可由下图表明： 4、简述工业机器人各参数的定义：自由度、重复定位精度、工 作范围、工作速度、承载能力。 答：自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目,不应包括手爪(末端操作器)的开合自由度。 重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能 力, 可以用标准偏差这个统计量来表示, 它是衡量一列误差值的密集度(即重复度)。 工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的 集合, 也叫工作区域。 工作速度一般指工作时的最大稳定速度。 承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最

大质量。承载能力不仅指负载, 而且还包括了机器人末端操作器 的质量。 第二章课后习题： 1、 答：工业上的机器人的手一般称之为末端操作器, 它是机器人直接用于抓取和握紧(吸附)专用工具(如喷枪、扳手、焊具、喷头等)进行操作的部件。具有模仿人手动作的功能, 并安装于机器人手臂的前端。大致可分为以下几类: (1) 夹钳式取料手；(2) 吸附式取料手；(3) 专用操作器及转换器；(4) 仿生多指灵巧手。 4、 答：R 关节是一种翻转(Roll)关节。B 关节是一种折曲(Bend)关节。Y 关节是一种偏转(Yaw)关节。具有俯仰、偏转和翻转运动, 即RPY运动。 5、 答：行走机构分为固定轨迹式和无固定轨迹式。无固定轨迹式又分为与地面连续接触（包括轮式和履带式）和与地面间断接触（步行式）。轮式在平地上行驶比较方便，履带式可以在泥泞道路上 和沙漠中行驶。步行式有很大的适应性, 尤其在有障碍物的通 道(如管道、台阶或楼梯)上或很难接近的工作场地更有优越性。 第三章课后习题：

工业机器人技术专业简介

工业机器人技术专业简介 专业代码560309 专业名称工业机器人技术 基本修业年限三年 培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握机械制图、机械设计、电工与电子、电气控制、液压与气动、PLC 应用技术、工业机器人应用技术等基本知识，具备工业机器人系统应用能力，从事工业机器人及工作站系统的安装与调试、维护与维修、技术与生产管理、服务与营销等工作的高素质技术技能人才。 就业面向 主要面向工业机器人制造、工业机器人应用、工业机器人系统集成等企业，从事工业机器人及工作站系统编程、调试、维护、系统集成、产品销售、售后服务等工作。 主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2.具备安全生产、节能环保等意识，熟悉操作规程与规范，能正确使用常用的工具、量具、仪器仪表及辅助设备； 3.具备工业机器人工作站系统结构安装和电气原理图及接线图识读能力； 4.具备对常见自动化系统中工业机器人进行示教编程的能力； 5.具备伺服驱动系统和检测传感装置的安装调试能力，并能编制逻辑运算程序； 6.具备根据自动化生产线工作要求，编制、调整工业机器人控制程序的能力； 7.具备根据工业机器人应用方案要求，安装、调试工业机器人工作站系统的能力； 8.具备对工业机器人工作站系统设备进行维护、保养，排除简单电气与机械故障

的能力； 9.具备从事工业机器人产品营销和售后服务的能力。 核心课程与实习实训 1.核心课程 电工电子技术、工程制图、工业机器人技术基础、C 语言程序设计、电气控制技术、运动控制技术、液压与气动技术、工业机器人现场编程、工业机器人离线编程技术、可编程控制器技术应用、工控组态与现场总线技术、工业机器人工作站系统集成、工业机器人系统维护等。 2.实习实训 在校内进行钳工、电工电子、电气 CAD、组态软件技术、电气控制、液压与气动技术、可编程控制器技术、工业机器人示教编程、工业机器人离线编程、工业机器人工作站系统集成、工业机器人工作站系统应用综合等实训。 在工业机器人制造、工业机器人应用企业进行实习。 职业资格证书举例 可编程序控制系统设计师工业机器人编程员 衔接中职专业举例 机电技术应用电气运行与控制电气技术应用电子与信息技术 接续本科专业举例 电气工程及其自动化自动化机械电子工程

机器人技术基础(课后习题答案)

简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。 答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。 1.机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。 2.机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。 3.机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。 4.机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。 工业机器人与数控机床有什么区别 答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链； 2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统； 3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。 4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。 简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。 重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率，是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。 工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。 工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为 手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。 承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 什么叫冗余自由度机器人 答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。 题图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作范围（画图时可以设L2=3cm）。

工业机器人基础知识

机器人的定义 美国国家标准局（NBS ）的定义：“机器人是一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置”。 国际标准化组织(ISO)的定义：“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，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务。” 机器人具有以下特性： （1）一种机械电子装置； （2）动作具有类似于人或其他生物体的功能； （3）可通过编程执行多种工作，有一定的通用性和灵活性； （4）有一定程度的智能，能够自主地完成一些操作。 机器人的分类 按照日本工业机器人学会（JIRA）的标准，可将机器人分为六类： 第一类：人工操作机器人。由操作员操作的多自由度装置； 第二类：固定顺序机器人。按预定的不变方法有步骤地依此执行任务的设备，其执行顺序难以修改； 第三类：可变顺序机器人。同第二类，但其顺序易于修改。 第四类：示教再现（playback）机器人。操作员引导机器人手动执行任务，记录下这些动作并由机器人以后再现执行，即机器人按照记录下的信息重复执行同样的动作。 第五类：数控机器人。操作员为机器人提供运动程序，并不是手动示教执行任务。 第六类：智能机器人。机器人具有感知外部环境的能力，即使其工作环境发生变化，也能够成功地完成任务。 美国机器人学会（RIA）只将以上第三类至第六类视做机器人。 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人。 机器人技术涉及的研究领域有： 1、传感器技术：得到与人类感觉机能相似的传感器技术； 2、人工智能计算机科学：得到与人类智能或控制机能相似能力的人工智能或计算机科学； 3、假肢技术； 4、工业机器人技术：把人类作业技能具体化的工业机器人技术； 5、移动机械技术：实现动物行走机能的行走技术； 6、生物功能：实现生物机能为目的的生物学技术 为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”： （1）机器人不应伤害人类； （2）机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外； （3）机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。 这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。1959年第一台工业机器人（采用可编程控制器、圆柱坐标机械手）在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。

关于工业机器人技术

关于工业机器人技术 工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。目前我国正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解我国产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择。中国工业机器人市场近年来持续表现强劲，市场容量不断扩大。工业机器人的热潮带动机器人产业园的新建。到目前为止，上海、徐州、常州、昆山、哈尔滨、天津、重庆、唐山和青岛等地均已经着手开建机器人产业园区。产业的发展急需大量高素质高级技能型专门人才，人才短缺已经成为产业发展的瓶颈。 社会需求 工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。目前我国正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解我国产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择。中国工业机器人市场近年来持续表现强劲，市场容量不断扩大。工业机器人的热潮带动机器人产业园的新建。上海、徐州、常州、昆山、哈尔滨、天津、重庆、唐山和青岛等地均已经着手开建机器人产业园区。产业的发展急需大量高素质高级技能型专门人才，人才短缺已经成为产业发展的瓶颈。

培养目标 本专业主要培养德、智、体、美全面发展，具有在生产一线从事工业机器人及其相关机电设备的安装、编程、调试、运行维护和设备管理的高端技能型专门人才。 培养拥护党的基本路线，具备德、智、体、美等全面发展的综合素质，掌握使用工业机器人为主的工业控制、自动化应用等必备知识，具备从事工业机器人自动化生产线安装、调试、维护、系统集成的综合职业能力，适应工业机器人操作、工业机器人调试、工业机器人生产线维护、工业机器人设备集成和改造等职业岗位任职要求的高素质技术技能应用型人才。 能力要求 要求学生通过三年的学习，能够掌握一般工业机器人的结构、运动原理等基本知识，掌握机器人的安装调试、编程操作、维护与维修的技能，并具有良好的实际生产水平，满足工业机器人应用的技能要求。具有良好的团结协作、钻研、踏实肯干的职业精神与专业素养。

关于机器人技术你必须知道的基本知识

关于机器人技术你必须知道的基本知识 机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以重演所记录的机器的运动。1954年，德沃尔又获得可编程机械手专利，1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。 机器人的分类 关于机器人如何分类，国际上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，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。一般的分类方式： 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。 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**控制型机器人：机器人能体会工作的经验，具有一定的学**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。 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人， 包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。 目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机

工业机器人技术题库及答案

工业机器人技术题库及答案 一、判断题 第一章 1、工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。√ 2、被誉为“工业机器人之父”的约瑟夫·英格伯格最早提出了工业机器人概念。 × 3、工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、手腕、末端操作器4大件组成。 × 4、示教盒属于机器人-环境交互系统。× 5、直角坐标机器人的工作范围为圆柱形状。× 6、机器人最大稳定速度高, 允许的极限加速度小, 则加减速的时间就会长一些。√ 7、承载能力是指机器人在工作范围内的特定位姿上所能承受的最大质量。× 第二章 1、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手臂和机座。√ 2、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手肘和手臂。× 3、工业机器人的手我们一般称为末端操作器。√ 4、齿形指面多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品。√ 5、吸附式取料手适应于大平面、易碎、微小的物体。√ 6、柔性手属于仿生多指灵巧手。√ 7、摆动式手爪适用于圆柱表面物体的抓取。√ 8、柔顺性装配技术分两种：主动柔顺装配和被动柔顺装配。√ 9、一般工业机器人手臂有4个自由度。× 10、机器人机座可分为固定式和履带式两种。× 11、行走机构按其行走运动轨迹可分为固定轨迹和无固定轨迹两种方式。√ 12、机器人手爪和手腕最完美的形式是模仿人手的多指灵巧手。√ 13、手腕按驱动方式来分，可分为直接驱动手腕和远距离传动手腕。√ 第三章 1、正向运动学解决的问题是：已知手部的位姿，求各个关节的变量。× 2、机器人的运动学方程只局限于对静态位置的讨论。√ 第四章 1、用传感器采集环境信息是机器人智能化的第一步。√ 2、视觉获得的感知信息占人对外界感知信息的60% 。× 3、工业机器人用力觉控制握力。× 4、超声波式传感器属于接近觉传感器。√ 5、光电式传感器属于接触觉传感器。× 6、喷漆机器人属于非接触式作业机器人。√ 7、电位器式位移传感器，随着光电编码器的价格降低而逐渐被取代。√ 8、光电编码器及测速发电机，是两种广泛采用的角速度传感器。× 9、多感觉信息融合技术在智能机器人系统中的应用, 则提高了机器人的认知水平。 √ 第五章 1、机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。√

工业机器人技术体系

工业机器人技术体系梳理分析 随着我国生产力的发展和经济结构调整的不断深入，相关基础科学与技术（尤其是信息技术）研究的巨大进步，电机、IC、工业计算机等机器人基础部件的性能不断提高，成本不断降低，机器人的发展正面临重大发展机遇。大力发展智能机器人的核心技术和产业标准，结合我国在制造业方面的成本优势，鼓励和扶持一批大中型企业发展机器人产业，早日成为智能机器人的研发和制造大国，对于提升国家竞争力具有重要的战略意义。 对工业机器人的定义各国并不统一。GB/T 12643-1997认为：“（操作型）工业机器人是自动控制的，可重复编程，多用途，并可对三个和三个以上轴进行编程。可以是固定式或移动式，在工业自动化中使用”。可见，工业机器人多指面向工业领域的，可编程并实现多种用途的多关节机械手或多自由度机器人。 工业机器人的广泛应用是我国装备制造业转型升级的重要手段和内容，这对于上海地区更具有现实意义。工业机器人可以在以下几方面发挥重要作用：产品的复杂化、多样化，生产的周期缩短要求产品的可靠性、精度等得到更有效的控制，避免人为因素的干扰；“以人为本”和人力成本的提高要求把劳动力从单调、枯燥、有危害的环境中解放出来；市场经济要求企业不断提高劳动生产率，增强核心竞争力；用户的个性化需求要求不断降低生产调整时间，提高生产过程的“柔性”。 1．工业机器人行业现状工业机器人生产企业可分成几种类型：（1）国际机器人公司及合资公司 跨国企业：发那科、库卡、ABB、安川电机、川崎等。 合资企业：首钢莫托曼等。 （2）已形成产业的国内骨干机器人企业 沈阳新松机器人公司、海尔机器人公司、奇瑞机器人公司等。 （3）机床企业的机器人(设备)部门 沈阳机床、华中数控、大连机床、友嘉等机床企业都在进行工业机器人研发，初步形成产业化的只有广州数控。 （4）小型机器人专业公司 生产某些类型或系列的机器人产品或从事集成、应用开发。 2．工业机器人应用领域 机器人主要产销国日本2010年的统计数据显示，工业机器人主要应用在：装配（普通装配、贴片、钎焊、涂胶等）、焊接（弧焊、点焊、气焊等）、净室（平板显示、半导体等）、原料输送、注塑、涂装、机械加工（上下料、切割等）及其它领域（按销售额递减排序）。08、09年资料也表明，中国工业机器人的主

工业机器人教案资料

工业机器人教案

大连理工大学工程训练中心实习教案 实习项目名称：工业机器人训练教案编写：姜英 实习地点：现代制造技术车间讲课时间：教案审定： 工业机器人 教学目的及要求：了解工业机器人的基础知识、应用和简单的工作过程 教学重点：略 教学难点：略 教学内容：（结合实物讲解） 1．概述： 机器人是典型的光机电一体化的高科技产品。工业机器人是目前技术上最成熟、应用最广泛的机器人。现在世界各国已装配了90余万台工业机器人。工业机器人的应用使产品的质量更加可靠，生产线的柔性增加，企业适应市场的能力大大提高。 2．工业机器人的定义： 工业机器人是指在工业中应用的一种可自动定位控制的，可重复编程的，多功能的、多自由度的、多用途的操作机。它能够搬运物料、零件，或者是操持工具，用以完成各种作业。 3．工业机器人的分类： 根据臂机构，按照其工作形态，可以分为： ●圆柱坐标型机器人 ●极坐标型机器人 ●直角坐标型机器人

●多关节型机器人 4．实习机器人型号：ABB公司的IRB1400型小型机器人，属于多关节型机器人。5．IRB1400机器人的组成： Controller Manipulator Controller: 控制器。 Manipulator: 机械手。 机械本体： ●由六个转轴组成的空间六杆开链结构； ●六个转轴均有AC伺服电机驱动，每个电机后面均有编码器； ●每个转轴带有一个齿轮箱。 ●有手动松闸按钮，用于维修时使用。

机器人控制器： Mains Switch: 主电源开关。 Teach Pendant: 示教器。 Operator’s Panel: 操作盘。 Disk drive: 磁盘驱动器 机器人的控制系统主要由中心控制计算机和伺服控制器组成。中心控制计算机发出指令协调各关节驱动器之间的运动，同时完成编程、示教/再现以及和其他环境状况、工艺要求、外部相关设备协调工作。伺服控制器控制各关节驱动器，使各轴按一定的速度、加速度和位置要求进行运动。 (示教器) Mains Switch Teach pendant Operator ’s panel Disk drive