工業(yè)機(jī)器人崗位能力培養(yǎng)及應(yīng)用1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識21.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動(dòng)執(zhí)行工作，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。廣義地說：工業(yè)機(jī)器人是一種在計(jì)算機(jī)控制下的可編程的自動(dòng)機(jī)器，它具有四個(gè)基本特征：①特定的機(jī)械機(jī)構(gòu)②通用性③不同程度的智能④獨(dú)立性31.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識工業(yè)機(jī)器人是如何發(fā)展起來的呢？1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識4一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程（一）最早的機(jī)械裝置指南車是古書中記載的一種機(jī)械裝置，利用齒輪傳動(dòng)來指明方向。從三國時(shí)開始，歷代史書幾乎都有指南車的記載。它的原理是，靠人力帶動(dòng)指南車行走，從而帶動(dòng)車內(nèi)的木制齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，來傳遞轉(zhuǎn)向時(shí)兩個(gè)車輪的差動(dòng)，這時(shí)車上的指向木人與車轉(zhuǎn)向的方向相反角度相同，不論車子轉(zhuǎn)向何方，木人的手始終指向指南車出發(fā)時(shí)設(shè)置木人指示的方向?！败囯m回運(yùn)而手常指南”。1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識5一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程（二）Robot一詞的由來1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機(jī)器人》。在劇本中，卡佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”，“Robota”是苦力的意思，即劇作家筆下的一個(gè)具有人的外表，特征和功能的機(jī)器，是一種人造的勞力。它是最早的工業(yè)機(jī)器人設(shè)想。該劇預(yù)告了機(jī)器人的發(fā)展對人類社會(huì)的悲劇性影響，引起了大家的廣泛關(guān)注，被當(dāng)成了機(jī)器人一詞的起源。1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識6一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程（三）主從機(jī)械手系統(tǒng)出現(xiàn)1947年，為了搬運(yùn)和處理核燃料，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了世界上第一臺遙控機(jī)器人，這是一種主從型控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中加入力反饋，可使操作者獲知施加力的大小，主從機(jī)械手之間有防護(hù)墻隔開，操作者可通過觀察窗或閉路電視對從機(jī)械手操作機(jī)進(jìn)行有效的監(jiān)視，主從機(jī)械手系統(tǒng)的出現(xiàn)為機(jī)器人的產(chǎn)生為近代機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制造作了鋪墊。1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識7一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程（四）第一臺機(jī)械手1954年美國人喬治·戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識8一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程（五）第一臺工業(yè)機(jī)器人1959年美國通用汽車公司(GM)公司使用全球第一臺機(jī)器人Unimate，這標(biāo)志著第一代工業(yè)機(jī)器人的誕生。1962年美國推出的一些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識9一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程（六）工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展階段示教再現(xiàn)機(jī)器人第一代工業(yè)機(jī)器人能夠按照人類預(yù)先示教的軌跡、行為、順序和速度重復(fù)作業(yè)，示教可由操作員手把手進(jìn)行或通過示教器完成。示教器示教

手把手示教比方說汽車的點(diǎn)焊機(jī)器人，它只要把這個(gè)點(diǎn)焊的過程示教完以后，它總是重復(fù)這樣一種工作。1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識10一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程（六）工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展階段感知機(jī)器人第二代工業(yè)機(jī)器人程具有環(huán)境感知裝置，能在一定度上適應(yīng)環(huán)境的變化，目前已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段。

配備視覺系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人這種機(jī)器人擁有類似人在某種功能的感覺，如力覺、觸覺、滑覺、視覺、聽覺等，它能夠通過感覺來感受和識別工件的形狀、大小、顏色。1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識11一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程（六）工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展階段智能機(jī)器人第三代工業(yè)機(jī)器人具有發(fā)現(xiàn)問題，并且能自主地解決問題的能力。高級智能機(jī)器人和初級智能機(jī)器人一樣，具有感覺，識別，推理和判斷能力，同樣可以根據(jù)外界條件的變化，在一定范圍內(nèi)自行修改程序。所不同的是，修改程序的原則不是由人規(guī)定的，而是機(jī)器人自己通過學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)來獲得修改程序的原則。所以它的智能高出初級智能機(jī)器人。這種機(jī)器人已擁有一定的自動(dòng)規(guī)劃能力，能夠自己安排自己的工作。這種機(jī)器人可以不要人的照料，完全獨(dú)立的工作。1.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識12一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程工業(yè)機(jī)器人十大品牌標(biāo)牌發(fā)那科（FANUC）庫卡（KUKA）那智不二越(NACHI)川崎機(jī)器人(Kawasaki)ABB機(jī)器人史陶比爾(St?ubli)柯馬（COMAU）愛普生機(jī)器人（EPSON）日本安川（Yaskawa）新松機(jī)器人（SIASUN）131.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識二、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式2、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式直角坐標(biāo)型柱面坐標(biāo)型球面坐標(biāo)型多關(guān)節(jié)坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種：1、直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng);2、圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作;3、球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮;4、關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。141.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識y工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式z直角坐標(biāo)型x柱面坐標(biāo)型球面坐標(biāo)型多關(guān)節(jié)坐標(biāo)型直角坐標(biāo)機(jī)器人具有空間上相互垂直的多個(gè)直線移動(dòng)軸，通過直角坐標(biāo)方向的3個(gè)獨(dú)立自由度確定其手部的空間位置，其動(dòng)作空間為一長方體。

二、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式151.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識θr工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式x直角坐標(biāo)型柱面坐標(biāo)型球面坐標(biāo)型多關(guān)節(jié)坐標(biāo)型柱面坐標(biāo)機(jī)器人主要由旋轉(zhuǎn)基座、垂直移動(dòng)和水平移動(dòng)軸構(gòu)成，具有一個(gè)回轉(zhuǎn)和兩個(gè)平移自由度，其動(dòng)作空間呈圓柱形。二、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式161.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識β工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式rθ直角坐標(biāo)系柱面坐標(biāo)系球面坐標(biāo)系多關(guān)節(jié)坐標(biāo)系球面坐標(biāo)機(jī)器人空間位置分別由旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)和平移3個(gè)自由度確定，動(dòng)作空間形成球面的一部分。二、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式171.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識α工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式φ直角坐標(biāo)系θ柱面坐標(biāo)系球面坐標(biāo)系多關(guān)節(jié)坐標(biāo)系垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人

模擬人手臂功能，由垂直于地面的腰部旋轉(zhuǎn)軸、帶動(dòng)小臂旋轉(zhuǎn)的肘部旋轉(zhuǎn)軸以及小臂前端的手腕等組成，手腕通常有2~3個(gè)自由度，其動(dòng)作空間近似一個(gè)球體。

二、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式181.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識zω2ω1工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式ω3直角坐標(biāo)系柱面坐標(biāo)系球面坐標(biāo)系多關(guān)節(jié)坐標(biāo)系水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人結(jié)構(gòu)上具有串聯(lián)配置的兩個(gè)能夠在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的手臂，自由度可依據(jù)用途選擇2~4個(gè)，動(dòng)作空間為一圓柱體。

二、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式191.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用目前，國際上的機(jī)器人學(xué)者，從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人分為三類：制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人、非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人。寫字工業(yè)機(jī)器人倒咖啡201.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識1.網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人有兩類機(jī)器人，一類是把標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)人-機(jī)接口作為基本設(shè)施,再將它們與有實(shí)際觀測操作技術(shù)的機(jī)器人融合在一起，即可實(shí)現(xiàn)無論何時(shí)何地，無論是誰都能使用的遠(yuǎn)程環(huán)境觀測操作系統(tǒng)，這就是網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人。另一類網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人是一種特殊的機(jī)器人，其“特殊”在于網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人沒有固定的“身體”，網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)程序，它存在于網(wǎng)絡(luò)程序中。網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（一）機(jī)器人的應(yīng)用環(huán)境211.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識2.林業(yè)機(jī)器人六足伐木機(jī)器人3.農(nóng)業(yè)機(jī)器人采摘草莓的機(jī)器人三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（一）機(jī)器人的應(yīng)用環(huán)境221.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識4.軍事機(jī)器人(1)地面軍用機(jī)器人(2)空中軍用機(jī)器人廣泛用于空中偵察、監(jiān)視、通信、反潛、電子干擾等。排爆地面軍用機(jī)器人無人駕駛飛機(jī)三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（一）機(jī)器人的應(yīng)用環(huán)境231.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(3)水下機(jī)器人無人遙控潛水器，也稱水下機(jī)器人。(4)空間軍用機(jī)器人從廣義上講，一切航天器都可以成為空間機(jī)器人，如宇宙飛船、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星、空間站等?！八慢埼r”機(jī)器人空間機(jī)器人正在維修人造衛(wèi)星美國的火星探測器空間三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（一）機(jī)器人的應(yīng)用環(huán)境241.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(5)服務(wù)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個(gè)年輕成員，到目前為止尚沒有一個(gè)嚴(yán)格的定義。消防機(jī)器人三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（一）機(jī)器人的應(yīng)用環(huán)境251.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域1.噴漆機(jī)器人噴涂機(jī)器人能在惡劣環(huán)境下連續(xù)工作，并具有工作靈活、工作精度高等特點(diǎn)。噴漆機(jī)器人261.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識2.焊接機(jī)器人用于焊接的機(jī)器人一般分為點(diǎn)焊機(jī)器人和弧焊機(jī)器人兩種。FanucS-420點(diǎn)焊機(jī)器人弧焊機(jī)器人三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域271.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識3.上下料機(jī)器人為提高工作效率，降低成本，并使生產(chǎn)線發(fā)展為柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，越來越多的企業(yè)已經(jīng)開始利用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行上下料了。數(shù)控機(jī)床用上下料機(jī)器人三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域281.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域4.裝配機(jī)器人與一般工業(yè)機(jī)器人比較，它具有精度高、柔順性好、工作范圍小、能與其他系統(tǒng)配套使用等特點(diǎn)。a)裝配機(jī)器人b)裝配工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用裝配工業(yè)機(jī)器人291.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域5.搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械手301.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域6.碼垛工業(yè)機(jī)器人碼垛工業(yè)機(jī)器人主要用于工業(yè)碼垛。碼垛工業(yè)機(jī)器人311.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域7.包裝機(jī)器人計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)性電子行業(yè)(3C行業(yè))和化工、食品、飲料、藥品工業(yè)是包裝機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域。包裝機(jī)器人321.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域8.噴涂機(jī)器人噴涂機(jī)器人比人工清理效率高出10倍以上，而且工人可以避開污濁、嘈噪的工作環(huán)境。a)機(jī)器人b)噴涂機(jī)器人的應(yīng)用噴涂機(jī)器人331.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域9.吹玻璃機(jī)器人法國賽博格拉斯公司開發(fā)了兩種6軸工業(yè)機(jī)器人，應(yīng)用于“采集”（搬運(yùn)）和“吹制”玻璃兩項(xiàng)工作。10.核工業(yè)中的機(jī)器人核工業(yè)機(jī)器人主要用于以核工業(yè)為背景的危險(xiǎn)、惡劣場所，特別針對核電站、核燃料后處理廠及三廢處理廠等放射性環(huán)境現(xiàn)場。核工業(yè)中的機(jī)器人341.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域11.機(jī)械加工工業(yè)機(jī)器人激光切割機(jī)器人工作站去毛刺機(jī)器人工作站351.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（二）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域輕型加工機(jī)器人工作站雕刻工業(yè)機(jī)器人雕刻工業(yè)機(jī)器人的刀庫361.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（三）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例1.各種工業(yè)機(jī)器人在汽車制造中的應(yīng)用(1)機(jī)器人搬運(yùn)(2)機(jī)器人點(diǎn)焊(3)機(jī)器人弧焊(4)機(jī)器人激光焊接(5)機(jī)器人螺栓焊接(6)機(jī)器人TOX壓鉚連接(7)機(jī)器人測量打孔(8)機(jī)器人涂膠系統(tǒng)激光焊接機(jī)器人系統(tǒng)及焊接成形371.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（三）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例2.焊接機(jī)器人工作站的常見形式(1)簡易焊接機(jī)器人工作站(2)焊接機(jī)器人+變位機(jī)組合的工作站（非協(xié)同作業(yè)）簡易焊接機(jī)器人工作站回轉(zhuǎn)工作臺+焊接機(jī)器人工作站381.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（三）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例旋轉(zhuǎn)-傾斜變位機(jī)+焊接機(jī)器人工作站翻轉(zhuǎn)變位機(jī)+焊接機(jī)器人工作站龍門架+焊接機(jī)器人工作站軌道式焊接機(jī)器人工作站391.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（三）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例3.焊接機(jī)器人在轎車白車身焊裝線的應(yīng)用(1)點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)案例點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)案例401.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（三）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例(2)點(diǎn)焊機(jī)器人生產(chǎn)指標(biāo)1)生產(chǎn)指標(biāo)2)生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量(3)焊接節(jié)拍與產(chǎn)能計(jì)算(4)機(jī)器人及焊鉗類型的選擇(5)機(jī)器人工作周期的優(yōu)化分析車體打點(diǎn)分配示意圖411.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（四）柔性生產(chǎn)線1.點(diǎn)焊機(jī)器人柔性工作站(1)轎車懸架橫梁點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)(2)轎車前梁總成點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)點(diǎn)焊機(jī)器人工作站布置圖轎車前梁總成點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)工作站場地布置421.1

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（四）柔性生產(chǎn)線2.柔性化焊接生產(chǎn)線(1)各類汽車焊接生產(chǎn)線的作業(yè)特點(diǎn)比較(2)機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)線柔性化的關(guān)鍵(3)焊接生產(chǎn)線上機(jī)器人的類型(4)焊接機(jī)器人的選用方法(5)點(diǎn)焊機(jī)器人的系統(tǒng)控制(6)柔性生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程點(diǎn)焊系統(tǒng)框圖工業(yè)機(jī)器人崗位能力培養(yǎng)及應(yīng)用1.2

工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成441.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成同學(xué)們印象當(dāng)中的工業(yè)機(jī)器人圖示只是工業(yè)機(jī)器人的一部分451.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成人體VS工業(yè)機(jī)器人？？完整的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)是什么樣子的？461.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成示教器是機(jī)器人的人機(jī)交互接口，操作者可通過它對機(jī)器人進(jìn)行編程或手動(dòng)操縱機(jī)器人移動(dòng)。

操作機(jī)控制器是完成機(jī)器人控制功能的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，是決定機(jī)器人功能和水平的關(guān)鍵部分。用于完成各種作業(yè)任務(wù)的機(jī)械主體，主要包含機(jī)械臂、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)單元以及內(nèi)部傳感器等部分。

工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成操作機(jī)控制器示教器第一代工業(yè)機(jī)器人主要由以下幾部分組成：操作機(jī)、控制器和示教器。第二代及第三代工業(yè)機(jī)器人還包括感知系統(tǒng)和分析決策系統(tǒng)，它們分別由傳感器及軟件實(shí)現(xiàn)。下面，我們以應(yīng)用最廣泛的第一代工業(yè)機(jī)器人為例，分析工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成。471.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成伺服電機(jī)減速器腕關(guān)節(jié)小臂肘關(guān)節(jié)手腕大臂連接法蘭皮帶傳動(dòng)腰部肩關(guān)節(jié)腰關(guān)節(jié)基座▲機(jī)器人操作機(jī)的每個(gè)關(guān)節(jié)均采用1個(gè)交流伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)1.機(jī)器人的機(jī)械機(jī)構(gòu)上有什么樣的特點(diǎn)?操作機(jī)（或稱機(jī)器人本體）是工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械主體，是用來完成各種作業(yè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它主要由機(jī)械臂、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)單元及內(nèi)部傳感器等部分組成。一、操作機(jī)481.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成基座腰部臂部手腕機(jī)械臂大體可分為基座、腰部、臂部（大臂和小臂）和手腕4部分。一、操作機(jī)（一）機(jī)械臂491.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成基座基座是機(jī)器人的基礎(chǔ)部分，起支撐作用。整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置都安裝在基座上。固定式機(jī)器人直接安裝在地面基礎(chǔ)上；移動(dòng)式機(jī)器人，則安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，可分為有軌和無軌兩種。腰部

腰部是機(jī)器人手臂的支撐部分。根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)坐標(biāo)系的不同，腰部可以在基座上轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以和基座制成一體。有時(shí)腰部也可以通過導(dǎo)桿或?qū)Р墼诨弦苿?dòng)，從而增大工作空間。臂部

有大臂和小臂，手臂是連接機(jī)身和手腕的部分，由機(jī)械臂的動(dòng)力關(guān)節(jié)和連接桿件等構(gòu)成，是執(zhí)行結(jié)構(gòu)中的主要運(yùn)動(dòng)部件，也稱主軸，主要用于改變手腕和末端執(zhí)行器的空間位置。手腕

手腕是連接末端執(zhí)行器和手臂的部分，將作業(yè)載荷傳遞到臂部，也稱次軸，主要用于改變末端執(zhí)行器的空間姿態(tài)。一、操作機(jī)（一）機(jī)械臂501.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成伺服電機(jī)減速器腕關(guān)節(jié)小臂肘關(guān)節(jié)手腕大臂連接法蘭皮帶傳動(dòng)腰部肩關(guān)節(jié)腰關(guān)節(jié)基座▲機(jī)器人操作機(jī)的每個(gè)關(guān)節(jié)均采用1個(gè)交流伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)2.操作者可以控制機(jī)器人每一個(gè)軸單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，那么這里的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作是如何實(shí)現(xiàn)的呢？操作機(jī)（或稱機(jī)器人本體）是工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械主體，是用來完成各種作業(yè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它主要由機(jī)械臂、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)單元及內(nèi)部傳感器等部分組成。一、操作機(jī)511.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成驅(qū)動(dòng)方式液壓驅(qū)動(dòng)電氣驅(qū)動(dòng)氣壓驅(qū)動(dòng)機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)方式主要有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電氣驅(qū)動(dòng)三種。多用于精度要求不高、重負(fù)載、有防爆要求的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人大多采用電氣驅(qū)動(dòng)，而其中屬交流伺服電機(jī)應(yīng)用最廣，且驅(qū)動(dòng)器布置大都采用一個(gè)關(guān)節(jié)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)裝置是驅(qū)使工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號，借助于動(dòng)力元件使機(jī)器人產(chǎn)生動(dòng)作，相當(dāng)于人的肌肉、筋絡(luò)。一、操作機(jī)（二）驅(qū)動(dòng)裝置521.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成液壓驅(qū)動(dòng)一艘貨輪順利通過了三峽大壩永久船閘，船閘運(yùn)行、調(diào)度良好有序。三峽雙線五級船閘，規(guī)模舉世無雙，是世界上第二大的船閘。2018年3月，中國自主研發(fā)出口海外的超大直徑盾構(gòu)機(jī)，終結(jié)了歐美壟斷。德國盾構(gòu)機(jī)5000萬元，國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)2500-5000萬左右。液壓支架舉高噴射消防車一、操作機(jī)（二）驅(qū)動(dòng)裝置531.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成氣壓驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手指擺動(dòng)氣缸直線氣缸三坐標(biāo)測量儀，三軸均有氣源制動(dòng)開關(guān)及微動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)單軸的精密傳動(dòng)，采用高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。一、操作機(jī)（二）驅(qū)動(dòng)裝置541.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成電氣驅(qū)動(dòng)高效電機(jī)，工信部和國家質(zhì)檢總局2013年推出《電機(jī)能效提升計(jì)劃》，大力推廣高效電機(jī)，淘汰在用低效電機(jī)，實(shí)施電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技改。隨著變頻器在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)日益廣泛的應(yīng)用，變頻電機(jī)的使用也日益廣泛起來。國產(chǎn)化高壓變頻裝置的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益均十分顯著。電氣驅(qū)動(dòng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),日常生活當(dāng)中。一、操作機(jī)（二）驅(qū)動(dòng)裝置551.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式輸出力控制性能維修使用結(jié)構(gòu)體積使用范圍制造成本液壓驅(qū)動(dòng)壓力高,可獲得大的輸出力油液不可壓縮,壓力、流量均容易控制,可無級調(diào)速,反應(yīng)靈敏,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制維修方便,液體對溫度變化敏感,油液泄漏易著火在輸出力相同的情況下,體積比氣壓驅(qū)動(dòng)方式小中、小型及重型機(jī)器人液壓元件成本較高,油路比較復(fù)雜氣壓驅(qū)動(dòng)氣體壓力低,輸出力較小,如需輸出力大時(shí),其結(jié)構(gòu)尺寸過大可高速,沖擊較嚴(yán)重,精確定位困難。氣體壓縮性大,阻尼效果差,低速不易控制,不易與CPU連接維修簡單,能在高溫、粉塵等惡劣環(huán)境中使用,泄露無影響體積較大中、小型機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單,能源方便,成本低電氣驅(qū)動(dòng)輸出力較小或較大易與CPU連接,控制性能好,響應(yīng)快,可精確定位,但控制系統(tǒng)復(fù)雜維修使用較復(fù)雜需要減速裝置,體積較小高性能、運(yùn)動(dòng)軌跡要求嚴(yán)格成本較高一、操作機(jī)（二）驅(qū)動(dòng)裝置561.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成驅(qū)動(dòng)裝置的受控運(yùn)動(dòng)必須通過傳動(dòng)單元帶動(dòng)機(jī)械臂產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，以精確的保證末端執(zhí)行器所要求的位置、姿態(tài)和實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)。諧波減速器RV減速器皮帶傳動(dòng)目前工業(yè)機(jī)器人廣泛采用的機(jī)械傳動(dòng)單元是減速器。應(yīng)用在關(guān)節(jié)型機(jī)器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。此外，機(jī)器人還采用齒輪傳動(dòng)、鏈條（帶）傳動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)單元等。一、操作機(jī)（三）傳動(dòng)單元571.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成針齒2級減速1級減速行星輪太陽輪Z2輸入Z1Z4輸出Z3擺線輪轉(zhuǎn)臂輸出軸針齒殼RV減速器柔輪波發(fā)生器剛輪諧波減速器一般將RV減速器放置在基座、腰部、大臂等重負(fù)載的位置(主要用于20kg以上的機(jī)器人關(guān)節(jié))；將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部等輕負(fù)載的位置(主要用于20kg以下的機(jī)器關(guān)節(jié))。一、操作機(jī)（三）傳動(dòng)單元581.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成內(nèi)部傳感器裝在操作機(jī)上，包括位移、速度、加速度等傳感器，用來檢測機(jī)器人操作機(jī)內(nèi)部狀態(tài)，在伺服控制系統(tǒng)中作為反饋信號。一、操作機(jī)（四）內(nèi)部傳感器591.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成二、控制器機(jī)器人控制器是根據(jù)指令以及傳感信息控制機(jī)器人完成一定的動(dòng)作或作業(yè)任務(wù)的裝置，包含了多個(gè)PLC控制模塊，用于控制機(jī)器人六軸或N軸的運(yùn)動(dòng)。它是機(jī)器人的心臟，決定了機(jī)器人性能的優(yōu)劣，從機(jī)器人控制算法的處理方式來看，可分為集中式控制和分布式控制兩種方式。601.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成二、控制器(1)集中式控制器優(yōu)點(diǎn)：硬件成本較低，便于信息的采集和分析，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制，整體性與協(xié)調(diào)性較好，基于PC的系統(tǒng)硬件擴(kuò)展較為方便。缺點(diǎn)：系統(tǒng)控制缺乏靈活性，控制危險(xiǎn)容易集中，一旦出現(xiàn)故障，其影響面廣，后果嚴(yán)重；大量數(shù)據(jù)計(jì)算，會(huì)降低系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)對多任務(wù)的響應(yīng)能力也會(huì)與系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性相沖突；系統(tǒng)連線復(fù)雜，會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。驅(qū)動(dòng)器1機(jī)器人關(guān)節(jié)1運(yùn)動(dòng)接口卡1驅(qū)動(dòng)器1機(jī)器人關(guān)節(jié)1多軸驅(qū)動(dòng)器2機(jī)器人關(guān)節(jié)2運(yùn)動(dòng)控制卡1……運(yùn)動(dòng)接口卡2驅(qū)動(dòng)器2機(jī)器人關(guān)節(jié)2機(jī)器人關(guān)節(jié)n驅(qū)動(dòng)器n………機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)多軸驅(qū)動(dòng)器n+1機(jī)器人關(guān)節(jié)n+1運(yùn)動(dòng)接口卡n驅(qū)動(dòng)器n機(jī)器人關(guān)節(jié)n運(yùn)動(dòng)控制卡2驅(qū)動(dòng)器n+2機(jī)器人關(guān)節(jié)n+2a)單獨(dú)接口卡驅(qū)動(dòng)b)多軸運(yùn)動(dòng)控制卡驅(qū)動(dòng)集中式機(jī)器人控制器結(jié)構(gòu)611.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成二、控制器(2)分布式控制器主要思想為“分散控制，集中管理”，為一個(gè)開放、實(shí)時(shí)、精確的機(jī)器人控制系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)中常采用兩級控制方式，由上位機(jī)和下位機(jī)組成。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)靈活性好，控制系統(tǒng)的危險(xiǎn)性降低，采用多處理器的分散控制，有利于系統(tǒng)功能的并行執(zhí)行，提高系統(tǒng)的處理效率，縮短響應(yīng)時(shí)間。關(guān)節(jié)控制器1（下位機(jī)）驅(qū)動(dòng)器1機(jī)器人關(guān)節(jié)1關(guān)節(jié)控制器2（下位機(jī)）驅(qū)動(dòng)器2機(jī)器人關(guān)節(jié)2通訊總線………關(guān)節(jié)控制器n機(jī)器人主控制器（下位機(jī)）（上位機(jī)）驅(qū)動(dòng)器n機(jī)器人關(guān)節(jié)n分布式機(jī)器人控制器結(jié)構(gòu)621.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成三、示教器示教器簡稱TP，它是用戶與機(jī)器人之間相互交流的重要裝置。用戶可以通過操作示教器來移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人、編寫工業(yè)機(jī)器人程序、試運(yùn)行程序、操作執(zhí)行、查看工業(yè)機(jī)器人狀態(tài)（I/O設(shè)置、位置信息等）。631.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成三、示教器彩色示教器641.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成三、示教器651.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成三、示教器單色示教器661.2工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成1.工業(yè)機(jī)器人通常由操作機(jī)、控制器和示教器三部分組成。2.操作機(jī)是機(jī)器人賴以完成各種作業(yè)的主體部分，一般由機(jī)械臂、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)單元以及內(nèi)部傳感器等組成。3.機(jī)械臂部分，手臂用于改變手腕和末端執(zhí)行器的空間位置，手腕用于改變末端執(zhí)行器的空間姿態(tài)。4.工業(yè)機(jī)器人使用最廣泛的驅(qū)動(dòng)方式是電氣驅(qū)動(dòng)。工業(yè)機(jī)器人崗位能力培養(yǎng)及應(yīng)用1.3工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)681.3工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)新冠疫情前期，國內(nèi)外口罩都進(jìn)入了脫銷狀態(tài)，作為一位口罩生產(chǎn)廠家的老板，你希望通過使用工業(yè)機(jī)器人來擴(kuò)大企業(yè)產(chǎn)能。那么該如何選擇你所需要的工業(yè)機(jī)器人呢？品牌用途691.3工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)，反映了機(jī)器人的使用范圍和工作性能，可以用來篩選我們所需要的工業(yè)機(jī)器人。701.3工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)額定負(fù)載工作精度工作空間自由度技術(shù)指標(biāo)最大工作速度各廠商提供的技術(shù)指標(biāo)不盡相同，但一般都包括了自由度、額定負(fù)載、工作精度、工作空間和最大工作速度等。711.3工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)自由度指物體能夠?qū)ψ鴺?biāo)系進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。沿