工业机器人内部结构及其基本组成基础学习知识原理详解

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。此外，就是那些对人类工作有害的任务。（例如：用危险化学品进行表面处理，这是在有害环境中工作。在许多情况下，长期使用机器人比聘用工人更聪明和便宜。）当然，还有的是人类难以操作的工作。（例如：举或搬运重物或在不适合人类生活的条件下工作。）同样，在许多这些情况下，可以应用特定的自动化解决方案。然而，如果任务需要灵活性处理，还需要考虑要用到的机器人。以下是最常见的机器人应用程序列表：电弧焊、部件、涂层、去毛刺、压铸、造型、物料搬运、选择、码垛、打包、绘画、点焊、运输，仓储关于工业机器人的

结构----如何构建机器人手臂？（这很重要）在本文中，将只列出工业机器人中使用的最常见的机器人结构类型。（详细内容公众号历史记录在“机器人类型”部分深入介绍这些类型）。所以有：笛卡尔、圆柱、球形、SCARA、铰接臂、平行施工这些类型都有自己的优缺点。有些更精确，有些可以提升较重的重量，有些则更便宜。这也导致我们选择机器人时至少要考虑什么？分配给机器人的任务是什么？这个问题看起来觉得很愚蠢，但是也是因为它是很容易被忽略掉的部分，所以这个需要在这次文章中重点说一下。（你应该考虑，因为它可以节省你很多钱。也可以减少很多不必要的麻烦）例如：你已经知道你需要一个电弧焊机器人。但是，您可以更深入地考虑这个是否有扩张的可能性？以后可能会有其他或稍微不同的任务可以分配给同一个机器

人？也许同一个工业机器人手臂可以在不同的时间用不同

的工具？还有技术支持。您可能需要指导员工，获得软件更新，保修维护等。需要考虑经销商应尽可能靠近您。我们都知道，如果需要维护，机器人经销商所在的距离越远，停机时间越长，人员培训的费用就越高。当然，也有例外，就像你有一个特定的任务，唯一可以提供一个机器人需要的是远的。否则，你应该真正选择最接近你的机器人集成商。检查所有需要的特定机器人操作的设施，你会在哪里放置？所有需要的连接是否都能正常使用？准备是否齐全？选择

适合你的制造商。在考虑技术支持和工厂时，也应该考虑在任务部分提到的同样的事情，尝试评估未来的可能性。以下是最知名的工业机器人制造商名单：ABB、Adept技术、Asyst技术、布鲁克斯自动化、DENSO机器人、爱普生机器人、FANUC机器人、Intelitek、川崎重工业、库卡机器人、安川，莫托曼、Nachi机器人系统、雷斯机器人、东芝机、史陶比尔

工业机器人的基本组成

人工智能发展，机器人距离我们越来越近，涉及我们的生活也越来越多。研究表明，文化差异影响着人们对机器人的看法，西方人看到终结者，日本人看到”阿斯托男孩“。教育水平与积极情绪之间也存在着相关性：教育水平越高，人们对机器人越感兴趣。目前人们对机器人的看法总体上是保持积极的态度。使用机器人使我们免于减少我们完全人为的能力的工作：将机器人整合到我们的经济中，以提高生产率，减少我们依赖采掘业，同时让人们不必花大部分时间来谋生。古希腊人认为，“劳动”是为了生存所需的重复工作，是在他们的尊严之下，这就是为什么他们确保这样的工作是由奴隶完成的。摆脱这种负担，希腊公民大量发明了西方文明。今天研发机器人以类似的方式为我们完成劳动，从而创造一个人类繁荣的新时代。机器人对我们的生活影响已经那么大，但是你知道机器人的基本组成吗？机器人

的种类很多，不同结构和用途的机器人其组成当然也不完全一样。这里以工业机器人为例，介绍机器人的基本组成。机器人的基本组成：机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成。这三大部分又分成六个子系统。分别为：驱动系统（给每个关节即每个运动自由度安置传动装置，使机器人运动起来，这就是驱动系统）机械结构系统（由机身、手臂、末端操作器三大件组成。每一大件都有若干自由度，构成一个多自由度的机械系统）（如果机身具备行走机构便构成行走机器人，如果机身不具备行走及腰转机构，则构成单机器人臂）手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，可以是两手指或多手指的手爪，也可以是喷漆枪、焊枪等。感受系统（获取内部和外部环境状态中有意义的信息。提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准）机器人—环境交互系统（实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统）人机交互系统（人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置）控制系统（根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号，支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能）机器人设计包括机械结构设计，检查传感系统设计等，是机械、电子、检测、控制和计算机技术的综合应用。清楚了解机器人的基本组成，更好地应用机器人完成工作。工业机器人常用的气缸内部结构是怎样的？

我们首先讲解下普通气缸的基本组成和原理: 气缸的组成: 缸体，活塞，密封圈，磁环（有传感器的气缸）原理: 压力空气使活塞移动，通过改变进气方向，改变活塞杆的移动方向。失效形式: 活塞卡死，不动作；气缸无力，密封圈磨损，漏气。典型气缸的结构和工作原理以气动系统中最常使用的单活塞杆双作用气缸为例来说明，气缸典型结构如下图所示。它由缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。双作用气缸内部被活塞分成两个腔。有活塞杆腔称为有杆腔，无活塞杆腔称为无杆腔。当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出；当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞实现往复直线运动。普通双作用气缸1、3－缓冲柱塞，2－活塞，4－缸筒，5－导向套，6－防尘圈，7－前端盖，8－气口，9－传感器，10－活塞杆，11－耐磨环，12－密封圈，13－后端盖，14－缓冲节流阀机械接触式无杆气缸的结构和工作原理机械接触式无杆气缸，其结构如下图3所示。在气缸缸管轴向开有一条槽，活塞与滑块在槽上部移动。为了防止泄漏及防尘需要，在开口部采用聚氨脂密封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上，活塞架穿过槽，把活塞与滑块连成一体。活塞与滑块连接在一起，带动固定在滑块上的执行机构实现往复运

动。这种气缸的特点是：1) 与普通气缸相比，在同样行程下可缩小1/2安装位置；2) 不需设置防转机构；3) 适用于缸径10～80mm，最大行程在缸径≥40mm时可达7m；4) 速度高，标准型可达0.1～0.5m/s；高速型可达到0.3～3.0m/s。其缺点是：1) 密封性能差，容易产生外泄漏。在使用三位阀时必须选用中压式；2) 受负载力小，为了增加负载能力，必须增加导向机构。机械接触式无杆气缸l－节流阀，2

－缓冲柱塞，3－密封带，4－防尘不锈钢带，5－活塞，6－滑块，7－活塞架磁性无杆气缸的结构和工作原理活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动，其结构如图4所示。它的工作原理是：在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动。气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。磁性无杆气缸1－套筒，2－外磁环，3－外磁导板，4－内磁环，5－内磁导板，6－压盖，7－卡环，8－活塞，9－活塞轴，10－缓冲柱塞，11－气缸筒，12－端盖，13－进、排气口齿轮齿条式摆动气缸的结构和工作原理齿轮齿条式摆动气缸是通过连接在活塞上的齿条使齿轮回转的一种摆动气缸，其结构原理如下图5所示。活塞仅作往复直线运动，摩擦损失少，齿轮传动的效率较高，此摆动气缸效率可达到95%左右。

齿轮齿条式摆动气缸1－齿条组件，2－弹簧柱销，3－滑块，4－端盖，5－缸体，6－轴承，7－轴，8－活塞，9－齿轮叶片式摆动气缸和工作原理单叶片式摆动气缸的结构原理如图6所示。它是由叶片轴转子（即输出轴）、定子、缸体和前后端盖等部分组成。定子和缸体固定在一起，叶片和转子联在一起。在定子上有两条气路，当左路进气时，右路排气，压缩空气推动叶片带动转子顺时针摆动。反之，作逆时针摆动。叶片式摆动气缸体积小，重量最轻，但制造精度要求高，密封困难，泄漏是较大，而且动密封接触面积大，密封件的摩擦阻力损失较大，输出效率较低，小于80%。因此，在应用上受到限制，一般只用在安装位置受到限制的场合，如夹具的回转，阀门开闭及工作台转位等。单叶片式摆动气缸1－叶片，2－转子，3－定子，4－缸体气动手爪原理气动手爪这种执行元件是一种变型气缸。它可以用来抓取物体，实现机械手各种动作。在自动化系统中，气动手爪常应用在搬运、传送工件机构中抓取、拾放物体。气动手爪有平行开合手指（如图所示）、肘节摆动开合手爪、有两爪、三爪和四爪等类型，其中两爪中有平开式和支点开闭式驱动方式有直线式和旋转式。气动手爪的开闭一般是通过由气缸活塞产生的往复直线运动带动与手爪相连的曲柄连杆、滚轮或齿轮等机构，驱动各个手爪同步做开、闭运动。薄膜气缸的结构和工作原理下图为膜片气缸的工作原理

图。膜片有平膜片和盘形膜片两种一般用夹织物橡胶、钢片或磷青铜片制成，厚度为5～6mm （有用1～2mm 厚膜片的）。下图所示的膜片气缸的功能类似于弹簧复位的活塞式单作用气缸，工作时，膜片在压缩空气作用下推动活塞杆运动。它的优点是：结构简单、紧凑、体积小、重量轻、密封性好、不易漏气、加工简单、成本低、无磨损件、维修方便等，适用于行程短的场合。缺点是行程短，一般不趁过

50mm。平膜片的行程更短，约为其直径的1/10。

薄膜气缸1－缸体，2－膜片，3－膜盘，4－活塞杆带阀组合气缸的结构和工作原理带阀气缸是由气缸、换向阀和速度控制阀等组成的一种组合式气动执行元件。如下图所示,它省去了连接管道和管接头，减少了能量损耗，具有结构紧凑，安装方便等优点。带阀气缸的阀有电控、气控、机控和手控等各种控制方式。阀的安装形式有安装在气缸尾部、上部等几种。如下图所示，电磁换向阀安装在气缸的上部，当有电信号时，则电磁阀被切换，输出气压可直接控制气缸动作带阀组合气缸1－管接头，2－气缸，3－气管，4－电磁换向阀，5－换向阀底板，6－单向节流阀组合件，7－密封圈。磁性开关气缸的结构和工作原理磁性开关气缸是指在气缸的活塞上安装有磁环，在缸筒上直接安装磁性开关，磁性开关用来检测气缸行程的位置，控制气缸往复运动。因此，就不需要在缸筒上安装行程阀或行程开关来检测气缸

活塞位置，也不需要在活塞杆上设置挡块。其工作原理如下图所示。它是在气缸活塞上安装永久磁环，在缸筒外壳上装有舌簧开关。开关内装有舌簧片、保护电路和动作指示灯等，均用树脂塑封在一个盒子内。当装有永久磁铁的活塞运动到舌簧片附近，磁力线通过舌簧片使其磁化，两个簧片被吸引接触，则开关接通。当永久磁铁返回离开时，磁场减弱，两簧片弹开，则开关断开。由于开关的接通或断开，使电磁阀换向，从而实现气缸的往复运动。磁性开关气缸1－动作指示灯，2－保护电路，3－开关外壳，4－导线，5－活塞，6－磁环，7－缸筒，8－舌簧开关工业机器人见了那么多了，我们看看工业机器人结构原理

一、工业机器人机构名词解释：1、关节（Joint）：即运动副，允许机器人手臂各零件之间发生相对运动的机构。2、连杆（Link）：机器人手臂上被相邻两关节分开的部分。3、刚度（Stiffness）：机身或臂部在外力作用下抵抗变形的能力。它是用外力和在外力作用方向上的变形量（位移）之比来度量。4、自由度（Degree of freedom）：或者称坐标轴数，是指描述物体运动所需要的独立坐标数。手指的开、合，以及手指关节的自由度一般不包括在内。5、定位精度（Positioning accuracy）：指机器人末端参考点实际到达的位置与所需要到达的理想位置之间的差距。6、重复性（Repeatability）或重复精度：在相同的位置指令下，机器

人连续重复若干次其位置的分散情况。它是衡量一列误差值的密集程度，即重复度。7、工作空间（Working space）：机器人手腕参考点或末端操作器安装点（不包括末端操作器）所能到达的所有空间区域，一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。二、工业机器人结构分类1、工业机器人按坐标分类2、工业机器人按驱动分类3、六轴工业机器人结构三、工业机器人夹具结构1、工业机器人夹持夹具结构滑槽杠杆式手部2、工业机器人吸附夹具结构电磁式吸盘气动吸盘设计示例3、工业机器人未来手抓从专业的角度来解答工业机器人的结构为什么技术含量这么高！

说起工业机器人的结构技术不得不带提下中国工业机器人行业目前的现状：众所周知，中国机器人产业由于先天因素，在单体与核心零部件仍然落后于日、美、韩等发达国家。虽导入中国机器人产业经过30 年的发展，形成了较为完善的产业基础，但与发达国家相比，仍存在较大差距，产业基础依然薄弱，关键零部件严重依赖进口。整个机器人产业链主要分为上游核心零部件（主要是机器人三大核心零部件——伺服电机、减速器和控制系统，相当于机器人的“大脑”）、中游机器人本体（机器人的“身体”）和下游系统集成商（国内95% 的企业都集中在这个环节上）三个层面。1、工业机器人本体机器人本体是工业机器人的机械

主体，是用来完成各种作置业的执行机构。它主要由机械臂、驱动装置、传动单元及内部传感器等部分组—成。工业机器人本体最后一个轴的机械接口通常为一连接法兰，可接装不同的机械操作装置，如夹紧爪、吸盘、焊枪等。(1) 机械臂关节型工业机器人的机械臂是由关节连在一起的许多机械连杆的集合体。实质上是一个拟人手臂的空间开链式机构，一端固定在基座上，另一端可自由运动，由关节- 连杆结构所构成的机械臂大体可分为基座、腰部、臂部（大臂和小臂）和手腕 4 部分。1)基座基座是机器人的基础部分，起支撑作用。2) 腰部腰部是机器人手臂的支承部分。3) 手臂手臂是连接机身和手腕的部分，是执行结构中的主要运动部件，亦称主轴，主要用于改变手腕和末端执行器的空间位置。4) 手腕手腕是连接末端执行器和手臂的部分，亦称次轴，主要用于改变末端执行器的空间姿态。

(2) 驱动装置驱使工业机器人机械臂运动的机构。它按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人产生动作，相当于人的肌肉、筋络。机器人常用的驱动方式主要有液压驱动、气压驱动和电气驱动三种基本类型。目前，除个别运动精度不高、重负载或有防爆要求的机器人采用液压、气压驱动外，工业机器人大多采用电气驱动，而其中属交流伺服电机应用最广，且驱动器布置大都采用一个关节一个驱动器。(3) 传动单元目前工业机器人广泛采用的机械传动

单元是减速器，应用在关节型机器人上的减速器主要有两类：RV 减速器和谐波减速器。一般将RV 减速器放置在基座、腰部、大臂等重负载的位置( 主要用于20kg 以上的机器人关节) ；将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部等轻负载的位置( 主要用于20kg 以下的机器关节) 。此外，机器人还采用齿轮传动、链条（带）传动、直线运动单元等。1) 谐波减速器通常由3 个基本构件组成，包括一个有内齿的刚轮，一个工作时可产生径向弹性变形并带有外齿的柔轮和一个装在柔轮内部、呈椭圆形、外圈带有柔性滚动轴承的波发生器，在这3 个基本结构中可任意固定一个，其余一个为主动件一个从动件。2) RV 减速器主要由太阳轮（中心轮）、行星轮、转臂（曲柄轴）、转臂轴承、摆线轮（RV 齿轮）、针齿、刚性盘与输出盘等零部件组成。具有较高的疲劳强度和刚度以及较长的寿命，回差精度稳定，高精度机器人传动多采用RV 减速器。深入工业机器人发展史

工业机器人作为自动化时代的典型标志，学习工业机器人，渴望了解工业机器人的人也随之增多，很多人问我，我是一个小白，怎么才能学好，现在学会不会已经太晚了，知识是一个积累的过程，你的每一次阅读都是在进步。现在学习一点都不晚，你已经走在很多人的前面了呢。希望每一次的科普都对您有帮助。今天我们继续聊聊我们印象中的工业机

器人，目的是揭示工业机器人的发展：第一部分讨论了工业机器人和机器人的特点。然后给出一个自动化的简要总结和机器人区域的先决条件，因为对于工业机器人来说，没有提到过的历史就不能说自动化。此后的历史机器人力学（automatons）和早期的步骤描述了工业机器人。最后，机器人的社会经济因素是讨论。我们首先简要介绍机器人的中心词，以及第一个见解进入与机器人相关的感觉。自从机器人时代开始以来，大家对机器人都有着不一样的看法。他们有危险吗？他们会偷走我们的工作？我们如何利用它们？术语“机器人”存在于几个斯拉夫语中语言和本义是重度单调的工作或奴隶劳动（苦工）。（左）查理·卓别林在1936年的电影“现代时报”中的齿轮之中。（右）伍迪·艾伦，伪装成机器人管家，能够避免追求敌对，未来世界，1973年电影“睡眠者”。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人。很多人也喜欢叫它机械臂，它是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类的指挥，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。1954年，美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请的专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现，这就是

所谓的示教再现机器人。1959年，第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元，之后日本使机器人得到迅速的发展，目前，日本人已经称为世界上工业机器人产量和拥有量最多的国家。20世纪80年代，生产技术的高度自动化和集成化，工业机器人得以进一步发展，并在这个时代起着十分重要的作用。第一代工业机器人一般指工业上大量试用的可编程机器人及遥控操作机。1982年，美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统，从而宣告了第二代机器人——感知机器人的问世。（有外部传感器，可进行离线编程，能在传感系统的支持下，具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能）第三代机器人——自治机器人，正在各国研制和发展，出了具有感知功能外，还具有一定的决策和规划能力，能根据人的命令或按照所处环境自行作出决策规划动作，即按任务编程。我国的机器人研究工作起步比较晚，从“七五”开始国家投入资金，对工业机器及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986年，国家高技术研究发展计划开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术前沿，已经取得了一大批科研成果，并成果地研制出了一批特种机器人。从20世纪90年代初起，我国的国民经济进入了实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮。我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制

出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地。

工业机器人新手必看10个问题

Q1：机器人如何做好周期维修保养？1、定期保养机器人可以延长机器人的使用寿命，保养周期可以分为日常三个月，六个月，一年，三年。以发那科的为列，具体内容如下：保养周期检查和保养内容备注日常1.不正常的噪音和震动，马达温度 2.周边设备是否可以正常工作3.每根轴的抱闸是否正常有些型号机器只有J2、J3抱闸三个月 1.控制部分的电缆2.控制器的通风3.连接机械本体的电缆 4.接插件的固定状况是否良好 5.拧紧机器上的盖板和各种附加件6.清除机器上的灰尘和杂物六个月1.更换平衡块轴承的润滑油,其他参见三个月保养内容某些型号机器人不需要，具体见随机的机械保养手册。一年 1.更换机器人本体上的电池，其他参见六个月保养内容三年1.更换机器人减速器的润滑油，其他参见一年保养内容Q2：什么情况下要做备份？A：1、新机器第一次上电后。2、在做任何修改之前。3、在完成修改之后。4、如果机器人重要，定期1周一次。5、最好在U盘也做备份。6、太旧的备份定期删除，腾出硬盘空间。Q3：如何开始机器人的安装调试？序号安装调试内容1 将机器人本体与控制柜吊装到位 2 机器人本体与

控制狂之间的电缆连接 3 示教器与控制柜之间的连接 4

接入主电源，上电5 机器人6轴机械原点的校准操作 6 I/O 信号的设定7 安装工具与周边设备8 编程调试9 投入自动运行Q4：如何正确使用摇杆？A：摇杆就象汽车油门一样，幅度大则机器人动作快。所以一开始要小幅度的控制摇杆使机器人运动。如果在增量模式下，则机器人动作为步进形式与幅度无关。Q5：什么是三个重要的程序数据？A：三个重要的程序数据是工具数据tooldata, 工件坐标数据wobjdata, 有效载荷loaddata。不正确设定会影响机器人伺服电机寿命和节拍时间Q6：机器人进入了急停状态怎么办？A：当机器人进入了急停，一般请按以下的操作：急停开关复位----示教器中报警确认复位- ---按一下控制柜上的白色按钮Q7：机器人开机进入了系统故障状态怎么办？A：1、重新启动一次机器人。2、如果不行，在示教器查看是否有更详细的报警提示，并进行处理。3、重启。4、如果还不能解除则尝试B 启动。5、如果还不行，请尝试P 启动。6、如果还不行请尝试I 启动（这将机器人回到出厂设置状态，小心）Q8：什么是机器人机械原点？机械原点在哪里？A：机器人六个伺服电机都有一个唯一固定的机械原点，错误的设定机器人机械原点将会造成机器人动作受限或误动作，无法走直线等问题，严重的会损坏机器人Q9：ABB 机器人的接入电源线的规格是怎么样的呢？A：请看以下的图示

工业机器人新手必看10个问题Q10：如何在RAPID 程序里自定义机器人轨迹运动的速度？A：1、在示教器主菜单中选择程序数据。2 、找到数据类型Speeddata 后，点击新建。3 、点击初始值，Speeddata 四个变量含义分别为：v_tcp 表示机器人线性运行速度v_rot 表示机器人旋转运行速度，v_leax 表示外加轴线性运行速度，v_reax 表示外加轴旋转运行速度，如果没有外加轴则后两个不用修改。4、自定义好的数据就可在RAPID 程序中进行调用了。

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。

工业机器人系统知识【史上全】

一文搞懂工业机器人系统！ 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 在我们心中的机器人都是被人格化后的机器人形象。那么，把机器人尤其是工业机器人形象解构以后，他又会是什么样子呢？ 这样专业的问题，让我们听听东南大学段晋军博士怎么说。（以下部分内容摘自段博在《机器人大讲堂》中的分享，我们重点介绍一下工业机器人系统） 平时不论是新闻上看到的工业机器人、双足机器人、四足机器人还是动漫作品里的机器人形象大部分是机器人本体，而机器人控制系统则是幕后功臣，类似于人的大脑，这个控制系统往往安装在机器人本体的内部或是有一个单独的控制单元。 大家来看下面的一幅图（摘在固高科技的官网），这幅图描绘了一个工业机器人系统的概貌，一个工业机器人系统包括了机器人本体、伺服电机（或者是直流电机）、减速机、驱动器、控制器、示教器、还有一些外围的设备，比如摄像头、六维力传感器、IO模块、焊接部件等等。

对于一个工业机器人系统而言，我们对上面的图进行简化，将刚才的工业机器人系统简化，抽取出工业机器人系统中必不可少的部分：控制系统、机器人本体和示教器。 而控制系统从常规结构上可以分为两部分：执行机构和控制系统。执行机构包括机器

人本体、伺服电机和减速装置；控制系统则分为控制器、伺服驱动器、示教器和拓展模块，其中拓展模块包括力觉模块、视觉模块、抓取模块等，也就是说我们我们所看到的机器人能完成的每个动作，都需要添加拓展模块。 现在进入重点啦，下面来具体分析一下控制系统中每个部分的功能和用途吧。 对于工业机器人系统而言，示教器是用于与用户交互的设备，它能够处理和记忆用户赋予工业机器人的任务指令。一般情况下，它分为三种模式：示教模式、在线模式和远程模式。 示教模式用于示教机器人的动作序列，终以作业的形式保存在示教盒中；在线模式是复现用户示教的作业，此时需要示教器对作业进行在线解析，并将解析结果发送给控制器。 远程模式是指用户可以通过一根网线或是通过网络的形式控制机器人动作，此时，用户不一定就在机器人旁边，可以是远程遥控。 更通俗一点的理解：示教器就像遥控赛车的遥控器，用遥控器操纵赛车和使用示教器控制工业机器人是一样的道理，emmm，这么一想好像高大上的工业机器人也变得没那么神秘了。

机器人基础考试试题重点

（二）简答题 1.智能机器人的所谓智能的表现形式是什么？ 答:推理判断、记忆 2.机器人分为几类？ 答:首先，机器人按应用分类可分为工业机器人、极限机器人、娱乐机器人。 1)工业机器人有搬运、焊接、装配、喷漆、检验机器人，主要用于现代化的工厂和柔性加工系统中。 2)极限机器人主要是指用在人们难以进入的核电站、海底、宇宙空间进行作业的机器人，包括建筑、农业机器人。 3)娱乐机器人包括弹奏机器人、舞蹈机器人、玩具机器人等。也有根据环境而改变动作的机器人。 其次，按照控制方式机器人可分为操作机器人、程序机器人、示教机器人、智能机器人和综合机器人。 3. 机器人由哪几部分组成？ 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、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。 4. 什么是自由度？ 答:人们把构建相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度。 5. 机器人技术参数有哪些？各参数的意义是什么？ 答:机器人技术参数有:自由度、精度、工作范围、速度、承载能力 1）自由度：是指机器人所具有的独立坐标轴的数目，不包括手爪（末端操作器）的开合自由度。在三维空间里描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度。但是，工业机器人的自由度是根据其用途而设计的，也可能小于六个自由度，也可能大于六个自由度。

2）精度：工业机器人的精度是指定位精度和重复定位精度。定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。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）。 3）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。 4）速度；速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。 5)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。承载能力不仅取决于负载的质量，而且还与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关。为了安全起见，承载能力这一技术指标是指高速运行时的承载能力。通常，承载能力不仅指负载，而且还包括机器人末端操作器的质量。 6. 机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。 答：机器人的手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂的运动形式区分，手臂有直线运动的。如手臂的伸缩，升降及横向移动，有回转运动的如手臂的左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动的组合。2直线运动的组合2回转运动的组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作程度固定不变的专用机器人。 7. 机器人机座有几种？试述每种机座结构。 答：机器人几座有固定式和行走时2种 1)固定式机器人的级左右直接接地地面基础上，也可以固定在机身上 2)移动式机器人有可分为轮车机器人，有3组轮子组成的轮系四轮机器人三角论系统，全方位移动机器人，2足步行式机器人，履带行走机器人 8. 试述机器人视觉的结构及工作原理 答:机器人视觉由视觉传感器摄像机和光源控制计算器和图像处理机组成原理：由视觉传感器讲景物的光信号转换成电信号经过A/D转换成数字信号传递给图像处理器，同时光源控制器和32 摄像机控制器把把光线，距离颜色光源方向等等参数传递给图像处理器，图像处理器对图像数据做一些简单的处理将数据传递给计算机最后由计算器存储和处理。 9. 工业机器人控制方式有几种？

《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。

工业机器人分类本体结构及技术指标

工业机器人分类、本体结构和技术指标 “工业机器人”专项技能培训——杜宇 英属哥伦比亚大学（UBC）博士 大连大华中天科技有限公司CEO 主要内容 一、常用运动学构型 二、机器人的主要技术参数 三、机器人常用材料 四、机器人主要结构 五、机器人的控制系统 一、常用运动学构形 1、笛卡尔操作臂 优点：很容易通过计算机控制实现，容易达到高精度。 缺点：妨碍工作, 且占地面积大, 运动速度低, 密封性不好。 ①焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、 分类、装配、贴标、喷码、打码、（软仿型）喷涂、目标跟 随、排爆等一系列工作。 ②特别适用于多品种，便批量的柔性化作业，对于稳定，提 高产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件和产品的快速 更新换代有着十分重要的作用。 2、铰链型操作臂（关节型） 关节机器人的关节全都是旋转的, 类似于人的手臂,工业机器人中最 常见的结构。它的工作范围较为复杂。 ①汽车零配件、模具、钣金件、塑料制品、运动器材、玻璃制品、陶 瓷、航空等的快速检测及产品开发。 ②车身装配、通用机械装配等制造质量控制等的三坐标测量及误差检 测。 ③古董、艺术品、雕塑、卡通人物造型、人像制品等的快速原型制作。 ④汽车整车现场测量和检测。 ⑤人体形状测量、骨骼等医疗器材制作、人体外形制作、医学整容等。 3、SCARA操作臂 SCARA机器人常用于装配作业, 最显著的特点是它们 在x-y平面上的运动具有较大的柔性, 而沿z轴具有 很强的刚性, 所以, 它具有选择性的柔性。这种机器 人在装配作业中获得了较好的应用。 ①大量用于装配印刷电路板和电子零部件 ②搬动和取放物件，如集成电路板等 ③广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、 药品工业和食品工业等领域. ④搬取零件和装配工作。

《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。

第10课 我们身边的机器人

教学目标： 1. 知识目标：了解机器人的产生、现状和发展。 2. 能力目标：收集有关机器人各个方面的资料，以小组为单位，进行编辑整理。 3. 情感目标：激发学习热情，从小树立爱科学的志向。 教学重点： 机器人的发展史。 教学难点： 能较快地、有针对性地收集有关机器人的资料。 课时安排： 1课时。 课前准备： 准备有关介绍机器人的演示文稿、照片、录像资料等。 教材分析： 本课主要分成：知道机器人一词的由来、知道机器人的种类、了解机器人结构特征和不同功能、畅想未来机器人的发展方向等几方面。 由于学生对机器人的感性认识往往是通过电视、书籍等途径，大部分学生都认为：机器人就是像人一样的机器，能够做一些简单的动作等。在处理教材时，可以在开始上课时，让学生来交流：“你知道什么是机器人吗？”“机器人能做什么呢？”让学生大胆、充分地说出自己的见解。然后，教师出示有关机器人的幻灯片，较系统、完整地介绍机器人的由来、种类、特征、发展等，学生的学习兴趣就会被激发。本课要重点介绍机器人的发展史，介绍它们在各行各业中的“杰出”表现，同时让学生思考体会：机器人不一定是人形的样子！ 教学建议： 通过谈话引入新课——生活中你看到过机器人吗？以此来引起学生的兴趣，也可事先让学生准备好一些机器人资料，一上课就先来交流展示。 在第二个环节中，让学生互相交流，围绕现在的机器人都能做哪些事情、机器人代替人类有什么好处等来谈。让学生来感受体会，发表个人见解，交流互动。教师根据课堂实际，可以适时展示事先准备的有关机器人发展史的图片、录像资料，在让学生做一些适当笔记的同时，也积极思考：什么样的才叫机器人呢？你能给它下个定义吗？教师要对学生的发言进行点评和小结。 第三个环节，让全体学生畅想：未来的机器人又将如何发展呢？布置本次课堂作业：画一幅机器人的科幻画。学生上机操作。 最后，教师小结，点评作业。同时，开始安排全班分组，一般以4~5人小组为一个单位，共同学习，使用一套教学机器人。也可以就刚才学生未完的话题继续展开讨论。 练习建议： 1. 上机作业：我心目中的机器人，要求画一幅机器人科幻画。 2. 课外作业：收集机器人的相关资料，以小组为单位制作一份Word简报。巩固本次课堂教学效果，为下节课作铺垫和准备。 附参考教案： 一、机器人的由来 几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。 机器人跟“Robota”有什么关系呀？ 1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本，他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robota”,汉语音译为“罗伯特”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。它们沒有思维能力，不能思考，只是类似人的机器，很能干，以便使人摆脱劳作。它们能生存20年，刚生产出来时，由人教它们知识。它们不能思考，也没有感情，一个人能干三个人的活，公司因此而生意兴隆。后来一个极其偶然

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。此外，就是那些对人类工作有害的任务。（例如：用危险化学品进行表面处理，这是在有害环境中工作。在许多情况下，长期使用机器人比聘用工人更聪明和便宜。）当然，还有的是人类难以操作的工作。（例如：举或搬运重物或在不适合人类生活的条件下工作。）同样，在许多这些情况下，可以应用特定的自动化解决方案。然而，如果任务需要灵活性处理，还需要考虑要用到的机器人。以下是最常见的机器人应用程序列表：电弧焊、部件、涂层、去毛刺、压铸、造型、物料搬运、选择、码垛、打包、绘画、点焊、运输，仓储关于工业机器人的

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）。

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

有关机器人的基础知识

有关机器人的基础知识 综合知识2009-10-11 23:17:59 阅读703 评论0 字号：大中小订阅 第1章基础知识 1.1 引言 人们从一开始制作物品时，就有用各种方式制作机器人的想法，也许大家见到过有能工巧匠制作的能够模仿人类动作行为的机器，典型的例子是：在威尼斯的能准时敲响大钟的雕像和能重复运动的玩具。好莱坞的电影将这一愿望提升到了一个新的高度，他们制作的机器人其表演效果甚至超过真人。 尽管从原理上类人机器人是机器人，并具有与机器人相同的设计与控制原理，但本书主要研究工业用机械手型机器人。本书包含了一些研究机器人所必须的基础知识，提出了机器人力学（包括运动学和动力学）的分析方法，讨论了驱动器、传感器、视觉系统等用于机器人的基础部件。 机器人是当今工业的重要组成部分，他们能够精确地执行各种各样的人物和操作，并且无需人们工作时所需的安全措施和舒适的工作条件。然而，要使机器人很好的工作需要付出很大的努力和代价。在20世纪80年代中期从事机器人制造的公司现在大都已不复存在，只有一些生产工业机器人的公司（如Adept机器人公司，Staubli机器人公司，Fanuc机器人公司，北美公司等）尚在市场上保留一席之地。由于目前的机器人尚无法满足人们的较高期望，因此早期对机器人在工业中的使用预测一直未能实现。结果是，尽管有成千上万的机器人用于工业生产，但他们并没有在总体上替代操作工人，机器人只能用在适合使用他们的一些地方。相对于人类，机器人并非万能，他们某些工作能做，另外有些工作却不能做。如果按照期望的用途合理设计机器人，他们就会具有多种用途并经久不衰。 机器人学科覆盖许多不同领域。单独的机器人只有与其它装置，周边设备以及其他生产机械配合使用才能有效地发挥作用。他们通常集成为一个系统，该系统作为一个整体来完成任务或执行操作。本课也将讨论这些与机器人配合使用的外围设备及系统。 1.2 什么是机器人 图1.1 机器人与起重机的操作方法和设计方法非常类似。然而，起重机由操作人员来控制，而机器人由计算机控制。因此，通过简单修改计算机程序就可以使机器人实现不同的功能。（a）Kuhnezug车载起重机；(b)Fanuc S-500机器人在卡车上执行焊缝任务 如果将常规的机器人操作手与挂在多用车或牵引车上的起重机进行比较，可发现两者非常相似：它们都具有许多连杆，这些连杆通过关节依次连接，这些连杆由驱动器驱动（电机）。在上述两个系统中，操作机的“手”都能在空中运动，达到工作空间的任何位置，他们都能承载一定的负荷，并都用一个中央控制器控制驱动器。然而，它们一个称为机器人，另一个称为操作机（也就是起重机），两者最根本的不同是起重机是由人来控制驱动器，机器人操作手是由计算机编程控制。正是通过这一点可以区别一台设备到底是简单的操作机还是机器人。通常机器人设计成由计算机来控制，机器人的动作受计算机监控的控制器所控制，该控制器本身也运行某种类型的程序。程序改变，机器人的动作就会相应改变。我们希望一台设备能灵活地完成各种不同的工作而无需重新设计硬件装置。为此，机器人须设计成可以重复编程，通过改变程序来执行不同的任务（当然在能力限制范围以内）。简单的操作机（或者说起重机）除非一直由操作人员操作，否则无法做到这一点。 目前各国关于机器人的定义都各不相同。在美国标准中，只有易于再编程的装置才认为是机器人。因此，手动装置（比如一个多自由度的需要操作员来驱动的装置）或固定顺序机器人（例如有些装置由强制起停控制驱动器控制，其顺序是固定的并且很难更改）都不认为是机器人。

工业机器人的结构与组成

. ..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。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。 工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。 工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行 机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。 工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。 示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。 具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。

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