工业机器人技术及其应用(教学教程)1-绪论

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1、/第一章绪论1.1什么是工业机器人1.2为何发展工业机器人1.3工业机器人发展概况1.3.1工业机器人的诞生1.3.2工业机器人的发展1.4工业机器人的分类及应用1.4.1工业机器人的分类1.4.2工业机器人的应用学习目标*掌握工业机器人的定义*了解工业机器人的发展事由和历程*熟悉工业机器人的常见分类及其行业应用导入案例富士康“百万机器人”上岗折射中国制造业升级2011年，富士康CEO郭台铭表示,希望到2012年底装配30万台机器人，到2014年装配100万台，要在5到10年数年内通过自动化消除简单重复性的工序。机器人的投产使用，可将目前的人力资源转移到具备更高附加值的岗位上，这也符合将我

2、国“人口红利”转为“人才红利”的大目标。这一工业机器人的井喷潮涌，何时会蔓延到“中国制造”的每一个工厂、每一条生产线、每一个工序、每一个工位上，将为“中国制造”的转型提“智”做出何等贡献？我们对此充满期待。课堂认知1.1什么是工业机器人机器人涉及到人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。美国:一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能操作机。日本:一种带有存储器件和末端操作器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。中国:一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或者生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力

3、，是一种具有高度灵活性的自动化机器。ISO一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业。广义地说：工业机器人是一种在计算机控制下的可编程的自动机器。它具有四个基本特征：①特定的机械机构②通用性③不同程度的智能④独立性1.2为何发展机器人让机器人替人类干那些人不愿干、干不了、干不好的工作。ABB给出十大投资机器人的理由：第一，降低运营成本；第二，提升产品质量与一致性；第三，改善员工的工作环境；第四，扩大产能；第五，增强生产的柔/性；第六，减少原料浪费，提高成品率；第七，满足安全法规，改善生产安全条件；第八，减少人员流动，缓解招聘技术工人的压力

4、；第九，降低投资成本，提高生产效率；最后一点，节约宝贵的生产空间。第一年第二年第三年第四年第五年0510152025万元使用机器人与普工的年均成本比较1.3工业机器人发展概况1.3.1工业机器人的诞生1959年，美国造出了世界上第一台工业机器人Unimate，可实现回转、伸缩、俯仰等动作。Unimate1.3工业机器人发展概况1.3.2工业机器人发展现状和趋势2005年，YASKAWA推出可代替人完成组装或搬运机器人MOTOMAN-DA20和MOTOMAN-IA20。/MOTOMAN-DA20MOTOMAN-IA20YASKAWA机器人2010年意大利柯马（COMAU）推出SMART5PA

5、L机器人，可实现装载/卸载、多产品拾取、堆垛等。SMART5PAL/KUKA公司推出KR5arcHW（HollowWrist），其机械臂和机械手上有一个50mm宽的通孔，可以保护机械臂上的整套保护气体软管的敷设。KR5arcHWFANUC推出的RobotM-3iA装配机器人采用四轴或六轴模式，具有独特的平行连接结构，具备轻巧便携的特点，承重范围可达6kg。RobotM-3iA国际工业机器人技术日趋成熟，基本沿着两个路径在发展：一是模仿人的手臂，实现多维运动，典型应用为点焊、弧焊机器人；二是模仿人的下肢运动，实现物料输送、传递等搬运功能，如搬运机器人。/机器人研发水平最高的是日本、美国与欧

6、洲，他们在发展工业机器人方面各有千秋：日本模式:各司其职，分层面完成交钥匙工程。欧洲模式:一揽子交钥匙工程。美国模式:采购与成套设计相结合。国产机器人与进口机器人尚存一定差距，具体现状如下：第一，低端技术水平有待改善。第二，产业链条亟待充实与规范。1.4工业机器人的分类及应用1.4.1工业机器人的分类关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制方式、自由度、结构、应用领域等划分。1、按机器人的技术等级划分（1）示教再现机器人第一代工业机器人能够按照人类预先示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业，示教可由操作员手把手进行或通过示教器完成。手把手示教示教器示教（2）感知机器人第

7、二代工业机器人程具有环境感知装置，能在一定度上适/应环境的变化，目前已经进入应用阶段。配备视觉系统的工业机器人（3）智能机器人第三代工业机器人具有发现问题，并且能自主地解决问题的能力，尚处于实验研究阶段。关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制方式、自由度、结构、应用领域等划分。2、按机器人的机构特征划分工业机器人的结构形式1直角坐标系直角坐标机器人具有空间上相互垂直的多个直线移动轴