工業(yè)機(jī)器人概論

一、工業(yè)機(jī)器人定義及特點(diǎn)二、工業(yè)機(jī)器人歷史及發(fā)展趨勢(shì)三、工業(yè)機(jī)器人分類四、工業(yè)機(jī)器人組成及技術(shù)參數(shù)五、工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的定義

機(jī)器人工

工業(yè)機(jī)器人定義為：“工業(yè)機(jī)器人是用來進(jìn)行搬運(yùn)材料、零件、工具等可再編程的多功能機(jī)械手，或通過不同程序的調(diào)用來完成各種工作任務(wù)的特種裝置。”國際標(biāo)準(zhǔn)化（ISO）曾于1987年對(duì)工業(yè)機(jī)器人給出了定義：“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能夠完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。”3工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種

仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三完成各種作業(yè)的機(jī)電

自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)4工業(yè)機(jī)器人最顯著特點(diǎn)：可編程擬人化通用性機(jī)電5一、工業(yè)機(jī)器人定義及特點(diǎn)二、工業(yè)機(jī)器人歷史及發(fā)展趨勢(shì)三、工業(yè)機(jī)器人分類四、工業(yè)機(jī)器人組成及技術(shù)參數(shù)五、工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用1、工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史是

工業(yè)機(jī)器人王國，既是工業(yè)機(jī)器人的最大制造國也是最大消費(fèi)國。但實(shí)際上工業(yè)機(jī)器人的誕生地是1954年最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。1959年人英格和德奧爾制造出了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，他們發(fā)現(xiàn)可以讓機(jī)器人去代替工人一些簡單重復(fù)的勞動(dòng)接著他們兩人合辦了世界上第一家機(jī)器人制造工廠，生產(chǎn)

unimate工業(yè)機(jī)器人世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人1、工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史1959年第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人在

誕生，開創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新60年代初，。研制成功兩種工業(yè)機(jī)器人，并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用1969年，

通用汽車公司用21臺(tái)工業(yè)機(jī)器人組成了焊接轎車車身的自動(dòng)生產(chǎn)線此后，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都很重視研制和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。引進(jìn)機(jī)器人及技20世紀(jì)70年代，

勞動(dòng)力短缺1967年

川崎重工首先從術(shù)1968年試制出第一臺(tái) 產(chǎn)unimate機(jī)器人。

的工業(yè)機(jī)器人很快進(jìn)入實(shí)用階段，并由汽車業(yè)逐步擴(kuò)大到其它制造業(yè)以及非制造業(yè)。1980年被稱為

的“機(jī)器人普及元年”，在各個(gè)領(lǐng)域推廣使用機(jī)器

大緩解了勞動(dòng)力短缺。

采取多方面鼓勵(lì)政策，機(jī)器人受到了廣大企業(yè)的歡迎。1980年~1990年

的工業(yè)機(jī)器人處于鼎盛時(shí)期，后來國際市場(chǎng)曾一度轉(zhuǎn)向歐洲和

，但

經(jīng)過短暫的

期又恢復(fù)其昔日的輝煌。2、工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的三個(gè)階段起第一代機(jī)器人—示教再現(xiàn)機(jī)器人（playback

robot）示教再現(xiàn)機(jī)器人是一種可重復(fù)再現(xiàn)通過示教編程來的作業(yè)程序的機(jī)器人。此類機(jī)器人的編程通過實(shí)時(shí)示

序來實(shí)現(xiàn),而機(jī)器人本身憑

操作,故能不斷重復(fù)再現(xiàn)。第二代機(jī)器人—感知機(jī)器人對(duì)外界環(huán)境有一定感知能力，并具有聽覺、視覺、觸覺等功能。工作時(shí)，根據(jù)感覺（傳感器）獲得的信息，靈活調(diào)整自己的工作狀態(tài)，保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作。觸覺的機(jī)械手可輕松自如地抓取雞蛋，具有嗅覺的機(jī)器人能分辨出不同飲料和酒類第三代機(jī)器人—智能機(jī)器人具有相當(dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”。在腦中起作用的是 處理器，這種計(jì)算機(jī)跟操作它的人有直接的聯(lián)系。最主要的是，這樣的計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行按目的安排的動(dòng)作。正因?yàn)檫@樣，我們才說這種機(jī)器人才是真正的機(jī)器人，盡管它們的外表可能有所不同。初級(jí)智能機(jī)器人高級(jí)智能機(jī)器人14工業(yè)機(jī)器人作為現(xiàn)代制造業(yè)主要的自動(dòng)化裝備，

已廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、工程機(jī)械、電子信息、家電、化工等行業(yè)，進(jìn)行焊接、裝配、搬運(yùn)、加工、噴涂、碼垛等復(fù)雜作業(yè)。國際上生產(chǎn)機(jī)器人的主要廠家有： 的安川電那機(jī)、OTC、川崎重工、松下、不二越、日克；歐洲的CLOOS（德國）、ABB（瑞典）、COMAU（意大利）、IGM（奧地利）、KUKA（德國）等。3、國外工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀（1）發(fā)那科（FANUC）發(fā)那科公司（FANUC）是世界上數(shù)控系統(tǒng)科研、設(shè)計(jì)、制造、銷售實(shí)力最強(qiáng)大的企業(yè)之一。同時(shí)，是世界上唯一一家由機(jī)器人來做機(jī)器人的公司。發(fā)那科機(jī)器人產(chǎn)品系列多達(dá)240種，負(fù)重從0.5公斤到1.35噸，廣泛應(yīng)用在焊接、裝配、搬運(yùn)、鑄造、噴涂、碼垛等不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，滿足客戶不同需求。發(fā)那科工業(yè)機(jī)器人業(yè)務(wù)2013年收入約為14億。

2013年，發(fā)那科全球機(jī)器人裝機(jī)量已超33萬臺(tái)，市場(chǎng)份額穩(wěn)居第一。國際工業(yè)機(jī)器人四巨頭現(xiàn)狀發(fā)那科工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于：非常便捷的工藝控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴涂參數(shù)的無級(jí)調(diào)整，在生產(chǎn)過程中也可修改噴涂參數(shù)手腕動(dòng)作靈活。高加速度，發(fā)那科機(jī)器人采用獨(dú)有的鋁合金外殼，機(jī)器人重量輕，加速快，日常

保養(yǎng)方便和同類型機(jī)器人相比，F(xiàn)ANUC機(jī)器人底座尺寸更小，為客戶采用更小的噴房提供了更好的解決方案；空心手腕可以讓油管，氣管布置更加便捷，大幅減少了噴房保潔工作量，為生產(chǎn)贏得時(shí)間；獨(dú)有

臂設(shè)計(jì)，讓機(jī)器人可以靠近噴房壁安裝，機(jī)器人保證高度靈活生產(chǎn)的條件下也不會(huì)與噴房壁

。發(fā)那科弧焊機(jī)器人發(fā)那科機(jī)器人視覺應(yīng)用（2）ABBABB位列全球500強(qiáng)，是電力和自動(dòng)化技術(shù)的 企業(yè)ABB的機(jī)器人自動(dòng)化解決方案，從汽車工業(yè)的白車身焊接系統(tǒng)，到消費(fèi)品行業(yè)的搬運(yùn)碼跺機(jī)器人系統(tǒng)，即以汽車、塑料、金屬加工、鑄造、電子、制藥、食品、飲料等行業(yè)為目標(biāo)市場(chǎng)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于焊接、物料搬運(yùn)、裝配、噴涂、精加工、拾料、包裝、貨盤堆垛、機(jī)械管理等領(lǐng)域。ABB投入巨資打造康橋，并面向全球進(jìn)行機(jī)器人銷售，除兩款機(jī)器人之外，其他幾十種機(jī)器人都在這安營扎寨（包括所有的噴涂機(jī)器人）2013年，生產(chǎn)機(jī)器人25萬臺(tái)。ABB全球最快的垛碼機(jī)器人（3）安川電機(jī)（Yaskawa）安川電機(jī)株式會(huì)社創(chuàng)立于1915年，是有近百年的歷史專業(yè)電氣廠商。安川AC伺服和變頻器市場(chǎng)份額位居全球第一。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品包括：點(diǎn)焊和弧焊機(jī)器人、油漆和處理機(jī)器人、LCD玻璃板傳輸機(jī)器人和半導(dǎo)體晶片傳輸機(jī)器人等。是將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到半導(dǎo)體生產(chǎn)領(lǐng)域的最早的廠商之一。世界上最活躍的安川工業(yè)機(jī)器人“ ”在半導(dǎo)體工業(yè)中受到高度評(píng)價(jià)的超級(jí)機(jī)電產(chǎn)品。截至2011年3月，安川電機(jī)工業(yè)機(jī)器人累計(jì)出售臺(tái)數(shù)已突破23萬臺(tái)安川電機(jī)工業(yè)機(jī)器人業(yè)務(wù)2013年收入為13億

，同比增長4%，收入占比36%。安川電機(jī)于 動(dòng)工在常州設(shè)立工廠，2013年6月投產(chǎn)。起初，常州工廠的生產(chǎn)能力設(shè)定為每年6000臺(tái)，但是隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的需求猛增，安川電機(jī)決定把在華產(chǎn)業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)規(guī)模倍增至1.2萬臺(tái)，投資額也從17億日元增加至40億日元。（4）（KUKA）是由焊接設(shè)備起家的全球領(lǐng)先機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備和解決方案的供應(yīng)商之一。機(jī)器人公司是全球汽車工業(yè)中工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的三家市場(chǎng)龍頭之一，在歐洲則獨(dú)占鰲頭。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、冶金、食品和塑料成形等行業(yè)。KUKA的機(jī)器人產(chǎn)品最通用的應(yīng)用范圍包括工廠焊接、操作、碼垛、包裝、加工或其它自動(dòng)化作業(yè)，同時(shí)還適用于醫(yī)院，比如腦外科及放射造影。為純工業(yè)機(jī)器人公司，業(yè)務(wù)包括工業(yè)機(jī)器人和系統(tǒng)集成，截至2013年末，

公司市值約16億

，收入約24億KUKA機(jī)器人公司在全球擁有20多個(gè)子公司，其中大部分是銷售和服務(wù)中心。KUKA在全球的運(yùn)營點(diǎn)有： ，墨西哥，巴西， ，韓國，

， 和歐洲各國。公司工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量超過1萬臺(tái)，至今在全球安裝了超過10萬臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。KUKA機(jī)器人早在1986年就進(jìn)入

，KUKA公司 給一汽卡車作為試用，

汽車業(yè)應(yīng)用的第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。1994年，當(dāng)時(shí)作為國內(nèi)汽車龍頭企業(yè)的東風(fēng)卡車公司以及長安汽車公司，分別引進(jìn)了KUKA的一條焊裝線，隨線安裝的機(jī)器人都達(dá)數(shù)十臺(tái)，KuKA機(jī)器人開始大批量進(jìn)入中國。，

在

舉行了新工廠奠基儀式。該工廠已于2013年下半年投入運(yùn)營，容納員工約350名，該工廠第一年的組裝能力為3000臺(tái)，至2015年，組裝能力將提升至5000臺(tái)。運(yùn)用于汽車焊裝流水線的焊接機(jī)器人系統(tǒng)集成我國工業(yè)機(jī)器人起步于上世紀(jì)70年代初期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的適用化期。從開展工業(yè)機(jī)器人研究至今，中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在不斷進(jìn)步中。近些年，我國先后涌現(xiàn)出新松機(jī)器人、博實(shí)自動(dòng)化、埃

（奇瑞裝備）、巨一焊接、廣州數(shù)控、

、青島軟控等近60家從事工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)的企業(yè)，但產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用程度較低，多數(shù)處于幾十臺(tái)的生產(chǎn)規(guī)模。4、國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀隨著科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國廉價(jià)勞動(dòng)力的優(yōu)勢(shì)開始逐漸，而作為新興領(lǐng)域的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)則迅速崛起。2012年中國機(jī)器人

量達(dá)到2.3萬臺(tái)，中國一躍成為僅次的全球第二大機(jī)器人市場(chǎng)，領(lǐng)先

、德國。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國國內(nèi)市場(chǎng)上已有5萬臺(tái)左右工業(yè)機(jī)器人在服役，從工業(yè)機(jī)器人密度（制造業(yè)中每萬名生產(chǎn)工人占有的機(jī)器人數(shù)量）來看，我國的機(jī)器人市場(chǎng)遠(yuǎn)未達(dá)到發(fā)達(dá)水平。在過去的4—5年里，中國汽車行業(yè)以及電子行業(yè)的機(jī)器人使用量快速增長，成為工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推手。3、國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀最近，巨輪、慈星、發(fā)展、科遠(yuǎn)、向日葵等多家公司相繼發(fā)布了各自的工業(yè)機(jī)器人計(jì)劃。同時(shí)，華中數(shù)控日前公告稱，為了促進(jìn)公器人及自動(dòng)化生產(chǎn)裝備業(yè)務(wù)的規(guī)?；l(fā)展，公司已與兩家重慶國資公司合資設(shè)立重慶華數(shù)機(jī)器人。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前滬深兩市涉足機(jī)器人的公司已超過30家（1）沈陽新松機(jī)器人自2000年成立伊始，一直引領(lǐng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)已成為中國最大的機(jī)器人 。自主研發(fā)的中國第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)、中國第一臺(tái)AGV自動(dòng)導(dǎo)引車、中國第一臺(tái)焊接機(jī)器人、中國第一臺(tái)潔凈（真空）機(jī)器人、中國第一臺(tái)政務(wù)機(jī)器人、國產(chǎn)機(jī)器人批量實(shí)現(xiàn)出口等先進(jìn)技術(shù)成果，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，結(jié)束了機(jī)器人沒有出口的歷史。目前，沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化 已在工業(yè)、交通、能源、 、民生五大產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域呈現(xiàn)出了強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)。新松機(jī)器人生產(chǎn)線新松已形成工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及裝備、自動(dòng)化成套技術(shù)裝備、倉儲(chǔ)物流自能力，2011年銷售收入為7.8億元，堪稱中國機(jī)器人的龍頭企業(yè)。同時(shí)，新松表示，這幾年工業(yè)機(jī)器人的銷售增長都在45%以上新松目前正在國內(nèi)進(jìn)行布局，形成研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等完整的體系，分布南北兩地。除了廠區(qū)面積200多畝之外，新松還在新建的沈陽渾南新松智慧園設(shè)立了工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)中心、數(shù)字驅(qū)動(dòng)中心、制造中心、互聯(lián)中心及成套裝備中心等，占地380畝。另外，在浙江蕭山臨江工業(yè)園區(qū)，新松投資建設(shè)南方研究創(chuàng)新中心及

，占地435畝，建設(shè)激光

、機(jī)器人及潔凈自動(dòng)化裝備生產(chǎn)線及工業(yè)物聯(lián)技術(shù)及應(yīng)用等。總投資15億元，建成后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值100億元。（2）廣州數(shù)控廣州數(shù)控已經(jīng)連續(xù)12年蟬聯(lián)國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)銷售額的第一位。廣州數(shù)控依托20多年的數(shù)控技術(shù)積累，從2006年底開始進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人研發(fā)，現(xiàn)已經(jīng)研制出具有獨(dú)立知識(shí)

的工業(yè)機(jī)器人，其中8公斤搬運(yùn)機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。至今，廣州數(shù)控已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)系列化的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)，包括3kg、8kg、20kg、50kg搬運(yùn)機(jī)器人和120kg、200kg碼垛機(jī)器人，能夠應(yīng)用于搬運(yùn)、裝卸、焊接及噴涂等工序，以實(shí)現(xiàn)多種生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化需求。目前公司正在開展400kg碼垛機(jī)器人的研發(fā)，并已初步投入市場(chǎng)應(yīng)用。同時(shí)，分揀機(jī)器人生產(chǎn)線也正在試驗(yàn)之中。廣州數(shù)控目前正在打造一個(gè)“百千萬工程”，即300人以上的研發(fā)隊(duì)伍，

，1萬平方米的中試

。在規(guī)?；矫?，廣州數(shù)控預(yù)計(jì)今年生產(chǎn)400臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，到2015年，完成1000臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)，以后將實(shí)現(xiàn)1萬臺(tái)的規(guī)模。廣州數(shù)控表示公司在工業(yè)機(jī)器人方面的遠(yuǎn)景目標(biāo)是要打造一個(gè)南方的機(jī)器人工業(yè)制造中心，用10年的時(shí)間追趕國際先進(jìn)水平。（3）博實(shí)自動(dòng)化博實(shí)自動(dòng)化是由哈工業(yè)大學(xué)創(chuàng)辦的高新技術(shù)制企業(yè)。公司以哈工大機(jī)器人 為技術(shù)依托，致力于工業(yè)機(jī)器人、教學(xué)機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、自動(dòng)化物流系統(tǒng)（MPS）、精密定位和精密測(cè)量領(lǐng)域產(chǎn)品的開發(fā)，已經(jīng)成為我國重要的機(jī)電教育設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)。博實(shí)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)線中的運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人品牌及現(xiàn)狀（4）華中數(shù)控為了促進(jìn)機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)裝備業(yè)務(wù)的規(guī)?；l(fā)展，公司已與兩家重慶國資公司合資設(shè)立重慶華數(shù)機(jī)器人。同時(shí)，華中數(shù)控還在華數(shù)機(jī)器人，增加了機(jī)器人研發(fā)、生產(chǎn)和銷售等經(jīng)營范圍，顯示了其奮力拓展機(jī)器人業(yè)務(wù)的意圖。據(jù)了解，華中數(shù)控工業(yè)機(jī)器人業(yè)務(wù)目前進(jìn)展順利，已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，并在多家大型工業(yè)企業(yè)得到應(yīng)用。華中數(shù)控業(yè)務(wù)包括控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)，而這也正是工業(yè)機(jī)器人的幾大部件。共裝機(jī)300多臺(tái)分布在6個(gè)城市華數(shù)五軸機(jī)械手在格力的配套應(yīng)用情況家電制造機(jī)械制造電子制造IC

傳輸注塑模具加工焊接組裝機(jī)

下料激光加工電子封裝與檢測(cè)華數(shù)關(guān)節(jié)型機(jī)器人在多個(gè)行業(yè)的應(yīng)用華數(shù)自主研發(fā)了HNC-IR型五度教學(xué)機(jī)器人，已在國內(nèi)多所高校、職業(yè)院校使用(1999年)。華數(shù)與寧江機(jī)床

合作開發(fā)的NJRA3-1五軸聯(lián)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，可用于自動(dòng)化物流生產(chǎn)線的裝配工序。華數(shù)與世紀(jì)楓林合作研制的六軸聯(lián)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，可用于弧焊、搬運(yùn)、機(jī)

下料、火焰切割等場(chǎng)合。5、工業(yè)機(jī)器人近五年市場(chǎng)情況1近年工業(yè)機(jī)器人國際市場(chǎng)情況2008年，全球工業(yè)機(jī)器人新安裝量為113330臺(tái)，基本與2007年持平。2009年，受全球經(jīng)濟(jì)

的影響，工業(yè)機(jī)器人新安裝量驟減，比2008年下降了47%，僅為60000臺(tái)。這是自1994年以來機(jī)器人新安裝量最低的一年。2010年，全球經(jīng)濟(jì)開始復(fù)蘇，在汽車工業(yè)和電子工業(yè)的強(qiáng)力推動(dòng)下，全球工業(yè)機(jī)器人新安裝量達(dá)到了118337臺(tái)，在2009年的基礎(chǔ)上增長97%。2011年，全球工業(yè)機(jī)器人新安裝量達(dá)到了166028臺(tái)，比2010年增長38%。2012年，全球工業(yè)機(jī)器人新安裝量比2011年降低了4%，為159346臺(tái)，70%集中在

、中國、、韓國和德國5個(gè)國家，其

國成為了全球工業(yè)機(jī)器人需求增長最快的市場(chǎng)，也是僅次于

的全球第二大市場(chǎng)。2013年，全球工業(yè)機(jī)器人的銷量再創(chuàng)新高，達(dá)到了179000臺(tái)，較2012年上升了12%。中國工業(yè)機(jī)器人銷量占全球的比例繼續(xù)攀升，增速位居全球第一，市場(chǎng)地位愈加重要。2、工業(yè)機(jī)器人國內(nèi)市場(chǎng)情況國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人是從20世紀(jì)80年始起步，先后研發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。目前國內(nèi)規(guī)模大、品牌響的企業(yè)還不多。不少廠商的零配件依賴國口，成本占一半以上，同時(shí)，國內(nèi)機(jī)器人進(jìn)口采取零關(guān)稅的政策，產(chǎn)品不斷進(jìn)入國，這使得國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的初期就要直接企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)。在國際機(jī)器人技術(shù)升級(jí)和價(jià)格下降的嚴(yán)峻形勢(shì)下，國內(nèi)機(jī)器人本體制造業(yè)水平的提升將受到長期阻礙，限制了我國工業(yè)機(jī)器人廠商的競(jìng)爭(zhēng)力。截至2012年底，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人累計(jì)安裝量已超過10萬臺(tái)，占全世界正在服役總量的8%左右。大部分都是從、、

、德國、意大利等20多個(gè)國家引進(jìn)的。由此可見，國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)不容樂觀。2008-2013年國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人銷量情況高性能：高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修，單機(jī)價(jià)格不斷下降。機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展：例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、

機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位

；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)；國外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問巿。6、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)4142

本體結(jié)構(gòu)更新加快：隨著技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)近十年來發(fā)展變化很快。以安川MOTOMAN機(jī)器人產(chǎn)品為例，L系列機(jī)器人持續(xù)10年，K系列持續(xù)5年時(shí)間，SK系列持續(xù)3年時(shí)間，1998年底安川公司推出了最新的UP系列，其突出的特點(diǎn)是：大臂釆用新型的非平行四邊形的單連桿機(jī)構(gòu)，工作空間有所增加，本體自重進(jìn)一步減少，變得更加輕巧?？刂葡到y(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提

高，控制柜日見小巧。機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除釆用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而機(jī)器人則釆用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用4344多智能體（multi-agent）調(diào)控制技術(shù)：這是目前機(jī)器人研究的一個(gè)嶄新領(lǐng)域。主要對(duì)多機(jī)器人協(xié)作、多機(jī)器人通訊、多智能體的群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商機(jī)理，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進(jìn)行研究。一、工業(yè)機(jī)器人定義及特點(diǎn)二、工業(yè)機(jī)器人歷史及發(fā)展趨勢(shì)三、工業(yè)機(jī)器人分類四、工業(yè)機(jī)器人組成及技術(shù)參數(shù)五、工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用工業(yè)機(jī)器

體可按其機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方法和運(yùn)動(dòng)控制方式進(jìn)行分類1、按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類2、按驅(qū)動(dòng)方法分類3、按運(yùn)動(dòng)控制方式分類1、按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類（1）直角坐標(biāo)型這類操作機(jī)

部在空間三個(gè)相互垂直的方向X、Y、Z上作移動(dòng)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的。其控制簡單，運(yùn)動(dòng)直觀性強(qiáng)，易達(dá)到高精度，但操作靈活性差，運(yùn)動(dòng)的速度較低，操作范圍較小而占據(jù)的空間相對(duì)較大。（2)圓柱坐標(biāo)型這類操作機(jī)在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有立柱，水平臂可沿立柱上下運(yùn)動(dòng)并可在水平方向伸縮。其工作范圍較大，運(yùn)動(dòng)速度較高，但隨著水平臂沿水平方向伸

長，其線位移分辨精度越來越低。（3）球坐標(biāo)型也稱極坐標(biāo)型操作機(jī)，工作臂不僅可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，還可繞水平軸作俯仰運(yùn)動(dòng)，且能沿

軸線作伸縮運(yùn)動(dòng)。其操作比圓柱坐標(biāo)型更為靈活，并能擴(kuò)大機(jī)器人的工作空間，但旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)反映在未端執(zhí)行器上的線位移分辨率是一個(gè)變量。（4）關(guān)節(jié)型這類操作機(jī)由多個(gè)關(guān)節(jié)聯(lián)接的機(jī)座、大臂、小臂和手腕等構(gòu)成，大小臂既可在垂直于機(jī)座的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)繞垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。其操作靈活性最好，運(yùn)動(dòng)速度較高，操作范圍大，但精度受

位姿的影響，實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)較

。并聯(lián)桿機(jī)器人3個(gè)空間 度和一個(gè)旋轉(zhuǎn)

度重量輕、體積小、速度快2、按驅(qū)動(dòng)方法分類和氣壓驅(qū)工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方法可分為電力、動(dòng)三種。1電力驅(qū)動(dòng)這種驅(qū)動(dòng)是目前在工業(yè)機(jī)器人中用的最多的一種。早期多采用步進(jìn)電(SM)驅(qū)動(dòng)，后來發(fā)展了直流伺服電(DC)，現(xiàn)在交流伺服電(AC)驅(qū)動(dòng)也開始廣泛應(yīng)用。上述驅(qū)動(dòng)單元有的直接驅(qū)構(gòu)運(yùn)動(dòng)．有的通過諧波，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。器裝置來2驅(qū)動(dòng)傳器人有很大的抓取能力，抓取力可高達(dá)上百公斤力，力可達(dá)7MPa， 傳動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)作靈敏，但對(duì)密封性要求高，不宜在高或低溫現(xiàn)場(chǎng)工作，需配備一套3系統(tǒng)。氣壓驅(qū)動(dòng)氣壓傳

器人結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作迅速，價(jià)格低廉，由于空氣可壓縮，所以工作速度穩(wěn)定性差，氣壓一般為0.7MPa，因而抓取力小，只有幾十牛到百牛力。3、按運(yùn)動(dòng)控制方式分類工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制凡是可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制。1點(diǎn)位控制采用點(diǎn)位按制，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)間的直線運(yùn)動(dòng)，不涉及兩點(diǎn)間的移動(dòng)路徑，只在目標(biāo)點(diǎn)處控制機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)。這種控制方式簡單，適用于上下料、點(diǎn)焊、卸運(yùn)等作業(yè)。2連續(xù)軌跡控制這種控制方式不僅要求機(jī)器人以一定精度達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)．而且對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡也有一定精度要求。運(yùn)動(dòng)軌跡是空間的連續(xù)曲線，機(jī)器人在空間的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程都要控制，比較復(fù)雜。這種控制常用于焊接、噴漆和檢測(cè)等。一、工業(yè)機(jī)器人定義及特點(diǎn)二、工業(yè)機(jī)器人歷史及發(fā)展趨勢(shì)三、工業(yè)機(jī)器人分類四、工業(yè)機(jī)器人組成及技術(shù)參數(shù)五、工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用56主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)度，其中度；構(gòu)，用以腕部通常有1～3個(gè)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。1、工業(yè)機(jī)器人的組成機(jī)身

末端操作器機(jī)械結(jié)構(gòu)三大件2014-8-5582、機(jī)器人的操作機(jī)構(gòu)58操作機(jī)

機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)一般具有2～3個(gè)要回避 進(jìn)行作業(yè)時(shí)，其度(當(dāng)操作機(jī)需度可多于3個(gè))，可實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、俯仰、升降或伸縮三種運(yùn)動(dòng)形式。首先，要確定操作機(jī)

機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。通常根據(jù)其將完成的作業(yè)任務(wù)所需要的度數(shù)、運(yùn)動(dòng)形式、承受的載荷和運(yùn)動(dòng)精度要求等因素來確定。出其其次，是確定的長度及機(jī)構(gòu)的尺寸。即確定關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角范圍。59（2）操作機(jī)手腕機(jī)構(gòu)操作機(jī)

腕機(jī)構(gòu)一般為1～3個(gè)

度，要求可實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、偏轉(zhuǎn)或擺轉(zhuǎn)和俯仰三種運(yùn)動(dòng)形式。60機(jī)器人的腕部結(jié)構(gòu)常見三種幾種結(jié)構(gòu)61（3）操作機(jī)的末端執(zhí)行器根據(jù)其用途和結(jié)構(gòu)的不同可分為機(jī)械式夾持器，吸附式執(zhí)行器和工具(如焊槍、噴嘴、電磨頭等)三類。按其手爪的運(yùn)動(dòng)方式又可分為平移型和回電動(dòng)、。按其夾持方式又可分為外夾式和內(nèi)撐式。此外，按驅(qū)動(dòng)方式則有和氣動(dòng)三種。根據(jù)不同作業(yè)任務(wù)的要求，先確定其類型和機(jī)構(gòu)型式，并應(yīng)盡可能使其結(jié)構(gòu)簡單，緊湊、重量輕，以減輕

的負(fù)荷?；剞D(zhuǎn)式夾持器機(jī)構(gòu)62技術(shù)參數(shù)是各工業(yè)機(jī)器人制造商在產(chǎn)品供貨時(shí)所提供的技術(shù)數(shù)據(jù)。工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)一般都應(yīng)有：

度，重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力等。3、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)63（1） 度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，不應(yīng)包括手爪的開合 度。64度用來確定手部相對(duì)機(jī)座的位置和姿態(tài)的獨(dú)立參數(shù)的數(shù)目，它等于操作機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)數(shù)目。反映操作機(jī)的通用性和適應(yīng)性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。度是度較多，就更能接近人手的動(dòng)作機(jī)能，通用性更好，但結(jié)多為5個(gè)構(gòu)也更復(fù)雜。目前，一般的通用工業(yè)機(jī)器度左右，已能滿足多種作業(yè)的要求。65工業(yè)機(jī)器人精度是指定位精度和重復(fù)定位精度。定位精度只指機(jī)器人手部實(shí)際到達(dá)位置與目標(biāo)位置之間的差異。重復(fù)定位精度是指機(jī)器人重復(fù)定位其手部與同一目標(biāo)位置的能力。（2）重復(fù)定位精度a.

重復(fù)定位精度的測(cè)定

b.合理定位精度，良好重復(fù)定位精度66c.良好定位精度，很差重復(fù)定位精度d.很差定位精度。良好重復(fù)定位精度（3）最大工作范圍有的廠家指工業(yè)機(jī)器人工作