機(jī)器人基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

機(jī)器人基礎(chǔ)知識培訓(xùn)第1頁/共87頁機(jī)器人的基礎(chǔ)知識第2頁/共87頁機(jī)器人定義第3頁/共87頁機(jī)器人的發(fā)展歷程及趨勢20世紀(jì)60年代，世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人在美國誕生，開創(chuàng)了工業(yè)化的新紀(jì)元。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展標(biāo)志著一個國家的高科技水平和工業(yè)化自動程度。因此，日本歐美等國家政府紛紛耗資去實(shí)施與機(jī)器人相關(guān)的戰(zhàn)略計(jì)劃，許多著名的大學(xué)和公司都成立了機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)。如今，機(jī)器人技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，在軍事、社會生產(chǎn)、醫(yī)療、服務(wù)等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。第4頁/共87頁1954年美國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)行動作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動作的記錄和再現(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。作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形特征迥異，主要由類似人的手和臂組成。1965年，MIT的Roborts演示了第一個具有視覺傳感器的、能識別與定位簡單積木的機(jī)器人系統(tǒng)。1967年日本成立了人工手研究會（現(xiàn)改名為仿生機(jī)構(gòu)研究會），同年召開了日本首屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會。第5頁/共87頁1970年在美國召開了第一屆國際工業(yè)機(jī)器人學(xué)術(shù)會議。1970年以后，機(jī)器人的研究得到迅速廣泛的普及。1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一臺由小型計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人，它是液壓驅(qū)動的，能提升的有效負(fù)載達(dá)45公斤。到了1980年，工業(yè)機(jī)器人才真正在日本普及，故稱該年為“機(jī)器人元年”。隨后，工業(yè)機(jī)器人在日本得到了巨大發(fā)展，日本也因此而贏得了“機(jī)器人王國的美稱”。第6頁/共87頁半個世紀(jì)以來，機(jī)器人主要經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：

第一代：示教再現(xiàn)型機(jī)器人該種機(jī)器人沒有裝備任何傳感器，對環(huán)境無感知能力，智能按照人類編寫的固化程序工作。世界上第一臺機(jī)器人即屬此類。第二代：感覺型機(jī)器人此種機(jī)器人擁有簡單的傳感器，可以感知外部參數(shù)變化，有部分適應(yīng)外部環(huán)境的能力。即可以根據(jù)外部環(huán)境的不同改變工作內(nèi)容。

第三代：智能機(jī)器人這種智能機(jī)器人可以認(rèn)識周圍環(huán)境和自身狀態(tài)，并能進(jìn)行分析和判斷，然后采取相應(yīng)的策略完成任務(wù)。目前這種機(jī)器人大部分還是用于軍事領(lǐng)域。第7頁/共87頁1、軟硬結(jié)合2、虛實(shí)結(jié)合3、人機(jī)融合機(jī)器人發(fā)展的三大趨勢第8頁/共87頁1.軟硬融合機(jī)器人軟件更重要，因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)體現(xiàn)在軟件上，數(shù)字化車間的軌跡規(guī)劃、車間布局、自動化上料都需要軟硬件相結(jié)合，只開發(fā)硬件還不夠，還需要大量的軟件開發(fā)人員。因此，現(xiàn)在做智能制造，既要懂機(jī)械，又要懂信息技術(shù)，尤其是機(jī)器人的控制技術(shù)。2.虛實(shí)結(jié)合機(jī)器人不是孤立的，通過大量仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)，把虛擬現(xiàn)實(shí)與車間實(shí)際加工過程有機(jī)結(jié)合起來。3.人機(jī)融合人、機(jī)器和機(jī)器人如何有機(jī)融合？這值得業(yè)界深入思考。第9頁/共87頁機(jī)器人三大原則第一條：機(jī)器人不得危害人類。此外，不可因?yàn)槭韬鑫ｋU(xiǎn)的存在而使人類受害。第二條：機(jī)器人必須服從人類的命令，但命令違反第一條內(nèi)容時，則不在此限。第三條：在不違反第一條和第二條的情況下，機(jī)器人必須保護(hù)自己。第10頁/共87頁機(jī)器人的分類B、娛樂機(jī)器人A、工業(yè)機(jī)器人C、家庭機(jī)器人D、競賽機(jī)器人E、軍用機(jī)器人第11頁/共87頁工業(yè)機(jī)器人我國工業(yè)機(jī)器人這幾年發(fā)展很快，隨著人口紅利的逐漸下降，企業(yè)用工成本不斷上漲，工業(yè)機(jī)器人正逐步走進(jìn)公眾的視野。將工業(yè)機(jī)械手臂安裝在工廠生產(chǎn)線，可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對保障人身安全，改善勞動環(huán)境，減輕勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，有著十分重要的意義。隨著近幾年一直嚴(yán)峻的招工難問題，以及工廠老板一直頭痛的勞資糾紛，安裝工業(yè)機(jī)器人無疑是一個很好的解決方法。第12頁/共87頁第13頁/共87頁娛樂機(jī)器人故名思議，就是用機(jī)器人作為娛樂用途。機(jī)器人的形態(tài)也多種多樣，有人形機(jī)器人、仿生機(jī)器人（仿動物），還有各種各樣可愛卡通造型的機(jī)器人。讓機(jī)器人達(dá)到娛樂效果，吸引觀眾眼球，外形設(shè)計(jì)是非常重要的，設(shè)計(jì)一款外形可愛/酷炫的機(jī)器人，能留住90%觀眾的眼球！當(dāng)然，機(jī)器人的功能也必須足夠滿足觀眾的要求，從功能上來區(qū)分，娛樂機(jī)器人可以歸類為：舞蹈機(jī)器人、迎賓機(jī)器人、運(yùn)動機(jī)器人等。第14頁/共87頁第15頁/共87頁家庭機(jī)器人

家用機(jī)器人是為人類服務(wù)的特種機(jī)器人，主要從事家庭服務(wù)，維護(hù)、保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、監(jiān)護(hù)等工作?，F(xiàn)代生活節(jié)奏快，很多家長都忙于工作。在家里搞衛(wèi)生，教孩子做功課，為家里陽臺上的花草淋水，這些本來家長們?nèi)粘Ｐ枰龅氖虑?，都只能等到晚上下班回去再做，做完一天忙碌的工作，回家還要打理家常，做父母都不容易。第16頁/共87頁第17頁/共87頁

競賽機(jī)器人目前最大型的機(jī)器人競賽是機(jī)器人世界杯。機(jī)器人世界杯(RoboCup)是一個國際合作項(xiàng)目，為促進(jìn)人工智能、機(jī)器人和相關(guān)領(lǐng)域。它為人工智能機(jī)器人研究提供了廣泛的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題，能夠被綜合和檢驗(yàn)。該機(jī)器人項(xiàng)目的最終目標(biāo)是到2050年，開發(fā)完全自主仿人機(jī)器人隊(duì)，能贏得對人類足球世界冠軍隊(duì)。為了真正作為一個團(tuán)隊(duì)進(jìn)行機(jī)器人足球比賽，必須包含各種技術(shù)，包括：智能體自主設(shè)計(jì)、多智能體協(xié)作、策略獲娶實(shí)時推理、機(jī)器人和傳感器融合。第18頁/共87頁第19頁/共87頁軍用機(jī)器人顧名思義，就是軍事用途機(jī)器人，主要用于偵察、運(yùn)輸、指揮、戰(zhàn)斗、后勤保障等。軍用機(jī)器人可分為3大類：地面機(jī)器人、水下機(jī)器人、空間機(jī)器人。地面機(jī)器人主要是指智能或遙控的輪式和履帶式車輛。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，使機(jī)器人獨(dú)立完成危險(xiǎn)任務(wù)，如拆彈。第20頁/共87頁第21頁/共87頁工業(yè)機(jī)器人主要講述第22頁/共87頁工業(yè)機(jī)器人一、工業(yè)機(jī)器人的定義二、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展方向三、工業(yè)機(jī)器人的組成四、工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)五、工業(yè)機(jī)器人的分類六、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動軸七、工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系的種類第23頁/共87頁一、定義工業(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，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實(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。第24頁/共87頁二、發(fā)展方向要想跟上未來工業(yè)發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的代表。首要任務(wù)是提高工業(yè)機(jī)器人的智能化技術(shù)。智能化技術(shù)可以提高機(jī)器人的工作能力和使用性能。智能化技術(shù)的發(fā)展將推動著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，未來智能化水平將標(biāo)志著機(jī)器人的水平，雖然目前還有很多問題需要解決，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，會逐漸改進(jìn)發(fā)展。未來的智能化方向不會改變，并且會將機(jī)器人產(chǎn)品拓展到更多行業(yè)，形成完備的系統(tǒng)?，F(xiàn)今我國人工利息不時上升的大環(huán)境下，工業(yè)機(jī)器人必將迅速發(fā)展，逐漸成為工廠自動化生產(chǎn)線的主要發(fā)展形式。第25頁/共87頁三、組成1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)2、機(jī)械本體3、控制系統(tǒng)4、檢測系統(tǒng)第26頁/共87頁組成部分關(guān)系圖第27頁/共87頁1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)第28頁/共87頁2、機(jī)械本體第29頁/共87頁3、控制系統(tǒng)第30頁/共87頁4、檢測系統(tǒng)第31頁/共87頁四、特點(diǎn)1、通用性2、柔軟性3、準(zhǔn)確性4、自動性第32頁/共87頁五、工業(yè)機(jī)器人的分類1）按自動化功能層次分為專用機(jī)器人、通用機(jī)器人、示教再現(xiàn)機(jī)器人、智能機(jī)器人；2）按驅(qū)動方式分類可分為氣壓傳動機(jī)器人、電氣傳動機(jī)器人、液壓傳動機(jī)器人以及復(fù)合傳動機(jī)器人；3）按聯(lián)接方式分可分為串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人。由于串聯(lián)、并聯(lián)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)上的對偶關(guān)系，因此它們之間在應(yīng)用上不是替代關(guān)系而是互補(bǔ)關(guān)系，它們各自都有其特殊的應(yīng)用領(lǐng)域。同時也可以將這兩種結(jié)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合起來，以便充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)點(diǎn)，以此來擴(kuò)大機(jī)器人的應(yīng)用范圍。第33頁/共87頁六、機(jī)器人運(yùn)動軸通常機(jī)器人運(yùn)動軸按其功能可劃分為機(jī)器人軸、基座軸和工裝軸，基座軸和工裝軸統(tǒng)稱外部軸。第34頁/共87頁A1、A2和A3三軸（軸1、軸2和軸3）稱為基本軸或主軸，用以保證末端執(zhí)行器達(dá)到工作空間的任意位置。A4、A5和A6三軸（軸4、軸5和軸6）稱為腕部軸或次軸，用以返回實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的任意空間姿態(tài)。第35頁/共87頁七、機(jī)器人坐標(biāo)系的種類目前，大部分商用工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，均可使用關(guān)節(jié)坐標(biāo)系、直角坐標(biāo)系、工具坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系，而工具坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系同屬于直角坐標(biāo)系范疇。TCP為機(jī)器人系統(tǒng)控制點(diǎn)，出廠是默認(rèn)位于最后一個運(yùn)動軸或安裝法蘭的返回中心，安裝工具后TCP點(diǎn)將發(fā)生改變。第36頁/共87頁1.工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)系關(guān)節(jié)坐標(biāo)系是設(shè)定在工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)中的坐標(biāo)系。關(guān)節(jié)坐標(biāo)系中工業(yè)機(jī)器人的位置和姿態(tài)，以各關(guān)節(jié)底座側(cè)的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系為基準(zhǔn)而確定。J1:0°J2:0°J3:0°J4:0°J5:0°J6:0°第37頁/共87頁2.工業(yè)機(jī)器人直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系中的工業(yè)機(jī)器人的位置和姿態(tài)，通過從空間上的直角坐標(biāo)系原點(diǎn)到工具側(cè)的直角坐標(biāo)系原點(diǎn)（工具中心點(diǎn)）的坐標(biāo)值x、y、z和空間上的直角坐標(biāo)系的相對X軸、Y軸、Z軸周圍的工具側(cè)的直角坐標(biāo)系的回轉(zhuǎn)角w、p、r予以定義。第38頁/共87頁3.工業(yè)機(jī)器人世界坐標(biāo)系世界坐標(biāo)系是被固定在空間上的標(biāo)準(zhǔn)直角坐標(biāo)系，其被固定在由工業(yè)機(jī)器人事先確定的位置。用戶坐標(biāo)系是基于該坐標(biāo)系而設(shè)定的。它用于位置數(shù)據(jù)的示教和執(zhí)行。有關(guān)各工業(yè)機(jī)器人（R系列/M系列/ARCMate/LRMate）的世界坐標(biāo)系原點(diǎn)位置的大致標(biāo)準(zhǔn)為：①頂?shù)醢惭b工業(yè)機(jī)器人、M-710iC以外：在J1軸上水平移動J2軸而交叉的位置。②頂?shù)醢惭b工業(yè)機(jī)器人、M-710iC：J1軸處于0位時，離開J4軸最近的J1軸上的點(diǎn)。第39頁/共87頁4.工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系這是用來定義工具中心點(diǎn)（TCP）的位置和工具姿態(tài)的坐標(biāo)系。工具坐標(biāo)系必須事先進(jìn)行設(shè)定。在沒有定義的時候，將由默認(rèn)工具坐標(biāo)系來替代該坐標(biāo)系。第40頁/共87頁5.工業(yè)機(jī)器人用戶坐標(biāo)系這是用戶對每個作業(yè)空間進(jìn)行定義的直角坐標(biāo)系。它用于位置寄存器的示教和執(zhí)行、位置補(bǔ)償指令的執(zhí)行等。在沒有定義的時候，將由世界坐標(biāo)系來替代該坐標(biāo)系。第41頁/共87頁機(jī)器人在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下的動作是單軸運(yùn)動，而在直角坐標(biāo)系下則是多軸聯(lián)動。除關(guān)節(jié)坐標(biāo)系以外，其他坐標(biāo)系均可實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)不變動作（只改變工具姿態(tài)而不改變TCP位置）在進(jìn)行機(jī)器人TCP標(biāo)定時經(jīng)常用到。第42頁/共87頁工業(yè)機(jī)器人示教器示教盒是一個用來注冊和存儲機(jī)械運(yùn)動或處理記憶的設(shè)備，該設(shè)備是由電子系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的。該名詞適用于可編程機(jī)器人。第43頁/共87頁舉例說明第44頁/共87頁移動機(jī)器人（AGV）移動機(jī)器人（AGV）是工業(yè)機(jī)器人的一種類型，它由計(jì)算機(jī)控制，具有移動、自動導(dǎo)航、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)交互等功能，它可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、紡織、卷煙、醫(yī)療、食品、造紙等行業(yè)的柔性搬運(yùn)、傳輸?shù)裙δ埽灿糜谧詣踊Ⅲw倉庫、柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)（以AGV作為活動裝配平臺）；同時可在車站、機(jī)場、郵局的物品分撿中作為運(yùn)輸工具。國際物流技術(shù)發(fā)展的新趨勢之一，而移動機(jī)器人是其中的核心技術(shù)和設(shè)備，是用現(xiàn)代物流技術(shù)配合、支撐、改造、提升傳統(tǒng)生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)自動存取的高架箱儲、作業(yè)和搬運(yùn)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、柔性化、信息化，縮短物流流程，降低物料損耗，減少占地面積，降低建設(shè)投資等的高新技術(shù)和裝備。第45頁/共87頁第46頁/共87頁點(diǎn)焊機(jī)器人焊接機(jī)器人具有性能穩(wěn)定、工作空間大、運(yùn)動速度快和負(fù)荷能力強(qiáng)等焊接機(jī)器人。特點(diǎn)，焊接質(zhì)量明顯優(yōu)于人工焊接，大大提高了點(diǎn)焊作業(yè)的生產(chǎn)率。點(diǎn)焊機(jī)器人主要用于汽車整車的焊接工作，生產(chǎn)過程由各大汽車主機(jī)廠負(fù)責(zé)完成。國際工業(yè)機(jī)器人企業(yè)憑借與各大汽車企業(yè)的長期合作關(guān)系，向各大型汽車生產(chǎn)企業(yè)提供各類點(diǎn)焊機(jī)器人單元產(chǎn)品并以焊接機(jī)器人與整車生產(chǎn)線配套形式進(jìn)入中國，在該領(lǐng)域占據(jù)市場主導(dǎo)地位。第47頁/共87頁點(diǎn)焊機(jī)器人操作流程1.確保水電氣齊全，并且保證安全門、光柵的報(bào)警解除2.在機(jī)器人手動狀態(tài)下，將機(jī)器人光標(biāo)移到報(bào)警欄，并按下全部確認(rèn)，確認(rèn)焊接使能是開的（示教盒屏幕左下角藍(lán)色按鈕不是打叉狀態(tài)）。3.在機(jī)器人示教盒上選擇輸入/輸出界面，檢查機(jī)器人的工作中、工作完成信號是否復(fù)位，若未復(fù)位，將其復(fù)位；然后將機(jī)器人示教盒上的狀態(tài)選擇開關(guān)打到自動擋，示教盒上的程序指針將指向CELL主程序{若示教盒上的程序指針沒有指向CELL主程序，需將機(jī)器人示教盒上的狀態(tài)選擇開關(guān)打到手動擋，然后到R1文件夾中選擇cell程序（按回車鍵選擇），再將機(jī)器人示教盒上的狀態(tài)選擇開關(guān)打到自動擋}，機(jī)器人切換到自動運(yùn)行狀態(tài)。第48頁/共87頁點(diǎn)焊機(jī)器人操作流程4.按下主操作臺的報(bào)警復(fù)位按鈕，將手動/維修/自動選擇開關(guān)撥到自動位置。5.確認(rèn)示教盒上的程序指針是否指向CELL主程序。6.接通伺服電源：按下操作盒上的伺服上電按鈕，使變位機(jī)伺服電源同時接通，相應(yīng)的綠色伺服電源燈亮，并保證報(bào)警復(fù)位的紅燈熄滅，若沒熄滅，則按幾下此報(bào)警復(fù)位按鈕；然后按下啟動按鈕（2s），相應(yīng)的指示燈同時點(diǎn)亮，工作站便進(jìn)入自動運(yùn)行工作狀態(tài)。第49頁/共87頁簡單的問題處理1.若機(jī)器人因故停止，將機(jī)器人和操作盒都打到手動，然后按一兩下操作盒上的報(bào)警復(fù)位，再將機(jī)器人光標(biāo)移到報(bào)警欄，并按下全部確認(rèn)，將報(bào)警復(fù)位掉，然后將示教盒打到自動，然后重復(fù)上述第6步。2.若電極頭掉了，待其他機(jī)器人工作完成后，將示教盒和操作臺都打到手動T1模式，若方便安裝，則按好后重新啟動機(jī)器人即可（按一兩下操作盒上的報(bào)警復(fù)位，再將機(jī)器人光標(biāo)移到報(bào)警欄，并按下全部確認(rèn)，將報(bào)警復(fù)位掉，然后將示教盒打到自動，然后重復(fù)上述第6步）。第50頁/共87頁點(diǎn)焊機(jī)器人第51頁/共87頁弧焊機(jī)器人弧焊機(jī)器人主要應(yīng)用于各類汽車零部件的焊接生產(chǎn)。在該領(lǐng)域，國際大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。

第52頁/共87頁弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成一般的弧焊機(jī)器人是由示教盒、控制盤、機(jī)器人本體及自動送絲裝置、焊接電源等部分組成?？梢栽谟?jì)算機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制和點(diǎn)位控制。還可以利用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能焊接由直線及圓弧所組成的空間焊縫?；『笝C(jī)器人主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類型，具有可長期進(jìn)行焊接作業(yè)、保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)。第53頁/共87頁關(guān)鍵技術(shù)包括：(1)弧焊機(jī)器人系統(tǒng)優(yōu)化集成技術(shù)：弧焊機(jī)器人采用交流伺服驅(qū)動技術(shù)以及高精度、高剛性的RV減速機(jī)和諧波減速器，具有良好的低速穩(wěn)定性和高速動態(tài)響應(yīng)，并可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)功能。(2)協(xié)調(diào)控制技術(shù)：控制多機(jī)器人及變位機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動，既能保持焊槍和工件的相對姿態(tài)以滿足焊接工藝的要求，又能避免焊槍和工件的碰撞。(3)精確焊縫軌跡跟蹤技術(shù)：結(jié)合激光傳感器和視覺傳感器離線工作方式的優(yōu)點(diǎn)，采用激光傳感器實(shí)現(xiàn)焊接過程中的焊縫跟蹤，提升焊接機(jī)器人對復(fù)雜工件進(jìn)行焊接的柔性和適應(yīng)性，結(jié)合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟蹤的殘余偏差，基于偏差統(tǒng)計(jì)獲得補(bǔ)償數(shù)據(jù)并進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動軌跡的修正，在各種工況下都能獲得最佳的焊接質(zhì)量。第54頁/共87頁

弧焊機(jī)器人第55頁/共87頁激光加工機(jī)器人激光加工機(jī)器人是將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于激光加工中，通過高精度工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)。本系統(tǒng)通過示教盒進(jìn)行在線操作，也可通過離線方式進(jìn)行編程。該系統(tǒng)通過對加工工件的自動檢測，產(chǎn)生加工件的模型，繼而生成加工曲線，也可以利用CAD數(shù)據(jù)直接加工。可用于工件的激光表面處理、打孔、焊接和模具修復(fù)等。第56頁/共87頁關(guān)鍵技術(shù)包括：(1)激光加工機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)：采用大范圍框架式本體結(jié)構(gòu)，在增大作業(yè)范圍的同時，保證機(jī)器人精度；(2)機(jī)器人系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償技術(shù)：針對一體化加工機(jī)器人工作空間大，精度高等要求，并結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取非模型方法與基于模型方法相結(jié)合的混合機(jī)器人補(bǔ)償方法，完成了幾何參數(shù)誤差和非幾何參數(shù)誤差的補(bǔ)償。(3)高精度機(jī)器人檢測技術(shù)：將三坐標(biāo)測量技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人高精度在線測量。(4)激光加工機(jī)器人專用語言實(shí)現(xiàn)技術(shù)：根據(jù)激光加工及機(jī)器人作業(yè)特點(diǎn)，完成激光加工機(jī)器人專用語言。(5)網(wǎng)絡(luò)通訊和離線編程技術(shù)：具有串口、CAN等網(wǎng)絡(luò)通訊功能，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人生產(chǎn)線的監(jiān)控和管理；并實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對機(jī)器人的離線編程控制。第57頁/共87頁第58頁/共87頁真空機(jī)器人真空機(jī)器人是一種在真空環(huán)境下工作的機(jī)器人，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。真空機(jī)械手難進(jìn)口、受限制、用量大、通用性強(qiáng)，其成為制約了半導(dǎo)體裝備整機(jī)的研發(fā)進(jìn)度和整機(jī)產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵部件。而且國外對中國買家嚴(yán)加審查，歸屬于禁運(yùn)產(chǎn)品目錄，真空機(jī)械手已成為嚴(yán)重制約我國半導(dǎo)體設(shè)備整機(jī)裝備制造的“卡脖子”問題。直驅(qū)型真空機(jī)器人技術(shù)屬于原始創(chuàng)新技術(shù)。第59頁/共87頁關(guān)鍵技術(shù)包括：(1)真空機(jī)器人新構(gòu)型設(shè)計(jì)技術(shù)：通過結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，避開國際專利，設(shè)計(jì)新構(gòu)型滿足真空機(jī)器人對剛度和伸縮比的要求；(2)大間隙真空直驅(qū)電機(jī)技術(shù)：涉及大間隙真空直接驅(qū)動電機(jī)和高潔凈直驅(qū)電機(jī)開展電機(jī)理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作工藝、電機(jī)材料表面處理、低速大轉(zhuǎn)矩控制、小型多軸驅(qū)動器等方面。(3)真空環(huán)境下的多軸精密軸系的設(shè)計(jì)。采用軸在軸中的設(shè)計(jì)方法，減小軸之間的不同心以及慣量不對稱的問題。(4)動態(tài)軌跡修正技術(shù)：通過傳感器信息和機(jī)器人運(yùn)動信息的融合，檢測出晶圓與手指之間基準(zhǔn)位置之間的偏移，通過動態(tài)修正運(yùn)動軌跡，保證機(jī)器人準(zhǔn)確地將晶圓從真空腔室中的一個工位傳送到另一個工位。(5)符合SEMI標(biāo)準(zhǔn)的真空機(jī)器人語言：根據(jù)真空機(jī)器人搬運(yùn)要求、機(jī)器人作業(yè)特點(diǎn)及SEMI標(biāo)準(zhǔn)，完成真空機(jī)器人專用語言。(6)可靠性系統(tǒng)工程技術(shù)：在IC制造中，設(shè)備故障會帶來巨大的損失。根據(jù)半導(dǎo)體設(shè)備對MCBF的高要求，對各個部件的可靠性進(jìn)行測試、評價和控制，提高機(jī)械手各個部件的可靠性，從而保證機(jī)械手滿足IC制造的高要求。第60頁/共87頁第61頁/共87頁潔凈機(jī)器人潔凈機(jī)器人是一種在潔凈環(huán)境中使用的工業(yè)機(jī)器人。隨著生產(chǎn)技術(shù)水平潔凈機(jī)器人不斷提高，其對生產(chǎn)環(huán)境的要求也日益苛刻，很多現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)都要求在潔凈環(huán)境進(jìn)行，潔凈機(jī)器人是潔凈環(huán)境下生產(chǎn)需要的關(guān)鍵設(shè)備。第62頁/共87頁關(guān)鍵技術(shù)包括：(1)潔凈潤滑技術(shù)：通過采用負(fù)壓抑塵結(jié)構(gòu)和非揮發(fā)性潤滑脂，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境無顆粒污染，滿足潔凈要求。(2)高速平穩(wěn)控制技術(shù)：通過軌跡優(yōu)化和提高關(guān)節(jié)伺服性能，實(shí)現(xiàn)潔凈搬運(yùn)的平穩(wěn)性。(3)控制器的小型化技術(shù)：根據(jù)潔凈室建造和運(yùn)營成本高，通過控制器小型化技術(shù)減小潔凈機(jī)器人的占用空間。(4)晶圓檢測技術(shù)：通過光學(xué)傳感器，能夠通過機(jī)器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無缺片、傾斜等信息。第63頁/共87頁第64頁/共87頁十大工業(yè)機(jī)器人品牌第65頁/共87頁

發(fā)那科（FANUC）FANUC（發(fā)那科）是日本一家專門研究數(shù)控系統(tǒng)的公司，成立于1956年。是世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，占據(jù)了全球70%的市場份額。FANUC1959年首先推出了電液步進(jìn)電機(jī)，在后來的若干年中逐步發(fā)展并完善了以硬件為主的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。進(jìn)入70年代，微電子技術(shù)、功率電子技術(shù)，尤其是計(jì)算技術(shù)得到了飛速發(fā)展，F(xiàn)ANUC公司毅然舍棄了使其發(fā)家的電液步進(jìn)電機(jī)數(shù)控產(chǎn)品，一方面從GETTES公司引進(jìn)直流伺服電機(jī)制造技術(shù)。第66頁/共87頁

2008年6月，F(xiàn)ANUC成為世界第一個突破20萬臺機(jī)器人的廠家；2011年，F(xiàn)ANUC全球機(jī)器人裝機(jī)量已超25萬臺，市場份額穩(wěn)居第一。第67頁/共87頁

庫卡（KUKA）庫卡（KUKA）及其德國母公司是世界工業(yè)機(jī)器人和自動控制系統(tǒng)領(lǐng)域的頂尖制造商，它于1898年在德國奧格斯堡成立，當(dāng)時稱“克勒與克納皮赫奧格斯堡（KellerundKnappichAugsburg）”。公司的名字KUKA，就是KellerundKnappichAugsburg的四個首字母組合。在1995年KUKA公司分為KUKA機(jī)器人公司和KUKA庫卡焊接設(shè)備有限公司（即現(xiàn)在的KUKA制造系統(tǒng)），2011年3月中國公司更名為：庫卡機(jī)器人（上海）有限公司。

KUKA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機(jī)器人公司在全球擁有20多個子公司，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：美國，墨西哥，巴西，日本，韓國，臺灣，印度和歐洲各國。第68頁/共87頁

1973KUKA研發(fā)其第一臺工業(yè)機(jī)器人，即名為FAMULUS。這是世界上第一臺機(jī)電驅(qū)動的6軸機(jī)器人。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、加工或其它自動化作業(yè)，同時還適用于醫(yī)院，比如腦外科及放射造影。第69頁/共87頁那智不二越那智不二越公司是1928年在日本成立的，并在2003年建立了那智不二越（上海）貿(mào)易有限公司。現(xiàn)在，該公司屬于那智不二越在中國的一個銷售機(jī)構(gòu)。目前那智不二越在中國擁有兩間軸承廠，一間精密刀具修磨工廠，一間焊接工廠，日后還將計(jì)劃不斷擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)基地。那智不二越是從原材料產(chǎn)品到機(jī)床的全方位綜合制造型企業(yè)。有機(jī)械加工、工業(yè)機(jī)器人、功能零部件等豐富的產(chǎn)品，應(yīng)用的領(lǐng)域也十分廣泛，例如航天工業(yè)，軌道交通、汽車制造、機(jī)加工等。第70頁/共87頁

目前，那智不二越在中國機(jī)器人銷售市場占公司全球售額的15%。那智不二越著眼全球，從歐美市場擴(kuò)展到中國市場，下一步將開發(fā)東南亞市場，比如印度市場，是公司未來比較重視的一個市場區(qū)域。第71頁/共87頁川崎機(jī)器人川崎機(jī)器人（天津）有限公司是由川崎重工業(yè)株式會社100%投資，并于2006年8月正式在中國天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)注冊成立，主要負(fù)責(zé)川崎重工生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人在中國境內(nèi)的銷售、售后服務(wù)（機(jī)器人的保養(yǎng)、維護(hù)、維修等）、技術(shù)支持等相關(guān)工作。第72頁/共87頁川崎機(jī)器人在物流生產(chǎn)線上提供了多種多樣的機(jī)器人產(chǎn)品，在飲料、食品、肥料、太陽能、煉瓦等各種領(lǐng)域中都有非?？捎^的銷量。川崎的碼垛搬運(yùn)等機(jī)器人種類繁多，針對客戶工場的不同狀況和不同需求提供最適合的機(jī)器人、最專業(yè)的售后服務(wù)和最先進(jìn)的技術(shù)支持。第73頁/共87頁ABB機(jī)器人1988年創(chuàng)立于歐洲的ABB公司于1994年進(jìn)入中國，1995年成立ABB中國有限公司。2005年起，ABB機(jī)器人的生產(chǎn)、研發(fā)、工程中心都開始轉(zhuǎn)移到中國，可見國際機(jī)器人巨頭對中國市場的重視。目前，中國已經(jīng)成為ABB全球第一大市場。

2011年ABB集團(tuán)銷售額達(dá)380億美元，其中在華銷售額達(dá)51億美元，同比增長了21%。近年來，國際上一些先進(jìn)的機(jī)器人企業(yè)瞄準(zhǔn)了中國龐大的市場需求，大舉進(jìn)入中國。第74頁/共87頁

目前，ABB機(jī)器人產(chǎn)品和解決方案已廣泛應(yīng)用于汽車制造、食品飲料、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子等眾多行業(yè)的焊接、裝配、搬運(yùn)、噴涂、精加工、包裝和碼垛等不同作業(yè)環(huán)節(jié)，幫助客戶大大提高其生產(chǎn)率。第75頁/共87頁史陶比爾史陶比爾集團(tuán)制造生產(chǎn)精密機(jī)械電子產(chǎn)品：紡織機(jī)械、工業(yè)接頭和工業(yè)機(jī)器人，公司員工人數(shù)達(dá)3000多人，年?duì)I業(yè)額超過十億瑞士法郎。公司于1892年創(chuàng)建在瑞士蘇黎世湖畔的Horgen市。今天，史陶比爾發(fā)展成為一個跨國公司，總部位于瑞士的Pfä；ffikon市。自1982年開始，史陶比爾將其先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，并憑借其卓越的技術(shù)服務(wù)使史陶比爾工業(yè)機(jī)器人迅速成為全球范圍的領(lǐng)先者之一。第76頁/共87頁到目前為止，史陶比爾開發(fā)出系列齊全的機(jī)器人，包括SCARA四軸機(jī)器人、六軸機(jī)器人、應(yīng)用于注塑、噴涂、凈室、機(jī)床等環(huán)境的特殊機(jī)器人、控制器和軟件等。而無論您選用的是哪一種類型的機(jī)器人，都是由統(tǒng)一的平臺控制的，它包括：同一類別的CS8控制器，一種機(jī)器人編程語言和一套Windows®；；環(huán)境的PC軟件包，簡潔的史陶比爾設(shè)計(jì)能夠滿足您最專業(yè)的需求。第77頁/共87頁

柯馬早在1978年，柯馬便率先研發(fā)并制造了第一臺機(jī)器人，取名為POLARHYDRAULIC機(jī)器人。在之后的幾十年當(dāng)中，柯馬以其不斷創(chuàng)新的技術(shù)，成為了機(jī)器人自動化集成解決方案的佼佼者?？埋R公司研發(fā)出的全系列機(jī)器人產(chǎn)品，負(fù)載范圍最小可至6公斤，最大可達(dá)800公斤。柯馬最新一代SMART系列機(jī)器人是針對點(diǎn)焊，弧焊，搬運(yùn)，壓機(jī)自動連線，鑄造，涂膠，組裝和切割的SMART自動化應(yīng)用方案的技術(shù)核心。其“中空腕”機(jī)器人NJ4在點(diǎn)焊領(lǐng)域更是具有無以倫比的技術(shù)優(yōu)勢。第78頁/共87頁

SmartNJ4系列機(jī)器人全面覆蓋第四代產(chǎn)品的基本特征，因?yàn)椴捎眯碌膭恿W(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕機(jī)器人重量和尺寸，在獲得更好表現(xiàn)的同時，降低了周期時間和能量