工業(yè)機器人應用案例教程 課件 項目1、2 工業(yè)機器人概述、工業(yè)機器人的視覺技術

工業(yè)機器人應用工藝教程Industrialrobotapplicationprocesscourse課程介紹課程背景：1324工業(yè)機器人應用工藝教程側重進行工業(yè)機器人應用工藝案例的課程教授工業(yè)機器人應用場景采用虛實結合，特別是基于數(shù)字孿生的全流程無人化智慧工廠的引入數(shù)字孿生系統(tǒng)物料搬運碼垛系統(tǒng)、AGV無人轉運系統(tǒng)、CNC加工系統(tǒng)、上下料系統(tǒng)、工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)、雕刻/3D打印材料成型系統(tǒng)、半成品打磨系統(tǒng)、部件級裝配系統(tǒng)柔性無人化自動化工廠生產線搭配和模擬、節(jié)拍的控制、工作站配件工業(yè)機器人的編程示教項目一工業(yè)機器人概述項目導讀：機器人技術起源于20世紀60年代我國工業(yè)機器人市場已進入飛速發(fā)展的時代項目學習目標：知識目標能力目標素質目標1.了解機器人的發(fā)展歷史；2.掌握工業(yè)機器人的特點及其分類；3.了解工業(yè)機器人主要生產廠家；4.明確工業(yè)機器人的發(fā)展前景1.學會區(qū)分工業(yè)機器人的分類，鍛煉學生系統(tǒng)分析的能力2.分析工業(yè)機器人的顯著特征，培養(yǎng)學生自主探究的學習能力3.了解工業(yè)機器技術的專業(yè)特性及人才需求，掌握職業(yè)規(guī)劃的能力4.在學習時，強化學生的自主探究及自學能力1.通過對工業(yè)機器人工藝流程的了解，培養(yǎng)學生嚴謹求實、精益求精的工匠精神2.在小組合作學習中，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作意識項目一工業(yè)機器人概述項目一工業(yè)機器人概述項目任務實施：介紹機器人的定義、起源、發(fā)展、分類、工藝流程及應用前景任務一工業(yè)機器人定義工業(yè)機器人的發(fā)展歷史任務一工業(yè)機器人定義國外發(fā)展歷程1.產生和初步發(fā)展階段1958年—1970年1959年出現(xiàn)世界上第一臺工業(yè)機器人喬治·德沃爾任務一工業(yè)機器人定義2.技術快速進步與商業(yè)化規(guī)模運用階段1970年—1984年感知功能和自適應能力的離線編程根據作業(yè)對象的狀況改變作業(yè)內容任務一工業(yè)機器人定義3.智能機器人階段1985年至今多種傳感器的架構設計自適應能力、學習能力和自治功能任務一工業(yè)機器人定義國內發(fā)展歷程1.理論研究階段：20世紀70年代到80年代初2.樣機研發(fā)階段：20世紀80年代中后期3.示范應用階段：20世紀90年代4.初步產業(yè)化階段：21世紀以來任務一工業(yè)機器人定義工業(yè)機器人的定義

國際標準化組織對工業(yè)機器人定義：工業(yè)機器人是一種能自動控制、可重復編程、多功能、多自由度的操作機，能夠搬運材料、工件或者操持工具來完成各種作業(yè)。

我國國家標準對工業(yè)機器人定義：自動控制的、可重復編程的、多用途的操作機，并可對3個或3個以上的軸進行編程,它可以是固定式或移動式，在工業(yè)自動化中使用。任務一工業(yè)機器人定義做一做：

（1）結合任務一，分析歸納工業(yè)機器人在國內、國外發(fā)展歷程有什么區(qū)別和特點。

（2）談談自己對工業(yè)機器人定義的理解。任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點工作任務

通過對工業(yè)機器人的分類、特點等知識的掌握，為后面各項目學習任務奠定基礎。任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點按結構特征分類：（1）直角坐標機器人yxzxzy直角坐標機器人任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點（2）柱面坐標機器人rxθxθ

柱面坐標機器人任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點（3）球面坐標機器人rθβθβr球面坐標機器人任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點（4）多關節(jié)機器人ω1ω3zω1ω2zω3水平多關節(jié)機器人αθφθ1θ2θ3θ4θ5θ6垂直多關節(jié)機器人任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點（5）并聯(lián)機器人θφαθφα多關節(jié)與并聯(lián)機器人任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點按運動控制方式分類：（1）非伺服機器人（2）伺服控制機器人任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點按驅動分類：(1)液壓式驅動(2)氣動式驅動(3)電氣式驅動任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點工業(yè)機器人最顯著的特點：1.擬人化2.通用性3.獨立性4.智能性任務二工業(yè)機器人的分類及顯著特點做一做：結合任務二，談談工業(yè)機器人分類及特點。任務三工業(yè)機器人的主要廠家工作任務從了解工業(yè)機器人國內、國外主要廠家的發(fā)展歷史為切入點，進而掌握國內與國外機器人研究和應用的最新進展以及工業(yè)機器人各大廠家的市場份額及技術特點。任務三工業(yè)機器人的主要廠家一、國外工業(yè)機器人（1）ABBABB機器人的核心技術是運動控制系統(tǒng)，這也是對于機器人來說最大的難點。掌握了運動控制技術的ABB機器人可以輕易滿足循徑精度、運動速度、周期時間、可程序設計等性能要求，大幅度提高生產的質量、效率以及可靠性。任務三工業(yè)機器人的主要廠家（2）庫卡（KUKA）KUKA機器人的外觀設計獲得紅點獎，全鋁結構，高強度，因此負載大，庫卡已經有了負載達1000kg的機器人，庫卡機器人是可實現(xiàn)六個軸快速電子校正的機器人任務三工業(yè)機器人的主要廠家（3）發(fā)那科（FANUC）FANUC于1959年首先推出了電液步進電機，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)。進入70年代，微電子技術、功率電子技術，尤其是計算技術得到了飛速發(fā)展，F(xiàn)ANUC公司毅然舍棄了使其發(fā)家的電液步進電機數(shù)控產品，一方面從GETTES公司引進直流伺服電機制造技術。任務三工業(yè)機器人的主要廠家（4）安川（YASKAWA）安川公司于1977年研制出第一臺全自動工業(yè)機器人，其核心的工業(yè)機器人有點焊和弧焊機器人、油漆和處理機器人、LCD玻璃板傳輸機器人和半導體晶片傳輸機器人等。安川公司還是將工業(yè)機器人應用于半導體領域最早的廠商之一。任務三工業(yè)機器人的主要廠家國內工業(yè)機器人1）SIASUN（新松）新松公司的機器人產品線涵蓋工業(yè)機器人、協(xié)作機器人、移動機器人、特種機器人、醫(yī)療服務機器人五大系列百余種產品，其中工業(yè)機器人產品填補了多項國內空白，創(chuàng)造了中國機器人產業(yè)化發(fā)展史上多項第一的突破任務三工業(yè)機器人的主要廠家（2）EFORT(埃夫特)埃夫特公司繼成功收購智能噴涂機器人和智能噴涂解決方案提供商意大利CMA、智能拋光打磨及金屬加工解決方案提供商意大利EVOLUT和投資運動控制系統(tǒng)提供商意大利ROBOX之后，成功收購汽車行業(yè)柔性焊裝系統(tǒng)提供商意大利W.F.C集團。任務三工業(yè)機器人的主要廠家（3）GSK（廣州數(shù)控）廣州數(shù)控機器人的產品負載覆蓋了3-400kg，自由度包括3-6個關節(jié)，廣州數(shù)控6軸機器人目前已得到市場認可，其應用領域包括搬運、機床上下料、焊接、碼垛、涂膠、打磨拋光等，涉及數(shù)控機床、五金機械、電子、家電及建材等行業(yè)。任務三工業(yè)機器人的主要廠家做一做：（1）簡述國內工業(yè)機器人主要生產商的技術特點。（2）說一說，你對當前世界上占據較大市場份額的機器人供應商ABB、庫卡（KUKA）、（發(fā)那科）FANUC、（安川）YASKAWA的了解情況。任務四工業(yè)機器人發(fā)展前景

工作任務工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展迅速，要把握產業(yè)動態(tài)，及時制定正確的發(fā)展路線，大力培養(yǎng)高精技術人才。本任務通過對工業(yè)機器人的工藝流程及發(fā)展狀態(tài)的了解，明晰工業(yè)機器人技術的專業(yè)特性及對人才需求的重要性，以此推動工業(yè)機器人產業(yè)的發(fā)展，進一步帶動整個行業(yè)的快速發(fā)展。任務四工業(yè)機器人發(fā)展前景工業(yè)機器人的工藝流程發(fā)展重要性工業(yè)機器人屬于自動控制系統(tǒng)的范疇,是機器人學科的一個重要分支,是多種技術的合成產物。任務四工業(yè)機器人發(fā)展前景工業(yè)機器人技術的專業(yè)特性及人才需求涉及專業(yè)：電子、計算機、電機、機械、機電一體化技術涉及領域：工業(yè)控制、氣動、液壓、自動控制等領域任務四工業(yè)機器人發(fā)展前景工業(yè)機器人的職業(yè)發(fā)展前景工業(yè)機器人系統(tǒng)操作員具有廣闊的職業(yè)發(fā)展前景。目前國內機器人應用人才出現(xiàn)巨大缺口，工業(yè)機器人操作工作為應用環(huán)節(jié)的關鍵一環(huán)，這類崗位人才需求巨大，正是由于機器人工程師的大量需求以及對專業(yè)性的要求，工業(yè)機器人領域的從業(yè)人員在薪資方面也得到了較大的提升。任務四工業(yè)機器人發(fā)展前景做一做：談一談你對工業(yè)機器人發(fā)展前景有哪些自己的見解。項目小結工業(yè)機器人定義 工業(yè)機器人的分類及顯著特點工業(yè)機器人的主要廠家 工業(yè)機器人發(fā)展前景 工業(yè)機器人應用工藝案例項目二工業(yè)機器人的視覺技術項目導讀：工業(yè)機器人在執(zhí)行工作任務過程中需要視覺功能機器視覺成為工業(yè)機器人的重要組成部分

項目學習目標知識目標能力目標素質目標了解機器人視覺技術及其發(fā)展趨勢掌握機器視覺系統(tǒng)結構的組成分析并掌握圖像獲取的原理和過程掌握視覺處理的過程及方法1.通過分析機器視覺系統(tǒng)特點，培養(yǎng)學生分析與解決問題的能力2.通過對機器人視覺技術工作原理的學習，增強學生的思辯能力3.在學習機器人視覺技術基本知識時，強化學生的自主探究及自學能力1.在小組合作學習中，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作意識2.通過項目的學習，培養(yǎng)學生嚴謹求實、精益求精的工匠精神任務一機器視覺技術概述工作任務：1、機器人視覺技術的發(fā)展方向2、機器視覺系統(tǒng)的結構組成任務一機器視覺技術概述機器人視覺分揀視覺分析系統(tǒng)組成任務一機器視覺技術概述一、機器人視覺技術及其發(fā)展1、機器人視覺技術的概念2、機器人視覺技術的發(fā)展任務一機器視覺技術概述二、機器視覺系統(tǒng)結構1、機器視覺系統(tǒng)組成（1）圖像測量子系統(tǒng)a.圖像獲取b.圖像處理（2）控制子系統(tǒng)a.對象驅動b.執(zhí)行機構任務一機器視覺技術概述2、典型的機器視覺系統(tǒng)硬件結構1-光源，分為前光源和后光源等；2-光學鏡頭，完成光學聚焦或放大功能；3-攝像機，分為模擬攝像機和數(shù)字攝像機；4-圖像采集卡，完成幀格式圖像采集及數(shù)字化；5-圖像處理系統(tǒng)，計算機或嵌入式計算機，通常所謂的智能相機至少包括3、4、5三個部分；6-顯示設備，顯示檢測過程與結果；7-驅動單元，控制執(zhí)行機構的動作方式；8-執(zhí)行機構，執(zhí)行目標動作；9-測試臺與被測對象；10-光源電源。任務一機器視覺技術概述做一做（1）簡述什么是機器視覺？（2）機器視覺技術涉及那些技術環(huán)節(jié)？任務二圖像獲取工作任務：1、鏡頭技術2、視覺傳感器與攝像機3、光源任務二圖像獲取某焊接視覺設備實物圖任務二圖像獲取一、鏡頭技術1、鏡頭的組成（1）光學系統(tǒng)（2）機械裝置2、鏡頭的分類（1）按焦距大小分類（2）機器視覺行業(yè)分類任務二圖像獲取二、視覺傳感器與攝像機1、視覺傳感器（1）CCD圖像傳感器CCD圖像傳感器原理CCD攝像機工作原理任務二圖像獲?。?）CMOS傳感器需添加CMOS傳感器圖片和原理圖任務二圖像獲取三、光源1、光源概述2、光源分類（1）背光源（2）前光源任務二圖像獲取（3）結構光（4）閃光任務二圖像獲取做一做（1）簡述CCD圖像傳感器的工作原理。（2）談一談你對CMOS圖像傳感器有那些了解，它的優(yōu)點有那些。任務三視覺處理工作任務：1、預處理2