工業(yè)機器人的分類及應用

（優(yōu)選）工業(yè)機器人的分類及應用現(xiàn)在是1頁\一共有37頁\編輯于星期五1.1什么是工業(yè)機器人所處位置————廣義地說：工業(yè)機器人是一種在計算機控制下的可編程的自動機器。它具有四個基本特征：【課堂認知①特定的機械機構

】②通用性③不同程度的智能④獨立性返回目錄5/28現(xiàn)在是2頁\一共有37頁\編輯于星期五2023/4/20進口部分（22000）我國2012年工業(yè)機器人數(shù)據(jù)進口：22,000臺富士康：10,000臺

本土：1,000臺補充：機器人的發(fā)展概況現(xiàn)在是3頁\一共有37頁\編輯于星期五國產(chǎn)機器人與進口機器人尚存一定差距，具體現(xiàn)狀如下：第一，低端技術水平有待改善。

第二，產(chǎn)業(yè)鏈條亟待充實與規(guī)范。

現(xiàn)在是4頁\一共有37頁\編輯于星期五4/20/2023工業(yè)機器人核心技術諧波減速器國產(chǎn)精度不夠現(xiàn)在是5頁\一共有37頁\編輯于星期五高精度機器人減速機：基本依賴進口

伺服電機和驅(qū)動器：大多需要進口。

機器人控制器：性能與國外較大差距。工業(yè)機器人核心技術現(xiàn)在是6頁\一共有37頁\編輯于星期五工業(yè)機器人核心技術工業(yè)機器人核心部件與技術未端執(zhí)行器與本體-----基本自主研制諧波減速器-----依賴進口控制系統(tǒng)-----進口占80%伺服系統(tǒng)-----進口占80%耗能耗材最大核心軟件技術現(xiàn)在是7頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.1工業(yè)機器人的分類所處位關于工業(yè)機器人分類，國際上沒有制定統(tǒng)一的標準，可按負載重量、控制方式、自由度、結構、應用領域等劃分。

置————1、按機器人的技術等級劃分【課（1）

示教再現(xiàn)機器人第一代工業(yè)機器人能夠按照人類預先示教的軌跡、行為、順序和速度重復作業(yè)，示教可由操作員手把手進行或通過示教器完成。

堂認知】返回示教器示教手把手示教目錄13/28現(xiàn)在是8頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用所處位（2）感知機器人第二代工業(yè)機器人程具有環(huán)境感知裝置，能在一定度上適應環(huán)境的變化，目前已經(jīng)進入應用階段。置————【課堂認知】配備視覺系統(tǒng)的工業(yè)機器人返回目錄14/28配備感覺系統(tǒng)的工業(yè)機器人現(xiàn)在是9頁\一共有37頁\編輯于星期五（3）智能機器人第三代工業(yè)機器人具有發(fā)現(xiàn)問題，并且能自主地解決問題的能力，尚處于實驗研究階段。

到目前為止，在世界范圍內(nèi)還沒有一個統(tǒng)一的智能機器人定義。大多數(shù)專家認為智能機器人至少要具備以下三個要素：一是感覺要素，用來認識周圍環(huán)境狀態(tài)；二是運動要素，對外界做出反應性動作；三是思考要素，根據(jù)感覺要素所得到的信息，思考出采用什么樣的動作?，F(xiàn)在是10頁\一共有37頁\編輯于星期五智能機器人根據(jù)其智能程度的不同，又可分為三種：一、傳感型機器人又稱外部受控機器人。機器人的本體上沒有智能單元只有執(zhí)行機構和感應機構，它具有利用傳感信息（包括視覺、聽覺、觸覺、接近覺、力覺和紅外、超聲及激光等）進行傳感信息處理、實現(xiàn)控制與操作的能力。受控于外部計算機，在外部計算機上具有智能處理單元，處理由受控機器人采集的各種信息以及機器人本身的各種姿態(tài)和軌跡等信息，然后發(fā)出控制指令指揮機器人的動作。目前機器人世界杯的小型組比賽使用的機器人就屬于這樣的類型?，F(xiàn)在是11頁\一共有37頁\編輯于星期五現(xiàn)在是12頁\一共有37頁\編輯于星期五現(xiàn)在是13頁\一共有37頁\編輯于星期五二、交互型機器人機器人通過計算機系統(tǒng)與操作員或程序員進行人－機對話，實現(xiàn)對機器人的控制與操作。雖然具有了部分處理和決策功能，能夠獨立地實現(xiàn)一些諸如軌跡規(guī)劃、簡單的避障等功能，但是還要受到外部的控制?，F(xiàn)在是14頁\一共有37頁\編輯于星期五現(xiàn)在是15頁\一共有37頁\編輯于星期五三、自主型機器人在設計制作之后，機器人無需人的干預，能夠在各種環(huán)境下自動完成各項擬人任務。自主型機器人的本體上具有感知、處理、決策、執(zhí)行等模塊，可以就像一個自主的人一樣獨立地活動和處理問題。機器人世界杯的中型組比賽中使用的機器人就屬于這一類型。全自主移動機器人的最重要的特點在于它的自主性和適應性，自主性是指它可以在一定的環(huán)境中，不依賴任何外部控制，完全自主地執(zhí)行一定的任務。適應性是指它可以實時識別和測量周圍的物體，根據(jù)環(huán)境的變化，調(diào)節(jié)自身的參數(shù)，調(diào)整動作策略以及處理緊急情況。由于全自主移動機器人涉及諸如驅(qū)動器控制、傳感器數(shù)據(jù)融合、圖像處理、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡等許多方面的研究，所以能夠綜合反映一個國家在制造業(yè)和人工智能等方面的水平?，F(xiàn)在是16頁\一共有37頁\編輯于星期五現(xiàn)在是17頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用所處位置————2、按機器人的機構特征劃分【課堂工業(yè)機器人的結構形式認知】直角坐標系柱面坐標系球面坐標系多關節(jié)坐標系返回目錄15/28現(xiàn)在是18頁\一共有37頁\編輯于星期五按機器人結構坐標系特點方式分類1）直角坐標型機器人

2）圓柱坐標型機器人

3）極坐標型機器人4）關節(jié)型機器人通過沿三個互相垂直的軸線的移動來實現(xiàn)機器人手部空間位置的改變通過兩個移動和一個轉(zhuǎn)動實現(xiàn)位置的改變運動由一個直線運動和兩個轉(zhuǎn)動組成運動由前后的俯仰及立柱的回轉(zhuǎn)組成現(xiàn)在是19頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.1工業(yè)機器人的分類所處位y置工業(yè)機器人的結構形式z【直角坐標系課x堂認知柱面坐標系】球面坐標系多關節(jié)坐標系直角坐標機器人具有空間上相互垂直的多個直線移動軸，通過直角坐標方向的3個獨立自由度確定其手部的空間位置，其動作空間為一長方體。

返回目錄16/28現(xiàn)在是20頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.1工業(yè)機器人的分類所θ處位置————r工業(yè)機器人的結構形式x【直角坐標系課堂認知柱面坐標系】球面坐標系多關節(jié)坐標系柱面坐標機器人主要由旋轉(zhuǎn)基座、垂直移動和水平移動軸構成，具有一個回轉(zhuǎn)和兩個平移自由度，其動作空間呈圓柱形。

17/28現(xiàn)在是21頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.1工業(yè)機器人的分類所處位β置————工業(yè)機器人的結構形式rθ【直角坐標系課堂認柱面坐標系知】球面坐標系多關節(jié)坐標系球面坐標機器人空間位置分別由旋轉(zhuǎn)、擺動和平移3個自由度確定，動作空間形成球面的一部分。

18/28現(xiàn)在是22頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.1工業(yè)機器人的分類所α處位置————工業(yè)機器人的結構形式φ【直角坐標系課堂θ認柱面坐標系知】球面坐標系多關節(jié)坐標系垂直多關節(jié)機器人模擬人手臂功能，由垂直于地面的腰部旋轉(zhuǎn)軸、帶動小臂旋轉(zhuǎn)的肘部旋轉(zhuǎn)軸以及小臂前端的手腕等組成，手腕通常有2~3個自由度，其動作空間近似一個球體。

19/28現(xiàn)在是23頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.1工業(yè)機器人的分類所zω2ω1處位置————工業(yè)機器人的結構形式ω3【直角坐標系課堂認柱面坐標系知】球面坐標系多關節(jié)坐標系水平多關節(jié)機器人結構上具有串聯(lián)配置的兩個能夠在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的手臂，自由度可依據(jù)用途選擇2~4個，動作空間為一圓柱體。

20/28現(xiàn)在是24頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.2工業(yè)機器人的應用所處按作業(yè)任務將工業(yè)機器人分為搬運、碼垛、焊接、涂裝、裝配機器人。位置————【課堂認知機器人搬運被廣泛應用于機床上下料、沖壓機自動化生產(chǎn)線、自動裝配流水線、碼垛搬運、集裝箱等的自動搬運。】

機器人搬運返回目錄21/28現(xiàn)在是25頁\一共有37頁\編輯于星期五搬運機器人現(xiàn)在是26頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.2工業(yè)機器人的應用所處按作業(yè)任務將工業(yè)機器人分為搬運、碼垛、焊接、涂裝、裝配機器人。位置————【課堂認機器人碼垛被廣泛應用于化工、飲料、食品、啤酒、塑料等生產(chǎn)企業(yè)，對紙箱、袋裝、罐裝、啤酒箱、瓶裝等各種形狀的包裝成品都適用。

知】

機器人碼垛返回目錄22/28現(xiàn)在是27頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.2工業(yè)機器人的應用所處按作業(yè)任務將工業(yè)機器人分為搬運、碼垛、焊接、涂裝、裝配機器人。位置————【課堂機器人焊接最早應用在裝配生產(chǎn)線上。開拓了一種柔性自動化生產(chǎn)方式，實現(xiàn)了在一條焊接機器人生產(chǎn)線上同時自動生產(chǎn)若干種焊件。認知】機器人焊接返回目錄23/28現(xiàn)在是28頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.2工業(yè)機器人的應用所處按作業(yè)任務將工業(yè)機器人分為搬運、碼垛、焊接、涂裝、裝配機器人。位置————【課堂認知】機器人涂裝被廣泛應用汽車、汽車零配件、鐵路、家電、建材、機械等行業(yè)。

機器人涂裝返回目錄24/28現(xiàn)在是29頁\一共有37頁\編輯于星期五1.4工業(yè)機器人的分類及應用1.4.2工業(yè)機器人的應用所處按作業(yè)任務將工業(yè)機器人分為搬運、碼垛、焊接、涂裝、裝配機器人。位置————【課堂認機器人裝配被廣泛應用于各種電器的制造行業(yè)及流水線產(chǎn)品的組裝作業(yè)，具有高效，精確，不間斷工作的特點。知】

機器人裝配返回目錄25/28現(xiàn)在是30頁\一共有37頁\編輯于星期五本章小結所工業(yè)機器人是一種能自動定位控制并可重新編程予以變

處位動的多功能機器。它有多個自由度，可用來搬運材料、零件

置————和握持工具，以完成各種不同的作業(yè)。

【工業(yè)機器人的發(fā)展過程可分為三代：第一代為示教-再現(xiàn)型機器人，它可以按照預先設定的程序，自主完成規(guī)定動作或操作，當前工業(yè)中應用最多。第二代為感覺型機器人，如有力覺、觸覺和視覺等，它具有對某些外界信息進行反饋調(diào)整的能力，目前已進入應用階段。第三代為智能型機器人，其尚處于實驗研究階段。

本章結】返回目錄26/28現(xiàn)在是31頁\一共有37頁\編輯于星期五思考練習1、填空所處（1）國際工業(yè)機器人技術日趨成熟，基本沿著兩個路徑在發(fā)展：一是模仿人位的_______，實現(xiàn)多維運動，在應用上比較典型的是點焊、弧焊機器人；二是模置————仿人的_______，實現(xiàn)物料輸送、傳遞等搬運功能，例如搬運機器人。（2）按照機器人的技術發(fā)展水平，可以將工業(yè)機器人分為三代_______機器【人、_______機器人和_______機器人。思（3）目前在我國應用的工業(yè)機器人主要分_______、_______和國產(chǎn)三種?？季毩?、選擇】（1）工業(yè)機器人一般具有的基本特征是（）。①擬人性；②特定的機械機構；③不同程度的智能；④獨立性；⑤通用性A.①②③④B.①②③⑤C.①③④⑤D.②③④⑤（2）按基本動作機構，工業(yè)機器人通常可分為（）。①直角坐標機器人；②柱面坐標機器人；③球面坐標機器人；④關節(jié)型機器人A.①②B.①②③C.