工業(yè)機器人應(yīng)用案例教程 學(xué)習(xí)手冊

工業(yè)機器人應(yīng)用工藝案例

學(xué)習(xí)手冊

項目一工業(yè)機器人概述

機器人技術(shù)作為20世紀人類最偉大的發(fā)明之一，自20世紀60

年代初問世以來，經(jīng)歷了近5()年的發(fā)展，正源源不斷地應(yīng)用于人類

社會很多領(lǐng)域，正如計算機技術(shù)一樣，機器人技術(shù)正在日益改變著我

們的生產(chǎn)方式，以至今后的生活方式。

隨著工業(yè)化和信息化的快速推進，我國工業(yè)機器人市場已進入飛

速發(fā)展的時代，走向成熟的工業(yè)機器人，各種用途的特種機器人的實

用化，昭示著機器人技術(shù)燦爛、輝煌的明天，我們有必要以極大的興

趣關(guān)注它的發(fā)展，研究它的未來，迎接它給我們在生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)

及就業(yè)等各方面帶來的巨大機遇與變革。

一、學(xué)習(xí)引導(dǎo)

學(xué)習(xí)“工業(yè)機器人應(yīng)用工藝案例”課程首先要學(xué)習(xí)認知工業(yè)機器

人，通過對工業(yè)機器人定義、起源、發(fā)展、分類、工藝流程及應(yīng)用前景

等基礎(chǔ)知識的了解，掌握國內(nèi)與國外機器人研究和應(yīng)用的最新進展。

二、難點與重點

學(xué)習(xí)重點：

?了解工業(yè)機器人國內(nèi)、國外發(fā)展歷程；

?掌握工業(yè)機器人的定義；

?掌握工業(yè)機器人的分類及其顯著特點；

?了解工業(yè)機器人的生產(chǎn)廠家；

?了解工業(yè)機器人的發(fā)展前景。

學(xué)習(xí)難點：

?工業(yè)機器人在國內(nèi)、國外發(fā)展歷程的區(qū)別和特點；

?能夠區(qū)分工業(yè)機器人的分類；

?掌握工業(yè)機器技術(shù)的專業(yè)特性及人才需求。

三、項目部署

閱讀主體教材及本學(xué)習(xí)手冊等相關(guān)知識，按照任務(wù)單要求完成學(xué)

習(xí)任務(wù)。

項目一工業(yè)機器人概述——任務(wù)單

項目名稱工業(yè)機器人概述學(xué)時班級

學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號成績

實訓(xùn)設(shè)備場地要求日期

知識目標能力目標素質(zhì)目標

1.學(xué)會區(qū)分工業(yè)機器人的

分類，鍛煉學(xué)生系統(tǒng)分析

1.了解機器人的發(fā)展歷

的能力2.分析工業(yè)機器1.通過對工業(yè)機器人工

史

人的顯著特征，培養(yǎng)學(xué)藝流程的了解，培養(yǎng)學(xué)

2.掌握工業(yè)機器人的耨

項目目的生自主探究的學(xué)習(xí)能力生嚴謹求實、精益求精

點及其分類

3.通過對工業(yè)機器人發(fā)展的工匠精神2.在小組合

3.了解工業(yè)機器人主要

前景的了解，擁有對自我作學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生團

生產(chǎn)廠家

職業(yè)定位的規(guī)劃能力4.在隊協(xié)作意識

4.了解工業(yè)機器人的發(fā)

學(xué)習(xí)時，強化學(xué)生的自主

展前景

探究及自學(xué)能力

項目內(nèi)容工業(yè)機器人才既述

任務(wù)一任務(wù)掌握工業(yè)機器人定義

任務(wù)二明確工業(yè)機器人的分類及顯著特點

項目實施

任務(wù)三了解工業(yè)機器人的主要廠家

任務(wù)四明晰工業(yè)機器人發(fā)展前景

本

談

談

次

程

課

的

收

獲

寫

，

出

學(xué)

習(xí)

體

會

，

并

對

任

課

老

師

提

麻

議

四、項目考核

項目一工業(yè)機器人概述——考核表

項目名稱：工業(yè)機器人概述專業(yè)20級班

第小組姓名學(xué)號

考核項目分值/分自評備注

信息收集方法5

信息收集信息收集情況5

團隊合作10

工業(yè)機器人概述

20

工業(yè)機器人的分類及顯著特點20

項目實施

工業(yè)機器人的主要廠家20

工業(yè)機器人發(fā)展前景

20

小計100

其他考核

考核人員分值/分評分存在問題解決辦法

（指導(dǎo)）教師評價100

小組互評100

自評成績100

總評分成績=指導(dǎo)教師評價x35%+小組評價

總評100

x25%+自評成績*40%

五、知識脈絡(luò)

項目一思維導(dǎo)圖

國外發(fā)展歷程三個階段

工業(yè)機器人的發(fā)展歷史

工業(yè)機騫人定義國內(nèi)發(fā)展歷程四個階段

工業(yè)機器人的定幻

直角坐標機器人

?柱面坐標機器人

，按結(jié)構(gòu)特征分爰卜■

球面生標機器人

1多關(guān)節(jié)機制人

并聯(lián)機器人

工業(yè)機#人的分類

按運動控制方式獲H等伺服機卷入

伺服機器人

液氐式驅(qū)動

氣動式更動

電氣式驅(qū)動

擬人化

通用性

工業(yè)機騫人最顯著的特點

獨立性

Wt8tt|

ABB

庫卡（K17KA）

，國外工業(yè)機at人卜

發(fā)那科（FANUC）

工業(yè)機叁人的主要廠家安川（YASKAWA）

SIASUN（新松）

q國內(nèi)工業(yè)機祥人卜?

EFORT（埃夫特）

GSK（廣州數(shù)控）

六、練習(xí)題

一、填空題

1.世界上第一臺工業(yè)機器人誕生于年。

2.我國的工業(yè)機器人發(fā)展歷程具有不同于國外的特點，起步相對較晚,

大致可分為4個階段、、、

3.我國的工業(yè)機器人示范應(yīng)用階段，研制出、、

、點焊機器人等7種工業(yè)機器人系列產(chǎn)品。4.按結(jié)構(gòu)特征

形式分類，機器人分為、、、多關(guān)節(jié)機

器人和并聯(lián)機器人五種類型。5.國際標準化組織對工業(yè)機器人的

定義為：“工業(yè)機器人是一種能、、、

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)。

6.多關(guān)節(jié)機器人由多個、和機構(gòu)組成。

7.非伺服機器人按照預(yù)先編好的程序順序進行工作，使

用、、、等來控制機器人的運動。

8.工業(yè)機器人最顯著的特點有、、、

o9.當前世界上占據(jù)較大市場份額的機器人供應(yīng)商主要

有四家，分別

是、庫卡（KUKA）、、（安川）YASKAWAo

10.一般工業(yè)機器人主要由、、、

___________等構(gòu)成。

二、選擇題

1.工業(yè)機器人按運動控制方式可分為液壓式驅(qū)動、氣動式驅(qū)動和

)o

A多關(guān)節(jié)式B電氣式驅(qū)動C伺服控制式D直角坐標式

2.機器人”一詞的來源于（）o

A1942年，喬治?德沃爾

B1959年，約瑟夫?恩格爾伯格

C1920年，捷克作家卡雷爾?凱佩克

D1930年，捷克作家卡雷爾?凱佩克3.當代機器人大軍中技術(shù)上是最

成熟、應(yīng)用最廣泛的機器人為（）。A工業(yè)機器人B

軍用機器人C服務(wù)機器人D特種機器人

4.（）是中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副主席單位，是中國制造百強企業(yè)，

中國工業(yè)機器人行業(yè)第一梯隊企業(yè)，是目前國家機器人產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)

的核心企業(yè)。

A庫卡B新松C埃夫特D廣州數(shù)控

5.下列那個特點反映了工業(yè)機器人擬人化特點？（）

A在機械結(jié)構(gòu)上配備類似于人的手臂或者其他組織結(jié)構(gòu)。

B可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)，動作程序可按需求改變。

C完整的機器人系統(tǒng)在工作中可以不依賴于人的干預(yù)。

D具有不同程度的智能功能，如感知系統(tǒng)等提高了工業(yè)機器人對周圍環(huán)

境的自適應(yīng)能力。

6.工業(yè)機器人最顯著的特點有（）o

A擬人化、通用性、獨立性、智能性

B智能性、多樣性、安全性、美觀性

C獨特性、通用性、擬人化、普遍性

D智能性、機械性、通用性、獨特性

7.氣動式驅(qū)動與液壓式驅(qū)動的原理類似，其動力源為（）o

A電源B壓力油C太陽能D壓縮空氣

8.1974年就發(fā)明了世界上第一臺工業(yè)機器人1RB6的公司是（）。

A庫卡（KUKA）BABB

C發(fā)那科（FANUCD安川（YASKAWA）

9.下列哪個圖是球面坐標機器人？（）

ABCD

10.下列對工業(yè)機器人的描述那些是錯誤的？（）

A工業(yè)機器人已成為大型制造領(lǐng)域中不可或缺的部分，在很多自動化

工業(yè)和柔性制造系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

B藝流程的優(yōu)化設(shè)計，設(shè)備的選型正確，是未來提高工業(yè)機器人普及

率及應(yīng)用質(zhì)量的重要保障。

C工業(yè)機器人的出現(xiàn)，不僅能提高生產(chǎn)效率與品質(zhì)，而且還能減少人工

成本，因此工業(yè)機器人也深入到企業(yè)的心臟。

D工業(yè)機器人行業(yè)的快速發(fā)展給從業(yè)者、創(chuàng)業(yè)者帶來了很多技術(shù)瓶頸u

三、判斷題三、判斷題（對的劃，錯的劃"X”）1.工業(yè)機器人

“四大家族”分別為——庫卡、ABB、埃夫特、新松公司。（）2.

我國國家標準對工業(yè)機器人的定義為：“工業(yè)機器人是一種能自動控制、

可重復(fù)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)?！保ǎ?.工業(yè)機器人已成為大

型制造領(lǐng)域中不可或缺的部分，在很多自動化工業(yè)和柔性制造系統(tǒng)中

得到了廣泛應(yīng)用。（）

4.球面坐標機器人的空間位置機構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)基座、擺動軸和平移軸

構(gòu)成，具有3個轉(zhuǎn)動自由度和2個移動自由度，其作業(yè)空間是球面的

一部分。（）5.工業(yè)機器人按運動控制方式分為伺服機器人和非伺服

機器人。（）四、簡答題

1,簡述我國國家標準對工業(yè)機器人的定義。

2.簡述工業(yè)機器人國內(nèi)發(fā)展的四大歷程及其發(fā)展特點。

3.通過學(xué)習(xí)，你掌握了那些工業(yè)機器人的分類？

4.總結(jié)國內(nèi)工業(yè)機器人廠家的技術(shù)特點？

5.工業(yè)機器人按運動控制方式可為哪幾類？各有什么特點？

練習(xí)題答案：一、

填空題1.1959

2.理論研究階段、樣機研發(fā)階段、示范應(yīng)用階段、初步產(chǎn)業(yè)化階段

3.平面關(guān)節(jié)型統(tǒng)配機器人、直角坐標機器人、弧焊機器人

4.直角坐標機器人、柱面坐標機器人、球面坐標機器人

5.自動控制、可重復(fù)編程、多功能

6.回轉(zhuǎn)、擺動（或移動）機構(gòu)

7.限位開關(guān)、制動器、插銷板、定序器

8.擬人化、通用性、獨立性、智能性

9.ABB、（發(fā)那科）FANUC

10.機械構(gòu)件、內(nèi)控驅(qū)動器、電機模塊、人機交互界面二、選擇

題

l.B2.C3.A4.C5.A6.A7.D8.B9.C10.D

三、判斷題

1.X2.X3.V4.X5.V

四、簡答題1.參

考答案

我國國家標準將工業(yè)機器人定義為：“自動控制的、可重復(fù)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?！?/p>

2.參考答案

我國的工業(yè)機器人發(fā)展歷程大致可分為4人階段。

1）理論研究階段

20世紀70年代到80年代初，由于當時國家經(jīng)濟條件等因素的

制約，我國主要從事工業(yè)機器人基礎(chǔ)理論的研究，在機器人造助學(xué)、

機構(gòu)學(xué)等方面取得了一定的進展，為后續(xù)工業(yè)機器人的研究奠定了基

礎(chǔ)。

2)樣機研發(fā)階段

20世紀80年代中后期。隨著工業(yè)發(fā)達國家開始大量應(yīng)用和普及

工業(yè)機器人，我國的工業(yè)機器人研究得到政府的重視和支持，國家組

織了對工業(yè)機器人需求行業(yè)的調(diào)研，投入大量的資金開展工業(yè)機器人

研究，行業(yè)進入了樣機開發(fā)階段。

3)示范應(yīng)用階段

20世紀90年代，我國在這一階段研制出平面關(guān)節(jié)型統(tǒng)配機器人、

直角坐標機器人、弧焊機器人、點焊機器人等7種工業(yè)機器人系列產(chǎn)

品，102種特種機器人，實施了100余項機器人應(yīng)用工程。為了促進

國產(chǎn)機器人的產(chǎn)業(yè)化，在90年代末建立了9個機器人產(chǎn)業(yè)化基地和

7個科研基地。

4)初步產(chǎn)業(yè)化階段

21世紀以來，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020

年)》突出增強自主創(chuàng)新能力這一條主線，著力營造有利于自主創(chuàng)新

的政策環(huán)境，加快促進企業(yè)成為創(chuàng)新主體，大力倡導(dǎo)企業(yè)為主體，產(chǎn)

學(xué)研緊密結(jié)合，國內(nèi)一大批企業(yè)或自主研制或與科研院所合作，加入

工業(yè)機器人研制和生產(chǎn)行列，我國工業(yè)機器人進入初步產(chǎn)業(yè)化階段。

3.參考答案

＞按結(jié)構(gòu)特征分類

(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)多關(guān)節(jié)機器人

(5)并聯(lián)機器人

＞按運動控制方式分類

(1)非伺服機器人

(2)伺服控制機器人

＞按驅(qū)動分類

(1)液壓式驅(qū)動

(2)氣動式驅(qū)動

(3)電氣式驅(qū)動4.參

考答案

(1)SIASUN(新松)新松機器人自動化股份有限公司(以下簡稱

“新松”)成立于2000

年，隸屬中國科學(xué)院，是一家以機器人技術(shù)為核心的高科技公司。新

松公司作為國家機器人產(chǎn)業(yè)化基地，擁有完整的機器人產(chǎn)品線及工業(yè)

4.0整體解決方案。

(2)EFORT(埃夫特)

埃夫特智能裝備股份有限公司成立于2007年8月，是一家專門

從事工業(yè)機器人、大型物流儲運設(shè)備及非標自動化生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計制造

的高新技術(shù)企業(yè)，是中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副主席單位，是中國制造百

強企業(yè)，中國工業(yè)機器人行業(yè)第一梯隊企業(yè)，是目前國家機器人產(chǎn)業(yè)

集聚區(qū)內(nèi)的核心企業(yè)。

(3)GSK(廣州數(shù)控)廣州數(shù)控設(shè)備有限公司位于中國南方數(shù)控產(chǎn)

業(yè)基地，是國內(nèi)領(lǐng)先

的專業(yè)成套機床數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商。廣州數(shù)控的主營業(yè)務(wù)有：數(shù)控系統(tǒng)、

伺服驅(qū)動、工業(yè)機器人、精密數(shù)控注塑機生產(chǎn)、伺服電機研發(fā)、機床

數(shù)控化工程研發(fā)及數(shù)控高級技能人才培訓(xùn)。

5.參考答案按運動

控制方式分類

(1)非伺服機器人非伺服機器人按照預(yù)先編好的程序順序進行工作，

使用限位開關(guān)、

制動器、插銷板和定序器等來控制機器人的運動。

(2)伺服控制機器人伺服控制系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸

出被控量，能夠

跟隨輸入目標(或給定值)任意變化的自動控制系統(tǒng)。

七、自我分析與總結(jié)

不足1：____________________________________________________________

不足2：____________________________________________________________

不足3：____________________________________________________________

不足4：____________________________________________________________

不足之處備注：

y

問題［:__________________________________________________________________

問題2：____________________________________________________________

問題3：____________________________________________________________

問題4：__________________________________________________________________

未解之謎備注：

八、技能鑒定

?具有企業(yè)需要的基本職業(yè)道德和素養(yǎng)

?能夠通過聽課、查闈資料、檢索以及其他渠道收集資料和信息

?具有自主學(xué)習(xí)的能力、態(tài)度和行為

?學(xué)會團隊協(xié)作，具有團隊合作意識

?滿足工業(yè)機器技術(shù)的專業(yè)特性及人才需求

?對工業(yè)機器人的職業(yè)發(fā)展前景有較明確的認知

項目二工業(yè)機器人的視覺技術(shù)

工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器

人，在自動執(zhí)行工作任務(wù)過程中，需要機器人能夠具備識別、分析、

處理等更高級的功能，這就需要為工業(yè)機器安裝一雙“火眼金睛”來

替代人眼做測量和判斷，機器視覺相當于為工業(yè)機器人裝上了一雙

“眼睛”，讓他們能夠清晰的看到物體，發(fā)揮人眼檢查檢測的功能，

機器人與機器視覺技術(shù)結(jié)合，視覺引導(dǎo)機器人能完成更精準的組裝、

焊接、處理、搬運等工作，這在高度自動化的大規(guī)模生產(chǎn)中非常重要。

同時，機器視覺也為工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的升級帶來一股新活力，也越來

越多地被應(yīng)用在非接觸檢測、測量場景中，成為工業(yè)機器人的重要組

成部分。

一、學(xué)習(xí)引導(dǎo)

本項目主要以機器人視覺系統(tǒng)的基本知識和原理為導(dǎo)向，重點講

述機器視覺技術(shù)的發(fā)展趨勢、系統(tǒng)組成、傳感器的工作原理及視覺處

理過程。

二、難點與重點

學(xué)習(xí)重點：

?了解機器人視覺技術(shù)及其發(fā)展趨勢

?掌握機器視覺系統(tǒng)組成

?掌握圖像獲取與視覺處理的原理和過程

學(xué)習(xí)難點：

?分析機器視覺系統(tǒng)特點

?理解傳感器的工作原理

三、項目部署

閱讀主體教材及本學(xué)習(xí)手冊等相關(guān)知識，按照任務(wù)單要求完成學(xué)

習(xí)任務(wù)。

項目二工業(yè)機器人的視覺技術(shù)——任務(wù)單

項目名稱藍麒*學(xué)時班級

學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號成績

實訓(xùn)設(shè)備場地要求日期

知識目標能力目標素質(zhì)目標

1.通過分析機器視覺系統(tǒng)

了解機器人視覺技

1.特點，培養(yǎng)學(xué)生分析與

術(shù)及其發(fā)展趨勢

解決問題的能力2.通過1.在小組合作學(xué)習(xí)中，培

掌握機器視覺系統(tǒng)

項目目的2.對機器人視覺技術(shù)工作養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作意識2.

結(jié)構(gòu)的組成原理的學(xué)習(xí)，增強學(xué)生通過項目的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)

3.分析并掌握圖像獲的思辯能力3.在學(xué)習(xí)機學(xué)生嚴謹求實、精益求

取的原理和過程器人視覺技術(shù)息本知識精的工匠精神

4.掌握視覺處理的過時，強化學(xué)生的自主探

程及方法究及自學(xué)能力

項目內(nèi)容工業(yè)機器人的視覺技術(shù)

任務(wù)一機器視覺技術(shù)概述

項目實施任務(wù)二圖像獲取

任務(wù)三視覺處理

本

談

談

次

程

課

的

收

獲

寫

，

出

學(xué)

習(xí)

體

會

，

并

對

任

課

老

師

提

城

議

四、項目考核

項目二工業(yè)機器人的視覺技術(shù)——考核表

項目名稱：工業(yè)機器人的視覺技術(shù)專業(yè)20級班

第小組姓名學(xué)號

考核項目分值/分自評備注

信息收集方法10

信息收集信息收集情況10

團隊合作20

機器視覺技術(shù)概論20

項目實施圖像獲收20

視覺處理

20

小計100

其他考核

考核人員分值/分評分存在問題解決辦法

（指導(dǎo)）教師評價100

小組互評100

自評成績100

總評分成績=指導(dǎo)教師評價x35%+小組評價

總訐100

x25舟+自評成績*40%

五、知識脈絡(luò)

項目二思維導(dǎo)圖

機器人視覺技術(shù)及其發(fā)展

機罌視覺技柳述

圖像獲取

項目二工業(yè)機器人的視覺技術(shù)

視覺處理

結(jié)構(gòu)光和編毗熊方法

六、練習(xí)題

一、填空題

1.視覺計算理論從信息處理角度系統(tǒng)概括了、、

、等方面已取得的成果，明確了視覺研究體系。

2.計算機視覺以為基礎(chǔ)，為視覺研究提供了統(tǒng)一的理論框

架。

3.機器人視覺廣義地稱之為,是用機器代替人眼進行目標

對象的、和o4.圖像測量子系統(tǒng)

又可分為和兩大部分。

5.鏡頭一般都由和兩部分組成，它決定著拍攝

的景物廣闊程度和清晰度。

6.工業(yè)級鏡頭由于圖像、、,主要應(yīng)

用于工業(yè)零件檢測和科學(xué)研究等應(yīng)用場合。

7.視覺處理通常包括、、、四

個模塊。

8.結(jié)構(gòu)光從光源的幾何形狀上說有、、

等許多種，可以采用激光或白光。9.通過將像素歸入性質(zhì)相似的一

些類別，將圖像劃分成若干有意義的子集（區(qū)域），從而把感興趣的

物體從圖像的其他部分或背景中分離出來，這一過程稱為O

10.編碼光方法是通過時間、空間、彩色編碼的光源幫助來確定物體

表面的O

二、選擇題

1.FANUC2D視覺功能中，使用的鏡頭型號為SONYXC-56,該款鏡

頭是（）鏡頭。

A定焦鏡頭B變焦鏡頭C遠心鏡頭D定倍鏡頭

2.下列哪項是CCD攝像機的優(yōu)點。（）

A體積小巧、性能可靠、清晰度高

B亮度高、壽命長、價格低

C質(zhì)量好、清晰度高、均勻度好

D性能可靠、壽命長、亮度高3.目前機器視覺系統(tǒng)最為

常用的圖像傳感器是（）。A

CMOS傳感器BPM2.5傳感器

CCW-76S傳感器DCCD圖像傳感器

4.下圖是那種光源照明。（）

八前光源照明B背光源照明C閃光照射D結(jié)構(gòu)光照射

5.選出對預(yù)處理描述錯誤的選項。0

A預(yù)處理是視覺處理的第一步，其任務(wù)是對輸入圖像進行加工，消除

原始圖像中的噪聲等無用信息，改進圖像的質(zhì)量，增強有用信息的可

檢測性，為以后的處理創(chuàng)造條件。

B圖像預(yù)處理技術(shù)包括圖像對比度的增強、隨機噪聲的去除、邊緣特

征的加強、偽彩色處理等處理技術(shù)。

C在預(yù)處理中，輸入和輸出都是圖像，可達到改善圖像的視覺效果，

更便于計算機對圖像分析、處理、理解和識別等處理的目的。

D如果景物中物體相互區(qū)別很明顯，則可采用預(yù)處埋的方法，這時甚至

不用從圖像中抽取該物體，而直接對圖像級進行匹配。

6.（）是視覺處理的最后一個模塊，即確定各區(qū)域在實際景物中

所代表的物體。

A視覺處理B分割C特征抽取D識別

7.機器人中使用的光源有環(huán)形光源、條形光源和（）等。

A圓形光源B放射性光源C線形光源D矩形光源8.工業(yè)級鏡頭

主要應(yīng)用于工業(yè)零件檢測和科學(xué)研究等應(yīng)用場合的原因是（）。

A體積小巧、性能可靠、清晰度高

B性能可靠、壽命長、亮度高

C質(zhì)量好、畸變小、價格高

D體積小、重量旺、價格低三、判斷題（對劃，錯過

“X”）

1.物方遠心物鏡只能消除位置不準帶來的測量誤差，且該鏡頭景深小、

焦距固定，因而它的畸變大，檢測精度高。（）2.固體視覺傳感

器具有體積小、重量輕等優(yōu)點，因此應(yīng)用日趨廣泛。

（）

3.目前，CMOS圖像傳感器以其良好的集成性、低功耗、寬動態(tài)范圍

和輸出圖像幾乎無拖影等特點而得到廣泛應(yīng)用。（）4.與二維視

覺相比，三維視覺不僅增加了機器人到物體間距離信息的測定問題，

而且要抓取三維物體本身的識別也變得異常容易。（）5.結(jié)構(gòu)光

測距基本思想是利用照明光源中的幾何信息幫助提取景物中的幾何

信息。（）6.機器視覺技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)產(chǎn)品檢測、自動

化裝配、機器人視覺導(dǎo)航、

虛擬現(xiàn)實以及無人駕駛等許多領(lǐng)域的智能測控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)

用。（）7.機器人本身的工作環(huán)境是一個三維空間，機器人操

作的對象是一個三維物體。（）8.前光源是

指放置在待測物前方的光源。這種光照方式稱為“前光式照明”。（

）9.機器視覺技術(shù)的引入使得工業(yè)機器人朝著更加智能

化和柔性化的方向發(fā)展，節(jié)省了成本，提高了生產(chǎn)效率。（）

10.結(jié)構(gòu)光測距方法的突出優(yōu)點是可以減少計算的復(fù)雜性，掃描速度

快，量測精度高，特別適用于室內(nèi)環(huán)境下，物體表面反射情況比較好

的場合。（）

四、簡答題1.機器視覺技術(shù)與機器視覺系統(tǒng)涉及那些技術(shù)環(huán)節(jié)？

2.CCD圖像傳感器的工作原理是什么？

3.按照射方式的不同，光源可分為哪幾種，并寫出它們的應(yīng)用范圍。

4.視覺處理通常包括預(yù)處埋、分割、特征抽取和識別4個模塊，它們

的任務(wù)分別是什么？

5.說一說，你對立體視覺法的理解。

練習(xí)題答案：一、填

空題

1.解剖學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)

2.視覺計算理論

3.機器視覺、識別、判斷、測量

4.圖像獲取、圖像處理

5.光學(xué)系統(tǒng)、機械裝置

6.圖像質(zhì)量好、畸變小、價格高

7.預(yù)處理、分割、特征抽取、識別

8.點狀、條狀、網(wǎng)狀

9.分割

10.空間位置二、選擇

題

1.A2.A3.D4.B5.D6.A7.C8.C

三、判斷題

1.X2.J3.V4.X576.V7.X879.V10.X

四、簡答題1.參考答

案

機器視覺技術(shù)涉及目標對象的圖像獲取技術(shù)、對圖像信息的處理

技術(shù)以及對目標對象的測量和識別技術(shù)。機器視覺系統(tǒng)主要由視覺感

知單元、圖像信息處理與識別單元、結(jié)果顯示單元以及視覺系統(tǒng)控制

單元組成。視覺感知單元獲取被測目標對象的國像信息，并傳送給圖

像信息處理與識別單元；圖像信息處理與識別單元對圖像的灰度分布、

亮度以及顏色等信息進行各種運算處理，從中提取出目標對象的相關(guān)

特征，完成對目標對象的測量、識別和NG判定，并將其判定結(jié)論提

供給視覺系統(tǒng)控制單元；視覺系統(tǒng)控制單元根據(jù)判別結(jié)果控制現(xiàn)場設(shè)

備，實現(xiàn)對目標對象進行相應(yīng)的控制操作。

2.參考答案

視頻

處理

D轉(zhuǎn)換

電路

CC電路

光圈控制電路計算機

3.參考答案

(1)背光源

由于背光源能充分突出待測物體的輪廓信息，所以它主要應(yīng)用于

被測對象的輪廓檢測、透明體的污點缺陷檢測、液晶文字檢查、小型

電子元件尺寸和外形檢測、軸承外觀和尺寸檢查、半導(dǎo)體引線框外觀

和尺寸檢查等。

(2)前光源

前光式照明主要應(yīng)用于檢測反光與不平整表面，如檢測IC芯片

上的印刷字符、電路板元件、焊點、橡膠類制品、封蓋標記、包裝袋

標記、封蓋內(nèi)部以及底部的臟污等。

(3)結(jié)構(gòu)光

用具有特定模式(點、線或網(wǎng)格)的光源，即結(jié)構(gòu)光照射物體時，

由于物體的形狀不同，在成像時會發(fā)生相應(yīng)的畸變，因此通過對該畸

變的分析可計算物體的三維形狀信息。

(4)閃光，

對于運動物體利用閃光照射可消除物體運動引起的圖像模糊，通

常應(yīng)保證閃光與攝像機同步。

4.參考答案

5.參考答案

立體視覺法基于計算機視覺最基本的相機模型，通過不同位置的

相機對同一目標拍攝的兩幅或多幅圖像組成立體像對。在事先標定好

相機內(nèi)外參數(shù)的前提下，根據(jù)三角測量原理，利用對應(yīng)點的視差來計

算視野范圍內(nèi)的立體信息。

立體視覺直接模擬人類雙眼處理景物的方式，能一次獲得視野范

圍內(nèi)的深度信息，受物體表面反射特性影響小，不接觸物體，不需要

附加光源，成本較低，且對于使用環(huán)境要求較寬松，測量范圍寬，既

可獲取小范圍的三維信息，也可用于大范圍的測量，可靠簡便，在許

多領(lǐng)域均極具應(yīng)用價值，如機器人視覺感知系統(tǒng)、物體表面三維坐標

測量、系統(tǒng)的位姿檢測與控制、導(dǎo)航、航測、三維測量學(xué)等。除雙目

立體視覺外，現(xiàn)在還發(fā)展了三目甚至多目立體視覺系統(tǒng)。

七、自我分析與總結(jié)

不足1：____________________________________________________________

不足2：____________________________________________________________

不足3：____________________________________________________________

不足4：____________________________________________________________

不足之處備注：

y

問題［:__________________________________________________________________

問題2：____________________________________________________________

問題3：____________________________________________________________

問題4：__________________________________________________________________

未解之謎備注：

八、技能鑒定

?具有企業(yè)需要的基本職業(yè)道德和素養(yǎng)

?能夠通過聽課、查闈資料、檢索以及其他渠道收集資料和信息

?具有自主學(xué)習(xí)的能力、態(tài)度和行為

?學(xué)會團隊協(xié)作，具有團隊合作意識

?對工機器人視覺技術(shù)及其發(fā)展趨勢有較明確的認知

?掌握工業(yè)機器人的視覺技術(shù)基礎(chǔ)知識和原理

項目三上下料應(yīng)用實戰(zhàn)

新興工業(yè)時代，上下料機器人能滿足“快速和大批量加工節(jié)拍”、

“節(jié)省人力成本”、“提高生產(chǎn)效率”等要求，成為越來越多工廠的

理想選擇。上下料機器人系統(tǒng)具有高效率和高穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)簡單更易

于維護，可以滿足不同種類產(chǎn)品的生產(chǎn)。對用戶來說可以很快進行產(chǎn)

品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和擴大產(chǎn)能，并且可以大大降低產(chǎn)業(yè)工人的勞動強度。

一、學(xué)習(xí)引導(dǎo)

本項目主要分四個任務(wù)對上下料工作站的工藝設(shè)計進行講解，目

的是使學(xué)生在應(yīng)用實戰(zhàn)中明確學(xué)習(xí)要點，系統(tǒng)的掌握上下料工作站的

工藝設(shè)計方法等知識環(huán)節(jié)C

二、難點與重點

學(xué)習(xí)重點：

?了解上下料機器人的分類、特點、系統(tǒng)組成及功能等相關(guān)基礎(chǔ)知

識

?以案例為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)設(shè)計上下料工作站

?學(xué)會對上下料工作站的分析設(shè)計

?通過對上下料生產(chǎn)淺的分析設(shè)計，掌握上下料生產(chǎn)線的作業(yè)特點

及應(yīng)用范圍

學(xué)習(xí)難點：

?通過實戰(zhàn)案例學(xué)習(xí)，掌握上下料機器人系統(tǒng)的設(shè)計方法

?拓展上下料機器人系統(tǒng)中的相關(guān)工藝知識

三、項目部署

項目三上下料應(yīng)用實戰(zhàn)——任務(wù)單

項目名稱上下料應(yīng)用實戰(zhàn)學(xué)時班級

學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號成績

實訓(xùn)設(shè)備場地要求日期

知識目標能力目標素質(zhì)目標

1.通過上下料機器人系統(tǒng)的

1.在小組合作學(xué)習(xí)中，

工藝流程、特點及步驟的學(xué)

培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作意識

1.了解上下料機器人習(xí)，掌握科學(xué)規(guī)范的編程能

2.通過設(shè)計上下料工作

系統(tǒng)的特點及分類力2.通過對上下料工作站

站，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精

2.掌握上下料機器人的分析設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生分

神和縝密的科學(xué)思維方

系統(tǒng)的組成及功能析和解決問題的能力3.在

式3.通過上下料應(yīng)用

3.掌握上下料機給人應(yīng)用實戰(zhàn)過程中掌提合理

項目目的實戰(zhàn)的學(xué)習(xí)建立嚴格

系統(tǒng)的工藝流程、特點利用與支配各類資源的能

良好的職業(yè)習(xí)慣和嚴

及步驟力4.通過拓展上下料機器

途的工作態(tài)度4.通過

4.明晰上下料機器人人系統(tǒng)中的相關(guān)工藝知

本項目的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)

系統(tǒng)的基本設(shè)計方法識，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息并

學(xué)生嚴謹求實、精益

5.拓展上下料機器人利用信息的能力

求精的工匠精神

系統(tǒng)中的相關(guān)工藝知

識

5.通過拓展學(xué)習(xí),強化學(xué)生

自我認知、自主學(xué)習(xí)的能力

項目內(nèi)容上下料應(yīng)用實戰(zhàn)

任務(wù)一上下料機器人介紹

任務(wù)二上下料工作站實戰(zhàn)案例

項目實施

任務(wù)三上下料工作站分析設(shè)計

任務(wù)四上下料生產(chǎn)線分析設(shè)計

談?wù)劚敬?/p>

課程的收

獲，寫出

學(xué)習(xí)體

會，并對

任課老師

提出建議

四、項目考核

項目三上下料應(yīng)用實戰(zhàn)——考核表

項目名稱：上下料應(yīng)用實戰(zhàn)專業(yè)20級班

第小組姓名學(xué)號

考核項目分值/分自評備注

信息收集方法5

信息收集信息收集情況5

團隊合作10

上下料機器人介紹20

上下料工作站實戰(zhàn)案例20

項目實施

上下料工作站分析設(shè)計20

上下料生產(chǎn)線分析設(shè)計20

小計100

其他考核

考核人員分值/分評分存在問題解決辦法

（指導(dǎo)）教師評價100

小組互評100

自評成績100

總評分成績=指導(dǎo)教師評價x35%+小組評價

總評100

x25%+自評成績*40%

五、知