(41)--第1章绪论机器人通用技术.ppt

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1、第第1 1章工业机器人概述章工业机器人概述1、工业机器人发展历史；2、工业机器人的分类；3、工业机器人系统的构成及特点；4、工业机器人的技术参数及选用；5、典型工业机器人介绍；6、工业机器人的发展方向。主要内容：l 机器人的定义机器人的定义美国机器人学会(RIA):Aprogrammablemultifunctionmanipulatordesignedtomovematerials,parts,toolsorspecializeddevicesthroughvariableprogrammedmotionsfortheperformanceofavarietyoftasks.一种可编程可编程

2、的多功能操作机，用于移动材料、零件、工具等，或者一个通过各种编程动作编程动作来完成各种任务的专用装置。这个定义实际上指的是工业机器人。1.1 1.1 机器人概述机器人概述日本工业机器人协会（JIRA）的定义：一种带有存储器件和末端执行器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。我国的定义：机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。院士的定义：机器人是一种拟人功能的机械电子装置。蒋新松最显著的特点:1.拟人功能：模仿人或动物肢体动作的机器，能像人那样使用工 具的机械。2.可编程：

3、机器人具有智力或感觉与识别能力，可随工作环境变化的需要而在编程。3.通用性：在执行不同作业任务时，具有较好的通用性。4.机电一体化的自动化装置机械手：是附属于主机，动作简单，程序固定，用来重复抓取物料的操作装置。l机器人的发展历史（RobotHistory）p 机器人（Robot）一词是 1920年由捷克作家Karel Capek在他的讽刺剧“罗莎姆的万能机器人”中首先提出的。剧中描述了一个与人类相似，但能不知疲倦工作的机器奴仆Robota（捷克语）。从那时起，Robot（英文）、机器人（中文）。p 1942年美国科幻作家Isaac Asimov在他的科幻小说我，机器人中提出了“机器人三定律”

4、。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。机器人三定律？现代机器人工业史上的几个标志性事件：p 1954年：美国人戴沃尔（G.C.Devol）制造出世界上第一台可编程的机械手，并注册了专利。p 1959年：戴沃尔与美国发明家英格伯格（Engerberge）联手制造出第一台工业机器人。成立了世界上第一家机器人制造工厂Unimation公司-Unimate机器人。由于英格伯格-被称为“工业机器人之父”。p 1962年：美国AMF公司生产出万能搬运（Verstran），与Unimation公司生产的万能伙伴（Unimate）一样成为真正商业化的工业机器人。p1967年：日本川崎重

5、工公司引进-Unimate 日本丰田公司引进-Versatran日本从此开始了对机器人的研究和制造热潮。在20世纪60年代后期，喷漆弧焊机器人问世并逐步开始应用于工业生产。p1973年：世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。机器人T3p1979年：美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线，许多机器人技术的研究都以该机器人为模型和对象。p1979年：日本山梨大学牧野洋发明了水平多关节型-SCARA机器人，在此后的装配作业中得到了广泛应用。p198

6、0年：日本定为机器人普及元年，赢得了“机器人王国”的美称。“A”革命。p1996年：本田公司推出仿人型机器人P2，使双足行走机器人的研究达到了一个新的水平。随后许多国际著名企业争相研制代表自己公司形象的仿人型机器人，以展示公司的科研实力。p1998年：丹麦Lego公司推出机器人(Mind-storms)套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。德国的慧鱼创新组合模型。织布机（中原工学院）插齿滚齿机（河南工业大学）p 2002年：美国iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba，是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。p 2006年：微软公司推出M

7、icrosoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。p1999年：日本索尼公司推出机器人狗爱宝(AIBO)，当即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机器人迈进普通家庭的途径之一。2009年：丹麦优傲机器人(Universal Robot)公司推出第一台轻量型的UR5系列工业机器人6轴串联，自重18kg，负载高达5kg，工作半径为85cm，适合中小企业选用。UR5型机器人拥有轻便灵活、易于编程、高效节能、低成本和投资回报快等特点。UR5的另一显著优势是无需安全围栏即可直接与人协同工作。一旦人与机器人接触并产生150N的力

8、，机器人就自动停止工作。图 ABB双臂机器人YuMi 2012年：多家机器人著名厂商开发出双臂协作机器人。如：ABB公司开发的YuMi双手臂工业机器人，能够满足电子消费品行业对柔性和灵活制造的需求，未来也将逐渐应用于更多市场领域。我国从80年代处开始起步，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人。其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。我国机器人生产基地

9、：沈阳第一机床厂 863高科技跟踪计划。高校，研究所-6000米水下机器人，排险机器人，爬壁机器人，双臂协调控制机器人，管道机器人等。在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。我国工业机器人的实际拥有量在2004年达到7096台，一半以上用于焊接作业，且弧焊机器人的使用数量略多于点焊机器人，主要用于汽车、摩托车、工程机械制造业。据国家发改委预计，到2010年，我国的工业机器人拥有量达到17300台，到2015年，市场容量将增加到几十万台。然而，目前我国的工业机器人主要依赖进口，还没有形成国产工业机器人品牌，更谈不上抢占国际机器人市场份额。与国外相比

10、，我们在机器人理论突破和机器人工程实现方面都存在较大差距，需要持续深入的理论研究和工程实践。国外主要的工业机器人生产厂商国外主要的工业机器人生产厂商 日本:FANUC、安川（Yaskawa）、川崎（Kawasaki）、OTC等瑞典的ABB Robotics德国的KUKA Roboter美国的Adept Technology、American Robot、S-T Robotics等意大利COMAU（柯马）英国的AutoTech Robotics以色列的Robogroup Tek公司 瑞典ABB于2005年在我国上海投产国际领先的机器人生产线，并设立全球性机器人研究中心，成为唯一在华从事工业机器人

11、生产的跨国公司。目前ABB上海基地的机器人年生产能力超过1000台，在我国已经销售了3000多台，夺取了我国第一位的工业机器人市场份额。p沈阳新松机器自动化股份有限公司沈阳新松机器自动化股份有限公司p广州数控设备有限公司广州数控设备有限公司p芜湖芜湖埃夫特智能装备有限公司埃夫特智能装备有限公司p上海新时达机器人有限公司上海新时达机器人有限公司p。p苏州博实机器人技术有限公司苏州博实机器人技术有限公司p深圳固高科技有限公司深圳固高科技有限公司p首钢首钢安川安川机器人有限公司机器人有限公司p唐山松下唐山松下 产业机器人产业机器人有限公司有限公司未来的四大家族国内主要的工业机器人生产厂商国内主要的工

12、业机器人生产厂商（未来）（未来）沈阳新松机器自动化股份有限公司沈阳新松机器自动化股份有限公司120KG点焊机器人 6KG弧焊机器人 广州数控设备有限公司广州数控设备有限公司芜湖埃夫特智能装备有限公司 上海新上海新时时达机器人有限公司达机器人有限公司6DOF-焊接机器人苏州博实机器人技术有限公司苏州博实机器人技术有限公司深圳固高科技有限公司深圳固高科技有限公司搬砖机器人河南欧帕工业机器人有限公司 机器人的投产使用，不仅能节约劳动力，提高工作效率，更将以技术革命的方式加速黑砖窑的消失，把全国10万个砖场内的300300万人从落后、恶劣的工作环境中解脱出来万人从落后、恶劣的工作环境中解脱出来。伺服滑

13、台并联机床（Parallel Machine Tool,简称PMT），机械系统-机身、手臂、末端操作器（End Effector）（人的骨骼、手、臂、腿等）驱动系统-各种Actuators:电机、液压缸、气缸（人的肌肉）控制系统-指挥系统（人的大脑，硬件和软件）检测系统-各种Sensors（人的五官）1.3 IR的组成与技术参数lIR的组成各部分关系MOTOMAN SV3X机器人的组成 形式ARM本体重量先端取扱重量関節数駆動方式電磁角度検出器（）手先合成最大速度位置繰返精度ARM長（関節間距離）ARM本体保護構造防塵、防滴型（）Controller質量約教示（Teaching）方式各軸値入力

14、，位置姿勢入力方向，経路制御方式（点間）制御（直線補間，円弧補間，各軸）（連続軌跡）制御仕様仕様（技术参数）技术参数）IRB4400通用型机器人IRB4600通用型机器人ABBABB的的IRB4400IRB4400与与46004600工作范围的比较工作范围的比较库卡码垛机器人库卡小型弧焊机器人库卡SCARA机器人4轴，重精：0.02mm川崎川崎码垛机器人机器人大作业1.用Solidworks等三维设计软件画出：ABB，KUKA，FANUC，安川品牌任意一个型号的六自由度工业机器人（含本体、电机、减速器等），尺寸1：1；2.采用Robcad或每个公司自带的仿真软件进行离线编程仿真（如RobotStudio）。自由组队2人一组分工进行，总共8组，5月份开始进行PPT答辩讲解。请班长和课代表将成员分组情况汇总后告诉我。