V01OO5.1.1工业机器人分类及应用V03课件

1、弧焊机器人工作站5.1.1 工业机器人分类及应用 第1页，共31页。新闻：工业生产方式由“制造”向“智造”转变1.海尔CEO张瑞敏宣布：在2013年裁员1.6万人的基础上，2014年将继续裁员1万人。2. 2014年富士康制造30万台机器人。 “Foxbots”机器人苹果iPhone6。3.浙江计划在未来5年，每年实施5000个机器换人项目，实现5000亿元机器换人投资。第2页，共31页。机器换人背景：（1）人口红利、用工荒、人力成本； （2）中国经济：转型升级、结构调整第3页，共31页。时代声音:工业机器人是制造大国争先抢占的第三次工业革命的制高点2017年中国工业机器人数量将居全球首位 ，

2、达42.8万台。美国先进制造德国工业4.0中国中国制造2025将工业机器人列为产业转型升级和智能制造的重点方向第4页，共31页。 思考：工业机器人能代替人做哪些工作？未来是否会有更多普工被机器人代替?第5页，共31页。一、 认识工业机器人工业机器人是一种自动化的机器。适于在高温、有毒、高粉尘及存在放射性物质等恶劣的作业环境下或在一些人所不能到达的范围内使用，也用于完成如装饰、搬运等重复性的枯燥、繁重的任务。其中应用最多的行业是汽车制造业。第6页，共31页。1.工业机器人定义工业机器人 是指在工业环境中应用的机器人，是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，用来

3、完成各种作业。工业机器人也被称为“铁领工人”。 目前，工业机器人是技术上最成熟、应用最广泛的机器人。第7页，共31页。2.工业机器人的发展情况（1） 1959 年，美国造出了世界上第一台工业机器人 Unimate ，可实现回转、伸缩 、俯仰等动作。SMART5 PAL MOTOMAN-DA20 Unimate （2） 2005 年， YASKAWA 推出可代替人完成组装或搬运机器人 MOTOMAN-DA20和 MOTOMAN-IA20 。（3） 2010 年意大利柯马（ COMAU ）推出 SMART5 PAL 机器人，可实现装载 、 卸载 、多产品拾取、堆垛等。 第8页，共31页。2.工业机

4、器人的发展情况（4）KUKA 公司推出 KR 5 arc HW （ Hollow Wrist ），其机械臂和机械手上有一个50 mm 宽的通孔，可以保护机械臂上的整套保护气体软管的敷设。 Robot M-3iA KR 5 arc HW （5） FANUC 推出的 Robot M-3iA 装配机器人采用四轴或六轴模式，具有独特的平 行连接结构，具备轻巧便携的特点，承重范围可达 6 kg 。 第9页，共31页。2.工业机器人的发展情况目前日本机器人发展处于首位；美国发展迅速，目前在新安装的台数方面已经超过了日本;中国正在全力追赶。工业机器人技术基本沿着两个方向在发展:（1）模仿人的手臂运动，典型应

5、用为点焊、弧焊机器人；（2）模仿人的下肢 运动，如搬运机器人 。 第10页，共31页。2010-2014年中国工业机器人销量及增长状况第11页，共31页。2014年中国工业机器人销量占比状况第12页，共31页。2014年中国工业机器人应用行业需求占比状况第13页，共31页。2.工业机器人的发展情况ABB 公司给出十大投资机器人的理由：降低运营成本；提升产品质量与一致性；改善员工的工作环境；扩大产能；增强生产的柔性；减少原料浪费，提高成品率；满足安全法规，改善生产安全条件；减少人员流动，缓解招聘技术工人的压力；降低投资成本，提高生产效率；节约宝贵的生产空间。第14页，共31页。二、工业机器人分类

6、 用来完成不同生产作业的工业机器人的种类愈来愈多，例如抛光机器人、打毛刺机器人、激光切割机器人等。 关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准。（1）抛光机器人（2）打毛刺机器人 （3）激光切割机器人第15页，共31页。1.按结构坐标系特点方式分类（1）直角坐标型 （2）圆柱坐标型 （3）球面坐标型 （4）多关节坐标型第16页，共31页。1.按结构坐标系特点方式分类直角坐标机器人 具有空间上相互垂直的多个直线移动轴，通过直角坐标方向的 3 个独立自由度确定其手部的空间位置，其动作空间为长方体。（1）直角坐标型 （2）圆柱坐标型 （3）球面坐标型 （4）多关节坐标y z x 第17页，共31页

7、。1.按结构坐标系特点方式分类圆柱坐标机器人 主要由旋转基座、垂直移动和水平移动轴构成，具有一个回转和两个平移自由度，其动作空间呈圆柱形。 r x （1）直角坐标型 （2）圆柱坐标型 （3）球面坐标型 （4）多关节坐标第18页，共31页。1.按结构坐标系特点方式分类球面坐标机器人 空间位置分别由旋转、摆动和平移 3 个自由度确定。 r （1）直角坐标型 （2）圆柱坐标型 （3）球面坐标型 （4）多关节坐标第19页，共31页。1.按结构坐标系特点方式分类垂直多关节机器人 模拟人手臂功能，由垂直于地面的腰部旋转轴、带动小臂旋转的肘部旋转轴以及小臂前端的手腕等组成，其动作空间近似一个球体。 。 （1

8、）直角坐标型 （2）圆柱坐标型 （3）球面坐标型 （4）多关节坐标第20页，共31页。2.按本体机械结构分类按其本体机械结构分为平面关节型、平行杆型和多关节型等。平面关节型平行杆型多关节型第21页，共31页。3.按机器人的技术等级分类（1）示教再现机器人 第一代工业机器人能够按照人类预先示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业，示教可由操作员手把手进行或通过示教器完成。 手把手示教 示教器示教 第22页，共31页。3.按机器人的技术等级分类（2） 感知机器人 第二代工业机器人具有环境感知装置，能在一定度上适应环境的变化，目前已经进入应用阶段。 配备视觉系统的工业机器人 第23页，共31页。3.按机

9、器人的技术等级分类 （3）智能机器人 第三代工业机器人具有发现问题，并且能自主地解决问 题的能力，尚处于实验研究阶段。 智能机器人第24页，共31页。4.按作业任务分类 按作业任务分类，工业机器人可分为搬运、码垛、焊接、涂装、装配机器人。 （1）机器人搬运 被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动 装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。 机器人搬运 第25页，共31页。4.按作业任务分类 （2）机器人码垛 被广泛应用于化工、饮料、食品、塑料、啤酒等生产企业，对纸箱、袋装、罐装、啤酒箱等多种形式的包装成品都适用。 机器人码垛第26页，共31页。4.按作业任务分类 （3）机器人焊接 开拓柔性自动化生产方式，在一条焊装机器人生产线上同时焊接多件。 机器人焊接 第27页，共31页。4.按作业任务分类 （4）机器人涂装 被广泛应用于汽车、汽车零部件、铁路、家电、建材、机械等行业。 机器人涂装 第28页，共31页。4.按作业任务分类 （5）机器人装配 被广泛应用于各种电器的制造行业及