工业机器人概述

1、工业机器人概述第1页1.工业机器人1.1工业机器人发展历史1.2行业应用2.工业机器人组成 1/25第2页1工业机器人工业机器人是面向工业领域多关节机械手或多自由度机器装置，它能自动执行工作，是靠本身动力和控制能力来实现各种功效一个机器。它能够接收人类指挥，也能够按照预先编排程序运行。几个常见品牌工业机器人2/25第3页1.1工业机器人发展历史 1954年乔治迪沃申请了第一个机器人专利（于1961年授予），制作机器人第一家企业是Unimation， Unimation机器人也被称为可编程移机。1969年，维克多沙因曼在斯坦福大学创造了斯坦福大学手臂。 1973年，库卡机器人建立了自己第一个机器

2、人，被称为FAMULUS。 1990年10月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会，并在这次大会上经过了一个文件，把工业机器人分为四类：次序型、沿轨迹作业型、远距作业型和智能型。 我国工业机器人起步于上世纪1970年早期，经过20多年发展，大致经历了3个阶段：70年代萌芽期，80年代开发期和90年代适用化期。3/25第4页 工业机器人正向着智能化方向发展，而智能工业机器人将成为未来技术制高点和经济增加点。 我国要想跟上未来工业发展，首要任务是提升工业机器人智能化技术。智能化技术能够提升机器人工作能力和使用性能。工业机器人技术是先进制造技术代表。智能化技术发展将推

3、进着机器人技术进步，未来智能化水平将标志着机器人水平，即使当前还有很多问题需要处理，但伴随科学技术进步，会逐步改进发展。 现今我国工业机器人行业发展快速，必将逐步成为工厂自动化生产线主要发展形式。4/251.1工业机器人发展历史第5页 劳动力成本逐年上涨，将刺激第二产业对机器人需求。当前，汽车行业使用工业机器人最多，医药等行业增加需求甚至到达100%以上，全球机器人销量16.8万台。1.2行业应用 工业机器人与自动化成套装备是生产过程关键设备，可用于制造、安装、检测、物流等生产步骤，并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印

4、刷出版等众多行业，应用领域非常广泛。5/25第6页汽车制造业 在中国，50%工业机器人应用于汽车制造业，其中50%以上为焊接机器人；在发达国家，汽车工业机器人占机器人总保有量53%以上。中国正由制造大国向制造强国前进，需要提升加工伎俩，提升产品质量，增加企业竞争力，这一切都预示机器人发展前景巨大。6/251.2行业应用第7页电子电气行业 电子类IC、贴片元器件，工业机器人在这些领域应用均较普遍。在手机生产领域，视觉机器人，比如分拣装箱、撕膜系统、激光塑料焊接、高速四轴码垛机器人等适合用于触摸屏检测、擦洗、贴膜等一系列流程自动化系统应用。专区内机器人均由国内生产商依据电子生产行业需求所特制，小型

5、化、简单化特征实现了电子组装高精度、高效生产，满足了电子组装加工设备日益精细化需求，而自动化加工更是大大提升生产效益。7/251.2行业应用第8页橡胶及塑料工业 塑料工业合作紧密而且专业化程度高：塑料生产、加工和机械制造紧密相连。要跻身塑料工业需符合极为严格标准。这对机器人来说当然毫无问题。它不但最正确适合用于在净室环境标准下生产工具，而且也可在注塑机旁完成高强度作业。即使在高标准生产环境下，它也将可靠地提升各种工艺经济效益。因为机器人掌握了一系列操作、拾放和精加工作业。8/251.2行业应用第9页铸造行业 在极端工作环境下进行多班作业铸造域作业使工人和机器遭受沉重负担。机器人以其模块化结构设

6、计、灵活控制系统、专用应用软件能够满足铸造行业整个自动化应用领域最高要求。它不但防水，而且耐脏、抗热。它甚至能够直接在注塑机旁、内部和上方用于取出工件。另外它还能够可靠地将工艺单元和生产单元连接起来。另外在去毛边、磨削或钻孔等精加工作业以及进行质量检测方面，机器人表现非凡。9/251.2行业应用第10页食品行业 当前人们已经开发出食品工业机器人有包装罐头机器人，自动午餐机器人和切割牛肉机器人等。切割牛肉机器人将要加工牛肢体与数据库中存放以前牛肢体切割信息进行比较来加工每一头牛，这么就能够顺着每刀切割所定初始路线方向来确定刀起点和终点，然后用机器人驱动刀切入牛身体里面。传感器系统监视切割时所用力

7、量大小，来确定刀是否是在切割骨头，同时把信息反馈给机器人控制系统，以控制刀片只顺着骨头轮廓移动，从而防止损坏刀片。10/251.2行业应用第11页化工行业 化工行业是工业机器人主要应用领域之一。当前应用于化工行业主要洁净机器人及其自动化设备有大气机械手、真空机械手、洁净镀膜机械手、洁净 AGV、RGV及洁净物流自动传输系统等。很多当代化工业品生产要求精密化、微型化、高纯度、高质量和高可靠性，在产品生产中要求有一个洁净环境，洁净度高低直接影响产品合格率，洁净技术就是按照产品生产对洁净生产环境污染物控制要求、控制方法以及控制设施日益严格而不停发展。11/251.2行业应用第12页家用电器行业 使用

8、机器人能够更经济有效地完成白色家电生产、加工、搬运、测量和检验工作。原因是多方面：因其含有最高生产率、重复性高准确度、很高可靠性以及光学和触觉性能，机器人几乎能够利用到家用电器生产工艺流程全部方面。12/251.2行业应用第13页冶金行业 不论是轻金属、彩色金属、贵金属、特殊金属，还是钢金属工业离不开铸造厂和钢金属加工。而且假如没有自动化和多班作业，就无法确保生产经济效益和竞争力并减轻员工繁重工作。工业机器人在冶金行业主要工作范围包含钻孔、铣削或切割以及折弯和冲压等加工过程。另外它还能够缩短焊接、安装、装卸料过程工作周期并提升生产率。13/251.2行业应用第14页烟草行业 工业机器人在烟草行

9、业应用我国烟草行业多年来不停加强技术改造，促进技术进步，重点卷烟企业生产设备已到达国际90年代早期水平。不过，先进生产设备必须配置与之对应管理方法和后勤保障系统，才能真正发挥设备高效益，如卷烟原、辅料配送，就需要先进自动化物流系统来完成，传统人工管理，人工搬运极易犯错，又不按时，已不能适应生产发展需要。精准工业机器人被应用于这个领域。14/251.2行业应用第15页工业机器人1-机械结构系统2-驱动系统3-控制系统工业机器人通常由机械结构系统、驱动系统、和控制系统三部分组成。 2工业机器人组成15/25第16页1.机械结构系统工业机器人机械结构系统主要由末端执行器、手腕、手臂、腰部和基座组成。

10、末端执行器手腕手臂腰部基座16/252工业机器人组成第17页机械结构系统末端执行器末端执行器是机器人直接用于抓取和握紧（或吸附）工件或夹持专用工具（如喷枪、扳手、焊接工具）进行操作部件，它含有模仿人手动作功效，并安装于机器人手臂前端。末端执行器大致可分为以下几类：夹钳式取料手；吸附式取料手；专用操作器及转换器；仿生多指灵巧手。17/252工业机器人组成第18页机械结构系统手腕手腕是连接末端执行器和手臂部件，它作用是调整或改变工件方位，因而它含有独立自由度，以使机器人末端执行器适应复杂动作要求。18/252工业机器人组成第19页机械结构系统手臂手臂是机器人执行机构中主要部件，它作用是将被抓取工件

11、运输到给定位置上。19/252工业机器人组成第20页机械结构系统腰部和基座腰部又称立柱，是支撑手臂部件，其作用是带动臂部运动，能够在基座上转动，也能够与基座制成一体。与臂部运动结合，把腕部传递到需到工作位置。基座是机器人基础支持部分，起支撑作用。整个执行机构和驱动装置都是安装在基座上，有固定式和移动式两种。所以该部件必须含有足够刚度、强度和稳定性。20/252工业机器人组成第21页2.驱动系统传动机构传动机构能够带动机械结构系统产生运动，常用的传动机构有：谐波减速器、滚珠丝杆、链、带以及各种齿轮系。驱动装置驱动装置是驱使工业机器人机械机构系统运动的机构，按照控制系统发出的信号指令，借助动力元件

12、使机器人产生动作，作用就相当于人类的肌肉、筋络通常有：电机驱动，包括直流伺服电机、步进电机、交流伺服电机，液压驱动和气动驱动。工业机器人驱动系统包含驱动装置和传动机构两部分，它们通常与机械结构连成机器人本体。21/252工业机器人组成第22页3.控制系统控制系统，相当于机器人“大脑”，要有效地控制工业机器人，它控制系统就必须具备以下两种功效，也是工业机器人控制系统所必需基本功效。示教再现功能示教再现功能是指在执行新的任务之前，预先将作业的操作过程示教给工业机器人，然后让工业机器人再现示教的内容，以完成作业任务。运动控制功能运动控制功能是指对工业机器人末端执行器的位姿、速度、加速度等项的控制。22/252工业机器人组成第23页3.控制系统