工业机器人应用案例教程 课件 项目1、2 工业机器人概述、工业机器人的视觉技术

工业机器人应用工艺教程Industrialrobotapplicationprocesscourse课程介绍课程背景：1324工业机器人应用工艺教程侧重进行工业机器人应用工艺案例的课程教授工业机器人应用场景采用虚实结合，特别是基于数字孪生的全流程无人化智慧工厂的引入数字孪生系统物料搬运码垛系统、AGV无人转运系统、CNC加工系统、上下料系统、工业视觉检测系统、雕刻/3D打印材料成型系统、半成品打磨系统、部件级装配系统柔性无人化自动化工厂生产线搭配和模拟、节拍的控制、工作站配件工业机器人的编程示教项目一工业机器人概述项目导读：机器人技术起源于20世纪60年代我国工业机器人市场已进入飞速发展的时代项目学习目标：知识目标能力目标素质目标1.了解机器人的发展历史；2.掌握工业机器人的特点及其分类；3.了解工业机器人主要生产厂家；4.明确工业机器人的发展前景1.学会区分工业机器人的分类，锻炼学生系统分析的能力2.分析工业机器人的显著特征，培养学生自主探究的学习能力3.了解工业机器技术的专业特性及人才需求，掌握职业规划的能力4.在学习时，强化学生的自主探究及自学能力1.通过对工业机器人工艺流程的了解，培养学生严谨求实、精益求精的工匠精神2.在小组合作学习中，培养学生团队协作意识项目一工业机器人概述项目一工业机器人概述项目任务实施：介绍机器人的定义、起源、发展、分类、工艺流程及应用前景任务一工业机器人定义工业机器人的发展历史任务一工业机器人定义国外发展历程1.产生和初步发展阶段1958年—1970年1959年出现世界上第一台工业机器人乔治·德沃尔任务一工业机器人定义2.技术快速进步与商业化规模运用阶段1970年—1984年感知功能和自适应能力的离线编程根据作业对象的状况改变作业内容任务一工业机器人定义3.智能机器人阶段1985年至今多种传感器的架构设计自适应能力、学习能力和自治功能任务一工业机器人定义国内发展历程1.理论研究阶段：20世纪70年代到80年代初2.样机研发阶段：20世纪80年代中后期3.示范应用阶段：20世纪90年代4.初步产业化阶段：21世纪以来任务一工业机器人定义工业机器人的定义

国际标准化组织对工业机器人定义：工业机器人是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机，能够搬运材料、工件或者操持工具来完成各种作业。

我国国家标准对工业机器人定义：自动控制的、可重复编程的、多用途的操作机，并可对3个或3个以上的轴进行编程,它可以是固定式或移动式，在工业自动化中使用。任务一工业机器人定义做一做：

（1）结合任务一，分析归纳工业机器人在国内、国外发展历程有什么区别和特点。

（2）谈谈自己对工业机器人定义的理解。任务二工业机器人的分类及显著特点工作任务

通过对工业机器人的分类、特点等知识的掌握，为后面各项目学习任务奠定基础。任务二工业机器人的分类及显著特点按结构特征分类：（1）直角坐标机器人yxzxzy直角坐标机器人任务二工业机器人的分类及显著特点（2）柱面坐标机器人rxθxθ

柱面坐标机器人任务二工业机器人的分类及显著特点（3）球面坐标机器人rθβθβr球面坐标机器人任务二工业机器人的分类及显著特点（4）多关节机器人ω1ω3zω1ω2zω3水平多关节机器人αθφθ1θ2θ3θ4θ5θ6垂直多关节机器人任务二工业机器人的分类及显著特点（5）并联机器人θφαθφα多关节与并联机器人任务二工业机器人的分类及显著特点按运动控制方式分类：（1）非伺服机器人（2）伺服控制机器人任务二工业机器人的分类及显著特点按驱动分类：(1)液压式驱动(2)气动式驱动(3)电气式驱动任务二工业机器人的分类及显著特点工业机器人最显著的特点：1.拟人化2.通用性3.独立性4.智能性任务二工业机器人的分类及显著特点做一做：结合任务二，谈谈工业机器人分类及特点。任务三工业机器人的主要厂家工作任务从了解工业机器人国内、国外主要厂家的发展历史为切入点，进而掌握国内与国外机器人研究和应用的最新进展以及工业机器人各大厂家的市场份额及技术特点。任务三工业机器人的主要厂家一、国外工业机器人（1）ABBABB机器人的核心技术是运动控制系统，这也是对于机器人来说最大的难点。掌握了运动控制技术的ABB机器人可以轻易满足循径精度、运动速度、周期时间、可程序设计等性能要求，大幅度提高生产的质量、效率以及可靠性。任务三工业机器人的主要厂家（2）库卡（KUKA）KUKA机器人的外观设计获得红点奖，全铝结构，高强度，因此负载大，库卡已经有了负载达1000kg的机器人，库卡机器人是可实现六个轴快速电子校正的机器人任务三工业机器人的主要厂家（3）发那科（FANUC）FANUC于1959年首先推出了电液步进电机，在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。进入70年代，微电子技术、功率电子技术，尤其是计算技术得到了飞速发展，FANUC公司毅然舍弃了使其发家的电液步进电机数控产品，一方面从GETTES公司引进直流伺服电机制造技术。任务三工业机器人的主要厂家（4）安川（YASKAWA）安川公司于1977年研制出第一台全自动工业机器人，其核心的工业机器人有点焊和弧焊机器人、油漆和处理机器人、LCD玻璃板传输机器人和半导体晶片传输机器人等。安川公司还是将工业机器人应用于半导体领域最早的厂商之一。任务三工业机器人的主要厂家国内工业机器人1）SIASUN（新松）新松公司的机器人产品线涵盖工业机器人、协作机器人、移动机器人、特种机器人、医疗服务机器人五大系列百余种产品，其中工业机器人产品填补了多项国内空白，创造了中国机器人产业化发展史上多项第一的突破任务三工业机器人的主要厂家（2）EFORT(埃夫特)埃夫特公司继成功收购智能喷涂机器人和智能喷涂解决方案提供商意大利CMA、智能抛光打磨及金属加工解决方案提供商意大利EVOLUT和投资运动控制系统提供商意大利ROBOX之后，成功收购汽车行业柔性焊装系统提供商意大利W.F.C集团。任务三工业机器人的主要厂家（3）GSK（广州数控）广州数控机器人的产品负载覆盖了3-400kg，自由度包括3-6个关节，广州数控6轴机器人目前已得到市场认可，其应用领域包括搬运、机床上下料、焊接、码垛、涂胶、打磨抛光等，涉及数控机床、五金机械、电子、家电及建材等行业。任务三工业机器人的主要厂家做一做：（1）简述国内工业机器人主要生产商的技术特点。（2）说一说，你对当前世界上占据较大市场份额的机器人供应商ABB、库卡（KUKA）、（发那科）FANUC、（安川）YASKAWA的了解情况。任务四工业机器人发展前景

工作任务工业机器人产业发展迅速，要把握产业动态，及时制定正确的发展路线，大力培养高精技术人才。本任务通过对工业机器人的工艺流程及发展状态的了解，明晰工业机器人技术的专业特性及对人才需求的重要性，以此推动工业机器人产业的发展，进一步带动整个行业的快速发展。任务四工业机器人发展前景工业机器人的工艺流程发展重要性工业机器人属于自动控制系统的范畴,是机器人学科的一个重要分支,是多种技术的合成产物。任务四工业机器人发展前景工业机器人技术的专业特性及人才需求涉及专业：电子、计算机、电机、机械、机电一体化技术涉及领域：工业控制、气动、液压、自动控制等领域任务四工业机器人发展前景工业机器人的职业发展前景工业机器人系统操作员具有广阔的职业发展前景。目前国内机器人应用人才出现巨大缺口，工业机器人操作工作为应用环节的关键一环，这类岗位人才需求巨大，正是由于机器人工程师的大量需求以及对专业性的要求，工业机器人领域的从业人员在薪资方面也得到了较大的提升。任务四工业机器人发展前景做一做：谈一谈你对工业机器人发展前景有哪些自己的见解。项目小结工业机器人定义 工业机器人的分类及显著特点工业机器人的主要厂家 工业机器人发展前景 工业机器人应用工艺案例项目二工业机器人的视觉技术项目导读：工业机器人在执行工作任务过程中需要视觉功能机器视觉成为工业机器人的重要组成部分

项目学习目标知识目标能力目标素质目标了解机器人视觉技术及其发展趋势掌握机器视觉系统结构的组成分析并掌握图像获取的原理和过程掌握视觉处理的过程及方法1.通过分析机器视觉系统特点，培养学生分析与解决问题的能力2.通过对机器人视觉技术工作原理的学习，增强学生的思辩能力3.在学习机器人视觉技术基本知识时，强化学生的自主探究及自学能力1.在小组合作学习中，培养学生团队协作意识2.通过项目的学习，培养学生严谨求实、精益求精的工匠精神任务一机器视觉技术概述工作任务：1、机器人视觉技术的发展方向2、机器视觉系统的结构组成任务一机器视觉技术概述机器人视觉分拣视觉分析系统组成任务一机器视觉技术概述一、机器人视觉技术及其发展1、机器人视觉技术的概念2、机器人视觉技术的发展任务一机器视觉技术概述二、机器视觉系统结构1、机器视觉系统组成（1）图像测量子系统a.图像获取b.图像处理（2）控制子系统a.对象驱动b.执行机构任务一机器视觉技术概述2、典型的机器视觉系统硬件结构1-光源，分为前光源和后光源等；2-光学镜头，完成光学聚焦或放大功能；3-摄像机，分为模拟摄像机和数字摄像机；4-图像采集卡，完成帧格式图像采集及数字化；5-图像处理系统，计算机或嵌入式计算机，通常所谓的智能相机至少包括3、4、5三个部分；6-显示设备，显示检测过程与结果；7-驱动单元，控制执行机构的动作方式；8-执行机构，执行目标动作；9-测试台与被测对象；10-光源电源。任务一机器视觉技术概述做一做（1）简述什么是机器视觉？（2）机器视觉技术涉及那些技术环节？任务二图像获取工作任务：1、镜头技术2、视觉传感器与摄像机3、光源任务二图像获取某焊接视觉设备实物图任务二图像获取一、镜头技术1、镜头的组成（1）光学系统（2）机械装置2、镜头的分类（1）按焦距大小分类（2）机器视觉行业分类任务二图像获取二、视觉传感器与摄像机1、视觉传感器（1）CCD图像传感器CCD图像传感器原理CCD摄像机工作原理任务二图像获取（2）CMOS传感器需添加CMOS传感器图片和原理图任务二图像获取三、光源1、光源概述2、光源分类（1）背光源（2）前光源任务二图像获取（3）结构光（4）闪光任务二图像获取做一做（1）简述CCD图像传感器的工作原理。（2）谈一谈你对CMOS图像传感器有那些了解，它的优点有那些。任务三视觉处理工作任务：1、预处理2