用微课学工业机器人应用技术 课件 学习情境2 初识工业机器人

用微课学工业机器人应用技术高等职业教育精品工程系列教材初识工业机器人学习情境2工业机器人的概念任务1目前提到机器人大家脑海中浮现的估计就是科幻片中外表和人一样，但是没有思维的机器人。“机器人”这个词源于1920年捷克剧作家KarelCapek在他的科幻小说中写到的Robota一词。1959年，UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。因为工业机器人正处于发展更新阶段，所以关于它的定义也有很多版本。何为工业机器人何为工业机器人美国工业机器人是指一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通过程带序动作来执行各种任务，并且具有编程能力的多功能操作机器。日本工业机器人是指一种带有存储器件和末端操作器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。中国这种机器具备一些与人或其他生物相似的智能，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。何为工业机器人ISO工业机器人是指一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机器，能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业。不难看出，以上定义均指出工业机器人必须可以编程且动作灵敏，能够帮助人们完成一定的工作。因此，工业机器人应具有以下基本特性。①特定的机械机构。②通用性。③不同程度的智能。④独立性。何为工业机器人工业机器人的主要特色功能如下。①高性能碰撞检测功能，无须外加传感器，适用于各种场合。②软浮动功能，用于机床工件的安装和取出，有弹性机械手。工业机器人的品牌如图所示，从世界范围来看，对工业机器人的需求最大的是汽车工业，根据IFR的统计，汽车整车及零部件工业对工业机器人的需求合计占工业机器人下游总需求的60%左右。在亚洲，电子电气工业对工业机器人的需求仅次于汽车工业，排在第二位。在欧洲，橡胶及塑料工业是仅次于汽车工业的第二大工业机器人需求领域。工业机器人的品牌人们通常将工业机器人分为日系工业机器人和欧系工业机器人。日系工业机器人公司的主要代表有安川、OTC、松下、发那科、川崎等；欧系工业机器人公司的主要代表有德国的KUKA、CLOOS,瑞典的ABB,意大利的COMAU,奥地利的IGM等。工业机器人行业公认的四大巨头为ABB、KUKA、发那科和安川。下面对ABB、安川、KUKA的产品，以及国产工业机器人进行概述。工业机器人的品牌1.ABBABB致力于研发、生产工业机器人已有40多年的历史，拥有全球超过200000套工业机器人的安装经验。ABB是研发工业机器人的先行者，以及世界领先的工业机器人制造厂商。ABB于1969年售出全球第一台喷涂工业机器人，并且拥有当今最多种类、最全面的工业机器人产品、技术和服务，以及最大的工业机器人装机量。工业机器人的品牌2.安川1977年，安川运用独特的运动控制技术开发生产出日本第一台全电气化工业机器人“莫托曼1号”,此后相继开发出焊接、装配、喷漆、搬运等各种用途的自动化机器人，并且一直引领着全球产业用机器人市场。截至2011年，安川累计出厂的机器人台数位居全球首位，并且种类多样化，可安川半拟人化双臂机器人如图2-3所示。工业机器人的品牌3.KUKA1973年，KUKA研发出其第一台工业机器人，并将其命名为FAMULUS。这是世界上第一台机电驱动的6轴机器人，如今KUKA的4轴和6轴机器人的有效载荷范围为3～1300kg,机械臂展范围为350～3700mm。由此开创了以软件、控制系统和机械设备完美结合为特征的、“真正的”机电一体化时代。KUKA开发的Robocoaster是世界上第一台客运工业机器人，如图2-4所示。该机器人可提供用于两名乘客的类似于过山车式的运动序列，其运行实现了程序化。目前进行的Robocoaster开发针对轨道行程，目的是实现过山车及其他沿预定轨道运行的目标。工业机器人的品牌4.国产工业机器人1977年，安川运用独特的运动控制技术开发生产出日本第一台全电气化工业机器人“莫托曼1号”,此后相继开发出焊接、装配、喷漆、搬运等各种用途的自动化机器人，并且一直引领着全球产业用机器人市场。截至2011年，安川累计出厂的机器人台数位居全球首位，并且种类多样化。工业机器人的发展任务2在美国加利福尼亚州弗里蒙特县的一个涂成全白的、宽敞明亮的汽车工厂里，工业机器人正在匆忙地执行工作任务。它们像外科医生一样围绕着一台尚未成型的车架，为其精确地执行点焊、铆接、胶合“手术”。在这里，如果此刻有一辆汽车从你身旁“滑”过，或者从你头顶“飞”过，都不要惊讶，因为这里正是特斯拉“超级工厂”

。工业机器人“入侵”工业机器人“入侵”“超级工厂”是特斯拉第二代电动汽车ModelS(家庭款四门轿车)的出生地。凭借着这款汽车的销售量，2013年5月特斯拉宣布其在当年第一季度实现了公司成立10年来的首次盈利，利润率高达25%。在成本压力日增的计算机周边设备行业中，雷柏彻底把自动化设备和工业机器人变成了工厂里的主角。据悉，雷柏的工人数量由2011年的3000人减少到2013年的1000人，产能却扩大了3倍。发那科对自动化生产线进行了改造，工业机器人能在无人监督形器人名为“武雄”,它们正在参加世界首次人机结合实验话剧表演，话剧剧本由日本剧作家平田织佐撰写。工业机器人“入侵”(2)“鹰爪3B”排雷机器人。2005年4月14日，在非洲吉布提举行的军事演习中，美国海军的“鹰爪3B”(Talon3B)排雷机器人慢慢靠近一座沙丘上的雷区，如图2-7所示。第4机动队的海军爆炸物处理人员利用该机器人携带的监控设备和视频设备，可以使它在安全地带活动。工业机器人“入侵”(3)手术机器人。2008年11月13日，在瑞士日内瓦的日内瓦大学附属医院内，外科医生在名为“达芬奇”的手术机器人帮助下进行了疝气手术，如图2-8所示。日内瓦大学附属医院于2008年开设了机器人手术系，每年这个系中来自世界各地的50～80名外科医生都有机会与“达芬奇”手术机器人一起接受培训。可以这样说，工业机器人的出现成功地把人类从繁重、简单、重复的劳动中解放出来。工业机器人应用主要有两种方式：一种是以工业机器人为单独工作单元；另一种是带工业机器人的生产线，这种方式已经成为工业机器人应用的主要方式。工业机器人最开始用于汽车的材料处理工作，随着工业机器人技术的发展，工业机器人可以做的工作也变得越来越多样化，如可以进行搬运、码垛、焊接、喷涂、装配等作业。工业机器人应用工业机器人应用1.搬运工业机器人搬运工业机器人用途很广，一般只需要对单个工件完成点位控制。被搬运工件无严格的运动轨迹要求，只要求始点和终点位姿准确。搬运工业机器人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、集装箱的自动搬运等。2.码垛工业机器人码垛工业机器人应用于化工、饮料、食品、啤酒、塑料等生产企业，对纸箱装、袋装、罐装、瓶装等各种包装形状的产品都适用。工业机器人应用3.焊接工业机器人焊接工业机器人主要包括机器人和专业工艺焊接装备两大部分，其中专业工艺焊接装备又分为点焊装备和弧焊装备。焊接工业机器人最早应用在装配生产线上，开拓了一种柔性自动化生产方式，实现了在一条焊接工业机器人生产线上同时自动生产若干种焊件。4.喷涂工业机器人喷涂工业机器人多用于喷漆生产线，对重复