工业机器人原理与应用

工业机器人原理与应用报告人：庄鹏2006年11月25日

主要内容1. 机器人的发展概况 2. 机器人的定义 3. 国际上的主要机器人生产厂家 4. 机器人的应用领域 5. 机器人的分类 6. 机器人系统的基本结构 7. 机器人的技术参数 8. 机器人运动学 9. 机器人动力学 10. 机器人的控制

第一部分—机器人的发展概况“机器人”一词的由 来1920年，捷克剧作家卡里洛·奇别克在其科幻剧本 《罗萨姆万能机器人制造公司》(Rossum’s Universal Robots)首次使用了ROBOT这个名词，意思是“人造的 人”。现在已被人们作为机器人的专用名词。

机器人的发展概况第一代机器人 19世纪50、60年代，随着机构理论和伺服理论的发展，机器人 进入了实用阶段。1954年美国的G. C. Devol发表了“通用机器人” 专利；1960年美国AMF公司生产了柱坐标型Versatran机器人，可进 行点位和轨迹控制，这是世界上第一种应用于工业生产的机器人。 70年代，随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智 能技术的发展，机器人也得到了迅速的发展。1974年Cincinnati Milacron公司成功开发了多关节机器人；1979年，Unimation公司又 推出了PUMA机器人，它是一种多关节、全电机驱动、多CPU二级控 制的机器人，采用VAL专用语言，可配视觉、触觉、力觉传感器，在 当时是技术最先进的工业机器人。现在的工业机器人在结构上大体 都以此为基础。这一时期的机器人属于“示教再现”(Teach-in / Playback)型机器人，只具有记忆、存储能力，按相应程序重复作业， 对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。

机器人的发展概况第二代机器人

进入80年代，随着传感技术，包括视觉传感器、非视觉传感器 (力觉、触觉、接近觉等)以及信息处理技术的发展，出现了第二 代机器人——有感觉的机器人。它能够获得作业环境和作业对象的 部分相关信息，进行一定的实时处理，引导机器人进行作业。第二 代机器人已进入了使用化，在工业生产中得到了广泛应用。第三代机器人 目前正在研究的“智能机器人”,它不仅具有比第二代机器人 更加完善的环境感知能力，而且还具有逻辑思维、判断和决策能力， 可根据作业要求与环境信息自主地进行工作。

第二部分—机器人的定义美国机器人协会(RIA):机器人是一种用于移动各种材料、零件、工 具或专用装置，通过程序动作来执行各种任务，并具有编程能力的 多功能操作机。可见，这里的机器人是指工业机器人。 日本工业机器人协会(JIRA):工业机器人是一种装备有记忆装置和末 端执行装置的、能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。国际标准化组织(ISO):机器人

是一种自动的、位置可控的、具有编 程能力的多功能操作机，这种操作机具有几个轴，能够借助可编程 操作来处理各类材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务。 机器人集中了机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制原 理以及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最 高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。工程技术人员了 解和学习机器人学具有重要的意义。

第三部分—国际上的主要机器人生产厂家Motoman UP500 ABB IRB 340

有效载荷500kg,最大可达长 度2542mm,6轴驱动，高可 靠性52000小时MTBF,重复 定位精度±0.5 mm

专为快速的拾取和放置动作而 设计，适用于包装工业中快速 而准确地移动物体

国际上的主要机器人生产厂家Panasonic VR-006ALII Fanuc ArcMate 50iB

多功能，6轴驱动，可应 用于焊接、等离子切割、 物料输送，64位的CPU, 结构紧凑，工作范围广。

6轴驱动，安装灵活方便， 与主要品牌的焊接设备兼容， 先进的运动控制减少了机械 磨损。

国际上的主要机器人生产厂家Nachi SH133 PI M-840 HexaLight

高速，重量1260kg,最大 载荷133kg,最大可达长 度2654mm,6轴驱动，适 用于拾取和放置操作。

6轴驱动，低惯量，动态特 性好，刚度高，无位置累 计误差，高重复定位精度 和可靠性。

第四部分—机器人的应用领域弧焊机器人 激光焊机器人 电阻焊机器人

自动化焊接机器人

点焊机器人

等离子切割机器人

机器人的应用领域清洁机器人 上料机器人 物料输送机器人

材料去除机器人 包装机器人

喷漆机器人

机器人的应用领域部件移动机器人装配机器人

打保险机器人

自动钻孔机器人

设备维护机器人

包装机器人

机器人的应用领域堆跺机器人

涂层机器人

去毛刺机器人

磨销机器人

高温喷涂机器人

机器人的应用领域医用并联机器人

机器人的应用领域天文望远镜 绳索机器人

机器人的应用领域三杆并联机床