《工业机器人现场编程》解淑英，王德兰，张德龙主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《工业机器人现场编程》

【作　者】解淑英，王德兰，张德龙主编

【页 数】 303

【出版社】 北京：北京理工大学出版社 , 2021.06

【ISBN号】978-7-5763-0032-1

【分 类】工业机器人-程序设计-高等职业教育-教材

【参考文献】 解淑英，王德兰，张德龙主编. 工业机器人现场编程. 北京：北京理工大学出版社, 2021.06.

图书封面：

图书目录：

《工业机器人现场编程》内容提要：

《工业机器人现场编程》内容试读

项目一

走进工业机器人世界

项目导入

近年，随着劳动力成本不断上涨，工业领域“机器换人”现象普遍，工业机器人市场与产业也因此逐渐发展起来，如图1-1所示。那么，世界上第一台机器人是谁呢？它诞生于哪一年？机器人经历多少年的发展才到现在的程度呢？工业机器人又是如何定义的呢？

我接你的班

年中

(a)

b

图1-1“机器换人”现象

项目目标

★知识目标

了解工业机器人的由来、定义、应用及发展趋势。掌握工业机器人安全操作规程。熟悉现场安全防范措施和安全标识。★能力目标

能识别判断工业机器人周边电源、物理等环境安全（工业机器人职业技能等级证书考核要点)

能根据工业机器人潜在危险采取避免措施（工业机器人职业技能等级证书考核要点)。

能识读工业机器人安全标识（工业机器人职业技能等级证书考核要点）。

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工业机器人现场编程

★素质目标

通过本项目的训练，培养学生的辩证逻辑思维能力，提高学生安全生产意识和安全操作的能力，使他们自觉形成敬畏规章、执行标准的职业素养。

项目分解

任务1.1工业机器人概述任务1.2工业机器人的操作安全

■

任务1.1工业机器人概述锌目税

1.1.1机器人的由来

提到“机器人”，大家并不陌生。在今天，科幻电影中、动画片、

机器人的由来

军事农业、生产服务中都可以见到机器人的身影。机器人并不是现代科

技的产物，人类对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史。

《列子·汤问》中记载，西周时期，能工巧匠偃师成功研制出了可以唱歌跳舞的“机器人”，这是我国最早记载的机器人，如图1-2(a)所示。《墨子·鲁问篇》中记载，春秋后期，鲁班用竹子造出一只木鸟，名为“木鹊”，能在空中飞行“三日不下”，如图1-2(b)所示。而古代机器人界最有名的当属三国时期诸葛亮发明的木牛流马了。据说每只木牛或者流马可以载重200kg,每天能行走数十里，堪称一件神器，如图1-2(c)所示。

(b)

(c

图1-2中国古代机器人

(a)偃师献技；(b)鲁班飞鸟；(c)木牛流马

机器人的概念虽然已有几千年，但是“机器人”这一名词却是在20世纪初才产生的。它的创始人是捷克作家卡雷尔·恰佩克(Karel Capek)。1920年，恰佩克发表新剧作《罗素姆的万能机器人》，他在剧本中塑造了一个具有人的外表、特征和功能，用来为人类服务的机器奴仆“Robota”,如图1-3所示。“Robota'”捷克语的意思是“苦力”“奴隶”。这个词后来演化成了Robot,.成为人造人、机器人的代名词。

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项目一走进工业机器人世界

1950年，美国著名科幻科普作家艾萨克·阿西莫夫（图1-4）出版科幻小说短篇集《我，机器人》(I,Robot),在其中他系统地阐释了“机器人三定律”。

第一，不伤害定律：机器人不得伤害人类，也不得见人受到伤害而袖手旁观；第二，服从定律：机器人必须服从人的命令，但不得违反第一定律；第三，自保定律：机器人必须保护自己，但不得违反第一、二定律。

图1-3卡雷尔·恰佩克和他的Robota

图1-4艾萨克·阿西莫夫

1.1.2工业机器人

▣

1.机器人的定义

“机器人”一词问世已近百年，但对机器人的定义仍然仁者见仁、智者见智。原因之一是机器人还在发展，新的机型、新的功能不断涌现。

▣

而根本原因则是因为机器人涉及了“人”的概念，成为一个难以回答的

机器人的定义

哲学问题。

目前，国际上比较遵循的是国际标准化组织(S0)对机器人的定义，其定义涵盖如

下内容：

(1)机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体的某些器官（肢体、感受等）的功能；

(2)机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变：

(3)机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等；

(4)机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。

2.工业机器人的定义

工业机器人是机器人家族中的重要一员，也是目前在技术上发展最成熟、应用最多的

一类机器人。世界各国对工业机器人的定义不尽相同。

国际标准化组织(S0)提出的定义：“工业机器人是一种自动的、位置可控的、具

有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理

各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。目前国际上大多遵循IS0所下的

定义。

美国机器人协会(RIA)提出的定义为：“工业机器人是一种用于移动各种材料、零

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工业机器人现场编程

件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手”。

日本工业机器人协会提出的定义：“工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。

不管工业机器人是如何定义，它们都有最显著的几个特点：

(1)可编程。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程。

(2)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。

(3)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕手爪等部分，在控制上有控制器

(4)良好的环境交互性。智能工业机器人在无人为干预的条件下，对工作环境有自适应控制能力和自我规划能力。

1.1.3工业机器人的发展史

1.国外工业机器人的发展史

工业机器人的出现，不仅将人类从繁重、危险、烦琐的工作中解放出来，而且提高了生产率和生产质量。

工业机器人的

真正的现代机器人诞生于1948年在美国橡树岭国家实验室开始的

发展

搬运核原料的遥控机械操作手的研究。它被用于代替人生产放射性材料，

提高了核工业生产的安全性，如图1-5所示。

(a

(b)

图1-5机械手用于处理放射性物质

(a)工作中：(b)机械手

1952年，美国麻省理工学院受美国空军委托，成功研制出一台实验型数控铣床，这是公认的世界上第一台数控机床，如图1-6所示。

1954年，乔治·德沃尔申请了第一个机器人的专利(“可编辑关节式转移物料装置”，1961年授予)。1959年，他与约瑟夫·恩格尔伯格研制出世界上第一台工业机器人

Unimate（尤尼梅特，意思是“万能自动”)，并在1961年将其应用到通用汽车公司的生产线上，如图1-7所示。14

项目一走进工业机器人世界

年中

图1-6世界上第一台数控机床

UNMATE

腕部

大臀

前臂

机座

手部

(a)

(b

图1-7世界上第一台工业机器人Unimate

1962年，美国机械与铸造公司(American Machine and Foundry,AMF)制造出了世界上第

一台圆柱坐标型工业机器人，命名为Verstran(沃尔萨特兰，意思是“万能搬动”)，如图1-8所示。同年，AMF制造的6台Verstran机器人应用于美国坎顿的福特汽车生产厂。

中中中有市节中卡中

1967年，一台Unimate机器人安装运行于瑞典，这是在欧洲安装运行的第一台工业机器人，如图1-9所示。

图1-8世界上第一台圆柱坐标型工业机器人

图1-9欧洲安装运行的第一台工业机器人

Verstran

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工业机器人现场编程

1969年，通用汽车公司在其洛兹敦装配厂安装了首台点焊机器人Unimation,如图1-10所示。Unimation机器人大大提高了生产率，大部分的车身焊接作业由机器人来完成，只有20%~40%的传统焊接工作由人工完成。

1969年，Unimation公司的工业机器人进入日本市场。川崎重工公司成功开发了

Kawasaki--Unimate2000机器人，这是日本生产的第一台工业机器人，如图1-11所示。

图1-10首台点焊机器人Unimation

图1-11日本生产的第一台工业机器人

1973年，德国库卡公司（KUKA)将其使用的Unimate机器人研发改造成机电驱动的6轴机器人，命名为Famulus,这是世界上第一台机电驱动的6轴机器人，如图1-12所示。

1974年，美国辛辛那提米拉克龙(Cincinnati Milacron)公司开发出第一台由小型计算机控制的工业机器人，命名为T3(The Tomorrow Tool),这是世界上第一次机器人和小型计算机的结合，T3采用液压驱动，有效负载达45kg,如图1-13所示。

图1-12世界上第一台机电驱动的

图1-13工业机器人T3

6轴机器人

1974年，瑞典的ABB公司研发了世界上第一台全电控式工业机器人RB6,主要应用

于工件的取放和物料搬运，如图1-14所示。

1978年美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA,这标志着工业机器人技术已

经完全成熟，如图1-15所示。PUMA至今仍然工作在工厂第一线

1978年，日本山梨大学(University of Yamanashi)的牧野洋发明了选择顺应性装配机器手臂SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm),如图I-l6所示。SCARA机器

人具有四个运动自由度，主要适用于物料装配和搬动。时至今日，SCARA仍然是工业生

产线上常用的机器人。

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···试读结束···