图书名称：《工业机器人操作与编程》【作者】汪洪青，曲晓绪，崔艳梅【页数】279【出版社】北京：北京理工大学出版社,2019.07【ISBN号】978-7-5682-7302-2【价格】78.00【分类】工业机器人-程序设计-工业机器人-操作【参考文献】汪洪青，曲晓绪，崔艳梅.工业机器人操作与编程.北京：北京理工大学出版社,2019.07.图书封面：图书目录：《工业机器人操作与编程》内容提要：本书内容的安排与组织采用任务导向的方式，将行业需求和学生认知紧密结合，将技能培养和理论知识获取融入教学全过程。本书以实际工作为依托，以ABB机器人为载体，设计了7个项目21项任务，具体内容涵盖工业机器人识读、示教器操作、打磨工位操作与编程、仓储工位操作与编程、码垛工位操作与编程、绘图工位操作与编程及RootStudio编程。《工业机器人操作与编程》内容试读项目一工业机器人识读教学目标了解工业机器人本体组成：理解工业机器人本体控制原理；”掌握工业机器人各组成部分功用；会简单使用工业机器人示教器。工业机器人操作与编程任务1识读机器人本体任务描述结合NGT-RA6B模块化工业机器人应用教学系统，识读机器人本体信息及相关参数。食实施流程教学准备任务描述明确任务发放领取任务布置工作页搜集信息填写工作页展示成果任务解析评、讲讲义、笔记听、记完善工作页发放领取评价表任务评价填写评价表教学总结教学准备一、材料准备：教材、工作页、多媒体课件二、设备准备：NGT-RA6B模块化工业机器人应用教学系统工业机器人操作与编程4续表3.根据机器人线缆位置图，填写机器人连接线相关信息。AIRR1.A1R2.A2R3.A3R4.A4R1.SMB/EIB回回回回RI.CP/CSRI.MP标识号线路名称线路连接对象R1.MPAIRR1.SMB/EIBR1.CP/CSAB项目一工业机器人识读食3考核评价识读工业机器人本体—考核评价表班级姓名日期成绩教学评价序号教学环节参与情况考核内容自我评价教师评价领会任务意图参与【】1明确任务掌握任务内容未参与【】明确任务要求研读学习资料参与【】2搜集信息搜集数据信息未参与【】整理知识要点明确工作步骤参与【】3填写工作页完成工作任务未参与【】填写工作内容聆听成果分享参与【】展示成果参与成果展示未参与【】提出修改建议聆听任务解析参与【】5整理笔记整理解析内容未参与【】完成学习笔记自查工作任务参与【】6完善工作页更正错误信息未参与【】完善工作内容备注请在教学评价栏目中填写：A、B或C其中，A一能，B一勉强能，C一不能学生心得教师寄语···试读结束···...

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图书名称：《工业机器人拆装与应用》【作者】东莞市模具（国际）职业教育集团编【丛书名】工业机器人技能教育全国重点推荐教材【页数】190【出版社】北京：中国农业大学出版社,2019.07【ISBN号】978-7-5655-2250-5【分类】工业机器人-装配（机械）-高等职业教育-教材【参考文献】东莞市模具（国际）职业教育集团编.工业机器人拆装与应用.北京：中国农业大学出版社,2019.07.图书封面：图书目录：《工业机器人拆装与应用》内容提要：本书是在工业机器人转型升级的社会大背景下诞生，是适用于高职、中职的专业类教材。由具有专业实践经验的应用型专家与具有先进理论指导的优秀老师共同完成。《工业机器人拆装与应用》由工业机器人拆装概念、工业机器人拆装流程、工业机器人拆装技巧、工业机器人拆装范围、工业机器人拆装应用、工业机器人拆装前景等章节组成。《工业机器人拆装与应用》内容试读「第章」用电安全培训国亚机器天拆装与应用-INDUSTRIALROBOTDISASSEMBLYANDAPPLICATION滚电的危险性播放触电视频，让学生充分了解安全操作的重要性。安全用电从事特种作业必须持证上岗视频：《安全用电宣传动画》一推荐使用优酷视频在线观看，时长17分56秒。参考链接：htt://v.youku.com/v_how/idXMzM5NTIzMjUyOA==.html?m=a2h0k.11417342.oreult.dtitle·002·第一章|用电安全培训Q西f课堂知识回顾雪限附全类少定的炭叙述题1.简单说说你在刚才观看视频的过程中，看到的违规用电行为有哪些。2.刚才的视频中介绍了哪些避免触电的措施？3.当实际的生产生活中遇到触电的情况时，你该采取何种措施进行应对？·003·国亚机黑圆拆装与应用-INDUSTRIALROBOTDISASSEMBLYANDAPPLICATION实训室用电安全操作规程(1)学生进入实训室后应保持实训室干净、整洁，不准携带任何食品、饮料进入实训室。(2)实训室内不得乱扔杂物、纸屑，不得大声喧哗，严禁吸烟。(3)按指定座位就坐，服从指导教师和实训室管理人员安排。(4)使用实验设备时，应保持设备和手部干燥，避免用锋利物品刮蹭实验台，认真按照操作规程的要求进行实训，对故意损坏设备者加倍处罚。(5)实验要严格按照实践指导等有关要求进行，不得随意连接电路：按需取用实验元件，插拔集成器件和连接线时应轻拿轻放，严禁粗暴操作。(6)接线时关掉相应实验面板电源开关，接线完毕经认真检查确认无误后方可通电，通电时要随时注意观察实验设备及元件状态，如出现问题应马上断电，强电实验尤其应注意安全。(7)凡进入实训室做实验、实训、实习等的学生，应带教材、实习记录本、电工工具等，穿戴好绝缘防护用品。(8)实验完成后应关闭电源开关，并把领取的实验元件交回，将取出的该实验台附属实验器材放回原处，不得擅自拿走公物。(9)爱护公物，爱惜仪器，节约用电，不要随便摆弄与实验无关的仪器。(10)实验完毕，整理有关仪器和设备。关断电源，搞好实训室的卫生，关好门窗。(11)严格执行实训室设备使用登记制度，凡进入实训室做实验、实训、实习等的教师要认真填写教学日志。(12)实训室管理人员要定期对实训装置进行维护，以确保设备的正常使用。(13)任课教师为实训室的第一责任人，所有人员必须服从任课教师安排。(14)每次上课之前，任课教师要先到班级教室，再带领学生去实训室。去实训室期间要注意班级队伍排列整齐，不得出现队伍散漫现象，如发生班级纪律问题，则回教室接受纪律教育，整顿合格后方可进入实训室进行操作。·004·第一章用电安全培训口山课堂知识回顾生，所中通误安程成可题员四山山体·回交元是的如藏共关开新中围关西同家是一、判断题心公东珍白外物不回悦1.学生可以携带食品、饮料进入实训室。2.在实训室内，可以大声说话，但不能吸烟。我志日已是演（地）3.在实训室内，可以任意选择座位就坐。()4.使用实验设备时，应保持设备和手部干燥，避免用锋利物品刮蹭实验台，认真按照操作规程的要求进行实训。(时)5.开展实验要严格按照实践指导等有关要求进行，不得随意连接电路；按需取用实验元件，插拔集成器件和连接线时应轻拿轻放，严禁粗暴操作。人6.实训室管理人员要定期对实训装置进行维护，以确保设备的正常使用。()7.接线时关掉相应实验面板电源开关，接线完毕可直接通电，通电时要随时注意观察实验设备及元件状态，如出现问题应马上断电，强电实验尤其应注意安全。(8.同学完成实验后应关闭电源开关，并把领取的实验元件交回，将取出的该实验台附属实验器材直接放在实验台上，不得擅自拿走公物。()9.爱护公物，爱惜仪器，勤俭用电，不要随便摆弄与实验无关的仪器。()10.实验完毕，关断电源，直接走人。()11.严格执行实训室设备使用登记制度，凡进入实训室做实验、实训、实习等的教师要认真填写教学日志。()12.凡进入实训室做实验、实训、实习等的学生，应带教材、实习记录本、电工工具等，穿好绝缘防护用品。(13.任课教师为实训室的第一责任人，所有人员必须服从任课教师安排。14.每次上课之前，不用排队，直接进入实训室。()二、填空题1.使用实验设备时，应保持设备和手部干燥，避免用锋利物品刮蹭实验台，认真按照的要求进行实训，对故意损坏设备者加倍处罚。2.开展实验要严格按照等有关要求进行，不得随意连接电路：按需取用实验元件，插拔集成器件和连接线时应轻拿轻放，严禁粗暴操作。3.接线时关掉相应实验面板的，接线完毕经认真检查无误后方可通电，通电时要随时注意观察实验设备及元件状态，如出现问题应马上断电，强电实验尤其应注意安全。·005·亚器天拆装与应用-INDUSTRIALROBOTDISASSEMBLYANDAPPLICATION4.实验完毕，整理有关。关断电源，打扫实训室的卫生，关好门窗。5.实训室管理人员要定期对实训装置进行,以确保设备的正常使用6.实验完成后应关闭电源开关，并把领取的实验元件交回，将取出的该实验台附属实验器材放回,不得擅自拿走公物。7.严格执行实训室设备使用制度，凡进入实训室做实验、实训、实习等的教师要认真填写教学日志。8.在实训室里，任课教师为实训室的第一责任人，所有人员必须服从的安排。9.按指定就坐，服从指导教师和实训室管理人员安排。10.每次上课之前，任课老师要先到班级带学生去实训室，学生要」要注意班级队伍的排列整齐，不得出现队伍散漫现象，如发生班级纪律问题，则回教室接受纪律教育，整顿合格后方可进入实训室进行操作。出金中·006···试读结束···...

2022-10-21

图书名称：《工业机器人编程与维护》【作者】尹迎峰主编；柴彦玲，张星星副主编；计春雷顾问；王凌飞等编委【页数】250【出版社】长沙：湖南科学技术出版社,2019.06【ISBN号】978-7-5710-0206-0【价格】48.00【分类】工业机器人-程序设计-技术培训-教材【参考文献】尹迎峰主编；柴彦玲，张星星副主编；计春雷顾问；王凌飞等编委.工业机器人编程与维护.长沙：湖南科学技术出版社,2019.06.图书封面：图书目录：《工业机器人编程与维护》内容提要：以上海电气集团培训讲义为基础，分工业机器人基础编程与调试、工业机器人电气安装与维护、工业机器人机械安装与维护三大部分，介绍工业机器人系统操作实践和应用注重实操体验、理实一体，旨在让学生较快地掌握工业机器人的基本知识，熟练掌握工业机器人的各种应用。《工业机器人编程与维护》内容试读模块一工业机器人基础操作与调试模块一工业机器人基础操作与调试任务一工业机器人设定学习目标知识目标：1.了解机器人常见的几种位姿；2.理解工业机器人坐标系的意义；3.理解工业机器人信号的含义，熟悉常用的机器人的信号能力目标：1，能用示教器调整机器人的位置和姿态；2.能用三点法进行坐标系的设定，会选择、调用坐标系；3.能理解常用信号的含义并进行简单的机器人操作。相关知识一、工业机器人位姿概述机器人操作手通常是由一系列连杆和相应的运动副组合而成，实现复杂的运动轨迹，完成规定操作。因此，认识机器人运动规律与操作的第一步，自然是描述连杆之间，以及与操作工具之间的相对运动关系。对于工具的位置状态（简称位姿）的方法是这样描述的：首先建立基础坐标系，相对于该坐标系，点的位置可以用3维列向量表示；刚体的方位可用3×3的旋转矩阵表示，而4×4的齐次变换矩阵则可将工具位置和姿态的描工业机器人编程与维护述统一起来，其特点在于：(1)描述刚体位姿及坐标系的相对位姿。(2)用于表示点从一个坐标系转换到另一坐标系（映射）。(3)描述刚体运动前后的变换因此，位姿描述与刚体变换是描述机器人运动的基础，在机器人设计、控制、轨迹规划等过程中得到广泛应用。此外，在计算机图学，机器视觉的信息处理，机器人外部环境的构型等方面也都得到广泛应用。二、工业机器人的坐标系概述(·)工业机器人坐标系和运动命名原则1.工业机器人坐标系为了说明工业机器人位置和姿态、运动的快慢及方向等，必须选取坐标系。在参照系中，为确定空间一点的位置，按规定方法选取的有次序的一组数据，这就叫做“坐标”。描述某一位置时所规定坐标的方法，就是该位置“坐标”所用的坐标系。在《工业机器人坐标系和运动命名原则》(GB/T16977一2005)中，对工业机器人的坐标系进行了定义。该标准中描述的全部坐标系由正交的右手定则确定，如图1-2-1所示。图1-1-1右手坐标系其中，绝对坐标系是与机器人的运动无关而以地球为参照系的固定坐标系，又称为世界坐标系。基础坐标系是以机器人机座安装平面为参照系的坐标系。对于固定安装的机器人，坐标系之间的对应关系是唯一确定的，两种坐标系之间的变换可通过空间计算得出，机器人系统各类坐标如图1-1-2所示。模块一工业机器人基础操作与调试N机械接口坐标系工具坐标系基础坐标系用户/工件坐标系世界坐标系{图1-1-2机器人各坐标系举例2.工业机器人运动命名原则工业机器人的移动是指末端执行点以基础坐标系作为参照确定的。其运动的方向指定如下：十X或一X是沿着或平行于X轴；+Y或一Y是沿着或平行于Y轴；十Z或一Z是沿着或平行于Z轴。(二)工业机器人坐标系和旋转运动的定义工业机器人的旋转运动是指工业机器人的姿势从开始点到结束点以工具点位中心旋转的一种移动方法。旋转运动的移动速度的单位为deg/ec,表示每秒旋转的度数。A、B、C(Fauc工业机器人为W、P、R)分别被定义为围绕平行于坐标轴X、Y和Z轴的独立旋转的角度。一般转动是由独立转动的组合来表达的。围绕于X轴线旋转时的角度为A(W)围绕于Y轴线旋转时的角度为B(P)围绕于Z轴线旋转时的角度为C(R)。A、B、C(W、P、R)的正向分别以X、Y、Z的正向且以右手螺旋前进的方向为正方向，如图1-1-3所示。3工业机器人编程与维护↑2C(R)C(R)GA(W)BP)列Y图1-1-3右手螺旋法则(三)工业机器人轴的命名原则关节坐标系是设定在机器人轴的坐标系。关节坐标系中的机器人的位置和姿势，以各关节的底座侧的关节坐标系为基准而确定。若这些轴由数字来定义，则轴1应是紧靠机座安装表面的第1个运动轴，轴2是第2个运动轴，依此类推，而轴6则是安装在机械接口上的运动轴。工业机器人的六个关节轴分别称为J1、J2、J3、J4、J5、J6,如图1-1-4所示，且图中所有轴都处在0°的状态。图1-1-4机器人轴模块·工业机器人基础操作与调试(四)工业机器人坐标系的运动规则工业机器人坐标系是为确定机器人的位置和姿态而在机器人或空间上进行定义的位置指标系统。工业机器人运动可选取的坐标系有关节坐标系、世界坐标系、工具坐标系、用户坐标系。(1)关节坐标系：机器人各轴单独运动。(2)世界坐标系：以地球为参照系的直角坐标系，可使机器人移动或转动。(3)工具坐标系：工具执行点(toolcetreoitio,TCP)和工具姿势的直角坐标系。未设定时为机械接口坐标系。(4)用户坐标系：用户对每个作业空间进行定义的直角坐标系。未设定时为世界坐标系。机器人根据示教器或程序中的动作指令进行移动。工业机器人的作业点在空间通过坐标进行标识，通过选取不同的坐标系可以快速有效地对工业机器人进行示教，提高工作效率。当选用世界坐标系时，机器人各个关节的运动幅度较大、到达位置点的速度较快。当选用关节坐标系时，机器人各个关节的运动幅度较小、运动比较精确。操控工业机器人时使用关节坐标系可以较精确地控制机器人完成运作。(在)工业机器人坐标系的校准工业机器人坐标系校准时，需要将机器人的机械信息与位置信息同步，来定义机器人的物理位置。通常在机器人出厂之前已经进行了工业机器人坐标系的校准。但是，机器人还是有可能丢失零点数据，需要重新进行校准。例如，工业机器人出现坐标系运动方向错误时，应选择校准。FANUC工业机器人坐标系校准一般采用零点核对方式、单轴核对方式、快速核对方式、直接输入核对方式，如表1-1-1所示。表1-1-1FANUC工业机器人坐标系校准方法坐标系校准方法解释由于机械拆卸或维修导致机器人零点数据丢失。需要将六轴同时点动到零零点核对方式度位置，且由于靠肉眼观察零度刻度线，误差相对大一点单轴核对方式由于单个坐标轴的机械拆卸或维修（通常是更换马达引起）工业机器人编程与维护续表坐标系校准方法解释由于电气或软件问题导致丢失零点数据，恢复已经存人的零点数据作为快速示教调试基准。若由于机械拆卸或维修导致机器人零点数据丢失，则不能采快速核对方式取此法条件：在机器人正常时设置Materigdata直接输入核对方式工业机器人坐标系直接输入法无需操控机器人定点，可以直接输入坐标值因为坐标系的数据在出厂时就设置好了，所以，在正常情况下，没有必要做校准，但是只要发生以下情况之一，就必须执行校准：(1)机器人执行一个初始化启动：(2)串行脉冲编码器(SP℃)的备份电池的电压下降导致SP℃脉冲记数丢失；(3)在关机状态下卸下机器人底座电池盒盖子；(4)编码器电源线断开；(5)更换SP℃：(6)更换马达；(7)机械拆卸；(8)机器人的机械部分因为撞击导致脉冲记数不能指示轴的角度；(9)机器人在非备份姿态时，SRAM(CMOS)的备份电池的电压下降导致零点数据丢失。(六)连杆坐标系操作臂可以看成是由一系列连杆通过关节顺次相连的运动链。通常，操作臂都是由旋转关节和移动关节组成。为了研究操作臂各连杆之间的位移关系，在每个连杆上固接一个坐标系，并描述这些坐标系之间的关系。用上节所讲的齐次变换描述各个连杆相对于固定参考系的空间几何关系，从而推导出“操作器坐标系”相对于“基座坐标系”的等价齐次变换矩阵，建立操作臂运动方程。连杆坐标系建立方法：坐标系{0}成为基坐标系，与机器人基座固接，固定不动，可作为参考系，用它来描述其他连杆的坐标系的位置和方位。基坐标系的方向可任意规定，但是为了简化起见，我们总是选择Z轴沿第1个关节轴线方向，并且当关节1的运动变量为零时，坐标系{1}与{0}重合。末端连杆（连杆)坐标系()的规定与基坐标系相似。···试读结束···...

2022-10-21

图书名称：《工业机器人维护与保养》【作者】孙洪雁，徐天元，崔艳梅主编；汪洪青，张晓坤，郭英平副主编【页数】193【出版社】北京：北京理工大学出版社,2019.07【ISBN号】978-7-5682-7274-2【价格】35.00【分类】工业机器人-维修【参考文献】孙洪雁，徐天元，崔艳梅主编；汪洪青，张晓坤，郭英平副主编.工业机器人维护与保养.北京：北京理工大学出版社,2019.07.图书封面：图书目录：《工业机器人维护与保养》内容提要：本书是在深入企业实际调研基础上，根据工业机器人行业要求和工学结合课程改革的需求编写的。本书内容的组织与安排采用任务导向的方法，将职业技能培养和知识的获取整合到学习任务中，以实际工作为载体，设计了5个项目18项任务，具体内容涵盖工业机器人安全操作与保养、工业机器人硬件维护与保养、工作站维护与保养、机器人常见故障及处理、工作站常见故障及处理，通过这五个任务，让读者了解并掌握工业机器人维护保养的工作流程，从而达到能独立完成具体维护保养的一系列工作，为读者使用和维护机器人提供帮助和指导。《工业机器人维护与保养》内容试读项目一工业机器人安全操作与保养教学日标”了解安全概要；”解读安全操作规范；填写保养单。任务一了解安全概要任务描述根据工业机器人在日常生产活动中对人们造成的伤害实例，学生必须识别机器人工作岗位上常见危险，确定机器人的安全要求，认识安全符号的名称和含义，这样可以最大限度地减少工作中发生事故的可能性。工业机器人维护与保养2实施流程教学准备任务描述明确任务发放领取任务布置工作页搜集信息、动手实践分配任务指导设备、资料使用填写工作页展示成果评、讲听、记任务解析讲义、笔记完善工作页发放领取评价表任务评价填写评价表教学总结教学推备1.资料准备：课件、图片。2.工具准备：机器人设备。项目一工业机器人安全操作与保养工作步骤了解安全概要一工作页1班级姓名日期成绩识读图中安全符号的名称和含义。个公大⊙HOH逝KarMA:B:工业机器人维护与保养4CD:E:F:G:H:1:J:K:L:M:N:0:P:项目一工业机器人安全操作与保养教学评价【考评表】了解安全概要—考核评价表班级姓名日期成绩教学评价序号教学环节参与情况考核内容自我评价教师评价领会任务意图明确任务参与【】未参与【】掌握任务内容明确任务要求研读学习资料搜集信息参与【】搜集数据信息未参与【】整理知识要点明确工作步骤填写工作页参与【】未参与【】完成工作任务填写工作内容聆听成果分享展示成果参与【】参与成果展示未参与【】提出修改建议聆听任务解析5整理笔记参与【】未参与【】整理解析内容完成学习笔记自查工作任务6完善工作页参与【】未参与【】更正错误信息完善工作内容备注请在教学评价栏目中填写：A、B或C,其中A一能；B一勉强能；C一不能学生心得教师寄语工业机器人维护与保养6必知识链接一、案例回放(1)2016年，在东莞劲胜现场一名技术人员在维修、调整机器人外部设备时，机器人突然动作，技术人员未来得及避让机器人，被机器人压伤手臂，如图1-1所示。图1-1机器人生产线维修现场(2)技术工人在维修检测焊接机器人的时候，在非安全作业区域内进行维修，机器人突然启动，把人直接撞倒，差点被机器人碾压，如图1-2所示。图1-2焊接机器人生产线现场···试读结束···...

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图书名称：《工业机器人编程及应用技术》【作者】李国利主编【页数】315【出版社】北京：机械工业出版社,2021.04【ISBN号】978-7-111-67738-3【分类】工业机器人-程序设计【参考文献】李国利主编.工业机器人编程及应用技术.北京：机械工业出版社,2021.04.图书封面：图书目录：《工业机器人编程及应用技术》内容提要：本书以ABB工业机器人为对象，使用RootStudio编程与仿真平台，系统地介绍了工业机器人编程方法、仿真及应用技术。本书内容由浅入深、循序渐进，理论与应用相结合，操作与仿真相结合，主要包括工业机器人基础、工业机器人操作方法、RootStudio软件使用及在线功能、工业机器人系统安装与IO通信、工业机器人程序数据与指令、工业机器人示教编程与在线编辑程序、工业机器人轨迹类和搬运示教编程、工业机器人离线编程与仿真、带外轴的工业机器人编程与仿真、工业机器人绘图应用编程方法、工业机器人打磨应用编程方法、工业机器人视觉应用编程方法等。本书提供书中相应应用的源文件，可通过手机扫描相应章节的二维码下载获取。联系编辑QQ296447532可获得更多资源。本书图文并茂、通俗易懂，注重实际、强调应用，既可作为应用型本科高校和高职院校机电与自动化相关专业的教材，也可作为工业机器人技术培训用书，还可供工业机器人编程与应用技术人员参考。《工业机器人编程及应用技术》内容试读第1章工业机器人基础学习目标1.了解工业机器人的定义及发展情况。2.熟悉工业机器人的常见分类及其行业应用。3.掌握工业机器人系统的结构、组成及各部分的功能。4.熟悉工业机器人常见的技术参数。5.掌握工业机器人的常用坐标系。6.了解工业机器人运动学问题，理解工业机器人产生奇异位形和奇异，点的原因。7.了解工业机器人的点位控制和连续轨迹控制方法。1.1工业机器人的定义及特点随着科技的进步，人力劳动逐渐被机械取代。作为第三次工业革命的重要切入点和推手，工业机器人不仅将人类从繁重单一的劳动中解放出来，而且它还能够从事一些不适合人类甚至超越人类的劳动，彻底改变现有的工业生产模式，实现生产的自动化，提高生产效率。作为先进制造业中不可替代的重要装备，工业机器人的研制能力和应用情况已经成为衡量个国家科技发展和制造业水平的重要标志。目前，国际上对工业机器人的定义有很多。美国机器人协会(IA)的定义：“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程的动作来执行种种任务的并具有编程能力的多功能机械手(Maiulator)”。日本工业机器人协会(JRA)的定义：“一种装备有记忆装置和末端执行器(EdEffector)的，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”。同时还可进一步分为两种情况来定义：工业机器人是一种能够执行与人体上肢（手和臂）类型动作的多功能机器；智能机器人是一种具有感觉和识别能力，并能控制自身行为的机器。德国标准(VDI)中的定义：“具有多自由度的、能进行各种动作的自动机器，它的动作是可以顺序控制的、轴的关节角度或轨迹可以不靠机械调节，而由程序或传感器加以控制。工业机器人具有执行器、工具及制造用的辅助工具，可以完成材料搬运和制造等操作”。我国科学家对工业机器人的定义：“一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的能力，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”。国际标准化组织(ISO)的定义：“一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业”。目前国际上大都遵循ISO所工业机器人编程及应用技术下的定义。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作任务，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。工业机器人具有以下四个显著特征：具有特定的机械结构，以便能完成特定条件下的工作任务：具有通用性，可通过改变程序和末端执行器执行不同的作业任务：具有感知、计算、决策等不同程度的智能：具有相对独立性，可在人工不干预的情况下独立工作。1.2工业机器人的发展情况1954年，美国人乔治·德沃尔设计了第一台可编程的工业机器人，并申请了专利。1959年，德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人样机Uimate,并成立了世界上第一家工业机器人制造工厂Uimatio公司。1962年，美国通用汽车(GM)公司安装了Uimatio公司的第一台Uimate工业机器人，标志着第一代示教再现型工业机器人的诞生，如图1-1所示。20世纪60年代后期到70年代，工业机器人商品化程度逐步提高，并渐渐走向产业化。1978年，Uimatio公司推出一种全电动驱动、关节式结构的通用工业机器人PUMA系列，这标志着第一代工业机器人形成了完整且成熟的技术体系，第一代工业机器人属于示教再现型。1984年，美国AdetTechology公司开发出第一台直接驱动的选择顺应性装配机器手臂（水平关节型，SelectiveComliaceAemlyRootArm,缩写为SCARA)。图1-l世界上第一台工业机器人Uimate20世纪80年代初，美国通用公司为汽车装配生产线上的工业机器人装备了视觉系统，于是具有基本感知功能的第二代工业机器人诞生了。第二代工业机器人不仅在作业效率、保证产品的一致性和互换性等方面性能更加优异，而且具有更强的外界环境感知能力和环境适应性，能完成更复杂的工作任务。20世纪90年代，随着计算机技术和人工智能技术的初步发展，能模仿人进行逻辑推理的第三代智能工业机器人研究也逐步开展起来。它应用人工智能、模糊控制、神经网络等先进控制方法，通过多传感器感知机器人本体状态和作业环境，并推理、决断，进行多变量实时智能控制。20世纪60年代末，日本从美国引进工业机器人技术，此后，研究和制造机器人的热潮席卷日本全国。到80年代中期，日本拥有完整的工业机器人产业链系统，且规模庞大，一跃成2第1章工业机器人基础为“机器人王国”，日本成为全球范围内工业机器人生产规模和应用领域最大最广的国家。目前，在国际上较有影响力而且在中国工业机器人市场上也处于领先地位的机器人公司，可分为两个梯队：第一梯队包括瑞典的ABB、日本的FANUC(发那科)及YASKAWA(安川)、德国的KUKA(库卡)；第二梯队包括日本的OTC(欧地希)、Paaoic(松下)、NACHI(不二越)及Kawaaki(川崎)等。我国工业机器人起步于20世纪70年代初，其发展过程大致可分为4个阶段：70年代的萌芽、80年代的样机研发、90年代的示范应用和进入21世纪后的初步产业化阶段。目前，我国工业机器人生产已颇具规模，产业链逐步完善，涌现出了沈阳新松、广州数控、安徽埃夫特和南京埃斯顿等一批优秀的本土工业机器人公司。但是，与工业发达国家相比，我国工业机器人技术在理论研究、核心部件研制、工程应用水平等方面都存在着一定的差距。据国际机器人联合会(FR)统计数据显示，2018年中国、日本、韩国、美国和德国五大工业机器人市场占到全球安装量的74%，其中我国工业机器人安装量约为15.4万台，占世界总安装量的36%。我国仍然是世界上最大的工业机器人市场。未来几年，我国工业机器人或将迎来井喷式发展，原因分析如下：①过去我们靠低廉而充沛的人力资源，将中国发展为世界最大的制造业大国，随着人口老龄化和劳动力的减少以及人工成本的增加，工业机器人代工已经成为制造业发展的必然趋势。②重振制造业已经成为工业大国竞相实施的国家战略。为推进由制造业大国向制造业强国转变，2015年，我国正式发布《中国制造2025》，这是我国制造业强国“三步走”战略中第一个10年的行动纲领，战略明确将机器人产业作为九大战略重点任务的一项内容。工业机器人是实现“中国制造”向“中国智造”转变的重要支撑。③尽管近几年我国工业机器人销量迅速增长，但使用密度（每万名工人拥有工业机器人数)仍处于较低水平，市场需求潜力巨大。国际机器人联合会数据显示，2018年工业机器人密度新加坡为831台，全球最高，其次是韩国774台，德国338台，日本327台。我国为140台，与工业发达国家相比有较大的差距。1.3工业机器人的分类及典型应用工业机器人在我国制造业中的应用越来越广泛。根据国际机器人联合会(FR)的统计数据，从应用领域看，搬运和上下料依然是我国市场的首要应用领域，2018年销售6.4万台搬运机器人，焊接与钎焊机器人销售接近4万台，装配及拆卸机器人销售2.3万台。从应用行业看，电气电子设备和器材制造行业2018年销售4.6万台工业机器人，占我国市场总销量的29.8%：汽车制造业仍然是十分重要的应用行业，2018年新增4万余台工业机器人，在我国市场总销量的占比为25.5%。工业机器人的种类很多，其结构、技术特征、控制方式、驱动方式、应用场合等参数不尽相同。工业机器人的分类方法很多，分类依据主要有技术结构特征、负载重量、控制方式、应用领域及作业任务等。比如，按照技术水平分，工业机器人可分为示教再现型、感知型和智能型，它们分别对应第一代、第二代和第三代工业机器人。下面介绍两种常用的分类方法。1.3.1按机械结构特征分类工业机器人机械臂关节一般有回转关节R(RotatioalJoit)和直动关节P(Primatic3工业机器人编程及应用技术Joit)两种。自由度表示机械臂独立的单一运动数量，为使机械臂前端能到达三维空间的任意位置，机械臂至少要有3个自由度：为使机械臂前端能得到任意姿势，还需要3个自由度。因此，为使机械臂前端能达到任意空间位姿，最少需要6个自由度。机械臂的结构形式、连杆尺寸和自由度数量直接决定末端执行器的作业空间、运动精度、避障及负荷能力，也会影响工业机器人控制与驱动系统的复杂程度。目前，工业机器人机械臂的结构形式大致有直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型和关节型等。(1)直角坐标型直角坐标型机械臂由直动关节构成，各个直动关节之间的夹角通常为直角，各关节的布置方式主要有悬臂式、龙门式和挂壁式。一种龙门式三关节直角坐标型机械臂如图1-2所示。直角坐标型机械臂结构简单，定位精度较高，机械臂运动学计算与控制系统也较为简单，但机械臂尺寸一般较大，工作空间通常为长方体，机械臂前端活动范围存在盲区。a)机构简图)实物图图1-2龙门式三关节直角坐标型机械臂(2)圆柱坐标型圆柱坐标型机械臂由垂直方向和水平方向运动的直动关节和回转关节构成，可实现机械臂末端横向和纵向移动及水平面上的旋转，各关节通常采用RPP和PRP布置方式。RPP圆柱坐标型机械臂机构简图如图1-3a所示。该类型机械臂的工作空间为有缺口的圆筒形。相比直角坐标型结构，圆柱坐标型机械臂尺寸较小，响应速度快，活动范围较大。与关节型结构相比，圆柱坐标型机械臂末端负荷量大、精度高，但灵活性差，避障能力弱。著名的Veratra机器人就是一种典型的圆柱坐标型机器人，如图1-3所示。7777777a)RPP圆柱坐标型机械臂机构简图)Veratra机器人图1-3圆柱坐标型机械臂4第1章工业机器人基础(3)极坐标型将圆柱坐标型机械臂的垂直方向上的直动关节改为回转关节便形成极坐标型机械臂，极坐标型机械臂又称为球坐标型机械臂，通常由直动关节和多个回转关节构成，其末端运动轨迹为球形曲面，工作空间为球体的一部分。三自由度极坐标型机械臂各关节常采用RRP布置方式，其机构简图如图1-4a所示。极坐标型机械臂结构紧凑，工作范围大，前端负荷量较大，与前两种结构相比，灵活性有所增强，精度有所降低，控制系统较为复杂。著名的Uimate机器人就是这种类型的机器人，如图1-4所示。以777777a)机构简图)实物图图1-4极坐标型机械臂(4)关节型关节型机械臂包括水平关节型和垂直关节型两种。水平关节型通常由一个直动关节和多个回转关节组成，RRP水平关节型机械臂如图1-5所示，该类型机械臂可以在水平方向折叠，从垂直方向自上而下接近作业对象。水平关节机器人在垂直方向上刚性好，能方便实现二维平面上的动作，在装配、分拣作业中得到普遍应用。7777777a)机构简图)实物图图1-5RRP水平关节型机械臂垂直关节型机械臂一般由回转关节构成，结构紧凑，工作空间较大。6自由度垂直关节型机械臂如图1-6所示。5工业机器人编程及应用技术777777a)机构简图)实物图图1-66自由度垂直关节型机械臂多自由度垂直关节型机械臂能使末端执行器到达三维空间的任意位姿，避障能力和灵活性较强，能拟合空间任意运动曲线，但其精度较低，控制复杂，成本较高，末端负荷量较小。该类型机械臂目前应用最为广泛。以上四种结构机械臂均是由多个连杆通过回转或直动关节串联形成，属于串联型机械臂，串联型机械臂为开环结构。并联机器人是近年来发展起来的一种新型机器人，其机械臂为动平台和静平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。图1-7所示为一种并联机器人。与串联机器人相比，并联机器人具有以下特点：1)无累积误差，精度较高。2)驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，运动部分质量轻、速度高、动态响应好。3)结构紧凑，刚度高，承载能力大。4)具有较好的各向同性。5)工作空间较小。并联机器人广泛应用于装配、组装、搬运、上下料、分拣、打磨、雕刻等领域。图1-7并联机器人6···试读结束···...

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图书名称：《工业机器人集成应用》【作者】青岛英谷教育科技股份有限公司，吉林农业科技学院编著【丛书名】高等学校应用型新工科创新【页数】405【出版社】西安：西安电子科技大学出版社,2019.02【ISBN号】978-7-5606-5232-0【价格】63.00【分类】工业机器人-系统集成技术-研究【参考文献】青岛英谷教育科技股份有限公司，吉林农业科技学院编著.工业机器人集成应用.西安：西安电子科技大学出版社,2019.02.图书封面：图书目录：《工业机器人集成应用》内容提要：本书主要讲解了工业机器人集成应用的基础知识、工业机器人编程方法思路以及典型工业机器人集成应用的方案。第1章讲解了机器人的概念、结构、参数和行业背景等，第2-5章讲述了机器人的操作、编程、语言、通信和数据等方面的基础知识；第6-7章讲解了机器人通讯、轨迹、中断等高级编程；第8-11章则讲解了几个实际生产的案例，-上下料、码垛、弧焊等工作站，包括任务目标、描述、理论知识以及任务实现步骤等。每章均附有习题或实验例程。《工业机器人集成应用》内容试读BH80107第1章工业机器人概述口本章目标■了解工业机器人的发展背景、概念和优势■掌握工业机器人的基础知识■掌握工业机器人应用的相关知识■了解工业机器人人才需求分析相关内容工业机器人集成应用现代机器人可分为工业机器人、服务机器人和特种机器人三种。其中，工业机器人是工业领域中机器人的统称，是现代机器人产业的一个重要分支，世界上诞生的第一台机器人就是工业机器人。近年来，虽然服务机器人和特种机器人市场发展势头良好，但其市场份额和普及程度仍然无法与发展成熟的工业机器人相比。本章主要介绍工业机器人的发展背景、概念、结构、技术参数等基础知识，并阐述了工业机器人的知识体系、工业机器人的应用以及行业人才需求情况等。1.1工业机器人简自20世纪60年代诞生以来，工业机器人即被广泛用于规模化制造中重复、单调的工作。随着技术的迅速发展，现代工业机器人作为高度智能且可靠的标准自动化执行设备，是智能制造的“肌肉”，在智能制造时代的工业生产中起着不可或缺的作用。1.1.1发展历史1959年，乔治·德沃尔和约瑟·英格柏格发明了世界上第一台工业机器人，后命名为Uimate(尤尼梅特)，意为“万能自动”，如图1-1所示。1973年，德国库卡公司(KUKA)将其使用的Uimate机器人改造为第一台可量产并可大规模使用的工业机器人，命名为FAMULUS,这是世界上第一台机电驱动的六轴机器人。1974年，瑞典通用电机公司(ASEA,，ABB公司图1-1世界首台工业机器人Uimate的前身)开发出世界第一台由微处理器控制的工业机器人RB6,如图1-2所示。图1-2FAMULUS与IRB61978年，美国Uimatio公司推出了应用于通用汽车装配线的通用工业机器人。2…第1章工业机器人概述(ProgrammaleUiveralMachieforAemly,PUMA),标志着工业机器人技术已经完全成熟，如图1-3所示。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。图1-3Uimatio公司的通用工业机器人1978年，日本山梨大学(UiverityofYamaahi)的牧野洋(HirohiMakio)发明了选择顺应性装配机器手臂(SelectiveComliaceAemlyRootArm,SCARA)。该手臂具有四个轴和四个运动自由度（包括X、Y、Z方向上的平动自由度和绕Z轴的转动自由度），如图1-4所示。图I-4SCARA原型机SCARA机器人有三个旋转关节，适合在平面内进行定位和定向，且在Z轴方向上具有良好的刚度，因此特别适合装配工作。SCARA的另一个特点是其串接的两杆结构，该结构类似人的手臂，可以伸进有限空间中作业并收回，非常适合搬动和取放物件1979年，日本不二越株式会社Nachi)研制出第一台电机驱动的电焊机器人，开创了电力驱动机器人的新纪元，机器人从此告别液压驱动时代。1985年，德国库卡公司(KUKA)开发出世界第一款Z形机器人手臂，该手臂摒弃了传统工业机器人的平行四边形造型，可实现6个自由度的运动维度(3个平移运动和3个旋转运动)，大大节省了制造工厂的场地空间，如图1-5所示。·3·工业机器人集成应用图1-5库卡公司开发的Z形机器人手臂1998年，瑞典ABB公司在洛桑联邦理工学院(EPFL)ReymodClavel教授发明的三角洲机器人的基础上，开发出灵手(FlexPicker)机器人，它是当时世界上速度最快的并联机器人。利用图像技术，灵手每分钟能抓取120样物件，并能以10米/秒的速度释放物件，如图1-6所示。FlexPickor图1-6瑞典ABB公司开发的“灵手”机器人2004年，日本安川Motoma)机器人公司开发改进了机器人控制系统NX10O),该系统能够同步控制四台机器人，最多达38个关节轴。NX100机器人控制系统允许在触摸屏上进行示教编程，并使用基于WidowCE的操作系统，如图1-7所示。如今，工业机器人已经发展成为一个相当庞大的产业，除老牌的工业机器人“四大家族”（瑞士ABB、日本发那科、日本安川、德图1-7安川公司应用NX100系统的机器人国库卡)以外，国内外的工业机器人厂商可谓百花齐放。目前，市面上的主要机器人品牌如图1-8所示。。4第1章工业机器人概述工业机器人品牌分类B-四大家族国产机器人其他品牌机器人聘土ABBA品B安徽埃夫特EFORT丹麦优做UNIVERSALROBOTS日本发郭科FANUC南京埃斯顿ESTU日本川墙AUTOMATIONKawaak】日本安川YASKAWA沈阳新松SISUN新松端士史陶比尔MOTOMANSTAUBLI德E库卡(LJKA上海新时达STEP日本那智不二新时达N△CHi图1-8国内外主流工业机器人品牌一览1.1.2概念及分类根据国际标准化组织SO)的定义：“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”。中国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是种具有高度灵活性的自动化机器”。综上所述，工业机器人是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械装置等高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。按照结构不同，工业机器人可以分成不同类型，最常用的几种如图1-9所示。04-六轴工业机器人四轴码垛机器人、水平关节机器人新型协作机器人及并联机器人图1-9工业机器人主要种类·5·工业机器人集成应用1.2工业机器人础知识相比于市场上形态各异、功能复杂的服务机器人，工业机器人因其特定的应用场景，在结构、参数与形态等方面都有自身的特殊性。1.2.1工业机器人的结构工业机器人由机器人本体和控制系统两部分组成。其中，机器人本体类似人的手臂和手腕：控制系统包含集成于控制柜中的控制软件和存储、运算单元等硬件，以及外部的示教器，如图1-10所示。(8)示教器/示教盒◆机器人系统的组成：(7)外围设备PLC控制柜(2)系统软件(1)机器人本体(5)CCD视觉(③)控制桓(4)外围机械设备(⑥工具（夹具/抓手）图1-10工业机器人系统应用的组成下面重点介绍工业机器人的机械本体和控制系统。1.机械本体常用的工业机器人的机械本体可以理解为由手部、腕部、手臂、腰部和底座构成的一个机械臂，由若干个关节（通常是4~6个）组成。每个关节由一个伺服系统控制，多个关节的运动需要各个伺服系统协同工作。在末端关节装配上专用工具后，即可执行各种抓取动作和操作作业。工业机器人机械本体的核心部件包含以下三个部分。1)本体结构件工业机器人机械本体主要由铸造及机加工工艺铸造，材料包括：铸铁、铸钢、铝合金、工程塑图1-11机器人本体结构拆解零件料、碳纤维等。其主要结构件如图1-11所示。·6···试读结束···...

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图书名称：《工业机器人基础》【作者】李卫国主编；王利利，任福华副主编；贾翠玲，李林喜，左巍参编【页数】327【出版社】北京：北京理工大学出版社,2018.12【ISBN号】978-7-5682-6485-3【分类】工业机器人-基本知识【参考文献】李卫国主编；王利利，任福华副主编；贾翠玲，李林喜，左巍参编.工业机器人基础.北京：北京理工大学出版社,2018.12.图书封面：图书目录：《工业机器人基础》内容提要：本书首先讲述了创新理论（TRIZ理论）；然后介绍了机器人起源、发展、分类和组成，根据机器人的组成分别介绍了控制系统、传感器、原动机、传动机构和执行机构，并简要介绍了机器人的编程软件；最后介绍了工业机器人的基础，主要介绍了工业上常用的焊接机器人、喷涂机器人和装配机器人。《工业机器人基础》内容试读第1章绪论1.1新的教育理论1.1.1多元智能与多元能力传统的智能概念认为人的智能是一个整体，是单一的，描述一个人的智能常常用聪明不聪明这样模糊的整体概念。事实是许多被认为很聪明的人却一事无成。著名认知心理学家、哈佛大学教授霍华德·加登纳(HowardGarder,1943一)于20世纪80年代提出了多元智能理论。加登纳认为，智能是人类在解决问题与创造产品过程中表现出来的一种或数种文化环境所能珍惜的能力。因此，在这里，智能和能力有类似的内涵，多元智能也可称为多元能力。多元智能理论认为人类智能主要由8种相对独立的智能构成，并在大脑神经系统中有相当的定位。这8种智能的名称分别如下：(1)语言智能。(2)音乐智能。(3)逻辑-数学智能。(4)图形智能(5)身体协调智能。(6)人际交往智能。(7)自我认识智能。(8)自然智能。多元智能理论揭示了为什么人们某些才能出众但另一些才能平平。例如，有的人具有卓越的文学才能，却不喜欢数学；有些人擅长运动，但不善于语言表达；有些人是杰出的艺术家，但自我认识能力不够：等等。多元智能理论对教育的革命性意义在于，每个人的智能结构不一样，不能用单一的指标衡量其优劣。以整体智能的形式简单评价人的智能是不科学的教育行为，往往会扼杀人的才能。2gtgtgtgtgt工业机器人基础1.1.2成功智力国际著名教育家、美国科学院院士Stererg创立的成功智力理论的核心是：成功智力由分析能力、创造能力和实践能力组成。成功智力是个人获得成功所必需的一组能力，是认识并充分发挥个人优势的能力，是认识并弥补个人弱点的能力，是适应、塑造和选择环境的能力。分析能力是个体进行分析、评价、比较或对比时所需要的能力。例如，做数学题、社会调查、设计程序用的是分析能力。创造能力是人进行创造、发明或发现时所需要的能力。例如，马可尼发明无线电通信、莱特兄弟试制第一架飞机、袁隆平培育出杂交水稻，用的是创造能力。实践能力是人进行实践、运用或使用他所学习的知识时所需要的能力。例如，驾驶员厨师、医生用的是实践能力。成功智力是分析能力、创造能力和实践能力的平衡。成功智力理论已得到严格的实验研究与支持。在大学，特别是国内大学，主要训练的是分析能力。而现实世界，创造能力和实践能力更为重要。国内大学的传统教育通常歧视和扼杀具有创造能力与实践能力的学生，记忆能力强和分析能力强的学生往往得到鼓励。因此，Stererg的成功智力理论值得我们重视和提倡。1.1.3激进建构主义Glaerfeld创立的激进建构主义理论的核心是：知识是由认知主体积极建构的，建构通过新旧经验的互动实现，认知的功能是适应，它应当有助于主体对经验世界的组织。每个人都有自己特殊的知识结构，都是以自己的特殊方式去认识世界的，故建构主义教育思想强调以学生为中心。学生是学习的主体，通过与环境（包括人和物）的交互而建构自己的知识体系。教师只是学习的辅导者、帮助者、合作者和促进者。建构主义强调学生对知识的主动探索、主动发现，以及学生对所学知识意义的主动建构，而不是像传统教学那样，只是把知识机械地灌输到学生的头脑中。激进建构主义理论对中国教育有着极为重大的启发意义。知识客观主义使中国的教育思想一直处于僵化之中，客观上也导致传授式教育的泛滥。1.2本课程的教育理论基石本课程建立在以上所介绍的三大教育理论基石上，三大教育理论的统一构架如图1-1所示。多元智能是学生的内在智能结构，成功智力是内在多元智能和环境交互作用体现出的能力，学生运用以多元智能为核心的成功智力与环境交互作用，从而建构知识。在建构过程中，促进成功智力的发展，同时也促进多元智能的发展。第1章绪论。3知识建构环多元智能成功智力认知主体（学生）与环境的的内在智能和知识作用智能图1-1三大教育理论的统一构架本课程中，将通过和课程平台、资源、教师、同学的积极互动中建构工科知识基础。在建构过程中，学生的多元能力和成功智能将得到运用与训练。1.3创新人才的培养具有一定专门知识和创新能力、积极从事创新性劳动的人被称为创新性人才。从近几年人才市场的反馈信息来看，富于开拓型的创新性人才是市场上的紧缺人才。原因在于：在现实社会生活中，创新性人才运用创新性智慧和创新性成果救活一个工厂、拯救一家濒于破产的企业、改变一个地区的贫困面貌而取得成功的事例屡见不鲜。微软公司的巨大成功靠的不是物质资本，而是那些拥有知识、掌握信息、会经营、懂管理的创新性人才。在当今的社会竞争中，需要大量的创新性人才。缺乏创新性人才，必将影响一个国家的发展和强大，必将影响一个国家的综合实力。创造并不是少数杰出人才的专利，要相信人人都有创新能力，人人都可以搞发明创新。许多“小人物”搞发明的故事，已给我们很多启示。人的创新能力并非天赋，可以通过学习和训练得到激发，且不断提高。美国通用电气公司对有关科技人员进行创新工程课程和实践训练，两年后取得很好的效果，按专利数量测算，人的创新能力提高了3倍。湖南轻工业高等专科学校设有创新发明专业，办学8年多，培养了千余名学生。这些学生毕业前后取得多项创新发明成果和专利，甚至获得国际大奖。日本一家钢铁厂，把12名普通的高中毕业生集中起来，每周六进行创新能力的学习和训练，不到半年，参加人员就纷纷提出创新发明项目，结束时取得了70多项专利。可见，创新能力可以通过学习和训练来培养、提高。1.3.121世纪教育的特点培养21世纪的创新人才，高等学校的创新教育是极为重要的一环。联合国教科文组织曾做过调研并预测，21世纪高等教育具有五大特点：(1)教育的指导性。教育的目标是培养全面发展的人才，充分发挥人的个性、特性，要引导学生做人，学会科学的方法。因此，必须打破注入式用统一方式塑造学生的局面，强调学生发挥特长，自主学习，鼓励学生的独立发展。教师从传授知识的权威变为指导学生学习的顾问、导师，指导学生积极向上，树立辩证唯物主义世界观，培养学生热爱劳动，掌握技能，有科学的学习、思维方法。(2)教育的综合性。学生不仅要学习和掌握知识，还要综合运用知识解决问题：不仅要学习专业知识，还要融合科学、艺术等方面的知识。掌握科学思维和艺术思维方法，培养综gtgtgtgtgtgt、工业机器人基础合素质和文化素养，陶冶学生的情操，促进其德、智、体、美全面发展。(3)教育的社会性。人类社会已进入一个全面开放的时代，教育必然受到社会政治、经济、科技、文化等因素的影响，反过来教育又服务于社会，教育与社会、理论与实践的结合越来越社会化，“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”不可能适应和促进社会的发展。教育由封闭的校园转向开放的社会，由教室转向图书馆、工厂等社会活动领域。现代高科技信息网络技术促进远程高等教育的发展，使人们在计算机终端前可以实现自己上大学或进修学习的愿望。(4)教育的终身性(learigforlife)。信息时代来临，使人类进入了知识经济的新时代。知识的更替周期不断缩短，科学技术的不断创新，使人们的学习行为普遍化和社会化。为了生存必须不断学习，一次性的学校教育转化为全社会的终身教育，教育成为一个人一辈子都不可能结束的过程。(5)教育的创新性。教育本身是一种创新性的活动。为适应科技高速发展和社会竞争的需求，要提高学生的素质和创新能力，要培养和鼓励学生“怀疑”“探索”“创新”等科学的精神，建立重视能力培养的教育观，致力于培养学生创新精神和提高创新力。1.3.2创新能力的培养加强创新教育是加速培养创造性人才的重要手段和方法。创新教育是“素质教育”的一个重要组成部分，是把创新学、发明学、教育学、心理学等相关学科的一般原理有机综合起来，通过教育、教学等途径培养学生的创新思维，提高创新能力的教育。创新教育不仅仅只看学生对知识的掌握程度，更重要的是看学生分析问题、解决问题，特别是创新性地解决问题的能力。这就要求教师特别重视对学生创新意识的培养，培养学生良好的创新心理，使学生掌握必要的创新理论和技法，加强创新实践教学环节。另外，作为创新的主体因素一学生，应当努力培养自己具有大无畏的进取精神和开拓精神，努力培养自己具有永不满足的求知欲和永无止境的创新欲，努力培养自己具有永不言败的竞争意识和新颖而独特地解决问题的创新能力，努力培养自己具备完整的个性品质和高尚的情感。1.培养创新意识创新活动首先来自强烈的创新意识。创新人才应善于发现矛盾，勇于探索，敢于创新。一谈到创造发明、发现，人们可能会认为是很神秘的事情，以为创新发明是学者、专家的专利品，一般人很难做到，那么我们先看看下面这些实例吧。传说鲁班在山上砍柴时，不小心手被草割破了，一般人可能会自认倒霉，而他却对此产生了好奇心。他仔细观察这种草后，发现这种草的边上有一排锯齿。根据这个发现，鲁班发明了至今仍在使用的锯子：瓦特在观察到水烧开后蒸汽能将壶盖顶起，依据这个原理产生了蒸汽动力的设想，并最终发明了蒸汽机，导致了第一次工业革命：还有大家非常熟悉的阿基米德在洗澡时发现浮力定理，从而检验出皇冠是否为纯金的故事：牛顿从树上的苹果会掉下来的现象发现了万有引力…这些故事为他们的发明、发现增添了一层神秘的传奇色彩。许多“小人物”进行创新发明的故事，给了我们很多启示，使我们相信人人都有创新力，人人都可以搞创新。诺贝尔物理学奖获得者詹奥吉说：“发明就是和别人看同样的东西却能第1章绪论85想出不同的事情。”我国著名教育家陶行知先生在“创造宣言”中提出“处处是创造之地，天天是创造之时，人人是创造之人”，鼓励人们破除迷信，敢于走创新之路。因此，敢于创新就必须破除迷信，必须打破思维的枷锁。创新应具有敏锐的洞察力，要善于从偶然现象中找到必然，要善于从同样的事件中想到不同的事情。善于发现已有的事物或原理，用以解决矛盾，这也是创新意识的体现。世界不断发展，事物总是不断完善，要善于观察、发现矛盾和需要，发现不足、提出问题，这往往是创造的动力和起点。“我思故我在”，这句名言充分说明了思考对于人的重要性。思考的课程应该成为我们每个学校最重要的课程。每个人都可以用5W1H法(What,Why,Whe,Where,Who,How)对不同事情进行设问，思考、思考、再思考，人人都会产生创新设想。创新是人们经过长期探索、付出非凡的劳动才能成功，不能幻想囊中取物、一蹴而就，这就需要有坚定的毅力，克服重重困难的精神。爱迪生研究白炽灯时，为寻找灯丝材料曾用过6000多种植物纤维，试验1600多种耐热材料。666农药因试验666次才得以成功。2.提高创新能力创新能力是人的心理特征和各种能力在创新活动中体现的综合能力。创新本身存在一定的理论和规律，也具有其科学的原理和方法。要提高创新能力，应培养良好的创新心理，掌握创新原理和创新技法，可以诱发创新者的潜在创新能力，进一步发掘创新者的潜在能力。创新原理和创新技法是以总结创造学理论、创新思维规律为基础，通过大量的创新活动概括总结出来的原理、技巧和方法，了解和掌握创新原理与创新技法，往往能更自觉、更巧妙地进行创新活动。人的创新能力可以通过学习和训练得到激发且不断提高，通过改进自己的思维习惯，独立思考，多想多练，通过训练自己集中注意力、发挥想象力，进行扩散思维、求异思维训练，等等，能够提高创新思维能力，而将思维运用到实际中去，才可能取得良好的效果。创新能力受智力因素和非智力因素的影响。智力因素如观察力、记忆力、想象力、思考力、表达力、自控力等是创新能力的基础性因素。而非智力因素如理想、信念、情感、兴趣、意志、性格等则是创新能力的动力和催化因素。通过对非智力因素的培养，可以调动人的主观能动性，对促进智力发展起重要的作用。3.加强创新实践形成创新能力，除了学习理论外，更重要的还在于实践。正如不下水学不会游泳，不开车就不可能真正学会驾驶一样，所有的创新能力训练都离不开大量的创新实践。人的经历在创造中所起的作用是难以言表的。所有发明创造都来自创新者在生活、工作、学习和经历中的偶然事件的刺激与深邃的思考。实践活动不仅为创新者提供了大量的创新素材和施展创新能力的舞台，也促进了人际交往，营造了相互学习、补充的创新氛围。在科技迅猛发展的今天，没有团队协作的攻坚精神将很难获得出色的创造成果。通过听课、看书、参观、看电影和录像等，人们可以得到创新产品和创新方法的许多印象、概念，进而了解一些知识、技法。必须通过设置一系列设计实践教学环节，进行大量的动手安装、维护、设计、制作等实践活动，才可能综合运用所学的一切，解决创造的实际问题，培6gtgtgtgt工业机器人基础养综合分析和创新设计的能力。如果你在学习外语，就要大胆地说：不要幻想只背下厚厚的几本书而不操作就能学会计算机。人类社会所有的创新和发明，都是通过人们的双手实现的，一个人的设想，如果不将它们物化，即使构想再好，那也只是水中月、雾中花。对于工科院校学生，除必要的理论教学外，一定还要设置一系列设计实践环节，让学生在设计实践中培养综合分析和创新设计的能力。总之，创新教育要求我们的教育必须面向未来、面向世界、面向现代化。要求我们的学生不仅牢固地掌握现代化的科学技术知识，而且还具备科学思维和创新素质，努力地把自己塑造成为具有较强创新能力的新型人才。因为，没有一大批富有创造才能的创新人才，没有一大批创新成果并及时转化为生产力，要建设具有中国特色社会主义就只能是一句空话。1.4本课程介绍与目的本课程是在全国开创性的全新课程，课程理念、上课模式、课程环境均是全新的，也需要学生以全新的姿态参与，边做边学，动手实施一系列由浅入深的项目或比赛。本课程将实施形成性评价和多元能力评价，并分别进行。在整个项目实施过程中，教师将动态给予评价。本课程的主人是学生，学生在实施项目过程中自主积极建构知识。本课程的目的如下：(1)系统训练创新能力和实践能力。(2)自主建构工科基础知识。···试读结束···...

2022-10-21

图书名称：《工业机器人离线编程》【作者】何彩颖主编【丛书名】高等职业教育系列教材【页数】190【出版社】北京：机械工业出版社,2020.04【ISBN号】978-7-111-64761-4【分类】工业机器人-程序设计-高等职业教育-教材【参考文献】何彩颖主编.工业机器人离线编程.北京：机械工业出版社,2020.04.图书封面：图书目录：《工业机器人离线编程》内容提要：本书以目前应用比较广泛的ABB工业机器人离线编程仿真软件RootStudio为平台，以工业机器人激光切割、搬运和码垛为载体来介绍离线编程与仿真的方法，以带输送链的工业机器人工作站作为组建工作站的学习项目，遵循“由简入繁，循序渐进”的原则，将知识点分解、融汇到简单的案例中，使学生了解工业机器人离线编程与仿真方法，掌握利用相关建模操作来组建常用工业机器人工作站的方法与步骤。本书内容选择合理、结构清晰，适合作为高职高专院校工业机器人技术、电气自动化技术、机电一体化技术等专业的教学用书，也可作为工程人员的培训教材。《工业机器人离线编程》内容试读第1章工业机器人认知◆学习目标1.认识工业机器人的定义、分类、系统组成及其坐标系。2.了解工业机器人离线编程仿真应用技术及常用的离线编程软件。3.能够进行ABB离线编程及仿真软件RootStudio的安装，并熟悉并其操作界面。◆任务描述认识工业机器人的定义、分类、系统组成及坐标系，了解常用的离线编程软件，能够进行RootStudio软件的安装并熟悉软件的操作界面。1.1认识工业机器人机器人是众所周知的一种高新技术产品，然而，“机器人”一词最早并不是一个技术名词，而且至今尚未形成统一的、严格而准确的定义。1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Root”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表、特征和功能的机器，是一种人造的劳力，它是最早的工业机器人设想。实际上，真正能够代替人类进行生产劳动的机器人，是在20世纪60年代才问世的。伴随着机械工程、电气工程、控制技术以及信息技术等相关科技的不断发展，到20世纪80年代，机器人开始在汽车制造业、电机制造业等工业生产中大量采用。现在，机器人不仅在工业，而且在农业、商业、医疗、旅游、空间、海洋以及国防等诸多领域获得越来越广泛的应用。经过几十年的发展，机器人技术已经形成了综合性的学科一机器人学(Rootic)。机器人学有着极其广泛的研究和应用领域，主要包括机器人本体结构系统、机械手设计，轨迹设计和规划，运动学和动力学分析，机器视觉、机器人传感器，机器人控制系统以及机器智能等。1.1.1工业机器人的定义和分类1.工业机器人定义工业机器人是一种通过重复编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统，它结合制造主机或生产线，可以组成单机或多机自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。国际标准化组织(ISO)对机器人的定义如下：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。工业机器人离线编程2.工业机器人分类机器人的机械配置形式多种多样，典型机器人的机构运动特征是用其坐标特性来描述的。按机构运动特征，机器人通常可分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人和多关节型机器人等类型。(1)直角坐标机器人直角坐标机器人具有空间上相互垂直的两根或三根直线移动轴（如图1-1所示），通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置，其动作空间为一长方体。直角坐标机器人结构简单，定位精度高，空间轨迹易于求解：但其动作范围相对较小，设备的空间因数较低，实现相同的动作空间要求时，机体本身的体积较大。主要用于印制电路基板的元器件插入、紧固螺钉等作业。图1-1直角坐标机器人(2)柱面坐标机器人柱面坐标机器人的空间位置机构主要由旋转基座、垂直移动和水平移动轴构成（如图1-2所示)，具有一个回转和两个平移自由度，其动作空间呈圆柱形。这种机器人结构简单、刚性好，但缺点是在机器人的动作范围内，必须有沿轴线前后方向的移动空间，空间利用率较低，主要用于重物的装卸、搬运等作业。著名的Veratra机器人就是一种典型的柱面坐标机器人。图1-2柱面坐标机器人(3)球面坐标机器人球面坐标机器人如图1-3所示，其空间位置分别由旋转、摆动和平移3个自由度确定，2第1章工业机器人认知动作空间形成球面的一部分。其机械手能够做前后伸缩移动、在垂直平面上摆动以及绕底座在水平面上转动。著名的Uimate就是这种类型的机器人。其特点是结构紧凑，所占空间体积小于直角坐标和柱面坐标机器人，但仍大于多关节型机器人。777图1-3球面坐标机器人(4)多关节型机器人由多个旋转和摆动机构组合而成。这类机器人结构紧凑、工作空间大、动作最接近人的动作，对喷漆、装配、焊接等多种作业都有良好的适应性，应用范围越来越广。不少著名的机器人都采用了这种型式，其摆动方向主要有垂直方向和水平方向两种，因此这类机器人又可分为垂直多关节机器人和水平多关节机器人。如美国Uimatio公司20世纪70年代末推出的机器人PUMA（如图1-4所示)就是一种垂直多关节机器人，而日本山梨大学研制的机器人SCARA(如图1-5所示)则是一种典型的水平多关节机器人。腰关节J川13201节2220肘关节3270腕关节J5④200像腕关节6腕关节4600532图1-4垂直多关节机器人垂直多关节机器人模拟了人类的手臂功能，由垂直于地面的腰部旋转轴（相当于大臂旋转的肩部旋转轴)带动小臂旋转的肘部旋转轴以及小臂前端的手腕等构成。手腕通常由23个自由度构成。其动作空间近似一个球体，所以也称为多关节球面机器人。其优点是可以自由地实现三维空间的各种姿势，可以生成各种复杂形状的轨迹。相对机器人的安装面积，其动作范围很宽。缺点是结构刚度较低，动作的绝对位置精度比较低。它广泛应用于代替人完成的装配作业、货物搬运、电弧焊接、喷涂、点焊接等作业场合。3工业机器人离线编程180°臂I臂山机升降轴I329手腕IVV控制箱图15水平多关节机器人水平多关节机器人在结构上具有串联配置的两个能够在水平面内旋转的手臂，其自由度可以根据用途选择为2~4个，动作空间为一圆柱体。水平多关节机器人的优点是在垂直方向上的刚性好，能方便地实现二维平面上的动作，在装配作业中得到普遍应用。1.1.2工业机器人的系统组成机器人是典型的机电一体化产品，一般由机械部分、控制部分、传感器和人机交互系统等组成，如图1-6所示。机械部分包括机器人本体及驱动系统，是机器人实施作业的执行机构。为对本体进行精确控制，传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息，控制系统依据控制程序产生指令信号，通过控制各关节运动坐标的驱动器，使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度，以一定的姿态达到空间指定的位置。驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号，以驱动执行器工作。人机交互系统控制部分指令给定装置（示教器】与信息显示装置等传感部分控制系统处理器、关系伺服控制器机械都分驱动系统液压、气动、电动、感受系统外部传感器宗机械传动机构传感器机械结构系统手部、腕部、臂部腰部、机座工作对象机械人一环境交互系统图1-6工业机器人系统的组成第1章工业机器人认知1.机械本体机械本体是机器人赖以完成作业任务的执行机构，一般是一台机械手，也称操作器或操作手，可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械本体一般由手部（末端执行器）、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械手多采用关节式机械结构，一般具有6个自由度，其中3个用来确定末端执行器的位置，另外3个则用来确定末端执行装置的方向（姿势）。机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业工具。2.控制系统控制系统是机器人的指挥中枢，相当于人的大脑功能，负责对作业指令信息、内外环境信息进行处理，并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策，产生相应的控制信号，通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、沿确定的位置或轨迹运动，完成特定的作业。从控制系统的构成看，有开环控制系统和闭环控制系统之分：从控制方式看有程序控制系统、适应性控制系统和智能控制系统之分。3.驱动器驱动器是机器人的动力系统，相当于人的心血管系统，一般由驱动装置和传动机构两部分组成。因驱动方式的不同，驱动装置可以分成电动、液动和气动3种类型。驱动装置中的电动机、液压缸、气缸可以与操作机直接相连，也可以通过传动机构与执行机构相连。传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动、带传动等几种类型。4.传感器传感器是机器人的感测系统，相当于人的感觉器官，是机器人系统的重要组成部分，包括内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器主要用来检测机器人本身的状态，为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息，如位置传感器、速度传感器等。外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息，又可分成环境传感器和末端执行器传感器两种类型：前者用于识别物体和检测物体与机器人的距离等信息，后者安装在末端执行器上，检测处理精巧作业的感觉信息。常见的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。1.13工业机器人坐标系坐标系从一个称为原点的固定点通过轴定义平面或空间。机器人目标和位置通过沿坐标系轴的测量来定位。1.基坐标系基坐标系在机器人基座中有相应的零点，这使固定安装的机器人的移动具有可预测性。因此它对于将机器人从一个位置移动到另一个位置很有帮助。基坐标系如图1-7所示。在正常配置的机器人系统中，当站在机器人的前方并在基坐标系中微动控制，将控制杆拉向自己一方时，机器人将沿X轴移动：向两侧移动控制杆时，机器人将沿Y轴移动。扭动控制杆，机器人将沿Z轴移动。2.大地坐标系大地坐标系在工作单元或工作站中的固定位置有其相应的零点。这有助于处理若干个机器人或由外轴移动的机器人，如图1-8所示。5工业机器人离线编程图1-7基坐标系在默认情况下，大地坐标系与基坐标系是一致的。y图1-8大地坐标系A、C一基坐标系B一大地坐标系3.工具坐标系工具坐标系将工具中心点设为零位。它会由此定义工具的位置和方向。工具坐标系经常被缩写为TCPF(ToolCeterPoitFrame),而工具坐标系中心缩写为TCP(ToolCeterPoit),如图1-9所示。执行程序时，机器人就是将TCP移至编程位置。这意味着，如果要更改工具（以及工具坐标系)，机器人的移动将随之更改，以便新的TCP到达目标所有机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系，该坐标系被称为oo10。这样就能将个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移值。4.工件坐标系工件坐标系对应工件，它定义工件相对于大地坐标系（或其他坐标系）的位置。6···试读结束···...

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图书名称：《工业机器人技术》【作者】荆学东【丛书名】创新应用型数字交互规划教材·机械工程【页数】244【出版社】上海：上海科学技术出版社,2018.06【ISBN号】978-7-5478-3892-1【价格】59【分类】工业机器人-教材【参考文献】荆学东.工业机器人技术.上海：上海科学技术出版社,2018.06.图书封面：图书目录：《工业机器人技术》内容提要：本书是面向工业机器人技术现场应用的教材，包括机器人技术基础知识和工业机器人技术应用两部分。基础知识包括第1-5章，内容涉及机器人的运动学、动力学、控制技术，以及机器人末端执行器设计，构成相对完整的工业机器人技术知识体系，是研究和应用机器人技术解决实际问题的基础。应用部分包括第6-10章，主要在工业机器人涉及的关键技术基础上，突出应用工业机器人技术解决工程实际问题的方法。本书邀请长期从事工业机器人应用开发的企业技术人员参与工程案例的撰写，指导学生应用总线技术以及PLC技术，将工业机器人与生产系统相集成，从而完成既定目标。教材力争做到入门内容浅显易懂，利用实例和实验将与工业机器人相关的知识点有机串联起来。本书依托增强现实（AR）技术，将视频等数字资源与纸质教材交互，为读者带来更丰富有效的阅读体验。本书还在出版社网站（www.t.c）“课件配套资源”栏目提供免费电子教学资源，供读者参考。本书可作为高等院校机器人技术相关专业的本科生和研究生教材，也可为学习和掌握工业机器人技术及应用的工程技术人员提供参考。《工业机器人技术》内容试读第1章绪论⊙学习成果达成要求学生应达成的能力要求包括：1,了解工业机器人的概念，了解机器人的结构组成、分类及关键技术。2.熟悉工业机器人的关健技术指标。3.了解工业机器人编程语言的作用和工业机器人的主要应用领域。4.熟悉应用机器人解决工程问题面临的基本任务。机器人的出现，既是科幻作家梦想的实现，也是科学家和工程技术人员的执着追求、灵感和智慧的结晶，揭示了技术“服务于人类”，同时也在“向人类学习”的过程中不断进步这一客观规律。最初的机器人外形上更像“机器”，动作比较“机械”，而当今的机器人在外形和功能上越来越接近“人”。这是机器人技术发展的脉络。机器人首先是机器，离不开运动和控制，因而，机器人技术离不开伺服驱动和控制技术的支撑，也伴随着不同时期新技术的发展而发展，特别是计算机技术和信息技术对机器人向智能化发展起到了关键作用。机器人技术不是一种单一的技术，它涉及机械工程、电气工程、计算机科学与工程学科以及高等数学、工程数学和工程力学等。在研究和应用工业机器人技术解决工程问题时，掌握这些学科的基础知识是需要的。1.1工业机器人简介按照国际标准化组织(ISO)的定义：机器人是一种具有多功能、可编程的操作机，用于搬运材料、零件和工具等：或者是为了执行不同的任务而具有运动可改变或可编程（控制）的专门系统。机器人按照用途可以分为工业机器人和服务机器人两大类。工业机器人是面向工业生产领域的机器人，主要指机械手。本质上工业机器人是一种安装有记忆装置和末端执行装置，能够完成各种运动来代替人类劳动的通用机器。自1961年Uimatio公司生产出世界上第一台工业机器人以来，工业机器人的发展已有近60年的历史，其间主要经历了四个典型阶段：20世纪50一60年代，工业机器人萌芽阶段，液压伺服驱动技术日臻成熟；70一80年代，液压伺服驱动的工业机器人在汽车制造业开始批量应用；90年代至21世纪初，电气伺服驱动技术发展成熟，工业机器人应用快速增长；21世纪10年代，信息技术和网络技术引领机器人技术，工业机器人进入普及及智能化时代在上述过程中，先后有示教机器人、感觉机器人和智能机器人三代工业机器人出现。工业2·工业机器人技术机器人技术的发展和应用一直依赖于伺服驱动技术、伺服控制技术和传感器技术的发展。工业机器人发展从2轴到6轴、从重量级到轻量级，驱动方式从液压驱动到电机驱动，应用领域从汽车工业到其他行业，工业机器人新的功能和应用领域不断增加。目前有110多万台工业机器人在世界各地的工厂投入运行。机器人作为一种具有高度柔性的自动化设备，广泛应用于制造业的各个领域，它对提高生产线的柔性具有特别重要的意义。工业机器人及其自动化成套设备的拥有数量和水平是衡量一个国家制造业综合实力的重要标志之一。目前工业机器人的产业链也日臻完善。产业链的上游是机器人制造商，下游是机器人系统集成商。然而只有机器人本身是无法完成任何具体工作的，需要将机器人与外围设备集成之后才能为终端客户所用。系统集成商为终端客户提供解决方案，负责工业机器人的系统集成和应用软件开发。在我国，机器人系统集成商一般购买商用机器人整机，然后根据不同行业或客户的需求，制订出符合生产需求的整体解决方案。1.2工业机器人的组成、分类及关键技术1.2.1工业机器人的组成工业机器人一般由控制柜，机器人本体、示教盘和编程器组成。机器人本体是机器人机械系统的总称，它包括机体结构和机械传动系统，一般包括传动部件、机身及行走机构、臂部、腕部和手部五个部分典型的工业机器人本体具体结构如图1-1所示。/4、510913、141817/16.2012112、31921、22.23图1-1工业机器人本体结构1一腰部伺服电机（轴1）：2一肩部同服电机（轴2）：3一支撑轴承：4一肘部同服电机（轴3）：5一支撑轴承（轴3）：6一腰部减速器（一般为RV诚速器）：7一肩部减速器（一般为RV减速器）：8一肘部减速器（一般为RV减速器）：9一手腕轴4同服电机总成：10一手腕轴5同服电机总成：11一手腕轴6伺服电机总成：12一手腕轴4减速器（一般为谐波减速器）：13一手腕轴5旋转接头总成：14一手腕轴6旋转接头总成：15一手腕传动带组：16一阀组总成：17一手腕1/O接口：18一手腕总线接口：19一电缆组：20一仪表盒；21一旋转变压器数字转换器(RIDC):22—1/0模块：23一接线端子第1章绪论·31.2.2工业机器人的分类工业机器人按坐标形式分为直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、球坐标机器人和关节机器人，如图1-2所示(a)直角坐标机器人()圆柱坐标机器人()球坐标机器人(d)关节机器人图1-2工业机器人的坐标形式不同坐标形式工业机器人的特点及应用见表1一-1。表1-1不同坐标形式工业机器人的特点及应用坐标作业空间惯性定位定向结构应用形式特点及应用范围大小形状精度特征特点情况机器人末端宜做直线运动，适用于直角坐标较小立方体较大容易控制好简单较多长方体形作业空间机器人末端易做圆弧形轨迹运动，适圆柱坐标较大空间柱体较大容易控制较好较简单较多用于圆弧形及圆柱体作业空间，能改变工件一个轴向的方位，不宜做直线运动能改变工件两个轴向的方位，适用球坐标扇形截面旋转体较小不易控制差较复杂较少于扇形截面的回转体作业空间，不宜做直线运动臂能折叠，并传送工件到任意方关节型大球体较小不易控制差复杂较多向，宜做复杂动作，能改变工件三个轴向的方位能扩大作业范围，并具有相关运动复合坐标柱体较大不易控制较复杂较少坐标形式的部分特点，适用于多工位的移动式作业·工业机器人技术工业机器人按照几何结构特点可分为串联机器人和并联机器人。串联机器人(erialroot)是一种具有开式运动链的机器人，机器人的各个连杆通过转动关节或移动关节按照一定的顺序依次连接，形成一条开链，如图1-1所示。并联机器人(arallelroot)是指机器人的末端执行器（动平台）和基座（定平台）之间通过两个或两个以上完全相同的独立的运动链相连接，以并联方式驱动的一种具有闭链机构的机器人。与串联机器人相比，并联机器人有以下特点：①机器人刚度大，结构稳定：②承载能力强：③微动精度高；④在位置求解上，并联机器人反解容易，但正解困难，串联机器人则相反，其正解容易，反解困难基于上述特点，并联机器人在需要高刚度、高精度或者大载荷而无须很大工作空间的领域得到了广泛应用机器人中常用驱动方式的特点见表1-2表1-2不同驱动方式的特点对比驱动方式比较内容电机驱动气压驱动液压驱动伺服电机驱动步进电机驱动输出力输出力较小，过载能输出力较小，一般无气体压力小，输出液压压力大，可获力强过载能力力较小得较大的输出力速度快，冲击大油液不可压缩，流定位准确，但精度没精确定位难，气体困控制控制性能好，可精确量易精确控制，可实有伺服电机高；低频控性能定位，但控制系统复杂缩性大，阻尼效果现无级调速，可实现制性能差差，位移和速度不易控制连续轨迹控制体积体积较小体积小体积较大在输出力相同的条件下体积小维修方便，能在高维护维修使用较复杂相对于伺服电机维修方便，液体对维修温、粉尘等恶劣环境简单温度变化敏感，油液中使用，泄漏影响小泄漏影响大，易着火中小型专用，通用可实现复杂运动轨可实现复杂运动轨应用迹控制的中小型通用中小型专用，通用范围迹控制的中小型通用机械手也有应用，重机械手控制机械手也有应用机械手的开环控制型机械手多为液压驱动成本成本较高成本高，相对伺服电结构简单，气源供液压元件成本较机低给方便，成本低高，油路系统复杂1.2.3工业机器人的关键技术工业机器人有四大关键技术，包括机器人用减速器技术、多轴伺服控制技术、伺服电机及其驱动技术和传感器技术。1)机器人用减速器技术机器人的关节一般采用电机驱动，腰部以上的电机分别安装在肩部、肘部和腕部，它们的第1章绪论·5重量影响末端执行器的有效负载和运动速度大小。目前每个关节的驱动电机由于受到尺寸和重量的约束，难以输出能满足负载所需的力和力矩。为此，需要通过减速器降低输出速度而增大输出力或力矩。目前应用于工业机器人领域的减速器主要有RV(rot-vector)减速器和谐波减速器RV减速器采用两级减速，如图1-3所示，具有传动比大、传动效率高、运动精度高、回差小、振动低、疲劳强度大和刚度大以及工作寿命长等优点，故一般用于机器人大臂、肘部和肩部的传动，以承受较大负载外壳针轮输人轴RV齿轮输出直齿轮轴曲轴第二级减速第一级诚迪(摆线齿轮)(直齿轮)图1-3RV减速器谐波减速器由固定的内齿刚轮、柔轮和使柔轮发生径向变形的波发生器组成，具有结构简单、体积小、重量轻、传动比范围大、承载能力强、运动平稳、传动效率高等优点，一般用于机器人的小臂、腕部和手部的传动，如图1一4所示。波发生器图1-4谐波减速器目前市场上主流的工业机器人用减速器主要包括帝人减速器(Nateco)、住友减速器(Sumitomo)、HlarmoicDrive谐波减速器、利罗尔西(Roi)减速器、Dyaox减速器和SEW减速器等2)多轴伺服控制技术机器人的伺服系统包括伺服控制器、伺服电机驱动器和伺服电机，如图1-5所示。6·工业机器人技术电源伺服驱动器指今位置接CNIA接触器接CNIB中继端子。接CNL11@@@@@L21-接上电机驱动电缆编码器电缆图1-5伺服控制系统组成机器人作业前需要进行运动规划，即根据作业对象的要求，确定机器人末端执行器的运动轨迹和姿态变化。该运动轨迹和姿态变化要分解成机器人每个关节的运动。机器人末端的运动轨迹一般需要多个关节轴联动才能实现。所谓联动，是指机器人各个坐标轴之间的位移、速度和加速度保持严格的定量关系。因而，如何保证相关的关节联动，且保证多关节的合成运动精度，是机器人控制的核心问题。市场上主流品牌的工业机器人都使用专用的多轴伺服控制器，这是机器人核心技术之一。3)伺服电机及其驱动技术伺服电机不仅能实现位置精确控制，而且可以实现速度和加速度精确控制。伺服电机转子的角位移和转速受输入信号控制，并能快速反应，且具有时间常数小、线性度高等特点。同服电机分为直流和交流伺服电机两大类。机器人用伺服电机要求功率变化率[电机连续（额定)力矩和转子转动惯量之比]及惯量体积比大。伺服系统除了可以进行位置控制外，还可以进行转矩控制。对于工业机器人关节驱动电机，要求其最大功率质量比和扭矩惯量比大，启动转矩大，电机惯量小，调速范围宽，调速平滑等。从腰部到腕部，机器人所使用的伺服电机差异较大，对于腕部驱动电机，应采用体积小、质量尽可能小的电机，要求响应速度快；而腰部和肩部电机，则要求输出力矩大、响应速度快。机器人用伺服电机必须具有较高的可靠性和稳定性，并且具有较大的短时过载能力，这是伺服电···试读结束···...

2022-10-21 工业机器人技术主要学什么 工业机器人技术专业就业前景

图书名称：《工业机器人技术基础》【作者】姚屏编著【页数】215【出版社】北京：机械工业出版社,2020.08【ISBN号】978-7-111-65964-8【价格】49.80【分类】工业机器人【参考文献】姚屏编著.工业机器人技术基础.北京：机械工业出版社,2020.08.图书封面：图书目录：《工业机器人技术基础》内容提要：本书系统介绍了工业机器人的基础理论、关键技术，主要内容包括工业机器人的机械结构、工业机器人运动学和动力学，工业机器人的传感系统、工业机器人的控制系统、典型工业机器人的操作与编程、工业机器人的离线编程与仿真、工业机器人的典型行业应用。为提升读者的机器人操作应用水平，本书还介绍了ABB、广州数控等典型机器人的编程操作基础、常见离线编程仿真系统，同时以焊接工作站、喷涂工作站等为典型实例，详细说明了不同机器人工作站的设计方法与应用准则。本书还配有教学课件、操作视频、思维导图、练习题等教学资源。本书内容系统全面、选材典型、案例丰富、深入浅出、可读性强，可作为本科和高职院校机器人、智能制造及相关专业的教学用书，也可供从事工业机器人研究、开发及应用的科研工作者和工程技术人员参考。本书还配备有精美的教学课件、视频、思维导图、习题库、教学大纲、进度表等各类教学资源供教师使用，非常适合职业学校、高等院校相关专业作为教材使用。《工业机器人技术基础》内容试读第章工业机器人概述1.1工业机器人的发展史和定义本节导入近年来，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浙发展起来。工业机器人是机器人中的一种，它们多用于工业生产。那么，世界上第一台机器人是谁？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？工业机器人又是如何定义的？1.1.1工业机器人的发展史机器人的英文名字root(罗伯特)源于捷克语roota,意思是劳役、苦工。这个词第一次出现是在捷克剧作家卡▣▣本节思维导图微课视频尔·查别克的作品《罗萨姆的万能机器人》（见图1-1）中，后来变得家喻户晓。起初，人们印象中的机器人并非现实的东西，要么出现在科幻文学作品中，要么出现在玩具商店中。图11《罗萨姆的万能机器人》副照20世纪50年代，约瑟夫·恩格尔伯格（美）与他的合作伙伴乔治·德沃尔（美）（见图1-2)设计发明出世界上第一台工业机器人Uimate(尤尼梅特)（见图1-3），意思为万能工业机器人技术基础自动机。它是一台用于压铸的5轴液压驱动机器人，手臂的控制由一台计算机完成，能够记忆完成180个工作步骤。作为世界上第一台工业机器人的设计者和第一家机器人企业的联合开创者，约瑟夫·恩格尔伯格也从此被称为“机器人之父”图1-2Uimatio公司创始人乔治·德沃尔图1-3Uimate投入到通用汽车公司(GM)(右)与约瑟夫·恩格尔伯格（左）的一条汽车装配生产线工作1962年，美国机械与铸造公司(AMF)试制出Veratra(沃萨特兰)工业机器人，意思为多用途搬运机器人，如图1-4所示。它主要用于机器之间的物料运输。它的手臂可以绕底座回转，沿垂直方向升降，也可以沿半径方向伸缩。在工业机器人问世的最初十年，机器人技术的发展较为缓慢，主要停留在大学和研究所的实验室里。虽然在这一阶段也取得了一些研究成果，但没有形成生产力且应用较少，代表性的机器人就是上文提到的美国Uimatio公司的Uimate机器人和美国AFM公司的Veratra机器人。20世纪70年代，随着人工智能、自动控制理论、电子计算机等技术的发展，机器人技术进入了一个新的发展阶段，机器人进人工业生产的图1,4工程师在检查Veratra工业机器人实用化时代，最具代表性的机器人是美国Uima-tio公司的PUMA系列工业机器人和日本山梨大学牧野洋研制的SCARA机器人1973年，第一台机电驱动的6轴机器人面世。德国KUKA(库卡)公司将其使用的Uimate机器人改造成一种新型的机器人，命名为Famulu(见图1-5)，这是世界上第一台机电驱动的6轴机器人。1974年，瑞典通用电机公司(ASEA,ABB公司的前身)开发出世界上第一台全电力驱动的工业机器人IRB6。IRB6采用仿人化设计，其手臂动作模仿人类的手臂。l978年，美国Uimatio公司推出通用工业机器人(ProgrammaleUiveralMachiefor第1章工业机器人概述Aemly,PUMA),应用于通用汽车装配线，这标志着工业机器人技术已经成熟。PUMA机器人如图1-6所示。PUMA至今仍然工作在工厂第一线，不仅如此，有些大学还用PUMA系列的工业机器人作为教具。图1-5Famulu机器人图16PUMA机器人1978年，日本山梨大学的牧野洋发明了SCARA(SelectiveComliaceAemlyRootArm),意为选择顺应性装配机器手臂。它具有四个轴和四个运动自由度(包括沿X、Y、Z轴方向的平移和绕Z轴的旋转自由度)，是世界上第一台SCARA工业机器人，如图1-7所示。20世纪80年代，机器人开始在汽车、电子等行业中大量使用，从而推动了机器人产业的发展。机器人的研究开发，无论水平和规模都得到迅速发展，工业机器人进人普及时代。然而，到了20世纪80年代后期，由于工业机器人的应用没有得到充分挖掘，不少机器人厂家倒闭，机器人的研究跌入低谷。图1-7SCARA工业机器人20世纪90年代中后期，机器人产业出现复苏，世界上机器人的数量以较大增长率逐年增加，并以较好的发展势头进入21世纪。近年来，机器人产业发展迅猛。▣好美国是最早研发机器人的国家，也是机器人应用最广泛的国家之扫码了解最新全球一。近年来，美国为了强化其产业在全球的市场份额以及保护美国国内机器人发展情况制造业持续增长的趋势，一方面鼓励工业界发展和应用机器人，另一方面制订计划，增加机器人科研经费，把机器人看成美国再次工业化的象征，迅速发展机器人产业。美国机器人发展道路虽然有些曲折，但是其在性能可靠性、机器人语言、智能技术等方面一直处于领先水平。日本的机器人产业虽然发展晚于美国，但是日本善于引进和消化国内外的先进技术，自1967年日本川崎重工率先从美国引进工业机器人技术后，日本政府在技术、政策和经济上3工业机器人技术基础都采取措施加以扶持，日本的工业机器人迅速走出了试验应用阶段，并进人到成熟产品大量应用的阶段，20世纪80年代成立了日本机器人协会，在汽车与电子等行业大量使用机器人，实现工业机器人的普及。如今，无论机器人的数量还是机器人的密度、日本都位居世界第一，有“机器人王国”之称。德国引进机器人的时间比较晚，但是由于战争导致劳动力短缺以及国民的技术水平比较高等因素，促进了其工业机器人的快速发展。20世纪70年代德国就开始了“机器换人”的过程。同时，德国政府通过长期资助和产学研结合扶植了一批机器人产业和人才梯队，如德系机器人厂商KUKA机器人公司。随着德国工业迈向以智能生产为代表的“工业4.0”时代，德国企业对工业机器人的需求将继续增加。目前，德国工业机器人的总数位居世界第位，仅次于日本法国政府一直比较重视机器人技术，通过大力支持一系列研究计划，建立了一套完整的科学技术体系，使法国机器人发展比较顺利。在政府组织项目中，特别注重机器人基础技术方面的研究，把重点放在开展机器人基础研究上，应用和开发方面的工作则由工业界支持开展。两者相辅相成，使机器人在法国企业界得以迅速发展和普及，从而使法国在国际工业机器人界拥有不可或缺的一席之地。英国从20世纪70年代末开始，推行并实施了一系列支持机器人发展的政策，使英国工业机器人起步比当今的机器人大国日本还要早，并取得了早期的辉煌。然而，这时候政府对工业机器人实行了限制发展的错误措施，导致英国的机器人工业一蹶不振，在西欧几乎处于末位。近些年，意大利、瑞典、西班牙、芬兰、丹麦等国家由于国内对机器人的大量需求，机器人产业发展也非常迅速。我国工业机器人的起步比较晚，开始于20世纪70年代，大体可以分为四个阶段，即理论研究阶段、样机研发阶段、示范应用阶段和产业化阶段。理论研究阶段开始于20世纪70年代。这一阶段主要由高校对机器人基础理论进行研究，在机器人机构学、运动学、动力学、控制理论等方面均取得了可喜的进展。样机研发阶段开始于20世纪80年代中期，随着工业机器人在发达国家的大量使用和普及，我国工业机器人的研究得到政府的重视与支持机器人步入了跨越式发展时期。20世纪90年代是我国工业机器人示范应用阶段。为了促进高技术发展与国民经济发展的密切衔接，国家确定了特种机器人与工业机器人及其应用工程并重、以应用带动关键技术和基础研究的发展方针。这一阶段共研制出7种工业机器人系列产品，并实施了100余项机器人应用工程。同时，为了促进国产机器人的产业化，到20世纪90年代末期共建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。进入21世纪，我国工业机器人进入了产业化阶段。在这一阶段涌现出以新松机器人为代表的多家从事工业机器人生产的企业，自主研制了多种工业机器人系列，并成功应用于汽车点焊、货物搬运等工作。经过40多年的发展，我国在工业机器人基础技术和工程应用上取得了快速发展，奠定了独立自主发展机器人产业的基础。在外企纷纷通过合资企业使得自己更加适合我国市场生态的同时，国内企业也在纷纷抢滩。我国机器人也出现了不少自主和合资品牌，如沈阳新松、广州数控、南京埃斯顿、安徽埃夫特、安川首钢等。机器人技术的发展，一方面表现在机器人应用领域的扩大和机器扫码了解最新我国机人种类的增多，另一方面表现在机器人的督能化趋势。进入21世纪器人市场结构与应用第1章工业机器人概选以来，各个国家在机器人的智能化和拟人机器人上投入了大量的人力和财力。新一代工业机器人正在向智能化、柔性化、网络化、人性化和编程图形化方向发展。1.1.2工业机器人的定义如图1-8所示，工业机器人多种多样，不仅仅是用途多样、驱动方式多样，还有智能化程度不同、控制方式多样等。那么，如何定义工业机器人？图18多种多样的工业机器人至今为止，国际上还没有工业机器人的统一定义。如果要给工业机器人下一个合适的并为人们普遍接受的定义是困难的。专家们会采用不同的方法来定义这个术语。为了制订技术标准、开发机器人新的工作能力，比较不同国家和公司的产品，就需要对工业机器人这一术语有某些共同的理解。现在，虽然对工业机器人还没有统一的定义，但是各国有自己的定义。关于机器人的定义，国际上主要有如下几种。(1)英国《简明牛津词典》的定义工业机器人是“貌似人的自动机，具有智力的和顺从于人的但不具人格的机器”。这一定义并不完全正确，因为还不存在与人类相似的机器人在运行。这是理想的机器人。(2)美国机器人协会(A)的定义工业机器人是“一种用于移动各种材料、零件工具或专用装置，通过可编程序的动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能机械”。尽管这一定义较实用，但并不全面。(3)日本工业机器人协会(JRA)的定义工业机器人是“一种具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”。(4)美国国家标准局(、BS)的定义工业机器人是“一种能够进行编程并在自动控工业机器人技术基础制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置”。这也是一种比较广义的工业机器人定义。(5)国际标准组织(S0)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的操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务”。显然，这一定义与美国机器人协会的定义相似。而S08373对工业机器人给出了更具体的解释：“机器人具备自动控制及可再编程序、多用途功能，机器人操作机具有三个或三个以上可编程序的轴，在工业自动化应用中，机器人的底座可固定也可移动。”(6)我国对工业机器人的定义《中国大百科全书》对工业机器人的定义为：“能灵活地完成特定的操作和运动任务，并可再编程序的多功能操作器。”对机械手的定义为：“一种模拟人手操作的自动机械，它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。”我国科学家对工业机器人的定义是：“工业机器人是一种自动化的机器，具备一些与人或生物相似的智能能力，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。”由于机器人一直在随科技的进步而发展出新的功能，因此工业机器人的定义还是一个未确定的问题，目前国际上大都遵循IS0所下的定义。由以上定义不难发现，工业机器人具有四个显著特点：1)具有特定的机械机构，其动作具有类似于人或其他生物的某些器官（肢体、感受等)的功能2)具有通用性，可完成多种工作、任务，可灵活改变动作程序3)具有不同程度的智能，如记亿、感知、推理、决策、学习等4)具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖人的干预1.2工业机器人的分本节导入工业机器人的分类方法很多，本节分别按机器人的坐标特性、控制方式、拓扑结构、智能程度、驱动方式和应用领域分类。1.2.1按工业机器人的坐标特性分类工业机器人的机械配置形式多种多样，典型机器人的机构运动特性是用其坐标特性来描述的。根据坐标特性的不同，工业机器人通常可分为直角坐标机▣器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人和多关节型机器人等类型。本节思维导图▣▣扫码观看扫码观看扫码观看扫码观看相关动画相关动画相关动画相关动画···试读结束···...

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图书名称：《工业机器人技术应用》【作者】邓三鹏许怡赦吕世霞主编【丛书名】智能制造领域高级应用型人才培养系列教材【页数】252【出版社】北京：机械工业出版社,2020.04【ISBN号】978-7-111-65290-8【分类】工业机器人-高等学校-教材【参考文献】邓三鹏许怡赦吕世霞主编.工业机器人技术应用.北京：机械工业出版社,2020.04.图书封面：图书目录：《工业机器人技术应用》内容提要：本书由长期从事工业机器人技术教学的一线教师依据其在工业机器人教学、科研、技能鉴定和竞赛方面的丰富经验编撰而成。结合全国职业院校技能大赛“工业机器人技术应用”赛项任务，基于竞赛平台从码垛机器人编程与调试、AGV编程与调试、智能视觉系统编程与调试、自动流水线编程与调试、六轴工业机器人编程与调试、工业机器人系统集成编程与调试六个项目进行讲述，按照“项目导入、任务驱动”的理念精选教学内容，内容系统、综合、实操性强，每个项目均含有典型案例的讲解，兼顾自动化成套装备中工业机器人应用的实际情况和发展趋势。编写中力求做到“理论先进，内容实用、操作性强”，突出实践能力和创新素质的培养，是一本从理论到实践，再从实践到理论全面介绍工业机器人系统技术应用的书。本书可作为高等院校工业机器人相关专业、机电类、自动化类、机械制造类专业用教材；也可作为工业机器人技术的培训教材；还可作为从事工业机器人操作、编程、设计和维修等工程技术人员的参考书。《工业机器人技术应用》内容试读项目一码垛机器人的编程与调试学习目标1.掌握码垛机器人立体仓库系统的基本知识。2.能正确连接立体仓库与码垛机器人的机械电气系统。3.能按照要求进行立体仓库与码垛机器人的编程与调试。工作任务一、任务描述编写立体仓库系统调试程序，能够实现立体仓库的基本运动和状态显示，包括手动控制码垛机器人每一个运动轴、码垛机器人复位功能、码垛机器人停止功能，显示码垛机器人各个轴的限位、定位和原点传感器状态，显示立体仓库中有无托盘信息。码垛机器人具有出库和人库两种模式：出库模式：码垛机器人从指定库位取出托盘并放置于自动引导运输车(AutomatedGuidedVehicle,AGV)上部输送线上。入库模式：码垛机器人能从AGV上部输送线上取回托盘并送入指定的立体仓库仓位。立体仓库码垛机器人调试界面如图1-1所示。设备状器○特机●上电●复位中起点位置：+0行+0终点位置：+0+0列●复位完成@运行复位启动停止当前位置手动命令+0行+0列1轴前进2轴上升3轴外伸模式选择联机模式出库横式入库横式门手动横式1轴后遇2轴下降3轴里伸仓库状速1/0状态马经机器人复位●急停3轴正限位上电3轴负限位○1轴正限位3轴原点1机器人自动1轴负限位货叉工件1轴定位13轴原点31轴定位2三色灯红机器人停止1轴定位3三色灯黄2轴正限位三色灯绿2轴负限位超限解除V到达码托器2轴定位1心整告灯第7列第6列第5列第4列第3列第2列第1列2轴定位2⊙急停灯2轴定位3已该00已出库00重新择抛销选择图1-】立体仓库码垛机器人调试界面1工业机器人技术应用二、所需设备和材料码垛机器人立体仓库系统(BNRT-ISW-28)如图1-2所示。基础底板由型材和钢板组成。码垛机器人和货架都直接安装在底板上。码垛机器人、立体仓库和底板组成了一个相对独立的整体。底板用8个避振脚支撑在地面上。立体仓库包含28个仓位，每个仓位具有空位检测开关。码垛机器人X轴方向的运动采用蜗轮减速装置，具有一定的自锁性。X、Z轴方向留有工业级定位系统接口。X、Z轴驱动电动机带有制动装置，保证机器断电后立即停车。X、Z轴运动都带有防撞装置。X、Y、Z轴均采用变频控制。7列6列5列4列3列2列1列一Z轴电动机Z轴上行硬限位4行Z轴上行软限位X轴电动机3行Z轴下行软限位Z轴下行硬限位2行1行Y轴电动机Y轴右行软限位Y轴左行软限位Y轴右行硬限位Y轴左行硬限位立体仓库码垜机器人列图1-2码垛机器人立体仓库系统三、技术要求编写码垛机器人立体仓库系统调试程序，要求如下：1)手动控制码垛机器人1轴、2轴和3轴正反向运动。2)实现码垛机器人复位。3)手动放置2个托盘于立体仓库，在调试界面显示仓位信息，码垛机器人正确从立体仓库取托盘放置到AGV上部输送线上。4)手动放置托盘到码垛机器人端AGV上部输送线上，码垛机器人正确从AGV上部输送线上取回托盘并送入立体仓库仓位。5)码垛机器人与立体仓库、AGV无碰撞干涉，码垛机器人X轴、Y轴和Z轴无超程。6)码垛机器人上托盘无跌落现象。实践操作一、知识储备1.三相异步电动机三相异步电动机是同时接入380V三相交流电源（相位差120°）供电的一类电动机，由2■项目一|码垛机器人的编程与调试于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转，存在转差率，所以叫三相异步电动机。当电动机的三相定子绕组通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场的作用下将产生电磁力，从而在电动机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电动机旋转方向与旋转磁场方向相同。当导体在磁场内切割磁力线时，在导体内产生感应电流，“感应电动机”的名称由此而来。感应电流和磁场的联合作用向电动机转子施加驱动力。电动机的外形如图1-3所示，1轴、2轴和3轴的电动机参数见表1-1和表1-2。图1-3电动机的外形表1-11轴、2轴电动机参数项目参数项目参数项目参数额定功率200W工作电压380V相位3工作频率50Hz额定电流0.86A转速1300r/mi工作制20mi绝缘等级B表1-23轴电动机参数项目参数项目参数额定功率120W工作电压AC220/380V转速1200/1500r/mi工作频率50/60Hz2.SINAMICSG120型变频器(1)变频器简介通常把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作变频器。一般逆变器是把直流电源逆变为一定频率和一定电压的交流电源。交流电源频率和电压可调的逆变器称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要用于三相异步电动机调速，因此又叫变频调速器。变频器主要采用交-直交方式(VVV℉方式或矢量控制方式)，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源供给电动机。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元和微处理单元等组成。变频器单元介绍如图1-4所示。(2)模块拆装模块拆装如图1-5所示。(3)拆装B0P-2B0P-2的拆装如图1-6所示。3工业机器人技术应用RS485插头，用于和现场总线系统通信●09SUB-D插座，用于PROFIBUSDP通信a)c)图1-4变频器单元介绍a)变颜器1一存储卡插槽2一操作面板接口3一端子排4一用于设置AI0和AI1(端子3/4和10/11的DIP开关)5一用于连接STARTER的USB接口6一用于显示状态的LED7一用于设置现场总线地址的DIP开关8一端子名称9一取决于现场总线：CU240B-2,CU240E-2,CU240E-2F,CU240B-2DP,CU240E-2DPCU240E-2DP-F)RS485插头1一0V参考电位2一RS485P,接收和发送(+)3一RS485N,接收和发送(-)4一电线屏蔽5一未连接c)SUB-D插座mi)】图1-5模块拆装a)装上控制单元)取下控制单元4■项目一|码垛机器人的编程与调试3.传感器基本知识(1)传感器的定义传感器是能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。(2)传感器的组成1)敏感元件是传感器中直接感受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量的元件。其作用是检测感应被测物体信息。2)转换元件是只感受由敏感元件输出的与被测量)成确定关系的其他量并将其转换成电量输出的元件。其作用是把被测物体信息转换为可用输出信号（电量）。图1-6B0P-2的拆装3)辅助元件：包括辅助电源，固定和支撑件等。a)插人B0P-2)取出B0P-2(3)光电传感器光电传感器（图1-7）发射出来自其发光元件的光线（可见光或红外线）。反射式光电传感器被用于探测来自目标物的反射光线，而透射式光电传感器被用于测量目标物穿过光轴引起的光通量的变化。(4)滚动式行程开关滚动式行程开关如图1-8所示。当运动机械的撞块（挡铁）压到行程开关的滚轮上时，传动杠连同转轴一同转动，使凸轮推动撞块；当撞块碰压到一定位置时，推动微动开关快速动作；当滚轮上的撞块移开后，复位弹簧就使行程开关复位。这种是单轮自动恢复式行程开关。双轮旋转式行程开关不能自动复原，它依靠运动机械反向移动时撞块碰撞另一滚轮将其复原。图1-7光电传感器图1-8滚动式行程开关(5)检测开关当托盘置于仓位中间时，托盘自身重力会压动检测开关，使之为1，否则为0。检测开关如图1-9所示。5工业机器人技术应用(6)反射式光电传感器反射式光电传感器通过被检测物体反射光大小判别信号有无。常用的形式有漫反射式和镜反射式。对于漫反射式传感器，被检测物体经过传感器的对面。被检测物体的反射光信号与背景反差要大，被检测物体有关部位的表面反射率要高。黑色物体或透明物体（如玻璃）不宜作为被测物体。对于镜反射式传感器，传感器对面设置一个表面反射率高的镜反a))射面。被检测物体经过传感器和镜图1-9检测开关反射面之间。透明物体不宜作为被a)仓位托盘检测开关)货叉内部检测开关测物体。若接收端接收到反射光信号：对输出特性为PNP型的，则输出一个电平“1”信号；对输出特性为NPN型的，则输出一个电平“0”信号。输出信号可作为PLC的输入信号。有效工作距离与发射端（发光器件）发射的光强度大小有关。注意：工作距离越大，受外部光线干扰越大，一般工作距离≤1m。4.S7-1200PLC简介(1)S7-1200PLC的特点S7-1200PLC设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。PLC将中央处理器(CPU)、集成电源、输人和输出电路、内置基于工业以太网的现场总线(PROFINET)、高速运动控制I/O以及板载模拟量输入组合到一个设计紧凑的外壳中来，形成功能强大的控制器。下载用户程序后，CPU模块将包含监控应用中的设备所需的逻辑。CPU模块根据用户程序逻辑监视输入并更改输出，用户程序可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数学运算以及与其他智能设备的通信。CPU模块提供一个PROFINET端口用于PROFINET网络通信，也可使用附加模块通过过程现场总线(ProceFieldBu,PROFIBUS)、通用分组无线服务技术(GeeralPacketRadioService,GPRS)、RS485、RS232、国际电工委员会(IteratioalElectrotechicalCom-miio,IEC)标准、分布式网络协议(DitriutedNetworkProtocol,DNP)和网络数据中心(WeDataCeter,.WDC)进行通信。(2)CPU扩展功能S7-1200系列提供了各种模块和插入式板，用于通过附加I/0或其他通信协议来扩展CPU的功能。S7-1200控制器的外形如图1-10a所示，其扩展模块如图1-10所示。(3)OB、FC、FB、DB介绍这些块的类型及简要描述见表1-3。6···试读结束···...

2022-10-21 工业机器人技术应用国赛 工业机器人技术应用竞赛

图书名称：《工业机器人视觉应用》【作者】邓奕主编【丛书名】普通高等学校新工科校企共建智能制造相关专业系列教材【页数】202【出版社】武汉：华中科学技术大学出版社,2020.10【ISBN号】978-7-5680-6692-1【价格】39.00【分类】工业机器人-机器人视觉【参考文献】邓奕主编.工业机器人视觉应用.武汉：华中科学技术大学出版社,2020.10.图书封面：图书目录：《工业机器人视觉应用》内容提要：本书在讲述图像处理技术的基本原理和方法的基础上，全面、系统地介绍了HALCON软件在图像处理技术方面的应用，以HALCON作为编程工具，介绍了各种图像处理方法的理论和应用实例，使读者能更好地学习和掌握数字图像处理的HALCON程序实现方法。全书分为10章，内容包括:视觉硬件系统介绍、HALCON介绍、HALCON的开发环境、图像处理基础及HALCON入门基础、HALCON图像处理实例、HALCON模板匹配实例等。《工业机器人视觉应用》内容试读第1章机器视觉概述随着信号处理理论和计算机技术的发展，人们试图用摄像机获取环境图像并将其转换成数字信号，用计算机实现对视觉信息处理的全过程，这样就形成了一门新兴的学科—计算机视觉。计算机视觉的研究目标是使计算机具有通过一幅或多幅图像认知周围环境信息的能力。这使计算机不仅能模拟人眼的功能，更重要的是使计算机完成人眼所不能胜任的工作。机器视觉则是建立在计算机视觉理论基础上，偏重于计算机视觉技术工程化应用。与计算机视觉研究的视觉模式识别、视觉理解等内容不同，机器视觉重点在于感知环境中物体的形状、位置、姿态、运动等几何信息。本章首先介绍机器视觉的基本概念及系统构成，然后讲解机器视觉常见的软件开发工具，最后对机器视觉的应用领域和面临的问题进行了介绍。(工业机器人视觉应用《1.1什么是机器视觉视觉是我们最强大的感知方式，它为我们提供了关于周围环境的大量信息：从而使得我们可以在不需要进行身体接触的情况下，直接和周围环境进行智能交互。离开视觉，我们将丧许多有利条件，因为通过视觉，我们可以了解到：物体的位置和一些其他的属性，以及，物体之间的相对位置关系。因此，不难理解为什么几乎自从数字计算机出现以后，人们就不断地尝试将视觉感知赋予机器。机器视觉技术是通过计算机模拟生物外显或宏观视觉功能的技术，它包含传感器技术、图像处理技术、智能控制技术、机器工程技术、电光学成像技术等，因此它是一项综合性的技术。只有将这些技术进行协调组合运用才能构成一个工业机器视觉应用系统。人类视觉系统的识别能力是有限的，而机器视觉技术则能精确定量感知，并且在不可见物体和危险场景的感知方面体现了其优越性。机器视觉系统是基于机器视觉技术为机器或自动化生产线建立的一套视觉系统。机器视觉是一门新兴的发展迅速的学科，20世纪80年代以来，机器视觉的研究已经历了从实验室走向实际应用的发展阶段。从简单的二值图像处理到高分辨率多灰度的图像处理，从一般的二维信息处理到三维视觉机理以及模型和算法的研究都取得了很大的进展。随着计算机工业水平的凯苏提高以及人工智能、并行处理和神经元网络等学科的发展，进一步促进了工业机器人视觉系统的实用化和许多复杂视觉问题的研究。机器视觉技术主要有三大功能应用：第一是定位功能，能够判断物体的位置信息，用于全自动装配和生产；第二是测量功能，能够自动测量产品的外观尺寸：第三是缺陷检测功能，能够检测产品表面的相关信息。目前机器人视觉技术和视觉系统正越来越广泛地应用于视觉检测、视觉引导和自动化装备领域中。特别跟读者说明一下，在很多文献中，计算机视觉(comuterviio)和机器视觉(machieviio)两个术语是不加以区分的，但其实这两个术语是既有区别又有联系的计算机视觉是采用图像处理、模式识别、人工智能技术相结合的手段，着重于一幅或多幅图像的计算机分析。图像可以由单个或多个传感器获取，也可以是单个传感器在不同时刻获取的图像序列。分析是对目标物体的识别，确定目标物体的位置和姿态，对三维景物进行符号描述和解释。在计算机视觉研究中，经常使用几何模型、复杂的知识表达，采用基于模型的匹配和搜索技术，搜索的策略常使用自底向上、自顶向下、分层和启发式控制策略。机器视觉则偏重于计算机视觉技术工程化，能够自动获取和分析特定的图像，以控制相应的行为具体地说，计算机视觉为机器视觉提供图像和景物分析的理论及算法基础，机器视觉为计算机视觉的实现提供传感器模型、系统构造和实现手段。因此可以认为，一个机器视觉系统就是一个能自动获取一幅或多幅目标物体图像，对所获取图像的各种特征量进行处理、分析和测量，并对测量结果做出定性分析和定量解释，从而得到有关目标物体的某种认识并做出相应决策的系统。机器视觉系统的功能包括物体定位、特征检测、缺陷判断、目标识别、计数和运动跟踪。第1章机器视觉概述《1.2机器视觉的工作原理机器视觉系统的目的就是给机器或自动生产线添加一套视觉系统，其原理是由计算机或图像处理器以及相关设备来模拟人的视觉行为，完成得到人的视觉系统所得到的信息机器视觉工作原理如图1-1所示。机器视觉系统采用工业相机将被检测的目标转换成图像信号，然后将图像信号传送给图像采集卡，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取被检测目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，实现自动识别功能，进而根据识别的结果通过控制器控制现场的执行机构动作。工业图像采相机集卡控制器执行机构图1-1机器视觉系统工作原理框图1.3机器视觉常见软件开发工具◆机器视觉常用的软件包括：Halco、Oecv、Pytho、Laview以及Matla等等。其中Halco在工业机器人方面应用的比例是相当高的，所以本书以Halco为平台来讲解机器视觉的相关应用Halco其实就是一个算法开发包，里面集成了很多丰富的算子，包括二维的和三维的，方便开发人员可以快速进行设计，而且它有自己的开发环境和语言，用户可以在开发环境下进行程序设计，它所支持的算子也是很丰富的，包括了数组操作、一维码二维码识别、模板匹配、相机标定、三维重建，or字符识别、光度立体、特征检测提取、测量、通信、文件操作、形态学处理等，所涉及的领域也是非常广的，包括了半导体、机械、化工、医疗、航空、监控安防、食品、印刷、制药等各大行业，在实际项目开发中，Halco可以导出丰富的语言方便用户项目集成，如导出C+,C#、VB等各种编程语言，然后在用户的开发环境下进行集成开发以及U1设计，同时Halco也支持多种操作系统，如widow、Liux等，同时对于相机设备接口这块也提供了丰富的支持，对以太网接口、USB接口，Gige接口相机都有良好的支持，另外在Halco开发环境下提供了很多助手工具，可以方便开发人员进行快速仿真，如测量工具、相机标定工具、相机图像实时采集工具、OCR训练工具等。Halco在实际应用中涉及以下六个方面。(1)连通城1o分析，这块可以说是很多处理中经常使用的，主要是确定阈值大小以及特征的选取，从而从图像中分割出感兴趣的区域(2)模板匹配，主要是基于在图像中选取的模板进行灰度、轮廓、相关性等多种方式的全局或者局部匹配定位，从而得到目标的位置坐标以及角度值。(3)一维码、二维码以及ocr光学字符识别系列。(4)机器人双目以及多目立体视觉的标定、三维重建、三维匹配等系列。3《工业机器人视觉应用(5)基于Halco在工业上的通信、并行处理、错误处理等。(6)激光三角测量以及光度立体法。41.4工业机器人视觉系统的应用机器视觉在国民经济、科学研究及国防建设等领域都有着广泛的应用。视觉的最大优点是与被观测的对象无接触，因此对观测与被观测者都不会产生任何损伤，这是其他感觉方式无法比拟的。另外，视觉方式所能检测的对象十分广泛，人眼观察不到的范围，机器视觉也可以观察，例如，红外线、微波、超声波等人类就观察不到，而机器视觉则可以利用这方面的敏感器件形成红外线、微波、超声波等图像。因此可以说是扩展了人类的视觉范围。另外，人无法长时间地观察对象，机器视觉则不知疲劳，始终如一-地观测，所以机器视觉可以广泛地用于长时间恶劣的工作环境。机器视觉技术正处于一个快速发展的阶段。1.4.1机器视觉的应用领域机器视觉的应用领域非常广泛，下面只列举一些机器视觉的主要应用领域。(1)工业自动化生产线应用。产品检测、工业探伤、自动流水线生产和装配、自动焊接PCB印制板检查，以及各种危险场合工作的机器人等。将图像和视觉技术用于生产自动化，可以加快生产速度，保证质量的一致性，还可以避免人的疲劳、注意力不集中等带来的误判。例如：在制药行业，如图1-2所示，机器视觉可以用于药品的漏装以及药品的误装的检测。NotOKyePreRu(F5)tocotiue图1-2药品检测应用(2)各类检验和监视应用。标签文字标记检查，邮政自动化，计算机辅助外科手术，显微医学操作，石油、煤矿等钻探中数据流自动监测和滤波，在纺织、印染业进行自动分色、配色，重要场所门廊自动巡视，自动跟踪报警等。例如：在颜色检测方面，机器视觉可以用于区别不同颜色的模块，从而对模块进行分类以及搬运等操作，如图1-3所示。(3)视觉导航应用。巡航导弹制导、无人驾驶飞机飞行、自动行驶车辆、移动机器人、精确制导及自动巡航捕获目标和确定距离。既可避免人的参与及由此带来的危险，也可提高精度和速度。例如：在运动检测方面，机器视觉可以用于对移动物体的标定以及追踪，如图1-4所示。//4第1章机器视觉概述》Red10APreRu(F5)tocotiue图13颜色检测应用图1-4运动检测应用(4)图像自动解释应用。对放射图像、显微图像、医学图像、遥感多波段图像、合成孔径雷达图像、航天航测图像等的自动判读理解。由于近年来技术的发展，图像的种类和数量飞速增长，图像的自动理解已成为解决信息膨胀问题的重要手段。例如：在医学行业，机器视觉可以用于对药品的液位检测，自动判断药品是否用完，如图1-5所示。(5)人机交互应用。人脸识别、智能代理等。同时让计算机可借助人的手势动作（手语）、嘴唇动作（唇读）、躯干运动（步态）、表情测定等了解人的愿望要求而执行指令，这既符合人类的交互习惯，也可增加交互方便性和临场感等。(6)虚拟现实应用。飞机驾驶员训练、医学手术模拟、场景建模、战场环境表示等，它可帮助人们超越人的生理极限、“亲临其境”、提高工作效率。1.4.2机器视觉面临的问题对于人的视觉来说，由于人的大脑和神经的高度发展，其目标识别能力很强。但是人的视觉也同样存在障碍，例如，即使具有敏锐视觉和高度发达头脑的人，一旦置身于某种特殊环境(即使曾经具备一定的先验知识)，其目标识别能力也会急剧下降。事实上，人们在这种环境下面对简单物体时，仍然可以有效而简便地识别；而在这种情况下面对复杂目标或特殊背景时，则5《工业机器人视觉应用2BADNGPreRu(F5)tocotiue图1-5药品液位检测应用在视觉功能上发生障碍。两者共同的结果是导致目标识别的有效性和可靠性的大幅度下降将人的视觉引人机器视觉中，机器视觉也存在着这样的障碍。它主要表现在三个方面：一是如何准确、高速（实时）地识别出目标；二是如何有效地增大存储容量，以便容纳下足够细节的目标图像；三是如何有效地构造和组织出可靠的识别算法，并且顺利地实现。前两者相当于人的大脑这样的物质基础，这期待着高速的阵列处理单元，以及算法（如神经网络、分维算法、小波变换等算法)的新突破，用极少的计算量及高度的并行性实现功能。另外，由于当前对人类视觉系统和机理、人脑心理和生理的研究还不够，目前人们所建立的各种视觉系统绝大多数是只适用于某一特定环境或应用场合的专用系统，而要建立一个可与人类的视觉系统相比拟的通用视觉系统是非常困难的。/M6···试读结束···...

2022-10-21 epub出版物 epub 图书

图书名称：《工业机器人入门实用教程配天机器人》【作者】张明文，索利洋【丛书名】工业机器人技术专业“十三五”规划教材【页数】174【出版社】哈尔滨市：哈尔滨工业大学出版社有限公司,2020.06【ISBN号】978-7-5603-8769-7【分类】工业机器人-教材【参考文献】张明文，索利洋.工业机器人入门实用教程配天机器人.哈尔滨市：哈尔滨工业大学出版社有限公司,2020.06.图书封面：图书目录：《工业机器人入门实用教程配天机器人》内容提要：本书基于配天工业机器人,从机器人应用过程中需要掌握的技能出发,主要包括配天工业机器人首次拆箱安装、示教器和机器人示教、手动操纵机器人、工具及用户坐标系的定义及建立、I/O及配置、指令与编程等内容。《工业机器人入门实用教程配天机器人》内容试读第1章工业机器人概述1.1工业机器人行业概况当前，新科技革命和产业变革正在兴起，全球制造业正处于巨大的变革之中，《中国制造2025》《机器人产业发展规划(2016一2020年)》《智能制造发展规划(2016一2020年)》等强国战略规划，引导着中国制造业向着智能制造的方向发展。工业机器人行业概况《中国制造2025》提出了大力推进重点领域突破发展，而机器人作为十大重点领域之一，其产业已经上升到国家战略层面。工业机器人作为智能制造领域最具代表性的产品，“快速成长”和“进口替代”是现阶段我国工业机器人产业最重要的两个特征。我国正处于制造业升级的重要时间窗口，智能化改造需求空间巨大且增长迅速，工业机器人行业迎来重要发展机遇。根据国际机器人联合会(IFR)和中国机器人产业联盟(CRIA)统计，2018年中国工业机器人市场累计销售工业机器人15.6万台，同比下降1.73%，市场销量首次出现同比下降。其中，自主品牌机器人销售4.36万台，同比增长16.2%：外资机器人销售11.3万台，同比下降7.2%。截止到2018年10月底，全国机器人企业的总数为8399家。中国机器人密度的发展在全球也最具活力。由于机器人设备的大幅增加，特别是2013年至2018年间，我国机器人密度从2013年的25台/万人增加至2018年的140台万人，位居世界第20名，高于全球平均水平，如图11所示。83177433832724724022121720018818217514099长岩爱横于图1.12018年全球机器人密度（单位：台/万人）(数据来源：国际机器人联合会FR)。1…工业机器人入门实用教程（配天机器人）EduBot据CRIA统计，从应用行业看，电气电子设备和器材制造连续第三年成为中国工业机器人市场的首要应用行业，2018年在这两个行业销售工业机器人4.6万台，同比下降6.6%，占中国市场总销量的29.8%：汽车制造业仍然是十分重要的应用行业，2018年新增4万余台工业机器人，销量同比下降8.1%，在中国市场总销量的比重回落至25.5%。此外金属加工业（含机械设备制造业）工业机器人购置量同比明显下降23.4%，而应用于食品制造业的工业机器人销量增长33.1%。从应用领域看，搬运和上下料依然是中国工业机器人市场的首要应用领域，2018年在这两个领域销售工业机器人6.4万台，同比增长1.55%，在总销量中的比重与2017年持平，其中自主品牌销量增长5.7%。焊接与钎焊机器人销售接近4万台，同比增长12.5%，其中自主品牌销量实现20%的增长。装配及拆卸机器人销售2.3万台，同比下降17.2%。总体而言，搬运与焊接依然是工业机器人的主要应用领域，自主品牌机器人在搬运、焊接加工、装配、涂层等应用领域的市场占有率均有所提升。从机械结构看，2018年多关节机器人在中国市场中的销量位居各类型机器人销量的首位，全年销售9.72万台，同比增长6.53%。其中，自主品牌多关节机器人销售保持稳定的增长态势，销量连续两年位居各机型之首，全年累计销售1.88万台，同比增长18.1%：自主品牌多关节机器人市场占有率为19.4%，较上年提高了1.9%。SCARA机器人销售3.3万台，实现了52%的较高增速，其中自主品牌机器人销售增长63.9%。坐标机器人销售总量不足2万台，同比下降17%，其中自主品牌坐标机器人销售同比增长4.7%。并联机器人在上年低基数的基础上实现增长。国内机器人产业所表现出来的爆发性发展态势带来对工业机器人行业人才的大量需求，而行业人才严重的供需失衡又大大制约着国内机器人产业的发展，培养工业机器人行业人才迫在眉睫。工业机器人行业的多品牌竞争局面，迫使学习者需要根据行业特点和市场需求，合理选择学习和使用某品牌的工业机器人，从而提高自身职业技能和个人竞争力。1.2工业机器人定义和特点工业机器人虽然是技术上最成熟、应用最广泛的机器人，但对其具体的定义，科学界尚未统一，目前公认的是国际标准化组织(ISO)的定义。国际标准化组织的定义为：“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。”我国国家标准将工业机器人定义为：“自动控制的、可重复编程、多用途的操作机，可对三个或三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。”工业机器人最显著的特点有：gt拟人化：在机械结构上类似于人的手臂或者其他组织结构。gt通用性：可执行不同的作业任务，动作程序可按需求改变。gt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·EduBot第1章工业机器人概述gt智能性：具有不同程度的智能功能，如感知系统、记忆系统等，提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。1.3工业机器人构型按照结构运动形式的不同，工业机器人主要有5种构型：回最回直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人、多关节型机器人和并联机器人。1.直角坐标机器人睾工业机器人构型直角坐标机器人在空间上具有多个相互垂直的移动轴，常用的是3个轴，即X、Y、Z轴，如图1.2所示。其末端的空间位置是通过沿X、Y、Z轴来回移动形成的，是一个长方体。(a)示意图()哈工海渡-直角坐标机器人图1.2直角坐标机器人2.柱面坐标机器人柱面坐标机器人的运动空间位置是由基座回转、水平移动和竖直移动形成的，其作业空间呈圆柱体，如图1.3所示。(a)示意图()Veratra-柱面坐标机器人图1.3柱面坐标机器人。3·工业机器人入门实用教程（配天机器人）EduBot3.球面坐标机器人球面坐标机器人的空间位置机构主要由回转基座、摆动轴和平移轴构成，具有2个转动自由度和1个移动自由度，其作业空间是球面的一部分，如图1.4所示。B(a)示意图()Uimate-球面坐标机器人图1.4球面坐标机器人4.多关节型机器人多关节型机器人由多个回转和摆动（或移动）机构组成，按旋转方向可分为水平多关节机器人和垂直多关节机器人。gt水平多关节机器人：是由多个竖直回转机构构成的，没有摆动或平移机构，手臂均在水平面内转动，其作业空间为圆柱体，如图1.5所示。仍三OU白OT(a)示意图()哈工海渡-水平多关节机器人图1.5水平多关节机器人4.工业机器人入门实用教程（配天机器人）EduBot,4工业机器人主要技术参数选用什么样的工业机器人，首先要了解机器人的主要技术参数，然后根据生产和工艺的实际要求，通过机器人的技▣总▣术参数来选择机器人的机械结构、坐标形式和传动装置等。机器人的技术参数反映了机器人的适用范围和工作性工业机器人主要技术参数能，主要包括自由度、额定负载、工作空间、工作精度，其他参数还有：工作速度、控制方式、驱动方式、安装方式、动力源容量、本体质量和环境参数等。1.自由度自由度是指描述物体运动所需要的独立坐标数。空间直角坐标系又称笛卡尔直角坐标系，它是以空间中一点O为原点，建立3条两两相互垂直的数轴，即X轴、Y轴和Z轴。3个轴的正方向符合右手规则，如图1.8所示，即右手大拇指指向Z轴正方向，食指指向X轴正方向，中指指向Y轴正方向。在三维空间中描述一个物体的位姿（即位置和姿态）需要6个自由度，如图1.9所示，即沿空间直角坐标系OXYZ的X、Y、Z3个轴的平移运动Tx、T、T,和绕空间直角坐标系OXYZ的X、Y、Z3个轴的旋转运动Rx、R,、R2。Z图1.8右手规则图1.9刚体的6个自由度机器人的自由度是指工业机器人相对坐标系能够进行独立运动的数目，不包括末端执行器的动作，如焊接、喷涂等。通常，垂直多关节机器人以6自由度为主，SCARA机器人为4自由度，如图1.10所示。机器人的自由度反映机器人动作的灵活性，自由度越多，机器人就越能接近人手的动作机能，通用性越好：但是自由度越多，结构就越复杂，对机器人的整体要求就越高。因此，工业机器人的自由度是根据其用途进行设计的。。6···试读结束···...

2022-10-21 工业机器人张明文 工业机器人 张明文简历

图书名称：《工业机器人入门实用教程COMAU机器人》【作者】张明文【丛书名】工业机器人技术专业“十三五”规划教材【页数】228【出版社】哈尔滨市：哈尔滨工业大学出版社有限公司,2020.06【ISBN号】978-7-5603-8768-0【分类】工业机器人-教材【参考文献】张明文.工业机器人入门实用教程COMAU机器人.哈尔滨市：哈尔滨工业大学出版社有限公司,2020.06.图书封面：图书目录：《工业机器人入门实用教程COMAU机器人》内容提要：本书基于COMAU工业机器人,从机器人应用过程中需要掌握的技能出发,由浅入深、循序渐进地介绍了COMAU机器人入门实用知识,主要包括COMAU工业机器人首次拆箱安装、示教器和机器人示教、手动操纵机器人、工具及用户坐标系的定义及建立、I/O及配置、指令与编程等内容。《工业机器人入门实用教程COMAU机器人》内容试读第1章工业机器人概述本章主要介绍工业机器人定义及特点、工业机器人主要技术参数和工业机器人应用。通过本章的学习，读者将初步认知工业机器人，熟悉工业机器人应用中的常用概念1.1工业机器人定义和特点工业机器人虽是技术上最成熟、应用最广泛的机器人，但对其具体的定义，科学界尚未达成统一，目前普遍采用的是国际标准化组织(ISO)的定义。国际标准化组织(ISO)的定义为：“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。”我国国家标准将工业机器人定义为：“自动控制的、可重复编程、多用途的操作机，并可对三个或三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。”工业机器人最显著的特点有：gt拟人化：在机械结构上类似于人的手臂或其他组织结构。gt通用性：可执行不同的作业任务，动作程序可按需求改变。gt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。gt智能性：有不同程度的智能功能，如感知系统等，提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。1.2工业机器人主要技术参数选用什么样的工业机器人，首先要了解机器人的主要技术参数，然后根据生产和工艺的实际要求，通过机器人的技术参数来选择机器人的机械结构、坐标形式和传动装置等。机器人的技术参数反映了机器人的适用范围和工作性能，主要包括：自由度、额定负载、工作空间、工作精度。其他参数还有：工作速度、控制方式、驱动方式、安装方式、动力源容量、本体质量、环境参数等。1.自由度自由度是指描述物体运动所需要的独立坐标数。。1工业机器人入门实用教程(COMAU机器人)EduBot空间直角坐标系又称笛卡尔直角坐标系，它是以空间一点O为原点，建立三条两两相互垂直的数轴，即X轴、Y轴和Z轴。机器人系统中常用的坐标系为右手坐标系，即三个轴的正方向符合右手规则，如图1.1所示，即右手大拇指指向Z轴正方向，食指指向X轴正方向，中指指向Y轴正方向。在三维空间中描述一个物体的位姿（即位置和姿态）需要6个自由度，如图1.2所示：gt沿空间直角坐标系O-YZ的X、Y、Z三个轴平移运动Tx、T,、Tgt绕空间直角坐标系O-YZ的X、Y、Z三个轴旋转运动Rx、R,、R2。T图1.1右手规则图1.2刚体的6个自由度机器人的自由度是指工业机器人相对坐标系能够进行独立运动的数目，不包括末端执行器的动作，如图1.3所示。机器人的自由度反映机器人动作的灵活性，自由度越多，机器人就越接近人手的动作机能，通用性越好；但是自由度越多，结构就越复杂，对机器人的整体要求就越高。因此，工业机器人的自由度是根据其用途设计的。J4J2(a)Racer3机器人()ReelS6机器人图1.3机器人的自由度…2EduBot第1章工业机器人概述采用空间开链连杆机构的机器人，因为每个关节运动副仅有一个自由度，所以机器人的自由度数就等于它的关节数。2.额定负载额定负载也称有效负荷，是指正常作业条件下，工业机器人在规定性能范围内，手腕末端所能承受的最大载荷。目前使用的工业机器人额定负载范围一般为0.5~2500kg,具体数值见表1.1。表1.1主流品牌工业机器人的额定负载COMAUCOMAUCOMAUCOAMU型号Racer3SIX6-1.4NS12-1.85NJ60-2.2实物图额定负载3kg6kg12kg60kgFANUCABBKUKAYASKAWA型号LRMate200iD/4SIRB120KR16MC200011实物图额定负载4kg3kg16kg50kg额定负载通常用载荷图表示，如图1.4所示。在图1.4中，“纵轴Lmm”表示负载重心与连接法兰端面的距离：“横轴Lgmm”表示负载重心在连接法兰所处平面上的投影与连接法兰中心的距离。图中负载重心落在2kg载荷线上，表示此时负载质量不能超过2kg。。3·工业机器人入门实用教程(COMAU机器人)EduBotL:/mm6001kg5001.5kg400负载重心3002kg2002.5kg3kg100连接法兰中心Lxv/mm100200300400500机器人末端图1.4Racer3机器人的载荷图3.工作空间工作空间又称工作范围、工作行程，是指工业机器人作业时，手腕参考中心（即手腕旋转中心)所能到达的空间区域，不包括手部本身所能达到的区域，常用图形表示，如图l.5所示，P点为手腕参考中心，COMAURacer3机器人的工作空间为630mm。R155P点630530(a)主视图()俯视图图1.5Racer3机器人的工作空间（图中的数字单位为mm)·4·EduBot第1章工业机器人概述工作空间的形状和大小反映了机器人工作能力的强弱，它不仅与机器人各连杆的尺寸有关，还与机器人的总体结构有关，工业机器人在作业时可能会因存在手部不能到达的作业死区而不能完成规定任务。由于末端执行器的形状和尺寸是多种多样的，为真实反映机器人的特征参数，工作范围一般是指不安装末端执行器时，可以达到的区域。注意：在装上末端执行器后，需要同时保证工具姿态，实际的可达空间会和生产商给出的有差距，因此需要通过比例做图或模型核算，来判断是否满足实际需求。4.工作精度工业机器人的工作精度包括定位精度和重复定位精度。gt定位精度又称绝对精度，是指机器人的末端执行器实际到达位置与目标位置之间的差距。gt重复定位精度简称重复精度，是指在相同的运动位置命令下，机器人重复定位其末端执行器于同一目标位置的能力，以实际位置值的分散程度来表示。实际上机器人重复执行某位置给定指令时，它每次走过的距离并不相同，都是在一平均值附近变化，该平均值代表精度，变化的幅值代表重复精度，如图1.6和图1.7所示。机器人具有定位精度低、重复定位精度高的特点。实际位置目标位置实际位置目标位置图1.6定位精度图图1.7重复定位精度图1.3工业机器人应用工业机器人可以替代人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作：还可以替代人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量，主要用于汽车、3C产品、医疗、食品、通用机械制造、金属加工、船舶等领域，用以完成搬运、焊接、喷涂、装配、码垛和打磨等复杂作业。工业机器人与数控加工中心、自动引导车及自动检测系统可组成柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS),实现生产自动化。·5工业机器人入门实用教程(COMAU机器人)EduBot1.搬运搬运作业是指用一种设备握持工件，从一个加工位置移动到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器（如机械手爪、真空吸盘等）以完成各种不同形状和状态的工件搬运，大大减轻了人类繁重的体力劳动。通过编程控制，配合各个工序不同设备实现流水线作业。搬运机器人广泛应用于机床上下料、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等自动搬运工作中，如图1.8所示2.焊接机器人焊接目前在工业领域应用最广，如工程机械、汽车制造、电力建设等，焊接机器人能在恶劣的环境下连续工作并能保障稳定的焊接质量，提高工作效率，减轻工人的劳动强度。采用机器人焊接是焊接自动化的革命性进步，突破了焊接专机的传统方式，如图1.9所示。图1.8搬运机器人图1.9焊接机器人3.折弯折弯机器人准确对多种规格的产品进行折弯作业，在加工更高效的同时，保证折弯生产质量和稳定性，如图1.10所示。4.装配装配是一个比较复杂的作业过程，装配机器人不仅要检测装配过程中的误差，而且试图纠正这种误差。装配机器人是柔性自动化系统的核心设备，末端执行器种类多，以适应不同的装配对象：传感系统用于获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。装配机器人主要应用于各种电器的制造业及流水线产品的组装作业，具有高效、精确、持续工作的特点，如图1.11所示。6···试读结束···...

2022-10-21 工业机器人技术主要学什么 工业机器人技术专业就业前景

图书名称：《工业机器人应用实践》【作者】李文慧主编【页数】159【出版社】武汉：华中科学技术大学出版社,2020.08【ISBN号】978-7-5680-6480-4【分类】工业机器人【参考文献】李文慧主编.工业机器人应用实践.武汉：华中科学技术大学出版社,2020.08.图书封面：图书目录：《工业机器人应用实践》内容提要：本书内容以实践操作过程为主线，采用以图为主的编写形式，通俗易懂，适合作为普通高校和高等职业院校的工业机器人在线编程与调试相关课程的教材。有以下特点：循序渐近，系统性强。学会工业机器人本体与控制柜之间的连接、手动操纵工业机器人、IO信号监控与现场通信配置、建立工具坐标系、工件坐标系和有效载荷。掌握RAPID程序编程的框架、指令和功能，用在线编程的方法解决实际问题，训练学生的逻辑思维能力，培养其严谨的思维方式和良好的设计风格。《工业机器人应用实践》内容试读实践一工业机器人轨迹示教《工业机器人应用实践工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，可在三维空间完成各种作业。工业机器人在执行作业任务前，用户需示教手部的目标位姿和特定路径，使机器人控制器根据程序要求计算出到达该目标的路径点、持续时间、运动速度等轨迹参数，并对各关节的驱动元件发出控制命令，驱动关节运动，使手部到达目标位置。《1.1工程现场1.1.1工程应用点焊机器人(otweldigroot)是用于点焊自动作业的工业机器人。世界上第一台点焊机器人于1965年开始使用，是美国Uimatio公司推出的Uimate机器人。1987年，中国第一台自主研制的点焊机器人一一华宇I型点焊机器人通过鉴定。点焊是一种用焊枪电极对要接合的材料进行加压，在短时间内加以强大电流，利用电阻发热来熔化、接合材料的焊接方法，具有工作效率高、节约劳动力、成品整体性好、成本较低等优点。在汽车制造业中，白车身的大部分拼接工作都是通过点焊来完成的，一辆整车大概有几千个焊点。在点焊的预压阶段，电极对结合部位加压，使焊件之间有良好的接触。为了使电极与车身接触良好，应尽量使电极帽与车身保持垂直，如图1-1所示。在整个焊接过程中，机器人需要不断调整焊枪的姿态和位置，使焊枪在各个焊点工作，如图1-2所示。图1-1点焊车身图1-2车身上的焊点1.1.2工程案例图1-3所示的工业机器人点焊工作站的工作任务是完成车身门框处的点焊工作。车身门框材料是镀锡碳钢板，厚度为3mm。工业机器人点焊工作站由机器人系统、伺服机器人焊钳、冷却水系统、电阻焊接控制装置焊接工作台等组成，采用双面单点焊方式。点焊机器人系统如图1-4所示，图中各设备的名称如表1-1所示。表1-1点焊机器人系统中各设备名称设备序号设备名称设备序号设备名称(1)机器人本体(ES165D)(12)机器人变压器1EEIE2实践一工业机器人轨迹示教续表设备序号设备名称设备序号设备名称(2)伺服焊钳(13)焊钳供电电缆(3)电极修磨机(14)机器人控制柜DX100(4)手首部集合电缆(GISO)(15)点焊指令电缆(I/F)(5)焊钳伺服控制电缆S1(16)机器人供电电缆2BC(6)气/水管路组合体(17)机器人供电电缆3BC(7)焊钳冷水管(18)机器人控制电缆1BC(8)焊钳回水管(19)焊钳进气管(9)点焊控制箱冷水管(20)机器人示教器(PP)(10)冷水阀组(21)冷却水流量开关(11)点焊控制箱(22)电源提供图1-3工业机器人点焊工作站(12)11)(15)4(14)田0(10)21(13)(20)(8(2(193(5)气源(16)(17)(18)图1-4点焊机器人系统下面以点焊机器人在一块折弯板上加工焊点来说明工业机器人是怎样进行轨迹示教的（见图1-5)。点焊焊枪前端由固定电极臂和活动电极臂组成，两个电极将焊件夹紧，然后加压、通3。工业机器人应用实践电、熔合，形成焊点。为了方便调整焊枪的姿态和位置，需要在固定电极臂的电极端定义一个工具坐标系，如图1-6所示。点焊机器人焊接过程如图1-7所示。图1-5点焊机器人图1-6焊枪工具坐标系a一机器人；一点焊焊枪：c一折弯板a一固定电极臂：一活动电极臂：c一工具坐标系(a)(c)(d)(e)(f)图1-7点焊机器人焊接过程图1-7(a)在A点焊接完毕；图1-7()活动电极臂打开；图1-7(c)焊枪沿着工具坐标系Z轴做负向线性运动，两极之间留出空间以便调整焊枪姿态；图1-7()固定电极臂顶点不动，焊枪绕工具坐标系X轴旋转，做重定位运动，使焊枪电极垂直于折弯板；图1-7()焊枪沿工具坐标系Z轴线性运动，靠近折弯板焊点；图1-7(f)活动电极臂闭合，在此处焊接。实践二工业机器人轨迹示教《1.2知识储备1.2.1工程理论手动操作工业机器人有三种模式：单轴运动、线性运动和重定位运动。1.单轴运动模式+J4轴一般而言，工业机器人本体的每个关节轴处有一个伺服电机，图1-8为六轴关节机器人，由六个伺服电J5轴机分别驱动机器人的六个关节轴，每次手动操纵一个J3轴关节轴运动，就称为单轴运动。当工业机器人处于奇异点位置或需要精准校准机器人、机器人做大幅度动J6轴作时，需要采用单轴运动模式。2.线性运动模式工业机器人的线性运动是指机器人第六轴法兰盘1轴上的中心点too0或安装在法兰盘上的工具的中心点(即自定义TCP)在空间中作直线移动，即“从A点移动到B点”。工具中心点按选定的坐标轴的方向移动。图1-8六轴关节机器人3.重定位运动模式工业机器人的重定位运动是指机器人第六轴法兰盘上的中心点tool0或安装在法兰盘上的工具的中心点（即自定义TCP)不动，工业机器人在空间绕着坐标轴旋转的运动，也可以理解为工业机器人绕着工具的TCP点作姿态调整的运动。弧焊、打磨和喷涂时，必须将工具调整到特定的方位以获得最佳工艺效果，钻孔、拧螺母时也需要将工具设置在某一角度，以上都要用到重定位运动来操作工业机器人。1.2.2工程技能1.选择运动模式有三种选择运动模式的方式：(1)在示教器操作界面，使用Togglemotiomode(切换动作模式)按钮，如图1-9所示。(2)使用ABB菜单上的Joggig(手动操作)窗口。(3)使用Quicket(快速设置)菜单下的Mechaicaluit(机械装置)。2.在微动控制窗口中选择动作模式在微动控制窗口中选择动作模式的步骤如表1-2所示。表1-2在微动控制窗口中选择动作模式序号操作信息在菜单中点击Joggig(手动操作)2点击Motiomode(动作模式)做出该选择后，Joytickdirectio点击所需模式，然后点击确定(控制杆方向)将显示控制杆方向的含义《工亚机器人应用实践(a)重定位运动和线性运动的切换)轴组1~3和4~6的切换图1-9切换动作模式按钮1.2.3工程素养1.奇异点管理假设机械手在笛卡尔坐标系运动，当经过奇点时，某些轴的速度会突然变得很快，导致失控，无法求逆运算，使得机械手失去了一些运动自由。当遇到奇点时，可能有无限种方式到达机器人的同一位置。六轴工业机器人存在三种类型的奇点。(1)腕关节奇点：它通常发生在机器人的两个腕关节轴（关节轴4和关节轴6）成一条直线时，如图1-10所示。这可能会导致这些关节瞬间旋转180度。(2)肩关节奇点：它发生在机器人中心的腕关节轴和关节轴1对齐时，如图1-11所示。(3)肘关节奇点：它发生在机器人中心的腕关节轴跟关节轴2和关节轴3处于同一平面时。肘关节奇点看起来就像机器人“伸得太远”，导致肘关节被锁在某个位置，如图1-12所示。igularityattheiterectiooftheaxi5withaagleof0degreewritceteradaxi1axi6arallelrotaioceterofaxi1toaxi4图1-10腕关节奇点图1-11肩关节奇点图1-12肘关节奇点示意图示意图示意图2.如何避开奇点制造商通常都通过编程避开奇点，以免机器人受损。在过去，如果某个关节被命令以过快的速度运动，机器人将以错误信息的方式完全停止工作。这并不是一个完美的解决方案。这些年来，许多机器人制造商都在改进奇点规避技术，通过编程限制了机器人每个关节的最大运动速度。当腕关节被命令以“无限大”的速度运动时，软件就会降低此速度。当腕关节到达线的中间时，机器人的速度会降下来。一旦腕关节通过奇点，机器人将继续以正确的速度完成剩余的运动。虽然画线的工作仍然会被破坏，但机器人能保持功能正常，不会被卡住。另一种避开奇点的方法是把任务移动到没有奇点的区域。当机器人连接成直线或关节接近0度时，通过工具增加一个很小的角度，可以减少机器人进入奇点的机会。腕关节以一个非常小的角度(5~15度)安装工具，通常可以使机器人避免奇点。6···试读结束···...

2022-10-21 机器人应用领域 机器人应用工程师