推荐第1篇：工业机器人培训心得体会
工业机器人培训心得体会
在信息科学技术飞速发展的今天，随着人力成本逐渐的上升，工业机器人逐渐取代人力成为流水线上行的“操作员”已成为必然趋势，我很有幸参加了学校组织的2016年8月17号到9月2号机器人培训。这次培训学习的主要内容有工业机器人安全事项、工业机器人结构及参数、Robot studio 机器人仿真软件等，在培训期间，通过张玉山老师专业的指导、教练示范、讲解，加上我们的动手实践，不仅提高了我们的业务水平，而且也为后续学习机器人奠定了基础。
此次培训时间虽短，但内容安排紧凑、形式多样，取得了很好的效果。在张老师的精心指导下，老师们的大力配合下，此次培训内容进行的非常顺利。几天的学习，大家认真倾听，认真记录，认真思考，收获很多。本次培训学习的是工业机器人仿真，前几天主要以介绍工业机器人的结构、参数为主，随后我们学习了工业机器人仿真软件，开始学习时由于不熟悉仿真软件的操作环境，在对工件坐标系的创建、运动轨迹的仿真、操作窗口的意外关闭等内容经常出错，再加上以前从未接触过机器人，被一些小问题搞的团团转，一次次的请教老师，直到把问题弄明白为止。这次培训我看到了他人的长处，也发现了自己很多方面的不足，深深地感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业技能的缺乏，特别是专业理论、专业技能，还有教学方法、教学理论方面都有待加强，理论知识只有通过实践、应用到实际操作过程中，才能深刻理解和掌握。因此，作为职业学校教师来说，就应该把实践教学环节放在一个重要的位置，从学生一入学开始就不断地培养学生的实际动手能力，等到毕业时就能够在短暂的培训后马上进入正常工作，给企业就能够带来稳定和及时的利润，职业教育的目标也就得到了充分的体现。
通过这次机器人培训学习，我感触很深，收获很大。作为一名技校教师要经常学习先进的科学技术和最新的研究理论，时刻更新丰富自己的知识，用最新的理论知识指导自己的教学，指导自己的理念，使自己的思想有所突破、有所创新，为我校为社会多做贡献。
推荐第2篇：工业机器人
引言
机器人的诞生和机器人学的建立及发展，是20世纪自动控制领域最具说服力的成就，是20世纪人类科学技术进步的重大成果。现在全世界已经有100万台机器人，销售额每年增加20%及以上。机器人技术和工业得到了前所未有的发展。机器人技术是现代科学与技术交叉和综合的体现，先进机器人的发展代表着国家综合科技实力和水平，因此目前许多国家都已经把机器人技术列入本国21世纪高科技发展计划随着机器人应用领域的不断扩大，机器人已从传统的制造业进入人类的工作和生活领域，另外，随着需求范围的扩大，机器人结构和形态的发展呈现多样化。高端系统具有明显的仿生和智能特征，其性能不断提高，功能不断扩展和完善；各种机器人系统便逐步向具有更高智能和更密切与人类社会融洽的方向发展。
一、早期机器人的发展
机器人的起源要追溯到3000多年前。“机器人”是存在于多种语言和文字的新造词，它体现了人类长期以来的一种愿望，即创造出一种像人一样的机器或人造人，以便能够代替人去进行各种工作。
直到四十多年前，“机器人”才作为专业术语加以引用，然而机器人的概念在人类的想象中却已存在三千多年了。早在我国西周时代（公元前1066年~前771年），就流传着有关巧匠偃师献给周穆王一个艺妓（歌舞机器人）的故事。
春秋时代（公元前770~前467）后期，被称为木匠祖师爷的鲁班，利用竹子和木料制造出一个木鸟，它能在空中飞行，“三日不下”，这件事在古书《墨经》中有所记载，这可称得上世界第一个空中机器人。
东汉时期（公元25~220），我国大科学家张衡，不仅发明了震惊世界的“候风地动仪”，还发明了测量路程用的“计里鼓车”，车上装有木人、鼓和钟，每走1里，击鼓1次，每走10里击钟一次，奇妙无比。
三国时期的蜀汉（公元221~263），丞相诸葛亮既是一位军事家，又是一位发明家。他成功地创造出“木牛流马”，可以运送军用物资，可成为最早的陆地军用机器人。
在国外，也有一些国家较早进行机器人的研制。公元前3世纪，古希腊发明家戴达罗斯用青铜为克里特岛国王迈诺斯塑造了一个守卫宝岛的青铜卫士塔罗斯。
在公元前2世纪出现的书籍中，描写过一个具有类似机器人角色的机械化剧院，这些角色能够在宫廷仪式上进行舞蹈和列队表演。
公元前2世纪，古希腊人发明了一个机器人，它是用水、空气和蒸汽压力作为动力，能够动作，会自己开门，可以借助蒸汽唱歌。
1662年，日本人竹田近江，利用中标技术发明了能进行表演的自动机器玩偶；到了18世纪，日本人若井源大卫门和源信，对该玩偶进行了改进，制造出了端茶玩偶，该玩偶双手端着茶盘，当讲茶杯放到茶盘上后，它就会走向客人将茶送上，客人取茶杯时，它会自动停止走动，带客人喝完茶姜茶被放回茶盘之后，他就会转回原来的地方，煞是可爱。
法国的天才冀师杰克·戴·瓦克逊，于1738年发明了一直机器鸭，他会游泳。喝水、吃东西和排泄，还会嘎嘎叫。
瑞士钟表名匠德罗斯父子三人于公元1768~1774年间，设计制造出三个像真人一样大小的机器人——写字偶人、绘图偶人和弹风琴偶人。它们是由凸轮控制和弹簧驱动的自动机器，至今还作为国宝保存在瑞士纳切特尔市艺术和历史博物馆内。同时，还有德国梅林制造的巨型泥塑偶人“巨龙哥雷姆”，日本物理学家细川半藏设计的各种自动机械图形，法国杰夸特设计的机械式可编程织造机等。 1770年，美国科学家发明了一种报时鸟，一到整点，这种鸟的翅膀、头和喙便开始运动，同时发出叫声，他的主弹簧驱动齿轮转动，是活塞压缩空气而发出叫声，同时齿轮转动时带动凸轮转动，从而驱动翅膀、头运动。 1893年，加拿大摩尔设计的能行走的机器人“安德罗丁”，是以蒸汽为动力的。这些机器人工艺珍品，标志着人类在机器人从梦想到现实这一漫长道路上，前进了一大步。
二、近代机器人的发展
1920年，原捷克斯洛伐克剧作家卡雷尔·凯培克在他的科幻情节剧《罗萨姆的万能机器人》中，第一次提出了“机器人” （Robot）这个名词，被当成了机器人一词的起源。在捷克语中，Robot这个词是指一个赋役的努力。
20世纪初期，机器人已躁动于人类社会和经济的母胎之中，人们含有几分不安地期待着它的诞生。他们不知道即将问世的机器人将是个宠儿，还是个怪物。针对人类社会对即将问世的机器人的不安，美国著名科学幻想小说家阿西莫夫于1950年在他的小说《我是机器人》中，首先使用了机器人学（Robotics）这个词来描述与机器人有关的科学，并提出了有名的“机器人三守则”：
（1） 机器人必须不危害人类，也不允许他眼看人将受害而袖手旁观； （2） 机器人必须绝对服从于人类，除非这种服从有害于人类；
（3） 机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类或者是人类命令它做出牺牲。
这三条守则，给机器人社会赋以新的伦理性，并使机器人概念通俗化更易于为人类社会所接受。至今，它仍为机器人研究人员、设计制造厂家和用户，提供了十分有意义的指导方针。
wps_clip_image-16453 图一 第一代机器人
通常可将机器人分为三代。第一代是可编程机器人（如图一）。这类机器人一般可以根据操作员所编的程序，完成一些简单的重复性操作。这一带机器人从20世纪60年代后半期开始投入使用，目前他在工业界得到了广泛应用。第二代是感知机器人（如图二），即自适应机器人，它是在第一代机器人的基础上发展起来的，具有不同程度的“感知”能力。这类机器人在工业界已有应用。第三代机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制，它可以把感知和行动智能化结合起来，因此能在非特定的环境下作业，故称之为智能机器人（如图三）。目前，这类机器人处于试验阶段，将向实用化方向发展。 wps_clip_image-30784 图二第二代机器人
今日工业机器人的最早研究可追溯到第二次大战后不久。在40年代后期，橡树岭和阿尔贡国家实验室就已开始实施计划，研制遥控式机械手，用于搬运放射性材料。这些系统是“主从”型的，用语准确地“模仿”操作员手和臂的动作。主机械手由使用者进行导引做一连串动作，而从机械手尽可能准确地模仿主机械手的动作，后来用机械耦合主从机械手的动作加入力的反馈，使操作员能够感觉到从机械手及其环境之间产生的力。50年代中期，机械手中的机械耦合被液压装置所取代，如通用电气公司的“巧手人”机器人和通用制造厂的“怪物”I型机器人。1954年G.C.Devol提出了“通用重复操作机器人”的方案，并在1961年获得了专利。同一时期诞生了利用肌肉生物电流控制的上臂假肢。 wps_clip_image-1709 图三 第三代机器人
1958年，被誉为“工业机器人之父”的Joseph F.Engel Berger创建了世界上第一个机器人公司——Unimation（Univeral Automation）公司，并参与设计了第一台Unimate机器人（如图四）。这是一台用于压铸的五轴液压驱动机器人，手臂的控制由一台计算机完成。它采用了分离式固体数控元件，并装有存储信息的磁鼓，能够记忆完成180个工作步骤。与此同时，另一家美国公司——AMF公司也开始研制工业机器人，即Versatran（Versatile Transfer）机器人。它主要用于机器之间的物料运输、采用液压驱动。该机器人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。一般认为Unimate和Versatran机器人是世界上最早的工业机器人。 wps_clip_image-29756 图四 Unimate机器人
1959年，美国Consolidated Controls公司研制出第一代工业机器人原型。1960年美国机床铸造公司（AMF）生产出圆柱坐标的VERSATRAN型机器人，可做点位和轨迹控制，同年第一批电焊机器人用于工业生产。随后，美国Unimation公司研制出球坐标的UNIMATE型机器人，它采用电液伺候驱动，磁鼓存储，可完成近200种示教在线动作。
可以说，60年代和70年代是机器人发展最快、最好的时期，这期间的各项研究发明有效地推动了机器人技术的发展和推广。主要成就如表一。 表一 机器人技术发展编年表 机器人表
虽然，编程机器人是一种新颖而有效的制造工具，但到了60年代，利用传感器反馈大大增强机器人柔性的趋势就已经很明显了。60年代早期，H.A.厄恩斯特于1962年介绍了带有触觉传感器的计算机控制机械手的研制情况。这种称为MH-1的装置能“感觉”到块状材料，用此信息控制机械手，把块状材料堆起来，无需操作员帮助。这种工作是机器人在合理的非结构性环境中具有自适应特性的一例。机械手系统是六自由度ANL Model-8型操作机，由一台TX-O计算机通过接口装置进行控制。此研究项目后来成为MAC计划的一部分，在机械手上又增加了电视摄像机，开始进行机器感觉研究。与此同时，汤姆威克和博奈也于1962年研制出一种装有压力传感器的手爪样机，可检测物体，并向电机输入反馈信号，启动一种或两种抓取方式。一旦手爪接触到物体，与物体大小和质量成比例的信息就通过这些压力敏感元件传输到计算机1963年，美国机械铸造公司推出了VERSATRAN机器人商品，同年初，还研制了多种操作机手臂，如Roehampton型和Edinburgh型手臂。
在60年代后期，麦卡锡于1968年和他在斯坦福工人智能实验室的同事报告了有手、眼和耳（即机械手、电视摄象机和拾音器）的计算机的开发情况。他们表演了一套能识别语音命令、“看见”散放在桌面上的方块和按指令进行操作的系统。皮珀也在1968年研究了计算机控制的机械手的运动学问题。在1971年卡恩和罗恩分析了机械限位手臂开关式（最短时间）控制的动力学和控制问题。
这时，其他国家（特别是日本）也开始认识到工业机器人的潜力。早在1968年，日本川崎重工业公司与Unimation公司谈判，购买了其机器人专利。1969年，机器人出现了不寻常的新发展，通用电气公司为诶过陆军研制了一种试验性步行车。同年，研制出了“波士顿”机械手，次年又研制出了“斯坦福”机械手。后者装有摄像机和计算机控制器。把这些机械手用作机器人的操作机，是一些重大的机器人研究工作开始了。对“斯坦福”机械手所做的一项实验是根据各种策略自动地堆放状材料。在当时对于自动机器人来说，这是一项非常复杂的工作。1974年Cincinnati Milacron公司推出了第一台计算机控制的工业机器人，定名为“The Tomorrow Tool”。它能举起重达45.36kg的物体，并能跟踪装配线上的各种移动物体。
在此期间，智能机器人的研究也有进展，1961年美国麻省理工学院研制出有触觉的MH-1型机器人，在计算机控制下用来处理放射性材料。1968年美国斯坦福大学研制出名为SHAKEY的智能移动机器人。从60年代后期起，喷漆、弧焊机器人相继在工业生产中应用，由加工中心和工业机器人组成的柔性加工单元标志着单件小批生产方式的一个新的高度。几个工业化国家竞相开展了具有视觉、触觉、多手、多足，能超越障碍、钻洞、爬墙、水下移动的各种智能机器人的研究工作，并开始在海洋开发、空间探索和核工业中试用。整个60年代，机器人技术虽然取得了如上列举的许多进展，建立了产业并生产了多种机器人商品，但是在这一阶段多数工业部门对应用机器人还持观望态度，机器人在工业应用方面的进展并不快。
在70年代，大量的研究工作把重点放在使用外部传感器来改善机械手的操作。1973年博尔斯和保罗在斯坦福使用视觉和力反馈，表演了与PDP-10计算机相连由计算机控制的“斯坦福”机械手，用于装配自动水泵。几乎同时，IBM公司的威尔和格罗斯曼在1975年研制了一个带有触觉和力觉传感器的计算机控制的机械手，用于完成20个零件的打字机机械装配工作。1974年，麻省理工学院人工智能实验室的井上对力反馈的人工智能作了研究。在精密装配作业中，用一种着陆导航搜索技术进行初始定位。内文斯等人于1974年在德雷珀实验室研究了基于依从性的传感技术。这项研究发展为一种被动柔顺（称为间接中心柔顺，RCC）装置，它与机械手最后一个关节的安装板相连，用于紧配合装配。同年，贝杰茨在喷气推进实验室为空间开发计划用的扩展性“斯坦福”机械手提供了一种基于计算机的力矩控制技术。从那以后相继提出了多种不同的用于机械手伺候的控制方法。
1979年Unimation公司推出了PUMA系列工业机器人，他是全电动驱动、关节式结构、多CPU二级微机控制、采用VAL专用语言，可配置视觉、触觉的力觉感受器的，技术较为先进的机器人。同年日本山梨大学的牧野洋研制成具有平面关节的SCARA型机器人。整个70年代，出现了更多的机器人商品，并在工业生产中逐步推广应用。随着计算机科学技术、控制技术和人工智能的发展，机器人的研究开发，无论就水平和规模而言都得到迅速发展。据国外统计，到1980年全世界约有2万余台机器人在工业中应用。
进入80年代后，机器人生产继续保持70年代后期的发展势头。到80年代中期机器人制造业成为发展最快和最好的经济部门之一。机器人在工业中开始普及应用，工业化国家的机器人产值近几年以年均20%~40%的增长率上升。1984年全世界机器人使用总台数是1980年的四倍，到1985年底，这一数字已达到14万台， 1990年达到30万台左右，其中高性能的机器人所占比例将不断增加，特别是各种装配机器人的产量增长较快，和机器人配套使用的机器视觉技术和装置正在迅速发展。1985年前后，FANUC和GMF公司又先后推出交流伺候驱动的工业机器人产品。
到80年代后期，由于传统机器人用户应用工业机器人已经饱和，从而造成工业机器人产品的积压，不少机器人厂家倒闭或被兼并，是国际机器人学研究和机器人产业出现不景气。到90年代初，机器人产业出现复苏和继续发展迹象。但是，好景不长，1993~1994年又跌入低谷。1995年后，世界机器人数量逐年增加，增长率也较高，1998年丹麦乐高公司推出了机器人套件，让机器人的制造变得像搭积木一样相对简单又能任意拼装，从而使机器人开始走入个人世界。机器人学以较好的发展势头进入21世纪。2002年丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba（如图五），他能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座，这是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。近年来，全球机器人行业发展迅速，2007年全球机器人行业总销售量比2006年增长10%。人性化、重型化、智能化已经成为未来机器人产业的主要发展趋势。现在全世界服役的工业机器人总数在100万台以上。此外，还有数百万服务机器人在运行。 wps_clip_image-27967 图五Roomba
阿富汗战争中，美国军方领导人决定向阿富汗派遣一种名为“大狗”的新型机器人，作为增兵计划的一部分。与以往各种机器人不同的是，“大狗”并不依靠轮子行进，而是通过其身下的四条“铁腿”。美媒体报道称，美军正在将阿富汗作为测试这种具有高机动能力的机器人的试验场。 机器人发展史 在过去30~40年间，机器人学和机器人技术获得引人注目的发展，具体体现在：①机器人产业在全世界迅速发展；②机器人的应用范围遍及工业、科技和国防的各个领域；③形成了新的学科——机器人学；④机器人向智能化方向发展；⑤服务机器人成为机器人的新秀而迅猛发展。
我国是从20世纪80年代开始涉足机器人领域的研究和应用的。1986年，我国开展了“七五”机器人攻关计划，1987年，我国的“863”高技术计划将机器人方面的研究开发列入其中。目前我国从事机器人研究和应用开发的主要是高校及有关科研院所等。最初我国在机器人技术方面研究的主要目的是跟踪国际先进的机器人技术。随后，我国在机器人技术及应用方面取得了很大的成就，主要研究成果有：哈尔滨工业大学研制的两足步行机器人，北京自动化研究所1993年研制的喷涂机器人，1995年完成的高压水切割机器人，沈阳自动化研究所研制完成的有缆深潜300m机器人、无缆深潜机器人、遥控移动作业机器人。
我国在仿人形机器人方面，也取得很大的进展。例如，中国国防科学技术大学经过10年的努力，于2000年成功地研制出我国第一个仿人形机器人——“先行者”，其身高140厘米，重20公斤。它有与人类似的躯体、头部、眼睛、双臂和双足，可以步行，也有一定的语言功能。它每秒走一步到两步，但步行质量较高：既可在平地上稳步向前，还可自如地转弯、上坡；既可以在已知的环境中步行，还可以在小偏差、不确定的环境中行走。
三、未来机器人的展望
展望未来，对机器人的需求是多面的。在制造工业由于多数工业产品的商品寿命逐渐缩短，品种需求加多，这就促使产品的生产就要从传统的单一品种成批大量生产逐步向多品种小批量柔性生产过渡。有各种加工装备、机器人、物料传送装置和自动化仓库组成的柔性制造系统，以及由计算机统一调度的更大规模的集成制造系统将逐步成为制造工业的主要生产手段之一。
现在工业上运行的90%以上的机器人，都不具有智能。随着工业机器人数量的快速增长和工业生产的发展，对机器人的工作能力也提出了更高的要求，特别是需要各种具有不同程度智能的机器人和特种机器人。这些智能机器人，有的能够模拟人类用两条腿走路，可在凹凸不平的地面上行走移动；有的具有视觉和触觉功能，能够进行独立操作、自动装配和产品检验；有的具有自主控制和决策能力。这些智能机器人，不仅应用各种反馈传感器，而且还运用人工智能中各种学习、推理和决策技术。智能机器人还应用许多最新的智能技术，如临场感技术、虚拟现实技术、多真体技术、人工神经网络技术、遗传算法和遗传编程、放声技术、多传感器集成和融合技术以及纳米技术等。可以说，智能机器人将是未来机器人技术发展的方向。
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工业机器人课程报告
昆明理工大学 机电工程学院机械工程及自动化专业2006级 流体传动与控制模块（8）
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工业机器人的结构原理及其应用
[摘要]:自从20世纪初以来,随着机床,汽车等制造业的发展出现了机械手,并且经过多年的发展以及在工业中的应用,工业机器人已经越来越受到人们的重视.有代表性的美国,日本，苏联，欧洲在工业机器人方面的研究和应用加大了力度,特别是日本在这方面尤其突出。近年来工业机器人在焊接,喷涂,搬运物料,装配,海洋开发,原子能工业,宇宙开发，军事应用，农牧业，建筑，矿业，医疗福利等方面也有了广泛的应用，并且随着机器人技术的进步，其应用范围一定会越来越广泛。下面我们将从执行系统，驱动系统，控制系统和人工智能系统四方面来具体介绍工业机器人。
[Abstract]：Since the beginning of the 20th century, with the machine tool, automobile manufacturing industry experienced a mechanical hand, and after years of development, as well as in industry applications, industrial robots have been more and more attention.Representative of the United States, Japan, the Soviet Union, the European industrial robot research and application of stepped up efforts, especially in Japan in this regard are particularly conspicuous.In recent years, industrial robots, welding, painting, material handling, aembly, ocean development, atomic energy industry, the universe development, military applications, agriculture, animal husbandry, construction, mining, medical and welfare also have a wide range of applications, and with advances in robotics,Range of applications will become increasingly widespread.Now we will implement the system, drive systems, control systems and artificial intelligence systems to the specific introduction four robots.
一.工业机器人的定义、产生和发展
1.1机器人的定义
到目前为止，世界各地对“工业机器人”还没有作出统一的明确定义。通常所说的工业机器人是一种能模拟人的手、臂的部分动作，按照预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。
机器人的外表不一定像人，有的根本不像人。因为人们制造机器人是为了让及其人代替人的工作，所以机器人能够具有人的劳动机能。机器人能力的评价标准，应当和生物能力的评价标准一样，包括智能、机能和物理能三个方面。
智能是指感觉和感知，包括记忆、运算，比较，鉴别，判断，决策，学习和逻辑推理等。 机能是指变通性，通用性或空间占有性等。
物理能则包括力，速度，连续运行能力，可靠性，联用性，寿命等。
把上述三方面能力综合起来，有可以说机器人是具有生物功能的空间三维坐标系机械。 既然要求机器人能代替人的劳动。人们就希望它能有一双像人一样的巧手；能行走的双脚；具有人类感官的功能（视觉、触觉、听觉、味觉、嗅觉、痛觉等）；具有理解人类语言和用语言表达的能力；具有一颗善于思考，学习和决策的头脑。但是机器人所有这些能力都必须满足机器人学三定律：
第一定律：机器人不得伤害人，也不得见人受到伤害而袖手旁观。
第二定律：机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一定律。
第三定律：机器人应保护自身的安全，但不得违反第一，第二定律。
1.2机器人的产生和发展
早在20世纪初，随着机床，汽车等制造业的发展就出现了机械手。1913年美国福特汽车工业公司就安装了第一条汽车零件加工自动线。自动机的上下料与工件的传送采用了专用机械手代替人工上下料及传送工件。可见专用机械手就是作为自动机，自动线的附属装置出现的。
到了40年代，随着原子能工业的产生，出现了另一类半自动化抓取搬运装置——操作机。在原子能工业中用它来进行放射性材料的加工，处理和实验；
“工业机器人”这种自动化装置出现的比较晚。它的研究工作是50年代初从美国开始的。日本，苏联，欧洲的研制工作比美国大约晚十年。但是日本的发展速度比美国快，欧洲特别是西欧各国比较注意工业机器人的研制和应用，其中英国，瑞典，挪威等国的技术水平较高，产量也较大。
1954年美国人G.C戴万获得了一项工业机器人专利。到1958年，美国机械与铸造公司研制成功一台数控自动通用机器。这就是世界上最早的机器人。从此之后，美国的工业机器人技术的发展，大致经历了以下几个阶段：
（1）1963——1967年为实验定型阶段;
（2）1968——1970年为实际应用阶段；
（3）1970年至今一直处于技术发展和推广应用阶段。
二机器人的组成及各部分结构原理
工业机器人一般应由执行系统，驱动系统，控制系统和人工智能系统组成。下面我们就来详细分析各个系统的组成及其原理。
2.1执行系统
执行系统是工业机器人完成抓取工件（或工具）实现所需的各种运动的机械部件，包括以下几个部分：手部，腕部，臂部，机身和行走机构。
（1） 手部：是工业机器人直接与工件接触用来完成握持工件（或工具）的部件。有些
工业机器人直接将工具（如焊枪，喷枪，容器）装在手部位置，而不再设置手部。 根据手指和手掌在抓取物体时的相对状态，抓取方式可分为捏，夹握三大类。这三种抓取方式都是靠手指间或手指与手掌间对工件的作用力以及手指手掌与工件之间的摩擦力保持工件的。
从机械手指根部来看，手部机构的动作形式有回转式和移动式（或直进式）两种。其中回转式为基本形式，它结构简单，容易制造，应用广泛。由于移动式手部结构比较复杂，庞大等，所以以用较少。但移动式手部机构抓取工件时，工件直径的变化对定位精度一般无影响，故宜于工件直径有较大变化时使用。
（2） 腕部：是工业机器人中联接手部与臂部，主要用来确定手部工作位置并扩大臂部
动作范围的部件。有一些专用机器人没有手腕部件，而是直接将手部安装在手臂部件的顶端。为了使手部处于空间任意方向，要求腕部能实现对空间三个坐标轴X.Y.Z的转动。即具有回转，俯仰和摆动。一些专用机械手甚至没有腕部，但有的腕部是为了特殊要求还有横向移动自由度。
（3） 臂部：是机器人用来支承腕部和手部实现较大运动范围的部件。工业机器人的臂
部一般有2——3个自由度，即伸缩，回转，俯仰和升降。专用机械手的臂部一般具有1——2个自由度，即伸缩，回转和直移。臂部总重量较大，受力一般叫复杂，在运动时，直接承受腕部手部和工件（工具）的静动载荷，尤其高速运动时，将产生教的的惯性力（或惯性矩），引起冲击，影响定位的准确性。臂部运动部分零部件的重量直接影响着臂部构建的刚度和强度。专用机械手的臂部一般直接安装在主机上，工业机器人的臂部一般与控制系统和驱动系统一起安装在机身上（即机座上），机身可以是固定式的，也可以是行走式的，即沿地面和导轨运动。
（4） 机身：是工业机器人用来支承手部部件的，并安装驱动装置和其他装置的部件。
专用机械手一般将臂部安装在主机上。成为主机的附属装置，臂部的运动越多，机身的受力和结构情况越复杂。机身即可以是固定的也可以是行走式的，即在他的下部能行走的结构，可沿地面和架空轨道运行。设计机身时为提高刚度应注意
以下几点：刚度，精度，平稳性。
（5） 行走机构：是工业机器人用来扩大活动范围的机构，有的是专门的行走装置，有
的是轨道滚轮机构。行走部是行走机器人的重要执行部件，是由行走的驱动装置，传动机构，位置检测元件，传感器，电缆及管路等构成。它一方面支承机器人的机身，臂和手部，另一方面还根据工作任务的要求，带动机器人实现更广泛的空间内运动。行走部机构按其行走运动轨迹固定轨迹式和无固定轨迹式。随着海洋科学，原子能工业及宇宙空间事业的发展，可以预见，具有智能的可移动机器人，能够自行的柔性机器人肯定是今后的发展方向。
2.2驱动系统
驱动系统是向执行系统各部件提供动力的装置。采用的动力源不同，驱动系统的传动方式也不同。驱动系统的传动方式有四种：液压式，气压式，电器式和机械式。
（1） 液压式:其驱动系统由油缸，电磁阀，油泵和邮箱等组成。其特点是操作力大，体
积小，动作平稳，耐冲击耐振动。但漏油对系统的工作性能影响大。与气压式相比成本高。
（2） 气压式：其驱动系统由气缸，气阀，空气压缩机（或气压站直接供给）和储气罐
等组成。其特点是起源方便，维修简单，易于获得高速度，成本低，防火防爆，漏气对环境无影响，有冲击，臂力一般不超过300牛顿。
（3） 电器式；其驱动系统一般由电机驱动。优点是电源方便，信号传递运算容易，响
应快，驱动力较大，适用于中小型工业机器人。但是必须使用减速装置（如齿轮减速器，谐波齿轮减速器等），所需要的电机有步进电机，DC伺服电机和AC伺服电机等。
（4） 机械式：器驱动系统由电机，凸轮，齿轮齿条，连杆等机械装置组成。传动可靠，
适用于简单的机械手。
2．3控制系统
控制系统是工业机器人或机械手的指挥系统，它控制驱动系统，让执行机构按照规定的要求进行工作，并检测其正确与否。一般常见的为电气与电子回路控制。计算机控制系统也不断增多。就其控制方式可分为分散控制与集中控制两种类型。若以控制的运动轨迹来分原则上分为两种：（1）点位控制：主要控制空间两点或有限多个点的空间位置，而其对运动路径没有要求。专用机械手和绝大部分工业机器人均采用这种点位控制方式。（2）连续轨迹控制：是用连续的信息对运动轨迹的任意位置进行控制，其运动路径是连续的。对运动轨迹有要求的工业机器人需要连续轨迹控制，如电弧焊，切割等。
2.4人工智能系统
传感器技术是今后左右工业机器人发展的重要技术之一。传感器的功能相当于人的部分感觉机能。机器人自动操作时，需要检测自身状态和作业对象与作业环境的状态。检测机器人自身状态的传感器称为内部信息传感器而检测外部信息的传感器有和人的五官对应的，有纯工程的和五官对应的有接触式的触觉，味觉（PH计，化学分析器）传感器。非接触式的视觉，嗅觉（气体传感器，化学分析器，烟传感器）传感器，以及有固定作用的听觉传感器。
（1）触觉传感器人的触觉包含有接触觉，压觉，冷热觉，滑动觉，痛觉等。
（2）接近觉传感器人没有专门的接近觉器官，而是依靠视觉和经验来判断物体的接近情况。如果仿照人的功能使机器人具有接近觉将非常复杂，所以机器人使用专门的接近觉传感器。
（3）视觉传感器视觉传感器在机器人上起三个作用：第一位置的测量，第二进行图像识别，第三进行检验
（4）人工视觉人类是借助五种感官从外界获得信息的，一般认为有90%以上的信息来自
视觉。就是说，人要顺利地生活和工作，非用眼睛识别客观环境不可。同样，要让机器人有高度的适应性以及复杂的工作能力也必须使之具备某种形式的人工视觉。
三机器人的应用
工业机器人最早应用的领域是汽车工业。其中应用最早最多的工种为焊接，喷涂和上下料。有人称这个领域为机器人的传统应用领域。
1焊接包括点焊，弧焊，锡焊，激光焊等，它的用途广，历史长。例如汽车的驾驶室是用点焊的方法把各个分离的板件焊成一个整体的。
2喷涂由于喷涂工序中雾状漆料对人体有危害，喷涂环境中照明，通风等条件很差，而且不易从根本上改进，因此在这个领域中大量使用了机器人。使用机器人不仅可以改善劳动条件，而且还可以提高产品的质量和产量，降低成本。
3搬运物料包括为机床服务,上下工件,为自动线服务,在不同流向的自动线上转运工件.这种机器人和数控机床可以组成柔性加工系统(FMS),它可以满足多品种,中小批量生产的需要.4装配由于机器人的触觉和视觉系统不断完善,可以把轴类件投放于孔内的准确度提高到0.01mm之内。国外已逐步开始应用机器人装配复杂部件，例如装配发电机，电动机，大规模集成电路板等。
5海洋开发机器人常用于海洋测量多目标观测，海底施工，电缆铺设，管道连接维修，石油开采等。
6原子能工业机器人可用于放射性物质搬运，设备检查维修，污染物处理等对人体有害的工作。
7其他机器人在宇宙开发，军事应用，农牧业，建筑，矿业，医疗福利等方面也有了广泛的应用，并且随着机器人技术的进步，其应用范围一定会越来越广泛。
参考文献：吴广玉 姜复兴编 《机器人工程导论》哈尔滨工业大学出版社1988年3月张建明 编著《工业机器人》北京理工大学出版社1988年12月
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走进科技论文
0903030409
颜卫勤
工业机器人论文
在科技界，科学家会给每一个科技术语一个明确的定义，但机器人问世已有几十年，机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样，人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义，自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来，机器人所涵盖的内容越来越丰富，机器人的定义也不断充实和创新。
在此，我仅根据自己的所学及课本给出的定义概述一下有关机器人的定义。机器人（Robot）是1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》的剧本中，塑造的一个具有人的外表、特征和功能，愿意为人服务的机器奴仆“Robota”一词衍生出来的。根据这个定义，我们可以这样说：机器人是一个在三维空间中具有多自由度的，并能实现诸多拟人动作和功能的机器；而工业机器人（Industrial Robot）则是在工业生产上应用的机器人。
而美国机器人工业协会（U.S.RIA）提出的工业机器人定义为机器人是“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(manipulator)或者通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置”。日本机器人协会(JIRA)的定义则是：工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器(end effector)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”。可见美国机器人协会和日本机器人协会给出了相类似的定义。国际标准化组织(ISO)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”。 而我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，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 在我国，在工业领域内应用的机器人我们称为工业机器人。通常人们对工业机器人的定义是：工业机器人是一种能模拟人的手、臂的部分动作, 按照预定的程序、轨迹及其它要求, 实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置。
工业机器人的最显著的特点简单概述为可编程、拟人化、通用性、机电一体化。
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。 工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。 工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。
清洁机器人的涵盖范围广泛，依照IFR World Robotic的分类，可分为产业型与家用型两大类，在产业型方面例如地板清洁（吸尘与洗地）、风管空调系统清洁、除草、大楼窗户清洗、水箱清洁等。目前为止应用最成功的仍属地板清洁型机器人，包括机场、大卖场、工厂、饭店大厅等大范围面积的场所，原因在于地板属于2-D几何平面，技术相对较为单纯。而家用型的地板清洁机器人（吸尘器）在近年来则快速窜起，成为市场主流产品，根据IFR World Robotics 2005的统计数据显示，服务型机器人中，清洁机器人仍是主要应用。其中家用清洁机器人更占整体服务型机器人的95%以上，其中2005-2008年更可高达447万台。
家用型清洁机器人受到热烈欢迎的主要原因在于已开发与开发中国家多以双薪家庭为主，并逐渐走向少子化与高龄化的趋势，在家庭人口结构变少的情况下，清洁工作的替代便成为新兴市场发展的重要需求，遂使的清洁机器人成为各国争相投入的技术研发重点。
随着自动化技术与人工智能的快速发展，机器人在人类的环境中扮演越来越重要的脚色。传统上机器人的应用层面多集中于工业化的生产系统与制造流程上，专门应付长时间作业、大量重复性动作、系统复杂且需要精密控制、高危险性等工作上。而近年来的演进则渐渐朝向服务型机器人的方向快速蓬勃发展。那么在我们身边有什么样的机器人呢？ 生活中常见的工业机器人有如下几种：
点焊机器人，这主要是针对汽车生产线，提高生产效率，提高汽车焊接的质量，降低工人的劳动强度的一种机器人。它的特点是通过机器人对两个钢板进行点焊的时候，需要承载一个很大的焊钳，一般在几十公斤以上，那么它的速度要求在每秒钟一米五到两米这样的高速运动，所以它一般来说有五到六个自由度，负载三十到一百二十公斤，工作的空间很大，大概有两米，这样一个球形的工作空间，运动速度也很高，那么自由度的概念，就是说，是相对独立运动的部件的个数，就相当于我们人体，腰是一个回转的自由度，我们大臂可以抬起来，小臂可以弯曲，那么这就三个自由度，同时腕部还有一个调整姿态来使用的三个自由度，所以一般的机器人有六个自由度，就能把空间的三个位置，三个姿态，机器人完全实现，当然也有小于六个自由度的，也有多于六个自由度的机器人，只是在不同的需要场合来配置。
弧焊机器人也是工业机器人中一个最重要的方面，像我们汽车的后桥，进行焊接的时候，它连续焊接，所以它的特点是连续轨迹控制，所以它要求的轨迹精度要求非常高，一般来说也是五到六个自由度，由于它焊枪比较小，所以在五到十公斤就可以了，这个方面是在国际和国内应用非常大的一类机器人，在另一方面像搬运和铆接，这些工作场合下，像搬运，主要是要求机器人有很高的速度，承载能力很多、很强，像日本的大库机器人，它可以承载三百公斤，抓取、来进行搬运和码垛。
医疗机器人，是近五年来发展比较迅速的一个新的应用领域，那么这个也可以看到几个方面，包括人是一个非常珍贵的生物，那么包括人的眼球、神经、血管都很精细，那么如果人手术的时候，医生来手术，一个是疲劳，另一个人手操作的精度还是有限的，那么这是在德国，一些大学里面，面向人的脊椎，如腰间盘突出这种病，进行识别以后，能够自动地用机器人来辅助进行定位，进行操作和手术。还有一类叫康复机器人，康复机器人像比方说，现在发病量比较大的是偏瘫和半身不遂这种病患，当他恢复治疗完以后，需要对他的肢体进行锻炼和恢复，那么如果医生是有限的，不可能一个医生，天天给一个病人进行按摩或牵引这样的工作，那么家庭的人员都上班，没有时间照顾，那么用一个机器人，可以对他的手进行牵动，天天强迫他进行锻炼，使人的肌肉的恢复达到最好，更为精细的工作像很多大学和一些医院在开发像人的脑手术，这个是很危险的事情，但是，已经得到了很好的例证，包括北航开发出了对人脑的定位和钻孔这样的工作，还包括像美国已经有一千多例机器人对人眼球进行手术，这样的机器人，还包括通过遥控操作的办法，实现对人的胃肠这种手术，大家在电视里边看到，一个机械手，大概有手指这样粗细的一个机械手，通过插入腹脏以后，人在屏幕上操作这个机器手，同时对它用激光的方法对病灶进行激光的治疗，这样的话，人就不用很大幅度地破坏人的身体，这实际对人的一种解放，是非常好一种机器人，医疗机器人它也很复杂，一方面它完全自动去完成各种工作，是有困难的，一般来说都是人来参与，这是美国开发的一个林白手术这样一个例子，人通过在屏幕上，通过一个遥控操作手来控制另一个机械手，实现通过对人的腹腔进行手术，前几年我们国家展览会上，美国已经成功的实现了对人的心脏瓣膜的手术和搭桥手术，这已经在机器人领域中，引起了很大的轰动，还包括，AESOP的这种外科手术机器人，它实际上通过一些仪器能够对人的一些病变进行检查，通过一个机械手就能够实现对人的某些部位进行手术，还包括遥操作机械手，以及多个医生可以在机器人共同参与下进行手术，包括机器人给大夫医生拿钳子、镊子或刀子来代替护士的工作，同时把照明能够自动的给医生的动作联系起来，医生的手到哪儿，照明就去哪儿，这样非常好的，一个医生的助手。
由此可见，工业机器人是人类的得力助手，随着社会的发展，大量的工业机器人把人们从繁重的体力和危险的环境中解放出来，使人们有更好的岗位去工作，去创造更好的精神财富和文化财富，机器人来做这些危险环境的工作，展望21世纪工业机器人将是一个与20世纪计算机的普及一样，会深入地应用到各个领域，有人说在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期，也是智能机器人发展的一个关键时期，目前国际上很多国家，也对机器人对人类社会的影响的估计提出了新的认识，同时，我们也可以看到机器人技术，涉及到多个学科，机械、电工、自动控制、计算机测量、人工智能、传感技术等等，它是一个国家高技术实力的一个重要标准。所以，作为当代大学生，作为一名机械专业的学生，我们的使命任重而道远。
推荐第5篇：工业机器人学习心得
金石兴机器人学院
工业机器人学习心得
我大学学习的是电气自动化，毕业之后找不到合心意的工作，要么是需要有经验的，要么是在公司做那种普工，在公司又没有机会接触到技术含量的工作，后来综合考虑了一下就打算到武汉学习工业机器人技术。
当初也是在网上随便找找看有没有哪家比较靠谱的，因为现在类似的机构还是挺多的，不知道是真是假，我基本上都联系过，每一家说的话大同小异，把我都绕晕了。后来我看到武汉有一家还挺不错，就跟客服聊了下，也给了他们联系方式，不过他们从来没有乱打电话打扰我的生活和工作，这让我对他们的初步印象还是不错的。后期就一直跟那边的专业课老师咨询，对我的问题每次都很耐心的解答。
他们邀请我过去武汉的实训基地进行参观，我想着过去看看也是对他们那边的情况有个进一步的了解，万一觉得不好的话免得自己上当，然后就去了。那里的接待老师很实在，参观讲解的时候都是实事求是的。在那边参观的时候，我其实就决定要进行这个工业机器人培训了。等我回家跟家里人商量了一番，家人也觉得现在这个行业发展的很好，都很支持我来学习这个。
上课期间，讲课的时候老师讲的不快，有基础的同学不要对自己放松，一定要按照老师说的做，不要以为自己学过就对自己放松，不要高估自己，有时候就是有基础的太高估自己所以就学不好。所以，不管是对于有基础跟没基础的，我们都要按照老师说的去学习。否则，基础打不好，后面的课程学起来就会很困难。如果基础不好，遇到不
金石兴机器人学院
会的不懂的就去问老师、学习好的同学，千万不要觉得不好意思，学习态度很重要。我们去金石兴培训都是带着理想去的，所以一定不要做让自己后悔的事情。
学习要找对方法。我们在没培训之前可能没有接触过这些，不知道怎么去做，该怎么做。所以在学习过程中要认真听讲，勤做笔记，如果不会也要抄下来，一遍抄不会就多抄几遍。当时我们班有个0基础的同学，跟上课程有点吃力，他就用手机把老师讲的录音下来，晚自习或者课下的时候就一遍一遍听录音补课，有不懂得就立马去找老师解答，后来他考核的结果还挺不错的。另外自信心很重要，如果问题弄不明白，可能会对自己没有信心，对以后的学习产生负面的影响。像我，做第一个项目的时候，虽然老师在做的时候讲的很仔细，自己听的也很明白。但是，如果让自己不看老师的代码自己写的话，就会发现很多自己不懂的问题。然后我就想为什么自己不懂，为什么老师会这么写。慢慢的对这个项目就熟悉起来。对自己也有很到的信心。
在这里学习，我们每天早上还有每日一讲，每一天上课前，都会有同学对自己的经历或者心得体会或者是行业认识做个分享。我觉得这样的模式非常的好，大家都是来自不同地方的人，也有不同的生活工作经历，分享出来可以从中明白一些道理，而且通过这种每日一讲，让我的表达能力得到了提高，这为我后面的面试有很大的帮助。
在平时学习中，我们的班主任密切关注我们的状况，学习中遇到瓶颈感到沮丧时，班主任会及时跟我们谈心鼓励我们，经常问我们学的怎么样，能不能跟的上，有哪些觉得困难的·····学习的进度
金石兴机器人学院
会根据我们的情况有所调整，所以我和同学们都能跟得上。
到这里学习的人都是有强烈目的的，所以大家都很用功，每天晚自习到晚上9点半，曾经在大学时不怎么上课的我，在这种学习氛围的影响下，一刻都不敢松懈。我知道工业机器人是个新兴的行业，在未来会发展的越来越好，在这个行业做个两三年，工业机器人行业的薪资绝对是不低的，之前没毕业的时候老师经常拿一个学长给我们做榜样，现在据说每月过万了。可惜我大学时贪玩不曾好好努力，现在到这里就必须要好好学习。我想法简单，学好一点，学完之后就可以推荐到好点的单位，之后努力赚钱，不让父母觉得我不争气。
我选择了工业机器人行业就不会后悔，这是一个有发展，有钱途的行业，我也会在这个行业不断努力，为自己的美好未来奋斗。同时也希望我的这些心得能对将要从事这个行业的人有所帮助，愿大家都能过上自己想要的生活！
推荐第6篇：浅谈工业机器人
苏 州 市 职 业 大 学
课程报告
名 称
现代制造技术
院
系
机电工程学院
班
级
12机电3班
姓
名
戴
亮
学
号
125307306
浅谈工业机器人
戴 亮
（苏州市职业大学机电工程学院机电一体化专业
机电一体化12级3班）
【摘要】：
本文对工业机器人的定义和所涉及到的技术进行了概述，然后从其组成及分类、控制技术、发展历程、现状、发展前景、产业发展模式以及主要研究内容进行了系统的阐述，最后分析了其在生产生活中的应用。
【关键词】：发展
现状
前景
应用
序言
工业机器人是生产过程中的关键设备，可用于安装、制造、检测、物流等生产环节，并广泛应用于汽车及汽车零部件、电气电子、化工、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业，应用领域广泛。
近年来，工业机器人的应用越来越广泛，种种迹象表明工业自动化时代已经到来，工业机器人极有可能成为下一个迎来爆发式增长的新兴产业。另一方面，中国工业机器人产业正处于前所未有的机遇期，政策红利、工业转型升级需求释放等机遇叠加，但中国工业机器人产业化发展却不尽如人意，产业化进程发展缓慢。
一、工业机器人的定义及技术概述
1.定义
工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机，是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备。 2.技术概述
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
二、工业机器人的组成及分类
1.工业机器人的组成
工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构组成。 （1）执行机构
执行机构是一组具有与人手脚功能相似的机械机构，俗称操作机，通常由手部、腕部、臂部、机身、机座及行走机构组成。 （2）控制系统
控制系统是机器人的大脑，控制与支配机器人按给定的程序动作，并记忆人们示教的指令信息，如动作顺序、运动轨迹、运动速度等，可再实现控制所储存的示教信息。 （3）驱动系统
驱动系统是机器人执行作业的动力源，按照控制系统发出的控制指令驱动执行机构完成规定的作业。常用的驱动系统有机械式、液压式、气动式以及电气驱动等不同的驱动形式。 （4）位置检测装置
通过附设的力、位移、触觉、视觉等不同的传感器，检测机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制系统，以便执行机构以一定的精度和速度达到设定的位置。
2.工业机器人的分类
机器人的分类方法有很多，这里仅按机器人的结构形式、驱动方式以及系统功能进行分类。
（1）按结构形式分类
①直角坐标机器人 ②圆柱坐标机器人 ③球坐标机器人 ④关节机器人 （2）按驱动方式分类
①气压传动机器人 ②液压传动机器人 ③电气传动机器人 （3）按系统功能分类
①专用机器人 ②通用机器人 ③示教再现式机器人 ④智能机器人
三、工业机器人的控制技术
1.工业机器人控制系统的分类
（1）按照控制回路的不同分，可分为开环系统和闭环系统。
（2）按照控制系统的硬件分，可分为机械控制、液压控制、射流控制、顺序控制、计算机控制。
（3）按自动化程度分，可分为顺序控制系统、程序控制系统、自适应控制系统、人工智能系统。
（4）按编程方式分，可分为物理设置编程控制系统、示教编程控制系统、离线编程控制系统。
（5）按机器人末端运动控制轨迹分，可分为点位控制和连续轮廓控制。 2.工业机器人的位置伺服控制 （1）关节伺服控制
关节伺服控制是以大多数非直角坐标机器人为控制对象，它把每一个关节作为单独的单输入单输出系统来处理，且独立构成一个个伺服系统。这种关节伺服
结构简单，目前大部分关节机器人都由这种关节伺服系统来控制。以前这种伺服系统通常采用模拟电路构成，而随着微电子和信号处理技术的发展，关节伺服控制系统已普遍采用了数字电路形式。 （2）坐标伺服控制
由于关节伺服控制结构简单，被较多的机器人所采用，但在三维空间对手臂进行控制时，很多场合都要求直接给定手臂末端运动的位置和姿态，而关节伺服控制系统中的各个关节是独立进行控制的，难以预测有各个关节实际控制结果所得到的末端位置状态的响应，且难以调节各个关节伺服系统的增益。因而，将末端位置矢量作为指令目标值所构成的伺服控制系统，称为作业坐标伺服系统。 3.工业机器人的自适应控制 （1）模型参考自适应控制
这种方法控制器的作用是使得系统的输出响应趋近于某指定的参考模型，因而必须设计相应的参数调节机构。Dubowsky等人在这个参考系统中采用二维弱衰减模型，然后采用最陡下降法调整局部比例和微分伺服可变增益，使实际系统的输出和参考模型的输出之差为最小。然而该方法从本质上忽略了实际机器人系统的非线性项和耦合项，是对单自由度的单输出系统进行设计的。此外，该方法也不能保证适用于实际系统时调整律的稳定性。 （2）自校正适应控制
自校正适应控制由表现机器人动力学离散时间模型各参数的估计机构与用其结果来决定控制器增益或控制输入的部分组成，采用输入输出数与机器人自由度相同的模型，把自校正适应控制法用于机器人。
四、工业机器人的发展
1.工业机器人的诞生至今 （1）工业机器人的诞生
日本是当今的工业机器人王国，既是工业机器人的最大制造国也是最大消费国，但实际上工业机器人的诞生地是美国。机器人的启蒙思想其实很早就出现了，1920年捷克作家卡雷尔·恰佩克发表了剧本《罗萨姆的万能机器人》，剧中叙述了一个叫做罗萨姆的公司将机器人作为替代人类劳动的工业品推向市场的故事，
引起了世人的广泛关注。于是在1959年美国的一家汽车公司，工业机器人应运而生。美国人英格伯格和德奥尔制造出了世界上第一台工业机器人，他们发现可以让机器人去代替工人一些简单重复的劳动，而且不需要报酬和休息，任劳任怨。接着他们两人合办了世界上第一家机器人制造工厂，生产工业机器人。 （2）工业机器人在日本发展
与此同时，十九世纪七十年代的日本正面临着严重的劳动力短缺，这个问题已成为制约其经济发展的一个主要问题。毫无疑问，在美国诞生并已投入生产的工业机器人给日本带来了福音。1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进机器人及技术，建立生产厂房，并于1968年试制出第一台日本产机器人。经过短暂的摇篮阶段，日本的工业机器人很快进入实用阶段，并由汽车业逐步扩大到其它制造业以及非制造业。1980年被称为日本的“机器人普及元年”，日本开始在各个领域推广使用机器人，这大大缓解了市场劳动力严重短缺的社会矛盾。再加上日本政府采取的多方面鼓励政策，这些机器人收到了广大企业的欢迎。1980-1990年日本的工业机器人处于鼎盛时期，后来国际市场曾一度转向欧洲和北美，但日本经过短暂的低迷期又恢复其昔日的辉煌。
1993年末，全世界安装的工业机器人有61万台，其中日本占60%，美国占8%，欧洲占17%，俄罗斯和东欧占12%。是什么使得日本的工业机器人产业有如此快速的发展，现理出几点原因：
① 根本原因是日本的基本国情，人口少，劳动力严重短缺。日本每年的人口增长率在1.1%左右，而日本人都想接受高等教育导致其劳动力的增长速度却始终停留在0.7%。为了满足国民经济3%的增长要求，必须提高生产效率。
② 1973年十月爆发的第一次石油危机提高了劳动力成本，日本政府不得不鼓励私营企业向自动化领域投资，提高生产效率，以抑制由石油危机带来的成本型通货膨胀。
③ 工业机器人可以代替劳动者从事可能危害身体健康的劳动，避免了大量
的工伤事故和职业病，受到了人们的欢迎。
④ 日本自80年代起就采用推动工业机器人的普及和促进研究与发展的政策。
（3）工业机器人在世界其他主要国家的发展
美国是工业机器人的诞生地，基础雄厚，技术先进。现今美国有着一批具有国际影响力的工业机器人供应商，像Adept Technologe、American Robot、Emersom Industrial Automation 等。
德国工业机器人的数量占世界第三，仅次于日本和美国，其智能机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。目前在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人经推广应用成为主流安装机型，而第三代智能机器人已占有一定比重并成为发展的方向。
世界上的机器人供应商分为日系和欧系。瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并traflla喷漆机器人公司后，其机器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。
德国的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上几家顶级工业机器人制造商之一。1973年研制开发了KUKA的第一台工业机器人。年产量达到一万台左右。所生产的机器人广泛应用在仪器、汽车、航天、食品、制药、医学、铸造、塑料等工业，主要用于材料处理、机床装备、包装、堆垛、焊接、表面休整等领域。
意大利COMAU公司从1978年开始研制和生产工业机器人，至今已有30多年的历史。其机器人产品包括Smart系列多功能机器人和MASK系列龙门焊接机器人。广泛应用于汽车制造、铸造、家具、食品、化工、航天、印刷等领域。
日系是工业机器人制造的主要派系，其代表有FANUC、安川、川崎、OTC、松下、不二越等国际知名公司。 2.工业机器人的现状
联合国欧洲经济局（UNECE）估计，2004年全球至少安装了10万台新的工业机器人。其中：欧盟31100台(比2003年增加15％ ，但比2001年的记录仅增加1％)；北美16100台(比2003年增加27％ ，比2000年的记录高24％)；亚洲51400台，主要在日本，但中国市场增长迅速(比2003年增长24％)。据电气和电子工程师协会（IEEE）统计，至2008年底，世界各地已经部署了100万
台各种工业机器人。其中，日本机器人数量据世界首位。他们的算法基于制造工人与机器人的比例，即每万名工人拥有多少台制造机器人。其中日本的工业机器人密度达到了世界平均水平的10倍，也比排在第二位的新加坡多出了一倍。其中日本每万名工人拥有295台工业机器人，新加坡169台，韩国164台，德国163台。虽然排在前三位的国家都在亚洲，不过欧洲却是世界上工业机器人密度最大的地区。欧洲国家工业机器人密度为每万名工人50台，美洲为平均31台，亚洲平均27台。 3.工业机器人的发展前景
在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。
机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。电气和电子工程师协会 （IEEE）的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。1990年10月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会，并在这次大会上通过了一个文件，把工业机器人分为四类：⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业，如焊接、喷漆等；⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人；⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。
4.工业机器人的产业发展模式
纵观世界各国发展工业机器人产业的过程，可归纳为三种不同的发展模式，即日本模式、欧洲模式和美国模式。 （1）日本模式
日本模式的特点是：各司其职，分层面完成交钥匙工程。即机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标，并由其子公司或社会上的工程公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统，并完成交钥匙工程。
（2）欧洲模式
欧洲模式的特点是：一揽子交钥匙工程。即机器人的生产和用户所需要的系统设计制造，全部由机器人制造厂商自己完成。 （3）美国模式
美国模式的特点是：采购与成套设计相结合。美国国内基本上不生产普通的工业机器人，企业需要机器人通常由工程公司进口，再自行设计、制造配套的外围设备，完成交钥匙工程。 （4）中国模式的走向
中国的机器人产业应走什么道路、如何建立自己的发展模式确实值得探讨。中国工程院在《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究总结报告》中认为，我国应从“美国模式”着手，在条件成熟后逐步向“日本模式”靠近。
五、工业机器人的主要研究内容
1.示教再现型工业机器人产业化技术研究
（1）关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计。
（2）柔性仿形喷涂机器人开发：柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发，整机安全防爆、防护技术开发，高速喷杯喷涂工艺研究。 （3）焊接机器人（把弧焊与点焊机器人作为负载不同的一个系列机器人，可兼作弧焊、点焊、搬运、装配、切割作业）产品的标准化、通用化、模块化、系列化设计。
（4）弧焊机器人用激光视觉焊缝跟踪装置的开发：激光发射器的选用，CCD成象系统，视觉图象处理技术，视觉跟踪与机器人协调控制。 （5）焊接机器人的离线示教编程及工作站系统动态仿真。
（6）电子行业用装配机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计。 （7）批量生产机器人所需的专用制造、装配、测试设备和工具的研究开发。 2.智能机器人开发研究
（1）遥控加局部自主系统构成和控制策略研究
包括建模－遥控机器人模型，人行为模型，人控制动态建模，图形仿真建模，
虚拟工具和虚拟传感器建模；以人为主体的人机共享规划与控制；局部自治控制；多传感融合技术；双向力反应控制；知识库的建立，学习与推理方法；人机交互的高级控制技术；虚拟现实（VR）控制与真实世界控制的相互关系；监控系统的结构。
（2）智能移动机器人的导航和定位技术研究
包括导航和定位系统的系统结构；在结构环境或非结构环境中导航和定位方法研究；感知系统的传感器和信息处理系统的构成；根据传感器数据建立环境模型的方法；模糊逻辑的推理方法用于移动机器人导航的研究。 （3）面向遥控机器人的虚拟现实系统
包括人机交互图形生成及其程序设计；遥控机器人（载体和机械手）几何动态图形建模；遥控操作环境图形建模；遥控机器人操作与数据的获取；虚拟传感器及基于虚拟传感器的双向力反应、反馈控制；面向任务的虚拟工具；基于虚拟现实的遥控操作的理论与方法；基于VR模型操作和真实世界操作的可切换、相容性和可交换性；VR监控系统。 （4）人机交互环境建模系统
包括CAD建模中的人机交互技术；求知模型工件的反示过程中的交互技术；机器人与环境的布局及功能验证中的交互技术；传感器数据处理中的交互技术；机器人标定、运动学建模、动力学建模中的交互技术。 （5）基于计算机屏幕的多机器人遥控技术
包括三维立体视觉建模；模型的计算机显示；遥控机器人模型的控制；人机接口；网络通讯。
3.机器人化机械研究开发
（1）并联机构机床（VMT）与机器人化加工中心（RMC）开发研究
包括VMT与RMC智能化结构实现技术；VMT与RMC关键传动实现技术；VMT与RMC加工、装配、摆放、涂胶、检测作业技术；VMT与RMC监控检测技术开发；VMT与MRC智能化开式CMC控制系统开发；系统软件和应用软件开发；智能化机构、材料机电一体化技术；作业状态变量智能化传感技术；机电一体化的多功能及灵巧作业终端；通用智能化开式CNC控制硬软件系统；并联机构运动学及动力学理论；RMC智能控制理论；VMT与RMC典型应用工程开发。
（2）机器人化无人值守和具有自适应能力的多机遥控操作的大型散料输送设备
包括散料输送系统监控和遥控操作的传感器融合和配置技术；采用智能传感器的现场总线技术；机器人运动规划在等量堆取料、自主操作中的应用；基于广域网的远程实时通讯；具有监测和管理功能的故障诊断系统。 4.以机器人为基础的重组装配系统 （1）开放式模块化装配机器人
包括通用要素的提取；专用件标准化；装配机器人模块CAD设计；通用主流计算机构造的控制器；人机界面方式；网络功能。 （2）面向机器人装配的设计技术
包括数字化装配与CAD集成技术；产品机器人化装配规划生成技术；产品可装配性模糊评价。
（3）机器人柔性装配系统设计技术
其中单元技术：供料系统智能化设计、末端执行器快速执行、物流传输及其控制与通讯；集成技术：柔性装配线仿真软件、管理系统。 （4）可重构机器人柔性装配系统设计技术
开展基于任务和环境的动态重构机器人柔性装配系统理论研究；系统基于自治体（Agent）的分布式控制技术及系统各单元体间的协作规划。 （5）装配力觉、视觉技术
包括高精度、高集成化六维腕力传感技术；视觉识别与定位技术。 （6）智能装配策略及其控制
包括装配状态实时检测和监控；装配顺序和路径智能规划及控制技术。 5.多传感器信息融合与配置技术
（1）机器人的传感器配置和融合技术在水泥生产过程控制和污水处理自动控制系统中的应用
包括面向工艺过程的多传感器融合和配置技术；采用智能传感器的现场总线技术；面向工艺要求的新型传感器研制。 （2）机电一体化智能传感器
包括具有感知、自主运动、自清污（自调整、自适应）的机电一体化传感器研究；面向工艺要求的运动机构设计、实现检测和清污的自主运动；调节控制系统；
机器人机构和控制技术在传感器设计中的应用。
六、工业机器人在生产生活中的应用
所谓工业机器人，就是具有简单记忆和可变控制程序的自动机械。它是在机械手的基础上发展起来的，国外称为industrial robot。工业机器人的出现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，实现生产的自动化，避免工伤事故和提高生产效率。随着世界生产力的发展，必然促进相应科学技术的发展。工业机器人能够极大地提高生产效率，已经广泛地进入人们的生活生产领域。
1.提高自动化生产效率和自动化程度：据美国J.B Day通过大量的定后发现：在生产过程中，机器人在机床或其它设备上做上下料工作，以及在设备之间做短途搬运工作所花时间占了整个生产时间的80%以上，搬运费占了加工费的30%-40%，而且有85%的生产事故发生在搬运上，因此工业机器人的使用解决了很多难题。 2.直接从事广泛的生产劳动：例如喷漆、焊接、热处理、冶炼、电镀、冲压、注塑成型、砂型铸造以及锻造等。比如我国滩坊砖厂制造了一只有260个指头的机械手。
3.进行严谨的物品装配：通过图纸识别零件并加以组装，首先取得成功的是美国加利福尼亚的斯坦福大学。此外还有日本日立制作的Hivip，列宁格勒的“变压器装配小组”。
4.仓库管理自动化：最早出现在法国，现已遍及世界各地，例如芬兰的汉基亚公司（汉基亚仓库是欧洲十大仓库之一）。
5.从事特殊环境下的劳动：核辐射、无毒气氛、强噪声、超低温或高温环境等不合适人工作的环境，甚至超越人能力范围的环境。比如用于发现输油管裂缝的机器人，日本生产了一种用于救火的“神奈川”机器人。
6.从事教育卫生等服务：例如美国Centurion公司生产的“机器人教师”已成功为学生开设了“逻辑学”、“概率论”等课程，美国德克萨斯仪表公司制造的微型翻译机器人，日本稻田大学研究出的“乳腺检诊机器人”。
参考文献：
【1】 王握文.世界机器人发展历程[J] .国防科技, 2001, (01) 【2】 陈爱珍.日本工业机器人的发展历史及现状[J] .机械工程师, 2008, (07) 【3】 陈爱珍.国内外机器人的发展现状[J] .机械工程师, 2008, (07) 【4】 陈佩云.日本振兴工业机器人的政策[J] .机器人技术与应用, 1994, (01) 【5】 陈佩云.与应用, 1994 我国工业机器人技术发展的历史_现状与展望[J].机器人技术
推荐第7篇：工业机器人行业标准
附件
工业机器人行业规范条件
一、总则
（一）为贯彻落实《机器人产业发展规划（2016-2020年）》，加强工业机器人产品质量管理，规范行业市场秩序，维护用户合法权益，保护工业机器人本体生产企业和工业机器人集成应用企业科技投入的积极性，按照鼓励技术进步、规范竞争行为、促进安全生产的原则，根据国家有关法律法规和产业政策，制定《工业机器人行业规范条件》（以下简称规范条件）。
（二）鼓励工业机器人本体生产企业和工业机器人集成应用企业按照本规范条件自愿申请规范条件公告，对符合规范条件的企业以公告的形式向社会发布，引导各类鼓励政策向公告企业集聚。
（三）本规范条件适用于中华人民共和国境内的工业机器人本体生产企业和工业机器人集成应用企业。
二、综合条件
（四）具有独立企业法人资格，并取得营业执照。
（五）符合国家相关产业政策要求。
（六）具有独立研发、生产、专业技术服务能力。
（七）有良好的资信和公众形象，有良好的履约能力，依法纳税，近三年无触犯国家法律法规的行为、无不正当竞争行为。
（八）具备信息化、智能化管理手段。
（九）工业机器人本体生产企业应具备与所开展的工业机器人研发、生产等活动相适应的研发、生产、起重、运输等设施设备。
（十）工业机器人集成应用企业应具备与所开展的工业机器人系统集成、专业技术服务等活动相适应的研发、设计、生产、装配、起重、运输等设施设备。
三、企业规模
（十一）财务状况良好，财务数据真实可信，并经在中华人民共和国境内登记的会计师事务所审计。
（十二）具有固定的研发/生产场所，并与企业的研发能力/生产规模相适应。
（十三）工业机器人本体生产企业，年主营业务收入总额不少于5000万元，或年产量不低于2000台套。
（十四）工业机器人集成应用企业，销售成套工业机器人及生产线年收入总额不低于1亿元。
四、质量要求
（十五）企业应具备工业机器人本体、集成系统相适宜的过程检测设备和出厂检测设备，所有检测设备都需要有效计量，有CNAS认可的有效校准报告。（十六）工业机器人本体生产企业和应用集成企业研发生产使用的机器人本体、关键零部件产品须获得“国家机器人CR认证标志”，机器人应用集成系统须经国家认可的第三方检测认证机构的安全评估合格。
（十七）企业应按照GB/T 19001-2015标准建立质量管理体系，经在境内设立的认证机构认证合格，并能有效运行。
（十八）工业机器人本体生产企业还应满足以下要求： 1.应至少具有三坐标检测仪（量程及精度高于产品设计要求）等定位和精度检测仪器设备，并且保证校准周期不超过12个月；
2.至少具有以下定位和精度检测等仪器设备，并且保证校准周期不超过12个月；
定位精度和重复定位精度测试设备：量程及精度高于产品设计要求；
耐压仪：量程及精度覆盖产品设计指标要求； 高精度工件尺寸测试设备：量程及精度覆盖产品设计指标要求；
减速器测试设备（AGV除外）：量程及精度覆盖产品设计指标要求；
伺服电机测试设备（AGV除外）：量程及精度覆盖产品设计指标要求。
3.至少应符合以下标准及产品标准，并经第三方检测机构检测合格：
GB 11291.1-2011 工业环境用机器人 安全要求 第1部分：机器人；
GB 5226.1-2008 机械安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件；
JB/T 8896-1999 工业机器人 验收规则； JB/T 10825-2008 工业机器人 产品验收实施规范； GB/T 12642-2013 工业机器人 性能规范及其试验方法；
GB/T 20868-2007 工业机器人 性能试验实施规范； GB/T 15706-2012 机械安全 涉及通则 风险评估与风险减小；
GB/T 17799.1-1999 电磁兼容 通用标准 居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验；
GB/T 17799.2-2003 电磁兼容 通用标准 工业环境中的抗扰度试验；
GB/T 17799.3-2012 电磁兼容 通用标准 居住、商业和轻工业环境中的发射；
GB/T 17799.4-2012 电磁兼容 通用标准 工业环境中的发射。
4.可靠性、环境适应性和耐久性水平接近国外同类产品水平，平均无故障时间不低于50000小时。（十九）工业机器人集成应用企业还应至少符合以下通用标准及产品标准，并经第三方检测机构检测合格：
GB 11291.2-2013 机器人与机器人装备 工业机器人的安全要求 第2部分：机器人系统与集成； GB/T 15706-2012 机械安全 设计通则 风险评分与风险减小；
GB 5226.1-2008 机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件；
GB 16655-2008 机械安全 集成制造系统 基本要求； GB/T 20867-2007 工业机器人 安全实施规范； GB/T 16855.1-2008 机械安全 控制系统有关安全部件 第1部分：设计通则；
GB 28526-2012 机械电气安全 安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全。
五、研发创新能力
（二十）企业对其主要产品应享有知识产权，其中工业机器人相关产品和集成方案的授权专利不少于6项（发明专利不少于1项）或与产品核心功能有关的软件著作权不少于10项，且3年内未出现侵权行为。
（二十一）企业单独设立研发团队/部门，每年研发经费投入不低于上一年度总营业额的4%。
（二十二）企业应具有省级以上研发机构（包括重点实验室、工程技术研究中心、企业技术中心等），或工业机器人相关产品及技术取得省部级二等奖以上科技奖励（包括技术发明奖、科学技术进步奖等）。
六、人才实力
（二十三）企业领导中应有专人负责技术、质量管理工作，该企业领导应具有相应的技术背景或主管相关工作的经验。
（二十四）特种作业、特种设备操作等特殊岗位的人员应具有经相应资格证书，持证上岗率达100%。同时应建立合理的人力资源培训与考核制度，并能有效实施。
（二十五）工业机器人本体生产企业或应用集成企业，从研发、设计等技术工作的人员数量不少于15人，且占企业总人数的比例不低于20%。
七、销售和售后服务
（二十六）产品售后服务要严格执行国家有关规定并建有完善的产品销售和售后服务体系，指导用户合理使用产品，为用户提供相应的操作培训和维修服务。
（二十七）工业机器人产品保修期不少于1年。
八、社会责任
（二十八）企业应按《安全生产法》和《安全生产许可证条例》规定的要求，开展安全生产标准化建设工作。
（二十九）企业应合法、诚信经营，依法纳税，自觉遵守劳动保障法律法规。
九、监督管理
（三十）企业规范条件的申请、审核及公告： 1.工业和信息化部负责工业机器人行业规范管理工作。申请企业通过所在省（自治区、直辖市）工业和信息化主管部门向工业和信息化部申请。
2.各省、自治区、直辖市工业和信息化主管部门负责对本地区工业机器人生产、系统集成企业的申请进行初审，初审须按规范条件要求对企业的相关情况进行核实，提出初审意见，附企业申请材料报送工业和信息化部。
3.工业和信息化部委托相关专业机构依据规范条件制定相应的评审细则，并组织专家对申请企业进行评审。
4.工业和信息化部对通过评审的企业进行审查并公示，公示无异议的予以公告。
（三十一）工业和信息化部对公告企业名单进行动态管理。各省、自治区、直辖市工业和信息化主管部门每年要对本地区已公告企业保持规范条件的情况进行监督检查。工业和信息化部对公告企业进行抽查。鼓励社会各界对公告企业保持规范情况进行监督。公告企业有下列情况的将撤销其公告资格：
1.填报相关资料有弄虚作假行为的；2.拒绝接受监督检查的； 3.不能保持规范条件的；
4.发生重大责任事故、造成严重社会影响的。撤销公告资格的，应当提前告知有关企业，听取企业的陈述和申辩。
十、附则
（三十二）本规范条件所引用的标准均以适用的最新有效版本为准。
（三十三）本规范条件由工业和信息化部负责解释，并根据行业发展情况适时进行修订。
（三十四）本规范条件自2017年2月1日起实施。
推荐第8篇：《工业机器人》复习题
《工业机器人 》
一、填空题
1、按坐标形式分类，机器人可分为、、球坐标型 和 四种基本类型。
2、作为一个机器人，一般由三个部分组成，分别是、和 。
3、机器人主要技术参数一般有、、、重复定位精度、、承载能力及最大速度等。
4、自由度是指机器人所具有的 的数目，不包括
的开合自由度。
5、机器人分辨率分为 和 ，统称为 。
6、重复定位精度是关于 的统计数据。
7、根据真空产生的原理真空式吸盘可分为、和 等三种基本类型。
8、机器人运动轨迹的生成方式有、、和空间曲线运动。
9、机器人传感器的主要性能指标有、、、重复性、、分辨率、响应时间和抗干扰能力等。
10、自由度是指机器人所具有的 的数目。
11、机器人的重复定位精度是指
。
12、机器人的驱动方式主要有、和 三种。
13、机器人上常用的可以测量转速的传感器有 测速发电机 和 增量式码盘 。
14、机器人控制系统按其控制方式可以分为 控制方式、控制方式和 控制方式。
15、按几何结构分划分机器人分为： 串联机器人、并联机器人 。
二、单项选择题(请在每小题的四个备选答案中，选出一个最佳答案。)
1、工作范围是指机器人 或手腕中心所能到达的点的集合。 A 机械手 B 手臂末端 C 手臂 D 行走部分。
2、机器人的精度主要依存于、控制算法误差与分辨率系统误差。 A传动误差 B 关节间隙 C机械误差 D 连杆机构的挠性
3、滚转能实现360°无障碍旋转的关节运动，通常用 来标记。 A R B W C B
4、RRR型手腕是 自由度手腕。 A 1 B 2
C 3
D 4
D L
5、真空吸盘要求工件表面、干燥清洁，同时气密性好。 A 粗糙 B 凸凹不平C平缓突起 D平整光滑
6、同步带传动属于 传动，适合于在电动机和高速比减速器之间使用。 A 高惯性 B 低惯性 C 高速比 D 大转矩
7、机器人外部传感器不包括 传感器。
A 力或力矩 B 接近觉 C 触觉 D 位置
8、手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和 工件。 A 固定 B 定位 C 释放 D 触摸。
9、机器人的精度主要依存于、控制算法误差与分辨率系统误差。 A传动误差 B 关节间隙 C机械误差 D 连杆机构的挠性
10、机器人的控制方式分为点位控制和 。
A 点对点控制 B点到点控制 C 连续轨迹控制 D 任意位置控制
11、焊接机器人的焊接作业主要包括 。
A 点焊和弧焊 B 间断焊和连续焊 C平焊和竖焊 D气体保护焊和氩弧焊
12、作业路径通常用 坐标系相对于工件坐标系的运动来描述。 A 手爪 B 固定 C 运动 D工具
13、谐波传动的缺点是 。
A扭转刚度低 B 传动侧隙小 C惯量低 D 精度高
14、机器人三原则是由谁提出的。（D）
A 森政弘 B 约瑟夫·英格伯格 C 托莫维奇 D 阿西莫夫
15、当代机器人大军中最主要的机器人为：（A）
A 工业机器人 B 军用机器人 C 服务机器人 D 特种机器人
16、手部的位姿是由哪两部分变量构成的？（B） A 位置与速度 B 姿态与位置 C 位置与运行状态 D 姿态与速度
17、用于检测物体接触面之间相对运动大小和方向的传感器是：C A接近觉传感器 B接触觉传感器 C滑动觉传感器 D压觉传感器
18、示教-再现控制为一种在线编程方式，它的最大问题是：B A操作人员劳动强度大 B占用生产时间 C操作人员安全问题 D容易产生废品
19、下面哪个国家被称为 “机器人王国”？C A 中国 B 英国 C 日本 D 美国
三、是非题（对划“√”，错划“×”）
1、示教编程用于示教－再现型机器人中 。 （ ）
2、机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中的运动轨迹， 即运动点的位移、速度和加速度。
3、关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。
4、到目前为止，机器人已发展到第四代。
（ ） （ ） （ ）
5、磁力吸盘能够吸住所有金属材料制成的工件。
6、谐波减速机的名称来源是因为刚轮齿圈上任一点的径向位移呈近似于余弦波形的变化。N （ ）
8、由电阻应变片组成电桥可以构成测量重量的传感器。Y
9、激光测距仪可以进行散装物料重量的检测。Y （ ）
10、机械手亦可称之为机器人。Y （ ）
四、简答题
1、机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。答：机器人的手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂的运动形式区分，手臂有直线运动的。如手臂的伸缩，升降及横向移动，有回转运动的如手臂的左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动的组合。2直线运动的组合2回转运动的组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作程度固定不变的专用机器人。
2、工业机器人控制方式有几种？ 工业机器人的控制方式多种多样，根据作业任务的不同，主要分为点位控制方式、连续轨迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。 答： 1）点位控制方式（PTP）
这种控制方式的特点是只控制工业机器人末端执行器在作业空间中某些规定的离散点上的位姿。控制时只要求工业机器人快速、准确地实现相邻各点之间的运动，而对达到目标点的运动轨迹则不作任何规定。这种控制方式的主要技术指标是定位精度和运动所需的时间。 2）连续轨迹控制方式（CP）
这种控制方式的特点是连续的控制工业机器人末端执行器在作业空间的位姿，要求其严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动，而且速度可控，轨迹光滑，运动平稳，以完成工作任务。 3）力（力矩）控制方式
在完成装配、抓放物体等工作时，除要准确定位外，还要求使用适度的力或力矩进行工作，这时就要利用力（力矩）伺服方式。这种方式的控制原理与位置伺服控制原理基本相同，只不过输入量和反馈量不是位置信号，而是力（力矩）信号，因此系统中必须有力（力矩）传感器。有时也利用接近、滑动等传感功能进行自适应式控制。 4）智能控制方式
机器人的智能控制时通过传感器获得周围环境的知识，并根据自身内部的知识库做出相应的决策。采用智能控制技术，使机器人具有了较强的适应性及自学习功能。智能控制技术的发展有赖于近年来人工神经网络、基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能的迅速发展。
4、机器人参数坐标系有哪些？各参数坐标系有何作用？ 答:工业机器人的坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。 1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）
这种机器人由三个线性关节组成，这三个关节用来确定末端操作器的位置，通常还带有附加道德旋转关节，用来确定末端操作器的姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上的运动是独立的，运动方程可独立处理，且方程是线性的，因此，很容易通过计算机实现；它可以两端支撑，对于给定的结构长度，刚性最大：它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度。但是，它的操作范围小，手臂收缩的同时又向相反的方向伸出，即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。
2）圆柱坐标型（R3P）
圆柱坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件的位置，再附加一个旋转关节来确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，且计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大的动力；能够伸入型腔式机器内部。但是，它的手臂可以到达的空间受到限制，不能到达近立柱或近地面的空间；直线驱动器部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。 3）球坐标型（2RP）
5、人手爪有哪些种类，各有什么特点？ 答：（1）机械手爪：依靠传动机构来抓持工件；
（2）磁力吸盘：通过磁场吸力抓持铁磁类工件，要求工件表面清洁、平整、干燥，以保证可靠地吸附，不适宜高温条件；
（3）真空式吸盘：利用真空原理来抓持工件，要求工件表面平整光滑、干燥清洁，同时气密性要好。
6、编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？ 两种基本形式：增量式、绝对式
增量式：用来测量角位置和直线位置的变化，但不能直接记录或指示位置的实际值。在所有利用增量式编码器进行位置跟踪的系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。
绝对式：每个位置都对应着透光与不透光弧段的惟一确定组合，这种确定组合有惟一的特征。通过这特征，在任意时刻都可以确定码盘的精确位置。
7、工业机器人常用的驱动器有那些类型，并简要说明其特点。
（1）电动驱动器的能源简单，速度变化范围大，效率高，转动惯性小，速度和位置精度都很高，但它们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。
（2）液压驱动器的优点是功率大，可省去减速装置而直接与被驱动的杆件相连，结构紧凑，刚度好，响应快，伺服驱动具有较高的精度。但需要增设液压源，易产生液体泄漏，不适合高、低温及有洁净要求的场合。故液压驱动器目前多用于特大功率的操作机器人系统或机器人化工程机械。
（3）气动驱动器的结构简单，清洁，动作灵敏，具有缓冲作用。但也需要增设气压源，且与液压驱动器相比，功率较小，刚度差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高、但有洁净、防爆等要求的点位控制机器人。
8、常用的工业机器人的传动系统有那些？
齿轮传动，蜗杆传动，滚珠丝杆出传动，同步齿形带传动，链传动和行星齿轮传动
9、在机器人系统中为什么往往需要一个传动（减速）系统？
因为现在的电机一般速度较高，力矩较小，需要通过传动系统降低转速、提高力矩。
10、机器人上常用的距离与接近觉传感器有哪些？。超声波，激光、红外，霍尔传感器
11、按机器人的用途分类，可以将机器人分为哪几大类？试简述之。1) 工业机器人或产业机器人 应用于工农业生产中，主要用在制造业，进行焊接、喷漆、装配、搬运、检验、农产品的加工等产业。
2) 探索机器人 用于进行太空和海洋探索，也可用于地面和地下探索。 3) 服务机器人 一种半自主或全自主的机器人，其所从事的服务工作可使人类生存的更好，使制造业以外的设备工作的更好。
4) 军用机器人 用于军事目的，或进攻性的，或防御性的。
12、什么是示教再现式机器人？
答：先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其他信息存储起来，然后让机器人重现这些动作。
13、编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？ 两种基本形式：增量式、绝对式
增量式：用来测量角位置和直线位置的变化，但不能直接记录或指示位置的实际值。在所有利用增量式编码器进行位置跟踪的系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。
绝对式：每个位置都对应着透光与不透光弧段的惟一确定组合，这种确定组合有惟一的特征。通过这特征，在任意时刻都可以确定码盘的精确位置。
五、按照下图中给定的运动轨迹，编写一段符合要求的运动控制指令。
六、请解读下列程序，并写出注释。
1、主程序 PROC main () rInitAll; WHILE TRUE DO
IF di1=1 THEN rMoveRoutine; rHome; ENDIF WaitTime 0.3; ENDWHILE ENDPROC
2、PROC rModPos() !示教目标点程序
MoveL pPick,v10,fine,tGripper\WObj:=WobjCNV; MoveL pPlaceBase,v10,fine,tGripper\WObj:=WobjBuffer; MoveL pHome,v10,fine,tGripper; ENDPROC ENDMODULE
3、理解下面指令并画出机器人的运动轨迹图。PROC Routine1（） MoveL p10,v1000,fine,tool1\WOBj:=wobj1; MoveC p30,p40,v1000,z1,tool1\WOBj:=wobj1; ENDPROC
推荐第9篇：《工业机器人》复习题
《工业机器人 》
一、填空题
1、按坐标形式分类，机器人可分为、、球坐标型 和 四种基本类型。
2、作为一个机器人，一般由三个部分组成，分别是、和 。
3、机器人主要技术参数一般有、、、重复定位精度、、承载能力及最大速度等。
4、自由度是指机器人所具有的 的数目，不包括
的开合自由度。
5、机器人分辨率分为 和 ，统称为 。
6、重复定位精度是关于 的统计数据。
7、根据真空产生的原理真空式吸盘可分为、和 等三种基本类型。
8、机器人运动轨迹的生成方式有、、和空间曲线运动。
9、机器人传感器的主要性能指标有、、、重复性、、分辨率、响应时间和抗干扰能力等。
10、自由度是指机器人所具有的 的数目。
11、机器人的重复定位精度是指
。
12、机器人的驱动方式主要有、和 三种。
13、机器人上常用的可以测量转速的传感器有 测速发电机 和 增量式码盘 。
14、机器人控制系统按其控制方式可以分为 控制方式、控制方式和 控制方式。
15、按几何结构分划分机器人分为： 串联机器人、并联机器人 。
二、单项选择题(请在每小题的四个备选答案中，选出一个最佳答案。)
1、工作范围是指机器人 或手腕中心所能到达的点的集合。 A 机械手 B 手臂末端 C 手臂 D 行走部分。
2、机器人的精度主要依存于、控制算法误差与分辨率系统误差。 A传动误差 B 关节间隙 C机械误差 D 连杆机构的挠性
3、滚转能实现360°无障碍旋转的关节运动，通常用 来标记。 A R B W C B
4、RRR型手腕是 自由度手腕。 A 1 B 2
C 3
D 4
D L
5、真空吸盘要求工件表面、干燥清洁，同时气密性好。 A 粗糙 B 凸凹不平C平缓突起 D平整光滑
6、同步带传动属于 传动，适合于在电动机和高速比减速器之间使用。 A 高惯性 B 低惯性 C 高速比 D 大转矩
7、机器人外部传感器不包括 传感器。
A 力或力矩 B 接近觉 C 触觉 D 位置
8、手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和 工件。 A 固定 B 定位 C 释放 D 触摸。
9、机器人的精度主要依存于、控制算法误差与分辨率系统误差。 A传动误差 B 关节间隙 C机械误差 D 连杆机构的挠性
10、机器人的控制方式分为点位控制和 。
A 点对点控制 B点到点控制 C 连续轨迹控制 D 任意位置控制
11、焊接机器人的焊接作业主要包括 。
A 点焊和弧焊 B 间断焊和连续焊 C平焊和竖焊 D气体保护焊和氩弧焊
12、作业路径通常用 坐标系相对于工件坐标系的运动来描述。 A 手爪 B 固定 C 运动 D工具
13、谐波传动的缺点是 。
A扭转刚度低 B 传动侧隙小 C惯量低 D 精度高
14、机器人三原则是由谁提出的。（D）
A 森政弘 B 约瑟夫·英格伯格 C 托莫维奇 D 阿西莫夫
15、当代机器人大军中最主要的机器人为：（A）
A 工业机器人 B 军用机器人 C 服务机器人 D 特种机器人
16、手部的位姿是由哪两部分变量构成的？（B） A 位置与速度 B 姿态与位置 C 位置与运行状态 D 姿态与速度
17、用于检测物体接触面之间相对运动大小和方向的传感器是：C A接近觉传感器 B接触觉传感器 C滑动觉传感器 D压觉传感器
18、示教-再现控制为一种在线编程方式，它的最大问题是：B A操作人员劳动强度大 B占用生产时间 C操作人员安全问题 D容易产生废品
19、下面哪个国家被称为 “机器人王国”？C A 中国 B 英国 C 日本 D 美国
三、是非题（对划“√”，错划“×”）
1、示教编程用于示教－再现型机器人中 。 （ ）
2、机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中的运动轨迹， 即运动点的位移、速度和加速度。
3、关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。
4、到目前为止，机器人已发展到第四代。
（ ） （ ） （ ）
5、磁力吸盘能够吸住所有金属材料制成的工件。
6、谐波减速机的名称来源是因为刚轮齿圈上任一点的径向位移呈近似于余弦波形的变化。N （ ）
8、由电阻应变片组成电桥可以构成测量重量的传感器。Y
9、激光测距仪可以进行散装物料重量的检测。Y （ ）
10、机械手亦可称之为机器人。Y （ ）
四、简答题
1、机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。答：机器人的手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂的运动形式区分，手臂有直线运动的。如手臂的伸缩，升降及横向移动，有回转运动的如手臂的左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动的组合。2直线运动的组合2回转运动的组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作程度固定不变的专用机器人。
2、工业机器人控制方式有几种？ 工业机器人的控制方式多种多样，根据作业任务的不同，主要分为点位控制方式、连续轨迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。 答： 1）点位控制方式（PTP）
这种控制方式的特点是只控制工业机器人末端执行器在作业空间中某些规定的离散点上的位姿。控制时只要求工业机器人快速、准确地实现相邻各点之间的运动，而对达到目标点的运动轨迹则不作任何规定。这种控制方式的主要技术指标是定位精度和运动所需的时间。 2）连续轨迹控制方式（CP）
这种控制方式的特点是连续的控制工业机器人末端执行器在作业空间的位姿，要求其严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动，而且速度可控，轨迹光滑，运动平稳，以完成工作任务。 3）力（力矩）控制方式
在完成装配、抓放物体等工作时，除要准确定位外，还要求使用适度的力或力矩进行工作，这时就要利用力（力矩）伺服方式。这种方式的控制原理与位置伺服控制原理基本相同，只不过输入量和反馈量不是位置信号，而是力（力矩）信号，因此系统中必须有力（力矩）传感器。有时也利用接近、滑动等传感功能进行自适应式控制。 4）智能控制方式
机器人的智能控制时通过传感器获得周围环境的知识，并根据自身内部的知识库做出相应的决策。采用智能控制技术，使机器人具有了较强的适应性及自学习功能。智能控制技术的发展有赖于近年来人工神经网络、基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能的迅速发展。
4、机器人参数坐标系有哪些？各参数坐标系有何作用？ 答:工业机器人的坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。 1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）
这种机器人由三个线性关节组成，这三个关节用来确定末端操作器的位置，通常还带有附加道德旋转关节，用来确定末端操作器的姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上的运动是独立的，运动方程可独立处理，且方程是线性的，因此，很容易通过计算机实现；它可以两端支撑，对于给定的结构长度，刚性最大：它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度。但是，它的操作范围小，手臂收缩的同时又向相反的方向伸出，即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。
2）圆柱坐标型（R3P）
圆柱坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件的位置，再附加一个旋转关节来确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，且计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大的动力；能够伸入型腔式机器内部。但是，它的手臂可以到达的空间受到限制，不能到达近立柱或近地面的空间；直线驱动器部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。 3）球坐标型（2RP）
5、机器人手爪有哪些种类，各有什么特点？ 答：（1）机械手爪：依靠传动机构来抓持工件；
（2）磁力吸盘：通过磁场吸力抓持铁磁类工件，要求工件表面清洁、平整、干燥，以保证可靠地吸附，不适宜高温条件；
（3）真空式吸盘：利用真空原理来抓持工件，要求工件表面平整光滑、干燥清洁，同时气密性要好。
6、编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？ 两种基本形式：增量式、绝对式
增量式：用来测量角位置和直线位置的变化，但不能直接记录或指示位置的实际值。在所有利用增量式编码器进行位置跟踪的系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。
绝对式：每个位置都对应着透光与不透光弧段的惟一确定组合，这种确定组合有惟一的特征。通过这特征，在任意时刻都可以确定码盘的精确位置。
7、工业机器人常用的驱动器有那些类型，并简要说明其特点。
（1）电动驱动器的能源简单，速度变化范围大，效率高，转动惯性小，速度和位置精度都很高，但它们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。
（2）液压驱动器的优点是功率大，可省去减速装置而直接与被驱动的杆件相连，结构紧凑，刚度好，响应快，伺服驱动具有较高的精度。但需要增设液压源，易产生液体泄漏，不适合高、低温及有洁净要求的场合。故液压驱动器目前多用于特大功率的操作机器人系统或机器人化工程机械。
（3）气动驱动器的结构简单，清洁，动作灵敏，具有缓冲作用。但也需要增设气压源，且与液压驱动器相比，功率较小，刚度差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高、但有洁净、防爆等要求的点位控制机器人。
8、常用的工业机器人的传动系统有那些？
齿轮传动，蜗杆传动，滚珠丝杆出传动，同步齿形带传动，链传动和行星齿轮传动
9、在机器人系统中为什么往往需要一个传动（减速）系统？
因为现在的电机一般速度较高，力矩较小，需要通过传动系统降低转速、提高力矩。
10、机器人上常用的距离与接近觉传感器有哪些？。超声波，激光、红外，霍尔传感器
11、按机器人的用途分类，可以将机器人分为哪几大类？试简述之。1) 工业机器人或产业机器人 应用于工农业生产中，主要用在制造业，进行焊接、喷漆、装配、搬运、检验、农产品的加工等产业。
2) 探索机器人 用于进行太空和海洋探索，也可用于地面和地下探索。 3) 服务机器人 一种半自主或全自主的机器人，其所从事的服务工作可使人类生存的更好，使制造业以外的设备工作的更好。
4) 军用机器人 用于军事目的，或进攻性的，或防御性的。
12、什么是示教再现式机器人？
答：先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其他信息存储起来，然后让机器人重现这些动作。
13、编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？ 两种基本形式：增量式、绝对式
增量式：用来测量角位置和直线位置的变化，但不能直接记录或指示位置的实际值。在所有利用增量式编码器进行位置跟踪的系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。
绝对式：每个位置都对应着透光与不透光弧段的惟一确定组合，这种确定组合有惟一的特征。通过这特征，在任意时刻都可以确定码盘的精确位置。
14、根据机器人作业水平的高低，机器人语言通常分为哪几类？
答：机器人编程语言可分为：(1) 动作级：以机器人末端执行器的动作为中心来描述各种操作，要在
程序中说明每个动作。(2) 对象级：允许较粗略地描述操作对象的动作、操作对象之间的关系等，特别适用于组装作业。(3) 任务级：只要直接指定操作内容就可以了，为此，机器人必须一边思考一边工作。
15、工业机器人主要有哪些编程方式？试简述之。
16、机器人机械夹持式手按手爪的运动方式分为哪两种？各有何典型机构？ 答：按手爪的运动方式分为回转型和平移型。平移型可分两类：它分为直线式和圆弧式两种。 典型机构：a齿轮齿条式b螺母丝杠式c凸轮式d平行连杆式 .回转型典型:a楔块杠杆式b滑槽杠杆式c连杆杠杆式d齿轮齿条式e自重杠杆式
17、机器人吸附式手分为哪两种？各有何特点？
答：根据吸附力的产生方法不同，将其分为：气吸式,磁吸式 （1）气吸式:气吸式手是利用吸盘内的压力与外界大气压之间形成的压力差来工作的，根据压力差形成的原理不同，可分为：a挤压排气式b气流负压式c真空抽气式 (2)磁吸式:磁吸式手是利用磁场产生的磁吸力来抓取工件的，因此只能对铁磁性工件起作用（钢、铁等材料在温度超过723℃时就会失去磁性），另外，对不允许有剩磁的工件要禁止使用，所以磁吸式手的使用有一定的局限性。根据磁场产生的方法不同，磁吸式手可分为：a永磁式b励磁式
18、机器人电动驱动器有哪几种？
答：电动驱动器是利用电能来实现旋转运动的驱动器，常见主要有：步进电机（stepping motor)、直流（DC）伺服电机、交流（AC）伺服电机、直接驱动电机
19、机器人轨迹控制的两种方式是什么？ 答：如果要求机器人沿着一定的目标轨迹运动则是轨迹控制。对于工业生产线上的机械臂，轨迹控制常用示教再现方式。示教再现分两种：点位控制（ＰＴＰ），用于点焊、更换刀具等情况；连续路径控制（ＣＰ），用于弧焊、喷漆等作业。如果机器人本身能够主动地决定运动，那么可经常使用路径规划加在线路径跟踪方式进行控制。
五、按照下图中给定的运动轨迹，编写一段符合要求的运动控制指令。
六、请解读下列程序，并写出注释。
1、主程序 PROC main () rInitAll; WHILE TRUE DO
IF di1=1 THEN rMoveRoutine; rHome; ENDIF WaitTime 0.3; ENDWHILE ENDPROC
2、PROC rModPos() !示教目标点程序
MoveL pPick,v10,fine,tGripper\WObj:=WobjCNV; MoveL pPlaceBase,v10,fine,tGripper\WObj:=WobjBuffer; MoveL pHome,v10,fine,tGripper; ENDPROC ENDMODULE
3、理解下面指令并画出机器人的运动轨迹图。PROC Routine1（） MoveL p10,v1000,fine,tool1\WOBj:=wobj1; MoveC p30,p40,v1000,z1,tool1\WOBj:=wobj1; ENDPROC
推荐第10篇：工业机器人[定稿]
工业机器人
xx
XX大学XX学院XX班XX省XX市 邮编
摘要：工业机器人在现代制造技术中起着举足轻重的作用。机器人的应用越来越广泛，需求越来越大，其技术研究与发展越来越深入。这将提高社会生产率与产品质量，为社会创造巨大的财富。
关键词：构成；分类；发展现状；发展方向；
一、引言
工业机器人被誉为工业自动化三大支柱（工业机器人、数控机床和可编程控制器）之一。它诞生于20世纪60年代,在20世纪90年代得到迅速发展,是最先产业化的机器人技术。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术 ,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产 ,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。
二、工业机器人构成及其分类
2.1工业机器人构成
工业机器人由机械本体部分、传动执行部分、传感检查部分、信息处理部分和对外接口部分构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。 2.2工业机器人分类 2.2.1按自动化功能层次分类
(1)专用机器人。以固定程序在固定地点工作的机器人，结构简单，造价低，适用于在大量生产系统中工作。
(2)通用机器人。具有独立的控制系统，动作灵活多样，通过改变控制程序能完成多种作业的机器人。它的工作范围大，定位精度高，通用性能强，但结构复杂，适用于柔性制造系统。
(3)示教再现机器人。这是具有记忆功能、能完成复杂动作的机器人，它在由人示教操作后，能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复重现示教作业。
(4)智能机器人。具有各种感觉功能和识别功能，能做出决策自动进行反馈纠正的机器人。它采用计算机控制，依赖于识别、学习、推理和适应环境等智能，决定其行动或作业。 2.2.2按控制方式分类
(1)固定程序控制机器人。采用固定程序的继电器控制器或固定逻辑控制器组成控制系统，按预先设定的顺序、条件和位置，逐次执行各阶段动作，但不能用编程的方法改变己设定的信息。
(2)可编程控制机器人。可利用编程方法改变机器人的动作顺序和位置。控制系统具有程序选择环节来调用存储系统中相应的程序。它适用于比较复杂的工作场合，并能随着工作对象的不同需要在较大范围内调整机器人的动作。可以实现点位控制和连续轨迹控制。此外还有传感器控制、非自适应控制、自适应控制、智能控制等类型的机器人。
三、工业机器人技术发展现状
在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人已经推广，成为主流安装机型，第三代智能机器人已占有一定比重（占日本1998年安装台数的10%，销售额的36%）
（1）机械结构：1)已关节型为主流，80年代发明的使用于装配作业的平面关节机器人约占总量的1/3。90年代初开发的适应于窄小空间、快节奏、360度全工作空间范围的垂直关节机器人大量用于焊接和上、下料。2）应3K 和汽车、建筑、桥梁等行业需求，超大型机器人应运而生。如焊接树10米长、10吨以上大构件的弧焊机器人群，采取蚂蚁啃骨头的协作机构。3）CAD、CAE 等技术已普遍用于设计，仿真和制造中。
（2）控制技术：1) 大多数采用32位 CPU，控制轴数多达27轴，NC 技术、离线编程技术大量采用。2) 协调控制技术日趋成熟，实现了多手与变位机、多机器人的协调控制，正逐步实现多智能体的协调控制。3) 采用基于 PC 的开放结构的控制系统已成为一股潮流，其成本低、具有标准现场网络功能。
（3）驱动技术：1) 80年代发展起来的 AC 侍服驱动已成为主流驱动技术用于工业机器人中。DD 驱动技术则广泛地用于装配机器人中。2) 新一代的侍服电机与基于微处理器的智能侍服控制器相结合已由 FANUC 等公司开发并用于工业机器人中，在远程控制中已采用了分布式智能驱动新技术。
（4）应用智能化的传感器：装有视觉传感器的机器人数量呈上升趋势，不少机器人装有两种传感器，有些机器人留了多种传感器接口。
（5）通用机器人编程语言：在 ABB 公司的20多个小型号产品中，采用了通用模化块语言 RAPID。最近美国“机器人工作空间技术公司”开发了 Robot ScriptV.10通用语言，运行于该公司的通用机器人控制器 URC 的 WinNT/95环境。该语言易学医用，可用于各种开发环境，与大多数 WINDOWS 软件产品兼容。
（6）网络通用方式：大部分机器人采用了 Ether 网络通讯方式，占总量的41.3，其它采用 RS-2
32、RA-
422、RS-485等通讯接口。
（7）高速、高精度、多功能化：目前，最快的装配机器人最大合成速度为16.5m/s。位置重复精度为正负0.01mm。但有一种速度竞达到80m/s；而另一种并连机构的 NC 机器人，其位置重复精度大1微秒。
（8）集成化与系统化：当今工业机器人技术的另一特点是应用从单机、单元向系统发展。百台以上的机器人群与微机及周边智能设备和操作人员形成一个大群体（多智能体）。跨国大集团的垄断和全球化的生产将世界众多厂家的产品连接在一起，实现了标准化、开放化、网络化的“虚拟制造”，为工业机器人系统化的发展推波助澜。
四、工业机器人技术的学科前沿及发展方向
目前国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研究，并朝着智能化和多样化方向发展。主要研究内容集中在以下几个方面：
1．操作机
在智能机器人操作机研究方面，人们重点集中在各种具有柔性感、灵巧性的手爪和手臂上。
研究前沿有：手臂结构，关键是其轻质化，研究新型高刚度、抗震结构和材料;机器人手、腕及其连接机构，实现快速、准确、灵活性、柔顺性以及结构的紧凑性；冗余自由度柔性操作机，为适应狭小环境中的灵活操作，需要像人手那样地灵巧、需达到27个自由度且结构可变的柔性操作机。
2．动力源和驱动
智能机器人的机动性要求动力源轻、小、出力大。主要驱动器是电动机。指、肘、肩、腕各关节大致需要3—300N·m的输出力矩和30一60r／min的输出转速。减轻电动机质量的措施有：采用交流电动机、优化电气及结构参数，采用电动机一编码器一减速器的一体化设计、把多自由度集成等等。搭载的移动载体上的电动机的功放单元和控制单元，其小型化目标是缩小到目前体积的1／20。新型驱动器，如形状记忆合金、人工肌肉、压电元件、挠性轴丝绳集束传动等已得到人们关注，但在实用方面近来已达到伺服电动机水平。
3．移动技术
新型移动机构：开发用于凹凸不平路面、楼梯、高山、弯管、海面、水下、高空等环境中的移动机构；
用于行走的传感技术，高级的三维视觉、触觉和接近觉等；
移动路途分析，采用动态规划等方法，对移动环境、成本、时间等进行综合分析、规划最佳路径；
4．微机器人
微机器人可能引起机器人结构的变革。微机器人是一个智能机器人系统，最终目标是将移动、传感、控制、能源集于一身，具有广泛应用前景。执行元件和认识机构的微型化：从感觉传感器回路的微型化向微小的位置姿态控制方向发展：从微型电池向化学能源和外部能源场的方向发展：各种材料的微型部件的加工装配向缩小法和自动生成方向发展；微小生物运动机、生物执行器、生物能源机构规律的探索和人工化。
5.仿生机构
生物体构造、移动模式、运动机理、能量分配、信息处理与综合，以及感知和认识等方面多层次得到启发。目前人工肌肉、以躯体为构件的蛇形移动机构、仿象鼻子柔性臂、人造关节、假肢、多肢体动物的运动协调等得到关注。
6．机构与控制的一体化设计
进行机构一控制一传感器一驱动的一体化优化设计，以满足机械手高速高精度定的要求。最省能量控制也越来越受到智能机器入关注。
7．智能控制与人工智能及示教技术
智能控制方面发展动向主要是多级分布式计算机控制、基于神经网络的控制，以及实现通用模块、智能机器人核心程序模块、机器人操作系统的通用化等。
人工智能在机器人技术方面应用主要有：规划和知识表述；机器人数据库；自治功能(自治控制、自学习、高安全可靠性)；智能通信(人机通信、机器人间通信等)。
五、结束语
工业机器人的诞生和机器人学的建立，无疑是20世纪人类科学技术的重大成就。在现代制造技术快速发展的今天，我国还必须在研究和开发上跟踪机器人技术的发展趋势。工业机器人产业和技术的发展必将大大加速我国制造业的崛起。
参考文献：
[1]吴瑞详．机器人技术与应用．北京：北京航空航天大学出版社，1994 [2]徐元宣．工业机器人．北京：中国轻工业出版社，1999 [3]王田苗．走向产业化的先进机器人技术．中国制造业信息化， 2005(10):24 ～ 25 [4] JohnMichuloski．Coordinated Joint Motion Control for an Industrial Robot．National Bureau of Standards Gaithersburg, MD
第11篇：工业机器人论文
材料：工业机器人论文
摘要：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人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。
关键词：工业机器人；构造；中国工业机器人；发展前景；
由来
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“Robot”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。
20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手。
所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。
1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年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
特点
戴沃尔提出的工业机器人有以下特点:将数控机床的伺服轴与遥控操纵器的连杆机构联接在一起，预先设定的机械手动作经编程输入后，系统就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人还可以接受示教而完成各种简单的重复动作，示教过程中，机械手可依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列全部记录在存储器内，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下依次再现上述位置，故这种机器人的主要技术功能被称为“可编程”和“示教再现”。
1962年美国推出的一些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形主要由类似人的手和臂组成。后来，出现了具有视觉传感器的、能识别与定位的工业机器人系统。当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。目前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。
构造与分类
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆
柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。
工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。
应用
所谓工业机器人，就是具有简单记忆和可变控制程序的自动机械。它是在机械手的基础上发展起来的，国外称为industrial robot。工业机器人的出现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，实现生产的自动化，避免工伤事故和提高生产效率。，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。 随着世界生产力的发展，必然促进相应科学技术的发展。工业机器人能够极大地提高生产效率，已经广泛地进入人们的生活生产领域。
20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。
由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。中国的工业机器人
我国工业机器人起步于70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。
70年代是世界科技发展的一个里程碑：人类登上了月球，实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。
进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一
批特种机器人。
从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。
虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，目前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。
工业机器人在世界其他主要国家的发展：
美国是工业机器人的诞生地，基础雄厚，技术先进。现今美国有着一批具有国际影响力的工业机器人供应商，像Adept Technologe、American Robot、Emersom Industrial Automation 等。
德国工业机器人的数量占世界第三，仅次于 日本和美国，其智能机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。目前在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人经推广应用成为主流安装机型，而第三代智能机器人已占有一定比重并成为发展的方向。世界上的机器人供应商分为日系和欧系。瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后
工业机器人的发展前景
在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。
机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。1990年10月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会，并在这次大会上通过了一个文件，把工业机器人分为四类：⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业，如焊接。喷漆等；⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人；⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。
日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人，并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展
三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有：低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。
根据日本政府2007年指定的一份计划，日本2050年工业机器人产业规模将达到1.4兆日元，拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准，百万工业机器人相当于千万劳动力，是目前日本全部劳动人口的15%。
我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制
造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。
一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术（产业化），必须具备5个要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有着“机器人王国”之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以，我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策，我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。
总结
1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。1959年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。
第12篇：工业机器人市场
据第一财经日报报道，国际机器人技术联合会发布的数据显示，中国去年采购了36560台工业机器人，首次超过日本，成为全球最大的工业机器人市场。
报道称，36560台相当于全球去年每5台工业机器人就有一台被中国买下，这一采购量同比增长了近60%。而日本去年采购了26015台，美国居第三，采购23679台。
国际机器人技术联合会的报告称，中国扩大工业机器人采购量，是因为制造商受到工资成本上升、其他新兴经济体的竞争加剧等因素影响，转而寻求用新技术提高生产率。
瑞士ABB公司机器人技术部门主管博·沃加德·纳塞斯（Per Vegard
Nerseth）说：“中国拥有增长最快的机器人市场。不用几年，中国的机器人市场将明显大于第二和第三位的市场。”
管理咨询公司凯宜（Solidiance）的研究报告显示，中国对机器人需求的增长主要是由大型跨国制造商驱动的，特别是汽车产业。中国目前拥有全球最大的汽车制造业，其对机器人的需求占了全国的60%。
数据显示，瑞士ABB、日本发那科（Fanuc）、德国库卡（Kuka）等全球著名的机器人制造企业正在加速开掘中国市场。迪尔特表示，机器人制造业目前主要由日本掌控，6家日本公司占了中国市场机器人销售额的一半，而中国领先的4家机器人设备生产企业只占了中国市场的5%。
目前，日本的在役机器人仍居全球之首，2012年达31万台，而中国、美国当年的数据分别为9.6万和16.8万台。
第13篇：工业机器人轴承
工业机器人简介
（本文章由湛卢轴承有限公司提供）
近年来，随着先进制造业的发展，对代表现代制造技术的各类机器人的需求日益增加。如大型工程机械、汽车、家电等自动化生产线，以及提升国家高科技战略地位的深海载人潜水器、仿人仿生机器人和喷漆、弧焊、装配、搬运工业机器人等。作为机器人的关键配套专用轴承，对机器人的可靠性等关键性能指标具有重要影响。目前，机器人轴承种类较多，如薄壁深沟球轴承、薄壁角接触球轴承、薄壁四点接触球轴承和薄壁交叉滚子轴承等。由于薄壁四点接触球轴承和薄壁交叉滚子轴承具有承受联合载荷能力强、精度高、摩擦力矩小、重量轻、运转平稳等特点，因此大多被应用于机器人的腰部、肘部、腕部等部位。
自从20世纪60年代进入工业领域以来，无论是机器人的数量，还是机器人的技术都有了迅猛的发展。作为机器人关键零配件的专用配套轴承，国外一些轴承公司如日本的IKO、THK、NSK和美国的Koydon等在20世纪80年代就已研制出用于机器人各部位的系列化专用配套轴承，为机器人产业提供了80%左右能满足机器人需要的基础元器件，为工业机器人的迅速发展奠定了坚实的配套技术基础。为促进国内工业机器人专用轴承设计和加工技术的提高，本公司主要对工业机器人专用薄壁密封四点接触球轴承和薄壁密封交叉滚子轴承结构形式、特点以及产品设计的关键技术予以生产研发。
第14篇：《工业机器人》复习题
《工业机器人 》
一、填空题
1、按坐标形式分类，机器人可分为 直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型
和 关节坐标型 四种基本类型。
2、作为一个机器人，一般由三个部分组成，分别是 控制系统、传感系统 和 机械系统 。
3、机器人主要技术参数一般有 自由度、定位精度、工作范围、重复定位精度、分辨率、承载能力及最大速度等。
4、自由度是指机器人所具有的 独立坐标轴运动的 的数目，不包括 末端操作器 的开合自由度。
5、机器人分辨率分为 编程分辨率 和 控制分辨率 ，统称为 系统分辨率 。
6、重复定位精度是关于 精度 的统计数据。
7、根据真空产生的原理真空式吸盘可分为 真空吸盘、气流负压吸盘 和
挤气负压吸盘 等三种基本类型。
8、机器人运动轨迹的生成方式有 示教再现运动、关节空间运动、空间直线运动 和空间曲线运动。
9、机器人传感器的主要性能指标有 灵敏度、线性度、测量范围、重复性、精度、分辨率、响应时间和抗干扰能力等。
10、自由度是指机器人所具有的 独立坐标轴运动 的数目。
11、机器人的重复定位精度是指 在同一环境、同一条件、同一目标动作、同一命令下，机器人连续重复运动若干次时，其位置分散情况
。
12、机器人的驱动方式主要有 液压驱动、气压驱动 和 电气驱动 三种。
13、机器人上常用的可以测量转速的传感器有 测速发电机 和 增量式码盘 。
14、机器人控制系统按其控制方式可以分为 力 控制方式、轨迹 控制方式和 示教 控制方式。
15、按几何结构分划分机器人分为： 串联机器人、并联机器人 。
二、单项选择题(请在每小题的四个备选答案中，选出一个最佳答案。)
1、工作范围是指机器人 B 或手腕中心所能到达的点的集合。 A 机械手 B 手臂末端 C 手臂 D 行走部分。
2、机器人的精度主要依存于 C、控制算法误差与分辨率系统误差。 A传动误差 B 关节间隙 C机械误差 D 连杆机构的挠性
3、滚转能实现360°无障碍旋转的关节运动，通常用 A 来标记。 A R B W C B
4、RRR型手腕是 C 自由度手腕。 A 1 B 2
C 3
D 4
D L
5、真空吸盘要求工件表面 D、干燥清洁，同时气密性好。 A 粗糙 B 凸凹不平C平缓突起 D平整光滑
6、同步带传动属于 B 传动，适合于在电动机和高速比减速器之间使用。 A 高惯性 B 低惯性 C 高速比 D 大转矩
7、机器人外部传感器不包括 D 传感器。
A 力或力矩 B 接近觉 C 触觉 D 位置
8、手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和 C 工件。 A 固定 B 定位 C 释放 D 触摸。
9、机器人的精度主要依存于 C、控制算法误差与分辨率系统误差。 A传动误差 B 关节间隙 C机械误差 D 连杆机构的挠性
10、机器人的控制方式分为点位控制和 C 。
A 点对点控制 B点到点控制 C 连续轨迹控制 D 任意位置控制
11、焊接机器人的焊接作业主要包括 A 。
A 点焊和弧焊 B 间断焊和连续焊 C平焊和竖焊 D气体保护焊和氩弧焊
12、作业路径通常用 D 坐标系相对于工件坐标系的运动来描述。 A 手爪 B 固定 C 运动 D工具
13、谐波传动的缺点是 A 。 A扭转刚度低 B 传动侧隙小 C惯量低 D 精度高
14、机器人三原则是由谁提出的。（D）
A 森政弘 B 约瑟夫·英格伯格 C 托莫维奇 D 阿西莫夫
15、当代机器人大军中最主要的机器人为：（A）
A 工业机器人 B 军用机器人 C 服务机器人 D 特种机器人
16、手部的位姿是由哪两部分变量构成的？（B）
A 位置与速度 B 姿态与位置 C 位置与运行状态 D 姿态与速度
17、用于检测物体接触面之间相对运动大小和方向的传感器是：C A接近觉传感器 B接触觉传感器 C滑动觉传感器 D压觉传感器
18、示教-再现控制为一种在线编程方式，它的最大问题是：B A操作人员劳动强度大 B占用生产时间 C操作人员安全问题 D容易产生废品
19、下面哪个国家被称为 “机器人王国”？C A 中国 B 英国 C 日本 D 美国
三、是非题（对划“√”，错划“×”）
1、示教编程用于示教－再现型机器人中 。 （ √ ）
2、机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中的运动轨迹， 即运动点的位移、速度和加速度。 （ √ ）
3、关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。
4、到目前为止，机器人已发展到第四代。
（ × ） （ × ） （ × ）
5、磁力吸盘能够吸住所有金属材料制成的工件。
6、谐波减速机的名称来源是因为刚轮齿圈上任一点的径向位移呈近似于余弦波形的变化。N （ × ）
8、由电阻应变片组成电桥可以构成测量重量的传感器。Y （ √ ）
9、激光测距仪可以进行散装物料重量的检测。Y （ √ ）
10、机械手亦可称之为机器人。Y （ √ ）
四、简答题
1、机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。答：机器人的手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂的运动形式区分，手臂有直线运动的。如手臂的伸缩，升降及横向移动，有回转运动的如手臂的左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动的组合。2直线运动的组合2回转运动的组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作程度固定不变的专用机器人。
2、工业机器人控制方式有几种？ 工业机器人的控制方式多种多样，根据作业任务的不同，主要分为点位控制方式、连续轨迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。 答： 1）点位控制方式（PTP）
这种控制方式的特点是只控制工业机器人末端执行器在作业空间中某些规定的离散点上的位姿。控制时只要求工业机器人快速、准确地实现相邻各点之间的运动，而对达到目标点的运动轨迹则不作任何规定。这种控制方式的主要技术指标是定位精度和运动所需的时间。 2）连续轨迹控制方式（CP）
这种控制方式的特点是连续的控制工业机器人末端执行器在作业空间的位姿，要求其严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动，而且速度可控，轨迹光滑，运动平稳，以完成工作任务。 3）力（力矩）控制方式
在完成装配、抓放物体等工作时，除要准确定位外，还要求使用适度的力或力矩进行工作，这时就要利用力（力矩）伺服方式。这种方式的控制原理与位置伺服控制原理基本相同，只不过输入量和反馈量不是位置信号，而是力（力矩）信号，因此系统中必须有力（力矩）传感器。有时也利用接近、滑动等传感功能进行自适应式控制。 4）智能控制方式
机器人的智能控制时通过传感器获得周围环境的知识，并根据自身内部的知识库做出相应的决策。采用智能控制技术，使机器人具有了较强的适应性及自学习功能。智能控制技术的发展有赖于近年来人工神经网络、基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能的迅速发展。
4、机器人参数坐标系有哪些？各参数坐标系有何作用？ 答:工业机器人的坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。 1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）
这种机器人由三个线性关节组成，这三个关节用来确定末端操作器的位置，通常还带有附加道德旋转关节，用来确定末端操作器的姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上的运动是独立的，运动方程可独立处理，且方程是线性的，因此，很容易通过计算机实现；它可以两端支撑，对于给定的结构长度，刚性最大：它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度。但是，它的操作范围小，手臂收缩的同时又向相反的方向伸出，即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。
2）圆柱坐标型（R3P）
圆柱坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件的位置，再附加一个旋转关节来确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，且计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大的动力；能够伸入型腔式机器内部。但是，它的手臂可以到达的空间受到限制，不能到达近立柱或近地面的空间；直线驱动器部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。 3）球坐标型（2RP）
5、人手爪有哪些种类，各有什么特点？ 答：（1）机械手爪：依靠传动机构来抓持工件；
（2）磁力吸盘：通过磁场吸力抓持铁磁类工件，要求工件表面清洁、平整、干燥，以保证可靠地吸附，不适宜高温条件；
（3）真空式吸盘：利用真空原理来抓持工件，要求工件表面平整光滑、干燥清洁，同时气密性要好。
6、编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？ 两种基本形式：增量式、绝对式
增量式：用来测量角位置和直线位置的变化，但不能直接记录或指示位置的实际值。在所有利用增量式编码器进行位置跟踪的系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。 绝对式：每个位置都对应着透光与不透光弧段的惟一确定组合，这种确定组合有惟一的特征。通过这特征，在任意时刻都可以确定码盘的精确位置。
7、工业机器人常用的驱动器有那些类型，并简要说明其特点。
（1）电动驱动器的能源简单，速度变化范围大，效率高，转动惯性小，速度和位置精度都很高，但它们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。
（2）液压驱动器的优点是功率大，可省去减速装置而直接与被驱动的杆件相连，结构紧凑，刚度好，响应快，伺服驱动具有较高的精度。但需要增设液压源，易产生液体泄漏，不适合高、低温及有洁净要求的场合。故液压驱动器目前多用于特大功率的操作机器人系统或机器人化工程机械。
（3）气动驱动器的结构简单，清洁，动作灵敏，具有缓冲作用。但也需要增设气压源，且与液压驱动器相比，功率较小，刚度差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高、但有洁净、防爆等要求的点位控制机器人。
8、常用的工业机器人的传动系统有那些？
齿轮传动，蜗杆传动，滚珠丝杆出传动，同步齿形带传动，链传动和行星齿轮传动
9、在机器人系统中为什么往往需要一个传动（减速）系统？
因为现在的电机一般速度较高，力矩较小，需要通过传动系统降低转速、提高力矩。
10、机器人上常用的距离与接近觉传感器有哪些？。超声波，激光、红外，霍尔传感器
11、按机器人的用途分类，可以将机器人分为哪几大类？试简述之。1) 工业机器人或产业机器人 应用于工农业生产中，主要用在制造业，进行焊接、喷漆、装配、搬运、检验、农产品的加工等产业。
2) 探索机器人 用于进行太空和海洋探索，也可用于地面和地下探索。 3) 服务机器人 一种半自主或全自主的机器人，其所从事的服务工作可使人类生存的更好，使制造业以外的设备工作的更好。
4) 军用机器人 用于军事目的，或进攻性的，或防御性的。
12、什么是示教再现式机器人？
答：先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其他信息存储起来，然后让机器人重现这些动作。
13、编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？ 两种基本形式：增量式、绝对式
增量式：用来测量角位置和直线位置的变化，但不能直接记录或指示位置的实际值。在所有利用增量式编码器进行位置跟踪的系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。
绝对式：每个位置都对应着透光与不透光弧段的惟一确定组合，这种确定组合有惟一的特征。通过这特征，在任意时刻都可以确定码盘的精确位置。
五、按照下图中给定的运动轨迹，编写一段符合要求的运动控制指令。
六、请解读下列程序，并写出注释。
1、主程序 PROC main () rInitAll; WHILE TRUE DO
IF di1=1 THEN rMoveRoutine; rHome; ENDIF WaitTime 0.3; ENDWHILE ENDPROC
2、PROC rModPos() !示教目标点程序
MoveL pPick,v10,fine,tGripper\WObj:=WobjCNV; MoveL pPlaceBase,v10,fine,tGripper\WObj:=WobjBuffer; MoveL pHome,v10,fine,tGripper; ENDPROC ENDMODULE
3、理解下面指令并画出机器人的运动轨迹图。PROC Routine1（）
MoveL p10,v1000,fine,tool1\WOBj:=wobj1; MoveC p30,p40,v1000,z1,tool1\WOBj:=wobj1; ENDPROC
第15篇：工业机器人培训
工业机器人培训心得总结
本次培训，主要学习的内容是“工业机器人应用与调试以及离线编程”，学习了解瑞典的ABB六轴机器人的软件使用，及一些典型的机器人轨迹运动、搬运、码垛及工件装配等基本编程操作技能。 以下就是我最近的心得体会：
一、工业机器人的发展历史
什么是工业机器人呢？人们一般的理解来看，机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置，或者叫自动化装置，它仍然是个机器，它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象，和工作的一些要求，它是人造的机器或机械电子装置。但从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。 从历史来来看真正意义上的机器人出现在1959年，经过了五十多年的发展，机器人种类达数十种，它们在许多领域为人类的生产和生活服务。大多数工业机器人都不能走路，一般是靠轨道滑行，如汽车制造机器人等。现代工业机器人主要有四大类型：
（1）顺序型——这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；
（2）沿轨迹作业型——这类机器人执行某种移动作业，如焊接、喷漆等； （3）远距作业型——比如在月球上自动工作的机器人；
（4）智能型——这类机器人具有感知、适应以及思维和人机通信机能。 现有机器人细分: 操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。
程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。 示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。
数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。
二、工业机器人的结构 通过这门课使我了解到智能机器人所必需的三部分，就如上面所列的，人工智能，超级计算机和机械结构。三者是组成智能机器人不可或缺的部分，人工自能赋予机器人，判断，推理，学习的能力。超级计算机提供强大的处理数据的能力使的机器人能够快速对传感器信号处理。同时对人工智能技术提供支持。机械结构是机器人的物理组成部分，一个机器人机械结构所具有的自由度数的多少，以及结构强度的大小，决定了机器人活动的灵活性。三者只有相互结合，紧密联系，才能实现机器人的智能化。机器人路径规划技术未来的研究重点是“仿人、仿生”智能。
三、工业机器人技术特点
(1)智能化。智能化就是机器人的操控将越来越简单，很多东西机器人就能自主判断，不需要人示教，不需要高级的技术人员操作。
(2)柔性化。现在的机器人是一个单臂的机器人，就不能像人手那样灵活。如果双臂机器手技术得到突破。这种机器用在工厂里，基本可以代替人做所有的工作。像现在单臂的机器人在装配线上就没法用，协调性达不到要求。 (3)安全性。现在的机器人，由于技术还没有发展到一定的程度，很容易对人造成伤害。跟人交互的一些安全措施还没有做到位。
(4)低成本。工业机器人由于现在成本还很高，如果想打造很智能化的东西，成本很高就卖不出去，需要通过上规模降低成本。
(5)技术融合。机器人技术将类似于80年代的手机、90年代的互联网、2000年代的移动设备，经历一个技术融合的过程。未来的机器人技术将在通信、感知、处理、移动、意识、操作这六个方面突破。
四、工业机器人的职业教育
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，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。在国外，机器人大约在20世纪50年代末就已经应用在工业生产中，但是在中国，只有少数几家大型企业有采用机器人操作。随着人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人正逐步走进公众的视野。有专家认为，人口红利的持续消退，给机器人产业带来了重大的发展机遇； 在国家政策支持下，产业有望迎来爆发期。
随着企业大量使用机器人也催生出大量需求的懂得组装操作和维修的人才，为此全国大多数职业院校都开办了相关专业，为广大企业培训相关人员。这次培训班的学习，我们每一个参训者都收益良多，一段在职教领域具有先进性和代表性的专业理论知识和技能操作的学习培训，给我们实实在在的专业提升。
通过这次培训，我不但夯实了理论基础，提高了专业技能，还与同行进行了交流，分享了教学经验，真是受益匪浅。进一步增强了自己对教学的责任心和责任感，从别的老师身上学到很多东西，包括他们对教学工作严谨负责的态度、精益求精的精神，以及他们宝贵的教学方法和教学经验。我也希望以后继续有机会接受这样的培训，以便更好地完成教学任务，更加努力地提高自己职教理论水平和专业技能素质，坚定不移地从事职业教育。 这段时间的学习、实践，使我更加清晰的看到了自身知识和能力的不足，作为一名青年教师，应该更加客观地去重新认识、评价自我，激发了我们潜心思考自身的发展问题。不断地去提高自身素质，争当一名教学理念新，有精湛专业技能的“双师型”素质的专业教师。增强以后适应社会、服务社会的能力，并更好地适应教学的需要，培养出更适应社会需要的人才。
第16篇：工业机器人专题报告
报告题目：工业机器人技术基础及应用
学 院：信息工程与自动化学院 专业班级：测控技术与仪器 学 号：201210402116 姓 名：何亚琦
2015年12月26日
摘要：工业机器人的应用越来越广泛，需求越来越大，其技术研究与发展越来越深入。这将提高社会生产率与产品质量，为社会创造巨大的财富！ 关键词：工业机器人、发展现状、未来走向
引言
工业机器人诞生于20 世纪60 年代,在20 世纪90 年代得到迅速发展,是最先产业化的机器人技术。自问世以来，就一直备受瞩目。40余年来，有关它的研究取得了长足的进展。各种形态、功能的机器人相继面世，而未来的机器人将是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器，是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。
一、工业机器人
工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
1962年美国推出的一些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形主要由类似人的手和臂组成。后来，出现了具有视觉传感器的、能识别与定位的工业机器人系统。作为人类二十世纪最伟大的发明之一，机器人在短短的几十年内发生了日新月异的变化。从自动化生产线到海洋资源的探索，乃至太空作业等领域，机器人可谓是无处不在。目前机器已经走进人们的生活与工作，机器人已经在很多的领域代替着人类的劳动，发挥着越来越重要的作用，人们已经越来越离不开机器人帮助。
工业机器人最显著的特点有以下几个：
(1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。 (2)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，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。
(3)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。
(4)工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。
二、我国工业机器人发展现状
我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代，进入21世纪，国家中长期科学和技术发展规划纲要突出增强自主创新能力这一条主线，着力营造有利于自主创新的政策环境，加快促进企业成为创新主体，大力倡导企业为主体，产学研紧密结合。国内一大批企业或自主研制或与科研院所合作，进入工业机器人研制和生产行列，我国工业机器人进入了初步产业化阶段。
我国工业机器人的发展经历了一系列国家攻关。计划支持的应用工程开发，奠定了我国独立自主发展机器人产业的基础。但是，我国工业机器人在总体技术上与国外先进水平相比还有很大差距，仅相当于国外90年代中期的水平。目前工业机器人的生产规模仍然不大，多数是单件小批生产，关键配套的单元部件和器件始终处于进口状态，工业机器人的性价比较低。伴随我国经济的高速增长，以汽车等行业需求为牵引，我国对工业机器人需求量急剧增加，国际工业机器人知名企业如ABB、FANAC等纷纷在中国建厂，国外知名品牌工业机器人价格逐年下降，制约了我国工业机器人产业的形成和实现规模化的发展，我国工业机器人新装机量近90%仍依赖进口。
三、工业机器人的未来走向
从近几年国外知名企业推出和正在研制的产品来看，新一代工业机器人正在向智能化、柔性化、网络化、人性化、编程图形化发展。
目前国际、国内机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研究，并朝着智能化和多样化方向发展。主要研究内容集中在以下10个方面：
1．机器人操作机结构的优化设计技术：探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比，同时机构向着模块化、可重构方向发展。
2．机器人控制技术：重点研究开放式，模块化控制系统，人机界面更加友好，语言、图形编程界面正在研制之中。机器人控制器的标准化和网络化，以及基于PC机网络式 控制器已成为研究热点。编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外，离线编程的实用化将成为研究重点。
3．多传感系统：为进一步提高机器人的智能和适应性，多种传感器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传感器融合算法，特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。另一问题就是传感系统的实用化。
4．机器人的结构灵巧，控制系统愈来愈小，二者正朝着一体化方向发展。
5．机器人遥控及监控技术，机器人半自主和自主技术，多机器人和操作者之间的协调控制，通过网络建立大范围内的机器人遥控系统，在有时延的情况下，建立预先显示进行遥控等。
6．虚拟机器人技术：基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术，实现机器人的虚拟遥操作和人机交互。
7．多智能体（multi-agent）调控制技术：这是目前机器人研究的一个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理，感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。
8．微型和微小机器人技术（micro/miniaturerobotics）:这是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向。微小型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。
9．软机器人技术（softrobotics）:主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。传统机器人设计未考虑与人紧密共处，因此其结构材料多为金属或硬性材料，软机器人技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的，机器人对人是友好的。
10．仿人和仿生技术：这是机器人技术发展的最高境界，目前仅在某些方面进行一些基础研究。
四、结束语
工业机器人的诞生和机器人学的建立，无疑是21世纪人类科学技术的重大成就。工业机器人市场竞争越来越激烈,中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战,加快工业机器人技术的研究开发与生产是我们抓住这个历史机遇的主要途径。工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段和途径,政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持,参考国外先进经验,加大技术投入与改造。工业机器人产业和技术的发展必将大大加速我国制造业的崛起。
参考文献：
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[7].工业机器人的现状及发展趋势2002(3)
第17篇：工业机器人视觉系统
工业机器人及机器人视觉系统
人类想要实现一系列的基本活动，如生活、工作、学习就必须依靠自身的器官，除脑以外，最重要的就是我们的眼睛了，（工业）机器人也不例外，要完成正常的生产任务，没有一套完善的，先进的视觉系统是很难想象的。
机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。它是计算科的一个重要分支，它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术，涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。图像处理和模式识别等技术的快速发展，也大大地推动了机器视觉的发展。
机器视觉系统的应用
在生产线上，人来做此类测量和判断会因疲劳、个人之间的差异等产生误差和错误，但是机器却会不知疲倦地、稳定地进行下去。一般来说，机器视觉系统包括了照明系统、镜头、摄像系统和图像处理系统。对于每一个应用，我们都需要考虑系统的运行速度和图像的处理速度、使用彩色还是黑白摄像机、检测目标的尺寸还是检测目标有无缺陷、视场需要多大、分辨率需要多高、对比度需要多大等。从功能上来看，典型的机器视觉系统可以分为：图像采集部分、图像处理部分和运动控制部分
工作过程
• 一个完整的机器视觉系统的主要工作过程如下：
•
1、工件定位检测器探测到物体已经运动至接近摄像系统的视野中心，向图像采集部分发送触发脉冲。
•
2、图像采集部分按照事先设定的程序和延时，分别向摄像机和照明系统发出启动脉冲。
•
3、摄像机停止目前的扫描，重新开始新的一帧扫描，或者摄像机在启动脉冲来到之前处于等待状态，启动脉冲到来后启动一帧扫描。
•
4、摄像机开始新的一帧扫描之前打开曝光机构，曝光时间可以事先设定。•
5、另一个启动脉冲打开灯光照明，灯光的开启时间应该与摄像机的曝光时间匹配。
•
6、摄像机曝光后，正式开始一帧图像的扫描和输出。•
7、图像采集部分接收模拟视频信号通过A/D将其数字化，或者是直接接收摄像机数字化后的数字视频数据。
•
8、图像采集部分将数字图像存放在处理器或计算机的内存中。
•
9、处理器对图像进行处理、分析、识别，获得测量结果或逻辑控制值。
•
10、处理结果控制流水线的动作、进行定位、纠正运动的误差等。
优点
• 机器视觉系统的优点有：
•
1、非接触测量，对于观测者与被观测者都不会产生任何损伤，从而提高系统的可靠性。
•
2、具有较宽的光谱响应范围，例如使用人眼看不见的红外测量，扩展了人眼的视觉范围。
•
3、长时间稳定工作，人类难以长时间对同一对象进行观察，而机器视觉则可以长时间地作测量、分析和识别任务。•
4、机器视觉系统的应用领域越来越广泛。在工业、农业、国防、交通、医疗、金融甚至体育、娱乐等等行业都获得了广泛的应用，可以说已经深入到我们的生活、生产和工作的方方面面。
科幻电影中的智能机器人
———如下图所示是一种有电脑操控的加工机械装置。
———该装置主要通过前端的摄像头对被加工对象进行图像采集和加工定位，从而完成加工。 ———机械类的各部件的精度由工人的熟练程度和工作经验以及加工工具（如各类机床）到如今的由数字化和智能化的加工设备（如数控机床），更多的能适应社会需要和发展的高精度，高难度的零件被加工出来。
视觉系统简单来说就可以用三个及独立又相互联系的模块来概括：目标物图像的采集、图像的处理、指令的发出。
视觉系统的设计分为软件设计和硬件设计两大部分。
视觉系统的硬件设计
视觉系统的硬件主要由镜头、摄像机、图像采集卡、输入输出单元、控制装置构成。
一套视觉系统的好坏则分别取决于摄像机像素的高低，硬件质量的优劣，更重要的是各个部件间的相互配合和合理使用。
——在恶劣的自然环境中，在生产的一线，在许多复杂的情况下，要想保证整个视觉系统的正常工作，构成系统的各个硬件就必须具有很好的耐磨损性和经受住各种不可预料的情况和考验。
——随着科技的进步和现代生产生活的需要视觉系统正在机器，特别是智能机械的飞速发展，原有的系统硬件已不适应新的需要，为此，必须提高硬件的水平和质量来保证系统的正常运行。
——镜头、摄像机、图像采集卡、输入输出单元、控制装置构就好像电脑的显示器、电源、主机（处理器、内存条、硬盘、显卡等）一样，每一个构成部件都很关键，它们质量如果不过关，整个机器就无法正常工作，更别说完成复杂的工作和给以的任务了。
视觉系统的软件设计
——视觉系统的软件设计至关重要，在当今信息化大趋势下，智能控制越来越依靠软件方面的功用。
——视觉系统的软件设计是一个复杂的课题，不仅要考虑到程序设计的最优化，还要考虑到算法的有效性，及其能否实现，在软件设计的过程中要考虑到可能出现的问题。
——视觉系统的软件设计完成还要对其鲁棒性进行检测和提高，以适应复杂的外部环境（鲁棒性就是系统的健壮性。它是在异常和危险情况下系统生存的关键。）
一种视觉导航软件处理的流程图
视觉系统的实际应用
•机器视觉技术的城市交通预警系统
•近几年来，随着经济的发展，我国各大城市内部的交通基础设施建设也得到了快速发展，但是，尽管城市道路越建越宽，立交桥越建越多，交通信号越来越复杂，道路的拥挤程度和交通事故的发生率却没有得到明显的缓解，交通运输业特别是城市交通承受着越来越大的压力。
目前，随着城市交通现代化、智能化的进程日益加快，国内相关领域的研究也成为新的热点。关于智能交通系统（Intelligent Transportation System；简称为ITS）的研究得到了欧洲、美国、日本、加拿大等等很多发达国家的广泛重视，他们纷纷投入巨资应用于智能交通系统的研究，并进行了大量的模拟实验，很多子系统已经能够初步达到人们所希望的智能化程度。越来越多的事实已经证明，先进的ITS将有效地利用现有交通设施，减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率、促进社会经济发展、提高人民生活质量，并能够推动社会信息化及新产业的形成。基于机器视觉技术的城市交通预警系统，是先进交通管理系统的子系统，是通过根据交通状况的变化及早预警，配合交通管理的智能监控系统。
基于机器视觉技术的城市交通预警系统结构框架
• 系统主要功能模块简介：
•
视觉监测：城市交通环境是实时变化的，通过视频监测技术采集相关数据，将检测到的环境特征值送往信息融合处理器。
•
信息融合处理器：将信息通过模糊神经网络方法得到输出结果。 •
监测预警：根据并做出决策，即相应调整实时交通信息、信号控制，以及对于将要发生事故或已经发生事故区域采取紧急救援措施。
机器人视觉
•机器人视觉【robot vision】 使机器人具有视觉感知功能的系统。 •机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置。
•机器人视觉广义上称为机器视觉，其基本原理与计算机视觉类似。
机器人视觉
•机器人视觉【robot vision】 使机器人具有视觉感知功能的系统。 •机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置。
•机器人视觉广义上称为机器视觉，其基本原理与计算机视觉类似。 •计算机视觉研究视觉感知的通用理论，研究视觉过程的分层信息表示和视觉处理各功能模块的计算方法。而机器视觉侧重于研究以应用为背景的专用视觉系统，只提供对执行某一特定任务相关的景物描述。
机器人视觉硬件主要包括图像获取和视觉处理两部分，而图像获取由照明系统、视觉传感器、模拟－数字转换器和帧存储器等组成。根据功能不同，机器人视觉可分为视觉检验和视觉引导两种，广泛应用于电子、汽车、机械等工业部门和医学、军事领域。
第18篇：工业机器人系统集成篇
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一、机器人系统集成介绍
1.机器人工业化模式
工业机器人系统集成商处于机器人产业链的下游应用端，为终端客户提供应用解决方案，其负责工业机器人应用二次开发和周边自动化配套设备的集成，是工业机器人自动化应用的重要组成。只有机器人本体是不能完成任何工作的，需要通过系统集成之后才能为终端客户所用。
相较于机器人本体供应商，机器人系统集成供应商还要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解、相关项目经验等，提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。从产业链的角度看，机器人本体（单元）是机器人产业发展的基础，而下游系统集成则是机器人商业化、大规模普及的关键。本体产品由于技术壁垒较高，有一定垄断性，议价能力比较强，毛利较高。而系统集成的壁垒相对较低，与上下游议价能力较弱，毛利水平不高，但其市场规模要远远大于本体市场。
工业机器人产业化过程中，可以归纳为三种不同的发展模式，即日本模式、欧洲模式和美国模式。
日本模式：各司其职，分层面完成交钥匙工程。即机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标，并由其子公司或社会上的工程公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统，并完成交钥匙工程；
欧洲模式：一揽子交钥匙工程。即机器人的生产和用户所需要的系统设计制造，全部由机器人制造厂商自己完成；
美国模式：采购与成套设计相结合。美国国内基本上不生产普通的工业机器人，企业需要时机器人通常由工程公司进口，再自行设计、制造配套的外围设备，完成交钥匙工程中国与美国类似，机器人公司集中在机器人系统集成领域。
目前，国内的机器人企业多为系统集成商。根据国际经验来看，国内的机器人产业发展更接近于美国模式，即以系统集成为主，单元产品外购或贴牌，为客户提供交钥匙工程。与单元产品的供应商相比，系统集成商还要具有产品设计能力、项目经验，并在对用户行业深刻理解的基础之上，提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。
中国机器人市场基础低、市场大。中国机器人产业化模式较可行的是从集成起步至成熟阶段采用分工模式。即美国模式（集成）-日本模式（核心技术）-德国模式（分工合作）。
2.工业机器人集成产业应用方向 深圳稻草人自动化培训www.daodoc.com
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机器人本体是系统集成的中心，必须与行业应用相结合。系统集成是对机器人本体的二次开发，机器人本体的性能决定了系统集成的水平。国际品牌出于对本体的理解，更清楚怎样去做整合来充分发挥功能达到客户的需求。所以系统集成还是以国际品牌为核心，市场大小也是按汽车、3C电子、金属加工、物流等这样技术要求高、自动化程度高的行业向技术要求较低、自动化程度较低的行业排列。
机器人下游最终用户可以按照行业分为：汽车工业行业和一般工业行业。 汽车行业自动化程度已经比较高。大部分外资整车厂商的生产线标准及机器人选型是全球统一的。国产机器人难有机会。而在目前国产机器人技术尚未完全成熟的情况下，国产整车厂也不敢贸然使用国产机器人完成重要工位的自动化操作。
整车厂跟机器人供应商往往有着一二十年的稳定关系。如大众用KUKA和FANUC，宝马奔驰等德系用KUKA，通用主要是FANUC，菲亚特用柯马，白车身和冲压线主要是ABB，涂装主要是德国杜尔，丰田本田等日系用安川、川崎等日资品牌，现代起亚只用现代等。对于汽车这种资金、技术密集型大工业来说，稳定性是首要的，定下来的标准不会轻易改变。主要零部件厂为保持一致性，也会优先考虑整车厂使用的机器人品牌。
汽车是技术密集型产业，整车厂在长期使用机器人的过程中也形成了自己的规则和标准。技术要求高且要契合车厂特有的标准，对系统集成商来说，构成了较高的准入门槛。多数国内集成商主要还是做一些分包或者不太重要的项目，少数已经入围的系统集成商获得了先发优势。
汽车产业系统集成对资金要求高。汽车项目普遍周期较长，从方案设计、安装调试到交钥匙往往需要半年或者一年以上，需要投入大量的人力成本。整车厂也按照项目周期采取分批付款的方式，361或3331较为普遍，集成商采购配套的设施却往往需要款到发货或者货到付款。对系统集成商来说流动资金是比较大的压力，缺乏资金实力难以承接汽车项目。
对比机器人密度，中国汽车行业机器人密度为281，而非汽车行业仅为14。与其他国家相比，中国汽车行业的机器人密度为台湾的1/2，德国的1/4。但中国非汽车行业的机器人密度为台湾的1/9，德国的1/11。故非汽车行业的潜能巨大。
汽车产业集成国内企业难以进入，3C行业系统集成是机会。约80%的国内机器人企业集中在系统集成领域。汽车产业格局稳定，面临商务关系、技术和资金三重壁垒，国内企业难以进入。但在其他行业，尤其是3C行业，国内系深圳稻草人自动化培训www.daodoc.com
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统集成企业具有优势：中国是全球最大的3C制造基地，自动化升级需求强劲，有望超过汽车行业成为第一大机器人市场；3C行业机器人应用多样，外资品牌难以复制在汽车产业的经验，国内企业已实现部分反超，是拉近差距的最好机会。
一般工业中按照行业分类又可以分为食品饮料，石化，金属加工，医药，3C，塑料，白家电、烟草等。
一般工业中按照应用分为焊接、机床上下料、物料搬运码垛、打磨、喷涂、装配等。
以喷涂应用为例：喷漆作业本身的作业环境恶劣、对喷漆工人技术熟练的高要求以及80、90后们对工作的可选择性大等一系列的原因，使得喷涂相关的作业人员招工成为难题。利用喷涂机器人进行喷涂作业，除了重复精度高，工作效率高外，还能使工人从恶劣的工作环境中解放出来。
喷涂机器人已在喷涂领域引起广泛的重视，并且使用范围越来越广，从最先的汽车整车车身制造，应用拓展到汽车仪表、电子电器、搪瓷等领域。
高工产研机器人研究院（GGII）统计数据显示，2015年国产喷涂系统集成市场规模达到22.3亿元，同比增长39.1%。
机器人系统集成典型企业介绍： ABB集团
ABB集团位列全球500强企业，集团总部位于瑞士苏黎世。ABB集团由两个100多年历史的国际性企业——瑞典的阿西亚公司（ASEA）和瑞士的布朗勃法瑞公司（BBC Brown Boveri）在1988年合并而成。两公司分别成立于1883年和1891年。ABB是电力和自动化技术领域的领导厂商。
ABB既是机器人本体生产企业，又是机器系统集成企业。ABB多年来强大的技术和市场积累，凭着向客户提供全面的机器人自动化解决方案，从汽车工业的白车身焊接系统，到消费品行业的搬运码跺机器人系统，即以汽车、塑料、金属加工、铸造、电子、制药、食品、饮料等行业为目标市场，产品广泛应用于焊接、物料搬运、装配、喷涂、精加工、拾料、包装、货盘堆垛、机械管理等领域。
杜尔集团
杜尔集团活跃在全球市场的供应商并在其专业市场占据领先位置。汽车行业的业务约占总销售的85%.杜尔也为航空航天，工程机械，化工和制药行业提供创新的制造。杜尔集团通过两个分支机构来运营管理。涂装系统提供生产和深圳稻草人自动化培训www.daodoc.com
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喷涂技术，主要应用于汽车车身和底盘生产制造方面。在全球21个国家47个城市分布着杜尔的公司机构。杜尔是喷涂系统解决方案的最优秀公司之一。
德梅科
上海德梅柯汽车装备制造有限公司始创于2003年，国家高新技术企业。公司致力于为汽车行业客户提供先进的智能制造装备与系统集成解决方案，提供从研发、设计、制造、项目管理、技术服务等，覆盖全项目生命周期的产品与服务。公司长期致力于技术创新与知识积累，掌握白车身行业的核心技术并开发出适应高节拍、柔性化、高精度要求的关键设备及产品，为国内外知名车企提供白车身柔性焊装生产线、数字化工厂解决方案、智能输送装备、工厂自动化系统、机器人先进制造系统。
3.工业机器人集成产业规模
在工业机器人领域，中国企业目前主要的竞争优势在系统集成方面，中国80%的机器人企业都集中在该领域，随着系统集成商围绕机器人做整线集成，机器人等专用设备和电气原件等的价格逐年下调，国内企业凭性价比和服务优势逐渐形成替代进口，市场份额稳步上升，现在已经占据了一半的市场，留给中国企业的机会越来越多。
在过去的产业发展过程中，政府或企业都没能对系统集成应用引起重视，但这恰恰是智能制造中非常重要的一环，现在越来越多的企业开始意识到了其在获取客户、品牌推广中的重要性，应用市场逐渐被唤醒。
在补贴政策的刺激下，工业机器人应用市场扩展迅速。汽车制造产业是机器人应用体量最大的行业，占比超过40%，但是随着汽车行业增速放缓，冲压、焊装、涂装、总装等集成应用愈发普及，汽车集成系统已经逐渐走向红海市场，但是在3C、物流自动化等领域依旧是一片蓝海。
工业机器人和系统集成是中国工业自动化发展方向。为推动制造业升级，实现自动化、智能化，国家高度重视机器人产业发展，从研发、采购、应用推广等方面提供政策资金支持，但机器人无论多么优秀也绕不开系统集成企业。应用集成系统的研发，是机器人产业链上利润最高也是技术门槛最高的环节，近年来，随着工业机器人产业的火速升温，机器人系统集成行业也逐年升温，备受追捧。
集成系统以零配件和工业机器人为基础，是未来企业提高生产效率、增加市场竞争力的主要方式之一。一般情况下，系统集成市场规模可达机器人本体市场规模的三倍，根据中投顾问产业研究中心预测，2020年机器人本体市场规深圳稻草人自动化培训www.daodoc.com
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模可达276亿左右，集成系统市场规模则有望接近830亿元，未来五年年均增速可达20%。
4.机器集成产业现状
机器人系统集成商作为中国机器人市场上的主力军，普遍规模较小，年产值不高，面临强大的竞争压力。根据GGII的数据显示，截至2014年9月，中国机器人相关企业428家，其中系统集成商就占88%，并且从相关市场数据来看，现阶段国内集成商规模都不大，销售收入1个亿以下的企业占大部分，能做到5个亿的就是行业的佼佼者，10个亿以上的全国范围屈指可数。
一般工业是指非汽车行业。目前汽车行业的自动化程度比较高，供应商体系相对稳定。而一般工业的自动化改造需求相对旺盛。全球工业机器人集成从应用角度看“搬运”占比最高。全球工业机器人销量中，半数机器人用于搬运应用。搬运应用中又可以按照应用场景不同分为拾取装箱、注塑取件、机床上下料等。按照应用来分，占比前三的应用为搬运50%，焊接28%，组装9%。
现阶段工业机器人系统集成有如下特点： 1)不能批量复制
系统集成项目是非标准化的，每个项目都不一样，不能100%复制，因此比较难上规模。能上规模的一般都是可以复制的，比如研发一个产品，定型之后就很少改了，每个型号产品都一样，通过生产和销售就能大量复制上规模。而且由于需要垫资，集成商通常要考虑同时实施项目的数量及规模。
2)要熟悉相关行业工艺
由于机器人集成是二次开发产品，需要熟悉下游行业的工艺，要完成重新编程、布放等工作。国内系统集成商，如果聚焦于某个领域，通常可以获得较高行业壁垒，生存没问题，但是同样由于行业壁垒，很难实现跨行业拓展业务，通过并购也行不通，因此规模做大很难。机器人系统集成商本来就该是小的，起码现阶段国内集成商规模都不大。
3)需要专业人才
系统集成商的核心竞争力是人才，其中，最为核心的是销售人员、项目工程师和现场安装调试人员，销售人员负责拿订单，项目工程师根据订单要求进行方案设计，安装调试人员到客户现场进行安装调试，并最终交付客户使用。几乎每个项目都是非标的，不能简单复制上量。
系统集成商实际是轻资产的订单型工程服务商，核心资产是销售人员、项目工程师和安装调试人员，因此，系统集成商很难通过并购的方式扩张规模。
4)需要垫付资金 深圳稻草人自动化培训www.daodoc.com
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系统集成的付款通常采用“361”或“3331”的方式，即图纸通过审核后拿到30%，发货后拿到30%，安装调试完毕拿到30%，最后剩10%的质保金。按照这样一个付款流程，系统集成商通常需要垫资。
一般来讲集成商资金压力不会太大，但是如果几个项目同时进行，或者说单个项目金额太大，就会存在资金压力，毕竟集成商很多业务也是外包，需要付给供应商货款，有的外购件是要求货到付款。
总之，由于硬件产品价格逐年下降、利润也越来越薄，仅靠项目带动硬件产品的销售模式已经成为过去时，同时在基础应用方面，如搬运、码垛、分拣等进入门槛越来越低，竞争就更为激烈。与上下游议价能力较弱，毛利水平不高，但其市场规模要远远大于本体市场。
5.系统集成商未来发展方向 1)从汽车行业向一般工业延伸
我国在汽车行业以外的其它行业集成业务迅速增加，从机器人各个领域销量可以看到，系统集成业务分布的变化。现阶段，汽车工业是国内工业机器人最大的应用市场。随着市场对机器人产品认可度的不断提高，机器人应用正从汽车工业向一般工业延伸。
我国机器人集成在一般工业中应用市场的热点和突破点主要在于3C电子、金属、食品饮料及其他细分市场。我国系统集成商也可以逐渐从易到难，把握国内机器人不同行业不同需求，完成专业的技术积累。
2)未来趋势是行业细分化
机器人集成未来趋势是行业细分化。对某一行业的工艺有深入理解的标的，有机会将机器人集成模块化、功能化、进而作为标准设备来提供。既然工艺是门槛，那么同一家公司能够掌握的行业工艺，必然也就只局限于某一个或几个行业，也就是说行业必将细分化。
仅苏州地区从事自动化系统集成的企业就超过200家，而4-5年前仅有不到30家。由于汽车以外的行业系统集成项目越来越多，细分领域增加会导致系统集成商数量进一步增加。可以预知，未来几年行业集中度会进一步降低。参考国外经验，未来拥有核心竞争力且能够把3C等大体量行业集成业务做精的系统集成商将脱颖而出，规模达到数十亿。
3)标准化程度将持续提高
系统集成另外一个趋势是项目标准化程度将持续提高，将有利于集成企业上规模。如果系统集成只有机器人本体是标准的，整个项目标准化程度仅为深圳稻草人自动化培训www.daodoc.com
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30%-50%。现在很多集成商在推动机器人本体加工艺的标准化，未来系统集成项目的标准化程度有望达到75%左右。
4)未来方向智慧工厂
智慧工厂是现代工厂信息化发展的一个新阶段，智慧工厂的核心是数字化。信息化、数字化将贯通生产的各个环节，从设计到生产制造之间的不确定性降低，从而缩短产品设计到生产的转化时间，并且提高产品的可靠性与成功率。
系统集成商的业务未来向智慧工厂或数字化工厂方向发展，将来不仅仅做硬件设备的集成，更多是顶层架构设计和软件方面的集成。新松机器人近期数字化工厂订单增加，充分说明这一趋势。
5)整合潮流难以抵挡
整合潮流难以抵挡。普通的机器人系统集成商难以做大，营收达到1亿左右则面临发展瓶颈。未来的产业整合过程中，工艺是门槛。能够在某个行业中深入发展，掌握客户与渠道，对上游本体厂商有议价权的标的，才能够在未来的发展中成为解决方案或者标准设备的供应商。
2015年中国机器人相关企业将达到5000家。目前低端应用的竞争尤其激烈。竞相降价造成的恶性竞争日趋激烈。预计不久即将迎来整个机器人集成产业的整合浪潮。
二、机器人行业数据 工业机器人指数
三、机器人行业投资及并购事件统计
第19篇：工业机器人培训总结
工业机器人培训总结
--- 生产工程部 雷超
目前我国制造行业正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择。同时随着智能制造产业不断升级以及人力成本的不断上升，工业机器人代替人工作业已成为制造行业发展的必然趋势。基于此发展环境，企业的技术人员必须熟练掌握工业机器人操作、调试、维护、设备集成和改造等核心技术，以适应新制造市场环境的要求。为此，石碣镇人力资源局开展了工业机器人应用基础精品培训班。此次培训共有来自全镇20家企业的60名技术人员参加，而我非常有幸被领导指派参加了此次的培训活动。我认为这次培训班举办的非常有意义，非常有必要，因为它不仅让我充实了更多的理论知识，更让我开阔了视野，增加了见识。通过此次的工业机器人应用培训，我对6轴机器人的概念有了深刻的理解，对机器人常见功能的应用方法如程序编辑、在线仿真模拟、点动示教、机器人I/O信号接口通讯有了一定程度的理解与掌握。以下为本次机器人培训所学内容的分享。
初识工业机器人。工业机器人由机械系统、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。机械系统即执行机构，包括基座、臂部和腕部，大多数工业机器人有3～6个运动自由度；驱动系统主要指驱动机械系统的驱动装置，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号，控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能。六轴机械手臂是由六个转轴组成的空间六杆开链机构，理论上可达到运动范围内空间任何一点。六个转轴均有AC伺服电机驱动，每个电机后均有编码器。每个转轴均带有一个齿轮箱，机械手运动精度(综合)达正负0.05mm至正负0.2mm。本次培训课程所用的机器人型号是ABB_IRB 120小型6轴机器人。IRB 120仅重25kg，荷重3kg（垂直腕为4kg），工作范围达580mm，广泛适用于电子、食品饮料、机械、太阳能、制药、医疗、研究等领域。
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。机器人使用若干坐标系，每一坐标系都适用于特定类型的微动控制或编程。ABB六轴机器人坐标系包括：基座标系、大地坐标系、工件坐标系、工具坐标系。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。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.在默认情况下，大地坐标系与基坐标系是一致的。工件坐标系是拥有特定附加属性的坐标系。它主要用于简化编程，工件坐标系拥有两个框架：用户框架（与大地基座相关）和工件框架（与用户框架相关）。工具坐标系将工具中心点设为零位，由此定义工具的位置和方向，工具坐标系中心缩写为TCP (Tool Center Point)。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tool0。这样就能将一个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移值。单轴运动即为单独控制某一个关节轴运动，机器人末端轨迹难以预测，一般只用于移动某个关节轴至指定位置、校准机器人关节原点等场合。线性运动即控制机器人TCP沿着指定的参考坐标系的坐标轴方向进行移动，在运动过程中工具的姿态不变，常用于空间范围内移动机器人TCP位置；一些特定情况下需要重新定位工具方向，使其与工件保持特定的角度，以便获得最佳效果，例如在焊接、切割、铣削等应用。当将工具中心点微调至特定位置后，在大多数情况下需要重新定位工具方向，定位完成后，将继续以线性动作进行微动控制，以完成路径和所需操作。
机器人示教。每台机器人配有一部示教器，它是进行机器人的手动操纵、程序编写、参数配置以及监控用的手持装置，也是我们最常打交道的控制装置。通过它操作者可以操作工业机器人运动、完成示教编程、实现对系统的设定、故障诊断等。机器人的线性运动是指安装在机器人第六轴法兰盘上的工具在空间中作线性运动。如果对使用操纵杆通过位移幅度来控制机器人运动的速度不熟练的话。那么可以使用“增量”模式，来控制机器人运动。在增量模式下，操纵杆每位移一次，机器人就移动一步。如果操纵杆持续一秒或数秒钟，机器人就会持续移动（速率为每秒10步）。机器人的重定位运动是指机器人第六轴法兰盘上的工具TCP点在空间中绕着工具坐标系旋转的运动，也可理解为机器人绕着工具TCP点作姿态调整的运动。如果对使用操纵杆通过位移幅度来控制机器人运动的速度不熟练的话。那么可以使用“增量”模式，来控制机器人运动。在增量模式下，操纵杆每位移一次，机器人就移动一步。如果操纵杆持续一秒或数秒钟，机器人就会持续移动（速率为每秒10步）。
工业机器人程序编写。ABBRAPID编程是一种基于计算机的高级编程语言，易学易用，灵活性强。支持二次开发，支持中断、错误处理、多任务处理等高级功能。RAPID程序数据存储类型：VAR(变量)、PERS(可变量)、CONST(常量)。常用RAPID指令包括赋值指令、运动指令、I/O控制指令、逻辑指令。MoveJ: 机器人以最快捷的方式运动至目标点，机器人运动状态不可控，但运动路径保持唯一，常用于机器人在空间大范围移动。MoveL: 机器人以线性移动方式运动至目标点，当前点与目标点两点决定一条直线，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，可能出现死点，常用于机器人在工作状态移动。MoveC: 机器人通过中间点以圆弧移动方式运动至目标点，当前点、中间点与目标点三点决定一段圆弧，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，常用于机器人在工作状态移动。逻辑指令包括IF条件判断、WHLIE循环、FOR循环、GOTO跳转指令。机器人的应用程序一般由三部分组成：程序数据、一个主程序-main和几个例行程序。例行程序种类：Procedures, Functions和Traps。Procedures没有返回值，可以直接调用；Functions有特定的返回值，必须通过表达式调用；Traps例行程序提供处理中断的方法，它和某个特定的中断连接，一旦中断条件满足将被自动执行，不能在程序中直接用。
如写一段直线运动程序代码如下，MoveL p1, v100, z10, toool1; (p1目标位置，数据类型：robottarget、v100运行速度，单位mm/s，数据类型：speeddata、z10 转弯区尺寸，单位mm，数据类型：zonedatatoool1 刀具中心点TCP，数据类型：tooldata)。在编写运行程序时要熟练的掌握每个常用运动控制指令的用法，并结合使用的需求和现场情况选择合适的指令进行运动控制。
工业机器人I/O通信。ABB的标准I/O板提供的常用信号处理有数字输入di、数字输出do、模拟输入ai、模拟输出ao、以及输送链跟踪。ABB机器人可以选配标准ABB的PLC，省去了原来与外部PLC进行通信设置的麻烦，并且在机器人的示教器上就能实现与PLC相关的操作。如常见DSQC652板，主要提供16个数字输入信号和16个数字输出信号的处理。本次培训课程中，授课讲师为我们详细介绍了DSQC652板的配置方法，通过对机器人输入输出的信号进行配置以及合理编写程序，我们成功实现工件的拿取及搬运。
机器人模拟仿真。Robostudio软件是ABB公司开发的工业机器人离线编程软件，它支持所有ABB机器人模型以及变位机，导轨等。软件完全和现场实际应用一样的示教器操作，机器人运动仿真与真实一致，可以做到在RobotStudio里所见即真实环境所得。本次机器人培训课程中，我们所实际使用的程序也是通过在软件上先进行模拟仿真后再上机操作的，逼真的模拟动画让我们学习机器人变得更加简单方便。
经过六个周末的培训，我们完成了工业机器人基础应用的培训。这次机器人培训学习，我感触很深，收获很大。通过这次培训，我不但夯实了理论基础，提高了专业技能，还与同行进行了交流，受益匪浅。同时作为一名工程技术人员要经常学习先进的科学技术和最新的理论，时刻更新丰富自己的知识，用最新的理论知识指导自己的方向，指导自己的理念，使自己的思想有所突破、有所创新，为公司自动化水平提升做出更多的贡献。本次的机器人培训课程虽然只是基础入门课程，但这次的培训为自身打开了机器人学习的大门，同时为即将开始的白木Housing自动化项目打下了理论基础。后续工作实践中自己仍会不断深入学习研究机器人相关技术，将所需知识灵活运用于自动化项目。
第20篇：工业机器人背景介绍
郑州领航机器人有限公司 工业机器人的背景介绍
机器人是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并成为现代机械制造中的一个重要组成部分。机器人显著地提高了劳动生产率，改善产品质量，对改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。尤其在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。因而受到各先进国家的重视，投入大量人力物力加以研究和应用。
工业机器人是机器人学的一个分支，它代表了机电一体化的最高成就。工业机器人，一般指的是在工厂车间环境中，配合自动化生产的需要，代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。国际标准化组织(ISO)对工业机器人所下的定义是“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，能借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用设备，以执行种种任务”。它综合了机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制及人工智能等多种科学的最新研究成果，是机电一体化技术的典型代表。随着科学技术的不断发展，人们对机器人的工作能力提出了更高的要求，不仅要求机器人的外形美观、操作简单，而且具有一定的稳定性、灵活性和开放性。
随着科学和技术的不断发展，在过去的几个世纪里，人类在许多方面都取得了重大的进展。机器人技术作为人类最伟大的发明之一，自 2世纪 60 年代初问世以来，经历了短短的 50 年，已取得巨大的进步。工业机器人在经历了诞生、成长、成熟期后，已成为制造业中必不可少的核心装备，而且工业机器人不仅在工厂里成了工人必不可少的伙伴，而且正在以惊人的速度向航空航天、军事、服务、娱乐等人类生活的各个领域渗透。据世界机器人联合会统计，仅 2014 年全球工业机器人销量就达到 22.5万部，较上年增长 27%，触及纪录最高点。预计 2015 年增长率会更大。根据 2012 年的统计，世界使用机器人最多的国家是日本，约 31 万台；其次为美国、德国的 16 万台和韩国的 14 万台。
我国的工业机器人发展的历史已经有 20 多年，从“七五”科技攻关开始，正式列入国家计划，在国家的组织和支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，不仅在机器人的基础理论和关键技术方面取得重大突破，而且在工业机器人整机方面，己经陆续掌握了喷漆、弧焊、点焊、装配和搬运等不同用途、典型的工业机器人整机技术，并成功的应用于生产，掌握了相关的应用工程知识。但总的看来，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外的相比还有一定的距离。我国目前拥有工业机器人为13 万台，位居世界第五。同发达国家相比，我国机器人密度仍然较低，因此机器人需求量很大，以目前 25%的年增长率，我国工业机器人保有量有望在 2018 年超越日本达到世界第一。
总之，各种类型机器人的出现和应用是人类进步的一大标志，在未来社会中，机器人的广泛应用和发展是一个必然的趋势。相信在不远的将来，机器人技术将一定能够为人类带来更多的方便，为人类的文明和发展做出巨大的贡献。
