魅力机器人：工业机器人

魅力机器人工业机器人富士康

鸿海科技集团，是由郭台铭创立并担任总裁的跨国企业集团，总部位于新北市土城区，以富士康做为商标名称。1988年深圳投资建厂大陆30余个科技工业园区

亚洲、美洲、欧洲等地200余家子公司和派驻机构员工80余万(2017年)富士康的旧闻2010年，富士康14连跳！2010年11月5日凌晨有一名员工跳楼自杀，富士康公司已证实此名员工死亡。2010年5月27日凌晨又有一位员工自杀，其后据证实：“关於第13起富士康职工跳楼自杀的说法，鸿发2010年5月26日晚11点富士康深圳龙华厂区大润发商场前发生第12起员工跳楼事件，现场尚存血迹。2010年5月25日凌晨，富士康科技集团观澜园区华南培训中心一名员工坠楼死亡。这是今年以来该集2010年5月21日4时50分富士康发生今年“第10跳”，死者为21岁男性员工。2010年5月14日，在深圳富士康龙华厂区北大门附近的福华宿舍，晚间富士康一名梁姓员工坠楼身亡2010年5月11日晚上7时许，在深圳宝安区龙华街道水斗富豪新村11巷某栋住宅楼，一名租住在该楼2010年5月6日凌晨4时30分，富士康再现跳楼悲剧。一名年仅24岁入职不到一年的男性员工从富士康部2010年4月7日下午5时30分许，富士康观澜工厂一名18岁云南籍宁姓女工从厂外宿舍楼坠亡，目前厂2010年4月6日下午3时许，富士康观澜工厂C8栋宿舍一名未满19岁的江西籍饶姓女工从宿舍楼7楼坠2010年3月29日凌晨3时，富士康龙华园区一名从湘潭大学毕业的23岁湖南籍男工，被发现死在宿舍2010年3月17日上午8时，富士康龙华园区一名田姓女子从宿舍楼跳下摔伤，其本人表示跳楼原因为累2010年3月11日晚9时30分，富士康龙华基地一名20多岁的李姓男工在生活区C2宿舍楼5楼坠亡，原因2010年1月23日，19岁的员工马向前在富士康华南培训处的宿舍死亡，此事经过家属猛追不舍及媒体富士康血汗工厂富士康的新闻在2018年1月31日召开的股东大会上，郭台铭再度表示富士康不只是个代工厂，并将从硬件公司转型成软件公司。招股说明书披露，富士康目前业务涵盖通信网络设备、云服务设备、精密工具及工业机器人专业设计制造等多个领域。百万机器人计划未完成

2011年，郭台铭公开表示，富士康将以日产千台的速度制造30万台机器人，到2014年装配

100万台机械臂。

2013年，《第一财经日报》透露，目前机器人的数量可能不到10万。2018年，保有量6万台。机器人是否可以完全代替工人？工业机器人工业机器人美国机器人工业协会用来进行搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手，或通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置。国际标准化组织（ISO），1987年一种具有自动控制的操作和移动功能，能够完成各种作业的可编程操作机。工业机器人

广泛适用的能够自主动作，且多轴联动的机械设备

在必要情况下配备有传感器，其动作步骤包括灵活的转动都是可编程控制的（在工作过程中，无需任何外力的干预）

通常配备有机械手、刀具或其他可装配的加工工具，以及能够执行搬运操作与加工制造的任务.工业机器人

代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业在冲压、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

在核工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作3D环境:危险Danger枯燥Dull脏乱Dirty工业机器人的优势降低劳动力费用提高生产效率改进产品质量增加制造过程柔性减少材料浪费控制和加快库存的周转降低生产成本消除危险和恶劣的劳动岗位工业机器人

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

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的综合研究水平上领先日本数量、种类方面则居世界首位智能工业机器人

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

具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能–

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。工业机器人简史1920年，卡雷尔兄弟创造词汇“机器人”现代机器人的诞生和发展始于20世纪中期技术背景计算机技术自动控制技术数控机床技术原子能的开发利用数字计算机1946年第一台数字电子计算机问世–

EDVAC

(Electronic

Discrete

variableAutomaticComputer)为机器人硬件软件奠定基础–

可编程计算机之父——冯·诺依曼John

von

Neumann，1903~1957数学家博弈论之父诺伯特·维纳创建控制论Norbert

Wiener,

1894~1964

1948年，《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》–

研究动态系统在变的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学机器人自动运行奠定理论基础控制论之父——维纳数学家、神童1935曾在清华大学访问数控机床1952年数控机床诞生美国发明家约翰·帕森斯装有程序控制系统的自动化机床大批量生产的迫切需求积累机器人机械控制技术现代机器人的诞生和发展20世纪50年代，美国橡树岭国家实验室1947年，搬运核原料的遥控操纵机械手1948年，主从型控制系统加入力反馈，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式机器人现代机器人的诞生和发展

1954年美国乔治·戴沃尔（GeorgeDevol）最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。专利的要点是示教再现–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。Unimation公司在1956年，戴沃尔和约瑟夫·恩盖尔柏格基于戴沃尔的原先专利，合作建立了Unimation公司。

1959年Unimation公司的第一台工业机器人在美国诞生

机器人领域最

的编程语言VAL（very

advantagelanguage)

机器人的最基本范本，其机械结构成为行业的模板首台工业机器人UNIMATEUNIMATE–

1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人现代机器人的诞生和发展

1969年，通用机器公司使用点焊机器人进行汽车框架的焊接

1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议1973年，3000工业机器人在工作1973年，第一个全尺寸的仿人机器人诞生1987年，国际机器人联盟成立基本结构机座手臂末端操作器基本机械结构按照结构分类直角坐标式圆柱坐标式球坐标式关节坐标式平面关节坐标式并联式仿生柔性式圆柱坐标式一个旋转自由度+两个平动自由度构成球坐标式两个旋转自由度+一个平动自由度构成关节坐标式全部旋转自由度平面关节机器人限制在一个平面内的关节转动并联式机器人多个独立驱动的机构同时驱动一个执行末端需要相互协调配合并联式机器人无累积误差，精度较高

驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好结构紧凑，刚度高，承载能力大完全对称的并联机构具有较好的各向同性工作空间较小播放视频•二自由度平动并联机器人抓放操作虚拟样机运动控制仿真[高清版].mp4柔性仿生•模仿大象的鼻子、章鱼的爪子工业机器人主要技术参数自由度定位精度重复定位精度工作范围最大工作速度承载能力自由度确定物体在空间的位置姿态要用一定数目的坐标所具有的独立坐标轴运动的数目不包括手爪的开合自由度自由度旋转自由度平移自由度定位精度和重复定位精度

定位精度只指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异

重复定位精度是指机器人重复定位其手部与同一目标位置的能力轨迹重复精度

沿同一轨迹跟随多次，所测得的轨迹之间的一致程度工作范围

机器人手臂末端所能达到的所有点的集合，也叫工作区域最大工作速度不同厂家定义不同有的指工业机器人主要自由度上最大的稳定速度有的指手臂末端最大的合成速度播放视频••EPSON机械手.avi00:00:05--00:01:22承载能力

指机器人在工作范围内的任何位置上所能承受的最大质量。

承载能力不仅决定于负载的质量,而且还与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关工业机器人的编程通用性类似于计算机用到实际工作编程是一个重要环节告诉机器人怎么做事情主要编程方式示教式编程语言式编程离线式编程示教（Playback）式编程目前广泛使用具体过程

根据任务的需要，将机器人末端工具移动到所需的位置及姿态，然后把每一个位姿连同运行速度、焊接参数等记录并存储下来，机器人便可以按照示教的位姿顺序再现两种手把手示教示教盒示教示教盒 控制器示教（Playback）式编程优点不需要预备知识和复杂的计算机装置方法简单、易于掌握缺点

编程人员工作环境差、强度大，一旦失误，会造成人员伤亡或设备损坏编程效率低，无法举一反三

占用生产时间，难于适应小批量、多品种的柔性生产需要语言式编程不同的机器人有各自不同的编程语言各自专门开发缺乏通用性根据作业水平描述高低动作级对象级任务级语言式编程动作级

每一个指令对应于一个动作，如MOVE

TO<destination>优点：语句简洁，易于编程

缺点：不能进行复杂的运算，不能接受传感器信息。VAL属于动作级动作级语言式编程范例.

EDIT

DEMO.

PROGRAM

DEMO?

OPEN?

APPRO

PICK

50?

SPEED

30?

MOVE

PICK?

CLOSEI?

DEPART

70?

APPROS

PLACE

75?

SPEED

20?

MOVES

PLACE?

OPENI?

DEPART

50?

E启动编辑状态

VAL响应下一步手张开运动至距PICK位置50mm处下一步降至30％满速运动到PICK位置闭合手

后退70mm运动至距PLACE位置75mm处下一步降至20％满速运动至PLACE位置在下一步之前手张开后退50mm退出编辑状态VAL语言：将物体从位置1（pick）搬运到位置2（place）语言式编程对象级是描述操作物体间关系使机器人动作的语言运动控制（与动作级语言类似的功能）处理传感信息通信和数字运算良好的扩展性（用户可根据需要增加指令）IBM公司的AML、AUTOPASS属于对象级0000

NOP0001

MOVJ

VJ＝10.000002

MOVL

V=8000003

ARCON

ASF#(1)0004

MOVL

V=1000005

ARCOF0006

END空操作以10％关节速度移动到焊缝起点附近一点以800mm/min速度移动到焊缝起点按照文件ASF＃（1）的参数起弧按照100mm/min的焊接速度焊接

熄弧结束MOTOMAN

XRC控制器语言：焊接一段直线焊缝对象级语言式编程范例语言式编程任务级比较高级的机器人语言允许操作人员下达直接命令不必规定机器人的动作细节，如焊接工件A

需要非常高的智能，目前还没有真正的任务级语言离线式编程

利用计算机图形学的成果，建立机器人及其工作环境的可视化仿真模型，再利用一些规划算法，通过对图形的控制和操作在离线的情况下进行编程

离线编程（OffLineProgramming）系统是语言编程的拓展OLP控制器离线式编程减少机器人不工作时间改善了编程环境，使编程者远离危险的工作环境

提高了编程效率与质量，可使用高级语言对复杂任务编程

便于和CAD系统集成,实现CAD/CAM／Robot一体化对比示教式编程离线式编程实际机器人系统和工作环境机器人系统和工作环境的虚拟环境机器人停止工作不影响机器人工作实际系统上试验程序通过仿真试验程序质量取决于编程者的经验用规划技术可进行最佳参数及路径规划很难实现复杂的机器人轨迹路径可实现复杂运动轨迹工业机器人举例焊接机器人喷涂机器人装配机器人分拣机器人码垛机器人运输机器人。。。点焊机器人点到点精确控制汽车焊接弧焊机器人轨迹的精确控制汽车零件焊接播放视频•ABB机器人焊接车门[高清版].mp4喷涂机器人汽车喷漆装配机器人汽车零部件装配分拣机器人生产流水线产品收集分类播放视频•EPSON机器人应用Food_kotobuki食品分拣包装[高清版].mp4发那科并联机器人捡巧克力豆[高清版].mp4码垛机器人生产流水线上的产品收集整理运输机器人零部件、产品在车间内部移动AGV(Automated

Guided

Vehicle)

装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车不需驾驶员，以蓄电池为其动力来源可用电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagneticpath-followingsystem)来设立其行进路线播放视频•欧铠后牵引AGV小火车应用视频[高清版].mp4工业机器人年销量统计亚洲的爆炸式增长中国工业机器人急速扩张中国成为最大市场！

2012年,中国市场工业机器人购买量为22987台，比2010年增长了约50%。

2013年中国市场共销售工业机器人近37000台，其中国内企业实现销售9597台，外资企业销售约27000台，较上年增长20%；约占全球销量的五分之一，总销量超过日本，成为全球第一大工业机器人市场。在中国，国外机器人公司的销售前五名国家的工业机器人销售驱动市场增长的主要行业工业机器人的密度统计工业机器人总量统计抢滩中国工业机器人市场

国际机器人巨头纷纷抢滩中国机器人市场，投资生产基地，竞争日趋激烈

在业界看来，2014年是工业机器人元年，机器人产业大时代已经来临。

工业机器人行业巨头近几年都陆续在中国投资建设生产基地，其中ABB已把全球机器人事业总部以及两大生产基地之一放在了上海。各国开始在中国布局世界主要工业机器人生产商德国的KUKA

Roboter瑞典的ABB

Robotics日本的FANUC、Yaskawa

美国的Adept

Technology、AmericanRobot、Emerson

IndustrialAutomation、S-T

Robotics意大利COMAU英国的AutoTech

Robotics加拿大的JCD

International

Robotics，以色列的Robogroup

Tek公司库卡

库卡（KUKA）及其德国母公司是世界工业机器人和自动控制系统领域的顶尖制造商

于1898年在德国奥格斯堡成立，当时称“克勒与克纳皮赫奥格斯堡（Keller

und

Knappich

Augsburg）”。公司的名字KUKA，就是四个首字母组合。库卡工业机器人

用户包括通用汽车、克莱斯勒、福特汽车、保时捷、宝马、奥迪、奔驰、大众、哈雷-戴维森、波音、西门子、宜家、沃尔玛、雀巢、百威啤酒以及可口可乐等众多单位

应用范围包括工厂焊接、操作、码垛、包装、加工或其它自动化作业，同时还适用于医院，比如脑外科及放射造影库卡工业机器人

1973研发第一台工业机器人FAMULUS，是世界上第一台机电驱动的6轴机器人

2001年，开发“Robocoaster”是世界上第一台客运工业机器人。–该机可提供两名乘客的类似于过山车式的运动序列，其行驶实现了程序化。开发目的是实现过山车，以及其它如主题公园与娱乐等沿预定路径运行的目标ABB

ABB集团位列全球500强企业，集团总部位于瑞士苏黎世

ABB由两个历史100多年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ABBABB是电力和自动化技术领域的领导厂商

ABB的技术可以帮助电力、公共事业和工业客户提高业绩，同时降低对环境的不良影响

ABB集团业务遍布全球100多个国家，拥有13万名员工，2010年销售额高达320亿美元ABB

ABB发明、制造了众多产品和技术，其中包括全球第一套三相输电系统、世界上第一台自冷式变压器、高压直流输电技术和第一台电动工业机器人，并率先将它们投入商业应用

ABB与中国的关系可以追溯到上个世纪初，1907年ABB向中国提供了第一台蒸汽锅炉ABB世界上最大的机器人制造公司

1974年，全球首台全电控式工业机器人-

IRB6，主要应用于工件的取放和物料的搬运1975年，首台焊接机器人

1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后，机器人产品趋于完备ABB

至2002年，ABB公司销售的工业机器人已经突破10万台，是世界上第一个突破10万台的厂家

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、水切割等领域发那科

名称是富士自动化数控（Fuji

Automatic

NUmericalControl）的英文缩写日本，1956年1959年，电液步进电机1974年，首台机器人问世1976年，先进数控机床系统

2008年6月，FANUC成为世界第一个突破20万台机器人的厂家

2011年，FAN