工业机器人技术第1章

工业机器人技术（2018版）

主讲人：龚仲华

职称：二级教授课程学习要求：轻松学习、遵守时间；全部一次性通过考试；带好教材、记好笔记；掌握相关知识与技能。第一章一、机器人的一般概念1.机器人的产生机器人凡是用来代替人的机器，都属于机器人的范畴。机器人不一定类人。

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概念辨析：机器、机床

只是工具，不能代替人。名词的由来☞

Robot=Robota（捷克语）=奴隶、苦力。

提出：1921，捷克作家Karel

Čapek（卡雷尔·恰佩克）

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Robotics=机器人学（学科名）。

提出：1942，美国科幻小说家IsaacAsimov（艾萨克·阿西莫夫）。机器人（研发）三原则要点：

不得伤害人类；执行人的命令；能够自我保护。

最早的产品

Unimate（美国，1959年）。☞

性质：工业机器人（用于工业生产环境的机器人）。2.机器人的发展

第一代：行为需人演示、教导（示教），但能记录并复制（再现）动作。☞示教（Teach.in）机器人。

第二代：有一定传感器，能进行简单分析、推理，适当调整行为。☞感知机器人。第三代：有大量传感器，能进行复杂分析、推理，自主决定行为。☞智能机器人。☺要点：

判别机器人的标准：是否能离开人独立工作。只要能代替人的机器，都属于机器人范畴。

洗碗机、扫地机、理疗机、无人飞机、火星探测车、无人潜水器都是机器人。最早研制的机器人是工业机器人。工业机器人以第一代为主；服务机器人属于第三代。3.机器人的分类

☞按应用场合，分工业机器人、服务机器人两类；见P6图1-2-1。

工业机器人（IndustrialRobots，简称IR）

：

用于工业环境的可编程、多用途自动化设备；

作业环境、要求为已知，产品以第一代机器人居多；用来代替人工操作，保障人身安全、减轻劳动强度、提高劳动生产率。☞主要产品：

加工类：焊接、切割、抛光、研磨等粗加工。

目的：保障人身安全与健康，不是、也不能用于精密加工（与CNC机床不同）！装配类：喷涂、油漆、电子元件插接（3C行业）等；目的：保障人身健康、代替重复劳动、提高生产效率。搬运类：物品输送、装卸等；目的：提高自动化程度、避免繁重作业。包装类：分拣、包装（食品、药品行业），码垛等；目的：保障安全卫生、提高自动化程度。服务机器人（ServiceRobots）：服务于人类非生产性活动的机器人总称；作业环境为未知，大多具备“行走”功能，产品技术要求高，以第二、三代机器人居多；市场广阔、潜力巨大，产品占机器人的95%以上。☞主要产品：个人/家庭机器人（Personal/DomesticRobots）：洗碗、扫地、麻将机等。军事机器人（MilitaryRobots）

:无人驾驶飞行器（无人机）、机器人武装战车、多功能后勤保障机器人、机器人战士等。医疗机器人（medicaltreatmentRobots）：诊断、手术或手术辅助、康复机器人等。场地机器人（FieldRobots）：用于科学研究和公共事业服务的、可进行大范围作业的机器人。如太空探测、水下作业、危险作业、消防救援、园林作业等。4.各国水平

美国：

机器人发源地，水平遥遥领先，产品以第三代机器人为主，占全球60%以上市场。

☞著名企业：个人/家用机器人：iRobot

、Neato等。医疗机器人：IntuitiveSurgical（直觉外科）等。军事机器人：LockheedMartin（洛克希德马丁）、BostonDynamics（波士顿动力，已被Google并购）等

场地机器人：

Boeing（波音）、NASA（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，美国宇航局）、Remotec

等

。BigDog-LS3（军事）Curiosity火星车（场地）

Care-O-Bot4（家庭）

日本：

工业机器人及减速器、个人/家用机器人，产量第一（占50%）、护理（医疗）机器人水平领先。

☞著名企业：工业机器人&机器人减速器：FANUC（发那科）、YASKAWA（安川）、KAWASAKI（川崎）等。个人/家用&护理机器人：Panasonic（松下）、HONDA（本田）、RikenInstitute（理化学研究所）等。

欧盟：

☞著名企业：工业机器人：ABB（瑞典&瑞士）、KUKA（库卡，德）、REIS（徕斯，KUKA成员）。服务机器人：德国宇航中心、Karcher、FraunhoferInstituteforManufacturingEngineeringandAutomatic（弗劳恩霍夫制造技术自动化研究所）等。

中国：工业机器人：全球最大的市场。2014年：全球22.5万，中国5.7万、占25.3%；

2015年：全球24.8万，中国6.7万、占27%；

2016年：全球29.4万，中国8.7万、占30%；

2017年：全球38万，中国14.1万、占37%。军事、场地机器人：处于世界先进水平。☺练一练：

完成P15,练习一（1）~（11）二、工业机器人及发展1.基本认识

工业环境下应用、替代人工的辅助设备；非常小的行业，全世界产量只有38万台；产品只占机器人总量的5%；最早研发的机器人产品（1959年美国）；以焊接机器人产量最大、应用最广；主要用于高度自动化的大规模生产企业；汽车行业:约占40%

；3C行业：约占20%。☞不适合中小企业，特别多品种、小批量生产企业。

☞著名企业：

日本FANUC（发那科）：全世界最大的CNC生产厂家；1974年起从事工业机器人研发，1997年成立上海FANUC机器人有限公司；年产量目前居全球第一。

YASKAWA（安川）:

具有百年历史的全球著名伺服驱动、变频器生产厂家；1977年起从事工业机器人研发，1996年成立北京安川机器人有限公司；2003~2007年产量为全球第一，目前世界第二。

KAWASAKI（川崎）

140年历史的世界著名企业，日本仅次于三菱（世界第20

）的第二军火商（世界第48）。业务涵盖航空航天（卫星、直升飞机等）、军事（“加贺”号航空母舰、日本第一艘潜艇、飞燕等战斗机）、电力（日本第一台电力机车、新干线等）、摩托车（获多年世界摩托车赛冠军）、体育用品（羽毛拍世界第二）等领域。

1968年研发日本第一台工业机器人，产品以焊接机器人最为著名。

其他：NACHI（不二越）、DAIHEN（OTC集团成员，欧希地）：著名的焊接机器人生产厂家。

欧洲

ABB（AseaBrownBoveri

）

瑞典ASEA（阿西亚）+瑞士Brown.Boveri

（布朗勃法瑞，BBC），全球著名自动化公司（排名第2）；

主营电力设备（世界首条100KV直流输电线路、世界最大容量的7200MW/800kV特高压直流输电线路四川——江苏

）、电气传动、低压电气；1969年起从事工业机器人研发（欧洲最早），产量目前居全球第三。著名产品：涂装机器人（全球第一台喷涂