《工业机器人技术及应用 第3版》课件 第6-9章 工业机器人视觉感知-涂装机器人系统集成

工业机器人技术及应用(第三版)第6章

工业机器人视觉感知培养对智能技术的敏锐洞察力，激发其探索新技术、新应用的创新意识。建立跨学科思维模式，能灵活运用多学科知识，解决复杂的工程问题。01价值塑造02知识传授03能力培养掌握工业机器人视觉系统的组成。理解工业机器人手眼标定的原理与方法。熟悉常用视觉传感器指令及其应用。掌握视觉系统的集成方法和调试技巧，能够根据实际应用场景，选择合适的视觉系统，并进行系统集成。掌握视觉传感器的编程方法和实际应用技巧，能够根据实际任务需求编写和调试视觉传感器的控制程序。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter601

````01工业机器人传感器020304工业机器人手眼标定光源镜头工业相机工业视觉系统组成常用视觉传感器指令视觉控制器机器视觉软件标定原理标定方法学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter602视觉机器人：超级工程之高速列车建设的“黄医生”“黄医生”是中国铁路高速综合检测列车的昵称，其配备的30多个摄像头和300多种传感器使其具备视觉机器人的功能。在它通行的线路上，任何微小的瑕疵都会无所遁形。视觉机器人通过摄像头和传感器获取图像信息，并进行处理和分析，以实现对环境的感知和理解。而“黄医生”正是通过这些设备在高速运行过程中实时记录下的数十万种数据和参数，检测高铁沿线的各种设施和动态，以确保高铁系统的安全与稳定。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter603内部传感器用于满足机器人末端执行器的运动要求以及碰撞安全而安装在操作机(机器人本体)上的位置、速度、碰撞等传感器。0102外部传感器指第二代和第三代工业机器人系统中用于感知外部环境状态所采用的传感器。工业机器人传感器可以分为两类除依靠“肢体”和“大脑”外，工业机器人还需要先进的传感装置来丰富自己的“知觉”，以提升对自身状态和外部环境的“感知”能力。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评6.1工业机器人传感器Chapter604工业机器人常见的内部传感器旋转编码器力传感器防碰撞传感器主要用来测量机器人操作机各运动关节（轴）的角位置和角位移。主要用来测量机器人自身力与外部环境力之间的相互作用力。主要用来检测机器人操作机和末端执行器与工件、夹具以及周边设备之间发生的碰撞，是一种机器人过载保护装置。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评6.1工业机器人传感器Chapter605工业机器人常见的外部传感器视觉传感器超声波传感器接触/接近觉传感器主要的工业应用包括机器人引导（定位、纠偏、实时反馈）、物品检测（防错、计数、分类、表面伤缺）、和测量（距离、角度、平面度、全跳动、表面轮廓等）。在工业方面，超声波传感器的典型应用场合是对金属的无损探伤和超声波测厚两种。此外，还可用于包装、制瓶、塑料加工等行业的液位监测、透明物体和材料探测、距离测量等。主要用来感知机器人与周围对象物或障碍物的接近程度，判断机器人是否接触物体，避免碰撞，实现无冲击接近和抓取操作。激光雷达主要用于环境感知，建图，目标探测、跟踪与识别，以及环境监测、地形绘制、导航辅助等。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评6.1工业机器人传感器Chapter606工业视觉利用机器视觉技术来提高生产过程的自动化程度和智能化水平，实现工件的快速定位、测量、检测等重复性劳动的自动化。一套典型的工业视觉系统如下图所示。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评

一套典型的工业视觉系统光

源镜

头工业相机视觉控制器机器视觉软件连接电缆6.2工业视觉系统组成Chapter607

光源是工业视觉系统的重要组成部分，它作为辅助成像设备，为目标环境的图像获取提供足够的光线。

当被测物体的特征与光源色温不同时，会吸收光线，特征在图像中呈现黑色；当色温相同时，则会反射光线，特征在图像中呈现白色，如下图所示。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评光源部分红外光可见光部分紫外光暖色光冷色光红色调蓝色调光

源6.2工业视觉系统组成Chapter608光

源常见的工业视觉系统光源包括LED光源、卤素光源、高频荧光灯、光纤卤素灯等。这些光源各有特点，适用于不同的应用场景。环形光源背光源条形光源同轴光源AOI光源点光源学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评6.2工业视觉系统组成Chapter609作为视觉系统的眼睛，镜头在光束调制和聚焦图像方面起着至关重要的作用，将目标场景的图像准确地投射到工业相机光学传感器上。定焦镜头变焦镜头增倍镜按焦距，镜头可以分为定焦镜头、变焦镜头和增倍镜。焦距固定结构简单成像质量优异通过调节焦距来改变视角，便于观察不同距离的物体可以增加镜头的倍数，用于放大微小物体或远距离目标按接口类型，镜头可以分为C接口镜头、CS接口镜头、U接口镜头和特殊接口镜头等。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评镜

头6.2工业视觉系统组成Chapter610工业相机是视觉系统的核心组件，负责捕捉目标(物)环境图像，它能够将光线转换为电子信号，再转换为数字图像。按照传感器结构特性，工业相机可分为线阵相机和面阵相机。线阵相机面阵相机学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评工业相机6.2工业视觉系统组成Chapter611CMOS相机则具有较高的集成度和较低的价格CCD相机在色彩还原和动态范围等方面表现较好0102按照传感器芯片类型此外，按照输出色彩，工业相机还可分为单色（黑白）相机和彩色相机。单色相机只能获取黑白图像，而彩色相机可以获取彩色图像。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评工业相机6.2工业视觉系统组成Chapter612

视觉控制器是整套视觉系统的中心枢纽，负责处理从相机捕获的图像，执行预处理、特征提取、图像分析等任务，并输出目标物的各种信息。包含以下两模块。图像采集模块负责收集工业相机拍摄的图像数据，并将其传输到图像处理器中进行处理。图像处理器可以对图像进行预处理、特征提取、模式识别等操作，并输出相应的控制信号。Chapter6学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评视觉控制器6.2工业视觉系统组成13通用型软件适用于各种不同的应用场景，具有较为通用的图像处理和分析功能。通用型

机器视觉软件是用于自动化检测、识别和定位等功能的工具集合，它能够模拟人类的视觉功能，实现对图像的采集、处理、分析和理解。专用型软件则是针对特定的应用领域进行开发的，具有更强的针对性和适用性。专用型学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评机器视觉软件6.2工业视觉系统组成条码识别软件人脸识别软件Chapter614工业视觉系统的工作过程学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评6.2工业视觉系统组成Chapter615一个场景是如何从三维变成二维的？又该如何将二维图像空间中的目标物位姿及其变化与工业机器人在三维空间中的运动相匹配？将工业机器人坐标系与视觉系统坐标系关联起来（分两步骤）手眼标定机座坐标系与工件坐标系或工具坐标系之间的精确转换；（通过机器人工具、工件坐标系设置实现）工件坐标系或工具坐标系与像素坐标系之间的精确转换。（通过相机标定实现，如右图所示）相机标定通过捕获带有特定图案的标定物来计算工业相机的参数，用简单的数学模型来表达复杂的成像过程。求解这个数学模型，也就是求解相机的参数（内参和外参）。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评6.3工业机器人手眼标定Chapter616

此处配套数字教学资源，详细使用方法见PPT第二页使用指南完整的工业机器人手眼标定流程可概况为：机座坐标系→标定物坐标系→相机坐标系→图像坐标系→像素坐标系学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评标定原理6.3工业机器人手眼标定Chapter617标定物标定法1.方法：依托多图匹配特征点，借助算法模型求解相机内外参数。2.优缺点：无需标定物与预设运动，灵活性强，对图像匹配点精度要求高。自标定法1.方法：利用已知尺寸标定物，建立实物坐标点与图像点对应关系，依托针孔相机、畸变等模型，通过算法求解相机内外参数。2.优缺点：精度高、结果稳定，需海量标定数据，且对标定参照物位姿把控要求严苛1.方法：控制相机做平移旋转等预设运动采图，结合机械运动参数，解算相机内外参数。2.优缺点：操作简便，需精准把控相机运动，对机械参数精度要求高。主动视觉标定法020103较为常用的机器人手眼标定方法有三种学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评标定方法6.3工业机器人手眼标定Chapter618经典的标定物标定法：该方法使用单平面棋盘格作为标定物，通过拍摄棋盘格在不同角度和位置下的多幅图像，来计算相机的内外参数。张氏标定法010203040506制作标定板如下图所示特征提取求解参数拍摄图像建立对应关系验证与优化步

骤棋盘格标定板将标定板放置在不同的位置和角度，使用相机从不同的视角拍摄多幅图像学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评标定方法6.3工业机器人手眼标定Chapter61902拍摄图像03特征提取学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评标定方法6.3工业机器人手眼标定Chapter620图像（预）处理指令位姿控制指令目标检测指令图像采集指令视觉传感器指令是指定机器人何时、如何“眼观”周围并响应其环境的指令，包含图像采集指令、图像(预)处理指令、目标检测指令和位姿控制指令等。常见的机器人视觉传感器指令及其功能指定机器人何时通过“眼睛”获取目标环境（物）的原始图像指定机器人按照系列处理流程如何从图像中提取特定的特征指定机器人通过特定的算法指定机器人根据目标检测数据，自动或自主规划最优的运动路径，并调整自身的姿态学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评6.4常用视觉传感器指令Chapter621

此处配套数字教学资源，详细使用方法见PPT第二页使用指南机器人自适应上料编程

带式输送机是一种常见的物料输送设备，广泛应用于各行各业的生产线中。这种方式具有输送速度快、输送距离长、可承载大量物料等优点，但精度略低。

针对此类物料输送场景，视觉导引技术的引入，极大地提升了机器人对复杂环境和多变物料的适应能力。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter622机器人自适应上料编程本案例要求采用示教编程或离线编程方法（视教学条件而定）采用离线编程方法完成固定式（眼在手外，eye-to-hand）视觉导引机器人冲压上料作业任务编程包括系统搭建、手眼标定、特征提取和程序编制四个环节。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter623策略分析

此处配套数字教学资源，详细使用方法见PPT第二页使用指南机器人自适应上料编程01系统搭建系统搭建的主要任务是建立机器人视觉集成系统的硬件和软件环境机器人自适应上料系统实体装备的物理空间布局现场工程师需要基于计算机图形学建立机器人自适应上料系统设备的三维模型，如（模拟）压力机、带式输送机等，并在虚拟数字空间中复现实体装备的物理空间布局。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter624机器人自适应上料编程02手眼标定手眼标定目的确定机器人末端执行器（夹持器）与相机视图之间的准确关系通常涉及对标定板或已知尺寸和位置的参照物进行多次拍照，并利用这些数据计算出机器人末端执行器与相机之间的位置和姿态关系。点阵板标定工业相机内参和外参示意学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter625机器人自适应上料编程03特征提取现场工程师可以利用计算机图像处理技术，如边缘检测、区域分割、形态学处理等，从捕获的图像中提取出有关物料的特征，包括物料的轮廓、纹理和颜色等。圆形物料的特征提取和基准定位示意学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter626机器人上料作业的运动规划机器人自适应上料编程04程序编程学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter62704程序编程机器人自适应上料编程学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter628机器人上料作业的指令位姿04程序编程机器人自适应上料编程不断地调试和优化，最终实现对物料安全、快速的抓取，确保机器人上料过程的准确性和稳定性。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter629激光雷达与SLAM建图激光SLAM效果图

激光雷达（分为机械式与固态式）为机器人提供了环境感知的“眼睛”，是SLAM系统的核心传感器。基于激光测距原理，SLAM系统通过点云采集与滤波、特征提取、ICP等算法进行位姿估计，同时构建并更新栅格或拓扑地图。引入回环检测与闭环优化可减少误差累积，提升定位建图的精度与鲁棒性。激光SLAM已广泛应用于自动驾驶、仓储物流与无人机等领域，未来将结合人工智能技术，实现更复杂动态环境下的自主导航与智能化作业。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter630学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（1）工业机器人的视觉系统主要由硬件设备和______________两大部分组成。（2）机器人传感器可以分为内部传感器和__________传感器。（3）工业视觉系统的核心组件是__________，负责捕捉目标环境图像。（4）手眼标定是解决工业视觉系统与工业机器人之间__________不一致问题的过程。（5）张氏标定法是一种基于______________________的机器人手眼标定方法。机器视觉软件外部工业相机坐标系单平面棋盘格标定物Chapter6311.填空题学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（1）（

）不是工业机器人视觉系统中常用的传感器类型。A.视觉传感器B.超声波传感器C.接触/接近觉传感器D.温度传感器（2）工业视觉系统的工作过程主要包括（

）环节。A.图像捕获、图像处理、图像理解

C.硬件选择、软件开发、系统集成B.图像捕获、数据分析、结果输出D.目标检测、特征提取、位姿控制（3）（

）不是工业视觉系统的组成部分。A.光源B.镜头C.工业相机D.执行机构DADChapter6322.选择题学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（4）机器人手眼标定的目的是（

）。A.提高机器人的运动速度

C.降低机器人的制造成本B.统一工业机器人坐标系和视觉系统坐标系D.增强机器人的自主决策能力（5）常用的机器人手眼标定方法包括（

）。A.标定物标定法、主动视觉标定法、自标定法

C.单点标定法、多点标定法、平面标定法B.手动标定法、自动标定法、计算标定法D.静态标定法、动态标定法、混合标定法BAChapter6332.选择题学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（1）工业机器人的传感器只有内部传感器，没有外部传感器。

（

）（2）工业视觉系统仅用于提高生产过程的自动化程度，而不能提高智能化水平。

（

）（3）手眼标定是将工业机器人坐标系与视觉系统坐标系关联起来的过程。

（

）（4）张氏标定法只能用单平面棋盘格作为标定参照物。

（

）（5）视觉传感器指令只能用于图像采集，不能用于图像处理和目标检测。

（

）××√××Chapter6343.判断题工业机器人技术及应用(第三版)第7章

搬运机器人系统集成树立工程系统思维理解搬运机器人系统是一个由多个子系统组成的复杂整体。深入了解搬运机器人技术在实际工业生产中的广泛应用和最新发展动态。01价值塑造02知识传授03能力培养掌握搬运机器人的常见分类与系统组成。理解搬运机器人生产布局与系统集成方法。熟悉搬运机器人新技术与应用趋势。掌握搬运机器人系统集成的完整流程。掌握新兴技术在搬运机器人中的应用方法，并具备将这些新技术应用于实际项目的能力。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter701```01搬运机器人的常见分类0203搬运机器人生产布局搬运机器人系统组成学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7搬运机器人周边设备搬运系统视觉系统02搬运机器人：大国建造之中国桥梁工程的“奉献者”

工业机器人凭借高精度、高效率、高安全性，解决了桥梁工程的复杂施工难题，已在阳宝山特大桥、金安金沙江大桥等重大工程的吊装、焊接等环节广泛应用，助力施工提质增效、降本避险，推动桥梁工程向智能化、绿色化升级，为我国基建与制造强国建设提供了有力支撑。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评阳宝山特大桥金安金沙江大桥Chapter703学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.1搬运机器人的常见分类搬运人工搬运自动搬运Chapter704传统生产中，轻便多变部件适合人工搬运，大型部件依赖助力机械臂或专机。助力机械臂但在工业4.0的柔性生产模式下，专机柔性差、占地大的缺点凸显，因此高柔性搬运机器人开始在汽车、家电、物流仓储等多行业广泛应用。搬运机器人搬运机器人已发展出多种机型，其中机床领域应用最广的是直角坐标型（桁架式/龙门式）和垂直多关节型学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.1搬运机器人的常见分类直角坐标型构造简单，靠X/Y/Z三轴线性运动实现高速、高精度装卸，但不适用于厂房高度受限或有特殊位姿要求的场景。垂直多关节型（如6轴铰接臂）自由度高、结构紧凑、动作空间大，可完成复杂轨迹/角度的作业，弥补了直角坐标型的不足，尤其适合折弯等对跟随精度要求高的工序。Chapter705学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.1搬运机器人的常见分类关节型搬运机器人球坐标型搬运机器人圆柱坐标型搬运机器人坐标形式直角坐标型搬运机器人Chapter706学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.1搬运机器人的常见分类Chapter701按伺服方式划分按驱动方式划分按负载能力按安装方式划分按作业环境02030405参照行业标准室内一般环境搬运机器人特殊环境搬运机器人07

此处配套数字教学资源，详细使用方法见PPT第二页使用指南学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.2搬运机器人系统组成Chapter7以钣金件折弯自动化上下料为例02夹持器及其驱动装置搬运系统周边设备原料料架、重力对中定位架、成品料架等0304视觉系统01搬运机器人05安全防护装置折弯机器人系统08搬运机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.2搬运机器人系统组成Chapter7超重载型搬运机器人装载铸件搬运机器人作为工业机器人家族中的一员，主要由操作机和控制器两大部分构成对于金属冷加工应用场合，搬运机器人主要扮演辅助上下料角色，其本体采用４～６自由度通用型工业机器人本体即可。但当搬运质量较大的零部件时，本体会增加辅助连杆和平衡配重，以起到支承整体和稳固末端的作用，且不随臂展伸缩发生变化09搬运机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.2搬运机器人系统组成Chapter7面对铸造、锻造、注塑等恶劣环境（高温、粉尘、腐蚀、潮湿）及半导体、光伏等行业对防静电、低振动、高洁净度的特殊要求，部分机器人厂家已针对性改造机器人本体，典型代表为铸造机器人和洁净机器人。德国KUKA、日本Fanuc等公司生产的铸造机器人，通常在伺服电动机、编码器等敏感区域采用特殊材料的罩壳及专用密封件进行保护，机身表面及空腔内涂覆防高温剥落涂层。手腕等特殊敏感区域涂覆白铝，并配备耐热特种钢制造的夹持器，可夹持1200～1300℃的高温零部件辅助作业。当前广泛使用的洁净机器人以平面关节型为主。日本Yaskawa、Mitsubishi、Nidec、Hirata、Daiben及沈阳新松等企业推出的产品普遍具有位姿准确度高、重复性好、自身发尘量小、传输速度快、耐蚀性较强、运动关节数少于6自由度通用工业机器人等特点。10搬运机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.2搬运机器人系统组成Chapter711搬运机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.2搬运机器人系统组成Chapter7为提高机器人利用率和拓展其作业空间，需给机器人装上“行走腿”，即将操作机安装在地装式滑动平台上，形成地装行走轴搬运机器人。从节约地面空间来说，也可将机器人本体侧挂或倒挂安装在龙门式滑动平台（天吊行走轴），形成天吊行走轴搬运机器人。12搬运系统学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.2搬运机器人系统组成Chapter7控制器是完成机器人自动搬运作业过程控制和动作控制的结构，包括硬件和软件两大部分。目前主流的搬运机器人控制系统多采用开放式分布系统架构，除具备轨迹规划、运动学和动力学计算等功能外，还安装有简化用户作业编程的搬运功能软件包。这种软件不是全自动的，需要人工干预，但效果已十分显著。典型厂商开发的机器人辅助上下料作业的相关功能软件包13学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7搬运系统是机器人完成搬运作业的核心装备，主要由搬运工具（夹持器）及其驱动装置组成。夹持器是机器人完成工件拾取、搬运的“手”。典型夹持器类型抓握型夹持器非抓握型夹持器待加工钣金结构件为规则的光滑物料，质量较小，对于类似的板类、盒装、箱装物件搬运，机器人末端工具多采用章鱼吸盘式夹持器，具有高效、无污染、定位精度高等优点。对于轴类、棒类、内孔类物件搬运，机器人末端执行器多采用鸟嘴式或蟹夹式的抓握型夹持器。搬运系统7.2搬运机器人系统组成14学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7抓握型夹持器外抓握（外卡式）夹持器驱动方式：气动或液压工作原理：夹持方向垂直工件向里，手指一般呈夹钳形，夹持圆柱体物件时手指通常带有Ｖ形面。内抓握（内胀式）夹持器驱动方式：气动或液压工作原理：夹持方向与外卡式相反，钳爪的外表面将工件的内孔壁胀紧，为使胀紧后能准确地用内孔定位，常采用三个钳爪搬运系统7.2搬运机器人系统组成15学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7非抓握型夹持器气吸附夹持器驱动方式：气动工作原理：利用大气压力将吸盘与工件压在一起，以实现物件的抓取。常见的有真空吸盘吸附、气流负压吸附和挤压排气负压气吸附等形式。磁吸附夹持器驱动方式：电动工作原理：靠通电线圈产生的磁力吸附物件，常见的磁力吸盘有电磁吸盘、永磁吸盘和电永磁吸盘等，在实际生产中应根据物件特点选取相应的吸盘。托铲式夹持器驱动方式：——工作原理：通过托持而不夹紧方式将薄、脆及无污染物件在设备与设备之间或者设备与卡匣之间进行搬运搬运系统7.2搬运机器人系统组成16学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7为提升作业效率，可将相同或不同类型的夹持器组合使用。汽车轮毂搬运机器人的双夹持器结构汽车轮毂搬运机器人常采用双夹持器结构（夹角90°或180°），一个抓取毛坯、一个抓取加工完成件，实现上下料同步作业。搬运机器人末端执行器通常为非标产品，需根据被搬运对象的几何参数、材料、表面特性、质量等量身设计，以适配不同工况需求。搬运系统7.2搬运机器人系统组成17学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7在多任务环境下，同时为实现一线多产品的柔性生产，搬运机器人可通过末端执行器自动更换系统，根据任务自动切换夹持器，完成取料、搬运、折弯、码垛等多工序作业。这利于实现机器人功能的多样化和生产效益的最大化。末端执行器自动更换系统工具快换装置工具库配合末端执行器自动更换系统搬运系统7.2搬运机器人系统组成18学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7工业机器人的相关危险已得到广泛承认，不仅是机器和人接触可能造成伤害，机器人手臂旋转动作也可能造成危险的发生。通常，为避免上述危害发生，在搬运机器人工作区域内须使用固定式安全防护装置（包括使用工具可拆卸掉的护栏、屏障、保护罩等）或活动式安全防护装置（包括手动或电动操作的各种门、保护罩等）确立安全作业空间，如右图所示。周边设备7.2搬运机器人系统组成19学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7钣金件折弯自动化上下料系统的周边设备取料检测原料料架物料输送机厚度传感器重力对中定位架周边设备7.2搬运机器人系统组成20学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7钣金件折弯自动化上下料系统的周边设备折弯辅助翻面架成品料架叉车ＡＧＶ码垛输送周边设备7.2搬运机器人系统组成21学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7基于机器视觉的搬运机器人（如右图所示）就是利用高清摄像头对无定位工件进行视觉成像然后进行对象识别、对象去除、工件定位、路径规划、碰撞检测、错误验证以及其他原本需要搭配特殊传感器或特制夹具才能完成的操作。随着生产需求的不断提高、生产技术的不断发展以及成本费用的不断增长，企业开始考虑采用可直接丈量并改善生产率的视觉传感技术。视觉系统7.2搬运机器人系统组成22学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7视觉引导定位是提升搬运机器人柔性的关键技术，可省去机械预定位夹具，轻松实现多产品混合生产，按测量方式分为三类。2D视觉传感器2.5D视觉传感器3D视觉传感器检测平面位移（X/Y轴）与Z轴旋转角度检测平面位移/旋转+Z轴高度变化（不计算X/Y轴旋转）检测三维位移（X/Y/Z轴）与三轴旋转角度视觉系统7.2搬运机器人系统组成23学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.3搬运机器人生产布局Chapter7从实际生产角度来看，搬运机器人生产布局是以节约场地、提升产量、实现最佳物流搬运为目的，其合理性将直接影响搬运效率和生产节拍实际上，搬运机器人工作系统的布局形式多种多样，有按机器人安装方式分类，还有按工位布局形式分类，还有按工位匹配机器人数量分类等。24机器人安装方式学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.3搬运机器人生产布局Chapter7搬运机器人生产布局地装式／岛式地装行走轴式天吊行走轴式25工位布局形式学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.3搬运机器人生产布局Chapter7搬运机器人生产布局“一”字形“品”字形环形26工位匹配机器人数量学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评7.3搬运机器人生产布局Chapter7搬运机器人生产布局一机一位一机多位多机多位27转子后道工序自动化生产搬运机器人系统集成学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter7单相串激电动机转子生产的自动化改造案例行业现状：我国是电动工具生产和出口大国，单相串激电动机因转速高、交直流通用等特性，被广泛应用于电动工具中；而转子作为其关键部件，生产工序多，自动化水平亟待提升。改造目标：用机器人搬运替代人工操作，实现提升产品质量、降低生产成本、提高企业产能、降本增效的目标。电动机制造企业的自动化升级改造，通常分为三个核心环节：需求分析：明确企业痛点与改造目标；方案设计：制定机器人搬运替代人工的具体实施路径；实施效果：验证改造后的生产效率与质量提升成果。281.行业背景与需求2.自动化改造策略可移动式搬运机器人搬运机器人新技术与应用

在现代工业生产中，搬运机器人正逐渐替代传统的人工搬运方式，它们在提高生产率、保证作业精度、降低人力成本方面发挥着重要作用。搬运机器人的应用不仅涵盖了机床上下料、折弯、弯管、分拣包装、物流码垛等多种场景，还扩展到了半导体洁净搬运等特殊领域。随着“工业4.0”的提出，对搬运机器人的高柔性化、自动化和智能化需求日益增长，使得搬运机器人技术成为制造业自动化改造的关键。下面简要介绍一下搬运机器人新的应用场景。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter729多机器人协同搬运搬运机器人新技术与应用学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter730机器人柔性工装与协调搬运机器人新技术与应用学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter731学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（1）搬运机器人按机械结构型式划分为直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和_____________________型

搬运机器人。（2）垂直多关节型搬运机器人的机械结构通常具有____________，并且具有与轴数相同的__________。（3）工业机器人关节的驱动方式主要有液压驱动、气压驱动和__________，其中电动驱动是现代工业机

器人的主流驱动方式。（4）工业机器人的_______________________是指在正常操作条件下作用于机器人手腕端部机械接口，且不会使机器人性能降低的最大负载。（5）搬运机器人末端执行器的设计需要根据被搬运对象的特性，如几何参数、材料特性、______________等来设计。关节（垂直多关节）开式运动链自由度电动驱动额定负载（额定载荷）Chapter7重量321.填空题学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（1）搬运机器人在进行折弯作业时，需要使用（

）。A.章鱼吸盘式夹持器B.鸟嘴式夹持器C.磁吸附夹持器D.托铲式夹持器（2）在工业机器人的控制系统中，（

）不是机器人辅助上下料作业相关的软件包。A.MachineSyncB.RobotPressC.HandlingToolD.AutoCAD（3）搬运机器人在进行自动化折弯上下料作业时，通常采用（

）。A.２Ｄ视觉系统B.2.5Ｄ视觉系统C.３Ｄ视觉系统D.无须视觉系统（4）工业机器人的视觉系统主要用于（

）。Ａ.提高机器人的运动速度B.识别搬运物件的位置和形状C.增加机器人的负载能力D.减少机器人的能耗BCCChapter7B332.选择题2.选择题学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（5）搬运机器人在进行高温、粉尘、腐蚀等恶劣环境作业时，通常采用（

）。A.标准工业机器人B.铸造机器人C.洁净机器人D.超重载型机器人BChapter734学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（1）搬运机器人只能用于工业生产中的物料搬运，无法应用于其他领域。

（

）（2）搬运机器人在进行高温作业时，其防护等级必须符合IP67。

（

）（3）工业机器人的额定负载是指机器人在正常操作条件下能持续承载的最大负载，

并不包括工件重量。

（

）（4）搬运机器人在进行自动化生产时，通常需要配备安全防护装置以确保操作人员

的安全。

（

）（5）工业机器人的电动驱动方式相比液压驱动和气压驱动，具有体积小、质量小、

响应快等优点，通常不需要使用减速器。

（

）××√×√Chapter7353.判断题工业机器人技术及应用(第三版)第8章

焊接机器人系统集成深刻认识焊接机器人在工业生产中的重要性，培养学生对焊接质量的高度重视，树立精益求精的工匠精神。了解焊接机器人前沿技术与应用趋势，培养技术敏感度与创新思维，鼓励在实践中探索新技术，推动焊接机器人技术升级。01价值塑造02知识传授03能力培养掌握焊接机器人的分类与系统组成。理解焊接机器人生产布局与系统集成方法。熟悉焊接机器人新技术与应用趋势。掌握焊接机器人系统集成的完整流程。掌握新兴技术在焊接机器人中的应用方法，并具备将这些新技术应用于实际项目的能力，结合实际需求，探索创新解决方案，推动焊接机器人技术的升级和应用拓展。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter801```01焊接机器人的常见分类0203焊接机器人生产布局焊接机器人系统组成学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评焊接机器人周边设备焊接系统传感系统02Chapter8焊接机器人：超级工程之中国楼宇工程的“加工师”

工楼宇建设推动经济发展与社会进步，而高空焊接长期是建造工程的头等难题，智能焊接机器人的出现恰逢其时。上海中心大厦（632米，中国第一高楼）与珠海双子楼（273.5米/284.5米）的建造中，智能焊接机器人承担了厚钢板、异形结构等复杂焊接任务，效率达人工3倍，可替代高空高危作业，通过激光精准定位与自动控制系统确保焊接质量与结构安全。未来，楼宇建设将向智能化、绿色化、人性化方向发展，智能机器人的自主研发与技术迭代将持续助力基建升级。“万丈高楼平地起”，弘扬工匠精神，致敬每一位焊工，科技支撑我国楼宇建设更上一层楼。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评上海中心大厦03Chapter8珠海双子楼学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.1焊接机器人的常见分类04Chapter8焊接是使分离物体产生原子结合的基础制造工艺，具有重要性和多样性（熔焊、压焊、钎焊），但作业中的烟尘、弧光等危害促使设备从手动向自动化升级。焊接专机自动化焊接专机结构简单、效率高且成本低，但仅适用于长直或环形焊缝等规整工件，柔性与质量稳定性较差；焊接机器人焊接机器人能胜任风电机座等关键焊缝，在恶劣环境下稳定作业、保证质量、减轻劳动强度，是兼顾经济效益与产品质量的最佳选择。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.1焊接机器人的常见分类05Chapter8汽车后立柱（Ｃ柱）的电阻点焊工业机器人在焊接生产中的应用最早始于汽车装配线上的电阻点焊，因其过程简单，仅需点位控制，对机器人的位姿精度要求较低。弧焊更为复杂：工件加工装配存在误差导致焊缝坡口宽度不一致，同时焊接热变形会引起轨迹偏移，因此机器人必须具备“感知”能力，通过起始点寻位和焊缝跟踪来适应工况变化。弧焊机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.1焊接机器人的常见分类06Chapter8汽车工业发展对镀层钢板与轻金属焊接提出新挑战。激光焊接机器人融合机器人技术与激光技术，开启汽车制造新时代。大众、通用、丰田、一汽-大众、奇瑞、捷豹、路虎等生产线已大量采用该技术替代电阻点焊，既提升质量档次，又减重节材。机器人激光焊接汽车白车身技术学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.1焊接机器人的常见分类07Chapter8在焊接、传感、软件及系统技术发展的推动下，焊接机器人应用市场百花齐放，压焊、熔焊、钎焊机器人层出不穷。参照国家标准，可以按照以下标准划分坐标形式驱动方式现场安装方式焊接机器人的分类

此处配套数字教学资源，详细使用方法见PPT第二页使用指南学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.2焊接机器人系统组成以风电机座机器人自动化焊接为例焊接系统周边设备传感系统焊接机器人安全防护装置0203040105标准弧焊机器人系统组成08Chapter8柔性焊接系统焊接机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.2焊接机器人系统组成焊接机器人作为占据工业机器人市场份额半壁江山的焊接机器人，同样主要由操作机和控制器两部分组成。09Chapter8与关节型搬运机器人相比，焊接（包括切割）机器人的腕部负载能力较小，但结构更为复杂，具备腕转、腕摆、腕捻三个独立旋转关节，可实现末端工具的姿态调整。焊接电缆易与工件、夹具干涉，影响可达性与编程效率。对机器人本体进行改进中空手腕结构７轴本体结构焊接机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.2

焊接机器人系统组成中空手腕结构10Chapter8焊接电缆外置焊接电缆内藏焊接电缆分离为克服电缆干涉问题焊炬（枪）能够360°旋转为进一步解决焊接电缆扭曲带来的送丝波动问题有人提出将第４轴和第６轴设计成空心结构，焊接电缆内藏于机器人本体大大提高了送丝稳定性焊接机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.2焊接机器人系统组成11Chapter8７轴本体结构在机器人第一俯仰臂上增加一个回转关节，并采用中空减速机实现焊接电缆的内藏化。机器人动作更灵活顺畅，近距离区域仍可保持良好焊炬姿态进行直线焊接，弥补传统6轴因干涉无法进入的缺憾。紧凑结构与优越性能支持高密度摆放，节省空间、缩短加工时间。一种典型的７轴驱动再现人类“肘部”动作的垂直串联关节型机器人焊接机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.2焊接机器人系统组成12Chapter8焊接机器人机械结构的特征参数焊接机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.2焊接机器人系统组成13Chapter8在产品结构件体积或质量较大的自动化应用场合，为提高机器人利用率和拓展其作业空间，需给机器人装上“腿”，即将操作机安装在１～３轴地装移动平台（地装行走轴）上。从节约占地空间来说，也可将机器人本体侧挂或倒挂安装在多轴龙门移动平台（天吊行走轴）上。集多关节机器人和直角坐标线性机器人的优点于一身，将多关节机器人的工作效率和工作范围发挥到极致，且具备易维护、操作方便、实用性强、性价比高等优点。混联型（龙门式）焊接机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评控制器（含硬件、软件及一些专业电路）是完成机器人自动化焊接作业运动控制和过程控制的结构基础。控制器机器人控制器周边设备控制器焊接机器人8.2焊接机器人系统组成14Chapter8焊接机器人功能软件包目前主流的焊接机器人控制系统基本采用开放式分布系统架构，除具备轨迹规划、运动学和动力学计算等功能外，还安装有简化用户作业编程的功能软件包和焊接数据库学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评焊接系统8.2焊接机器人系统组成15Chapter8焊接系统是完成（机器人自动化）焊接作业的核心装备典型的机器人焊接系统设备（弧焊）焊接电源功能：提供适合弧焊工艺的电流、电压。常见类型：弧焊发电机、弧焊变压器、弧焊整流器。送丝装置功能：将焊丝输送至电弧或熔池并控制送丝。分一体式（带电源）和分体式（不带电源）。送丝形式：推丝、拉丝、推拉丝。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评焊炬冷却装置功能：焊炬长时作业产生大量热量，需冷却装置保证机器人焊接系统正常工作。Ar/He保护焊：电流>200ACO₂保护焊（间断通电）：电流>500A气路装置功能：存储输送弧焊/切割所需气体。供气形式：单独气瓶供气、集中供气。焊接系统8.2焊接机器人系统组成Chapter8典型的机器人焊接系统设备（弧焊）功能：提供弧焊/切割所需电流、气体、冷却液、焊丝等条件。类型：空冷焊枪（小电流）、水冷焊枪（大电流）。16学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8焊接系统8.2焊接机器人系统组成17焊接控制器冷却装置功能：点焊机器人须配置水冷系统（含进水/回水阀门），以散热保护变压器和钳体。焊钳功能：参与焊接回路、传导电流、提供焊接压力。分类：外形结构（C型、X型）。驱动方式：气动、伺服。典型的机器人焊接系统设备（点焊）焊接控制器：微处理器+外围接口芯片组成。功能：焊接参数输入、程序控制、焊枪行程控制、夹紧/松开动作，并与控制柜、示教器通信。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8焊接系统8.2焊接机器人系统组成18控制器焊丝供给装置功能：高精度焊丝供给烙铁式焊接头功能：点焊、直线焊接通用典型的机器人焊接系统设备（烙铁钎焊）功能：集中管理所有的焊接条件，如加热时间、焊锡数量、计时等学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8对于某些长时间无中断的自动化焊接场合（如风电机座机器人自动化焊接），为减少设备停机时间和节省辅助焊接时间，可采用（连续桶）桶装焊丝（250~350kg）、送丝辅助机构和伺服拉丝焊炬（枪）替代传统盘装焊丝（10~20kg），可有效延长单根焊丝的长度，进而大大提高机器人焊接的生产率。焊接系统8.2焊接机器人系统组成19熔焊机器人配置桶装焊丝学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8焊接系统8.2焊接机器人系统组成20在实际焊接工程中，提高焊接生产率一直是推动焊接技术发展的重要驱动力。双丝复合焊机器人多焊炬叠加高速高效特点：增熔敷效率、低热输入、减热影响区与变形量，薄板焊速3000～6000mm/min，特别适合机器人焊接。激光复合焊机器人激光热源电弧热源优势：降低装配间隙要求、增强工艺适应性、减少缺陷、降低成本。光纤激光柔性光路，易于远距离传输与机器人柔性加工。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8周边设备8.2焊接机器人系统组成21机器人焊接产生的弧光、烟尘、飞溅等危害已得到广泛承认，为消除或减少这些危害，须使用挡光板、弧光防护帘、焊接烟尘净化器等改善工作环境，以及使用护栏、屏障和保护罩等确立作业空间的安全防护装置。焊接烟尘净化器单机（移动）式中央／集成式优点：使用较为灵活、占地面积小。适用环境：工位变动频繁的小范围粉尘收集场合。优点：可供多个操作工位使用，风量也比单机（移动）式的风量高几倍适用环境：整个制造车间（或工作场所）的粉尘收集。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8周边设备8.2焊接机器人系统组成22典型的焊接机器人周边设备（弧焊）焊接工作台及焊接夹具焊接（件）变位机工件加热装置学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8周边设备8.2焊接机器人系统组成23典型的焊接机器人周边设备（弧焊）

焊缝清根装置焊渣除锈装置清枪剪丝装置焊炬更换装置周边设备学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.2焊接机器人系统组成Chapter824典型的焊接机器人周边设备点

焊焊接工装夹具电极修磨（更换）装置烙铁头清洁器点

焊传感系统学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.2焊接机器人系统组成Chapter8防碰撞传感器焊

接25为增强焊接机器人对外部环境适应能力，（机器人）系统可通过外部传感器的实时反馈实现对焊接起始位置的自动寻位和焊接过程的自动跟踪。装

配激光位移传感器红外测温仪接触传感器电弧传感器激光视觉传感器学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.3焊接机器人生产布局Chapter826检验机器人对设备访问点的安全性检验机器人对设定作业点的可达性机器人开机作业时间和停机等待时间010203焊接机器人实际生产布局焊接机器人工作系统（或生产线）的布局形式多种多样，可以按生产线布局形式分类，可以按工位匹配机器人数量分类，也可以按工位布局形式分类。生产线布局形式学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评8.3

焊接机器人生产布局Chapter8焊接机器人的生产布局“一”字串形“一”字并形2728工位匹配机器人数量8.3

焊接机器人生产布局一机一位多机一位焊接机器人的生产布局学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8一机多位多机多位29工位布局形式8.3

焊接机器人生产布局双工位固定ＦＴ式双工位固定Ｈ式焊接机器人的生产布局学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8双工位固定Ａ式双工位单轴Ａ式30工位布局形式8.3

焊接机器人生产布局双工位单轴Ｈ式双工位三轴翻转式焊接机器人的生产布局学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8双工位单轴回转式

此处配套数字教学资源，详细使用方法见PPT第二页使用指南31吊耳组件机器人智能化焊接系统集成学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8

我国海洋资源开发离不开大型海洋工程起重机械，这类装备助力多项国家战略落地。大型港口起重机是我国优势高端海工装备，整机零部件繁多、结构与制造工艺复杂。设备生产交付中频繁吊运作业，催生大量吊耳组件。该类设备体型大、重量高且定制化程度强，吊耳作为受力关键加固构件，其加工质量直接决定吊装转运全过程的作业安全。大型港口起重机的吊耳组件人工生产面临招工难、成本高问题，改用智能焊接机器人可提质降本增效。策略分析：大型港口重型装备及其关键部件等离散型制造企业的自动化改造升级。需求分析：产品制造工艺、产能统计数量、产品焊接质量。方案设计：组件装配／定位焊接、自动上／下料、机器人正面智能化焊接、自动180°翻身和机器人反面智能化焊接等。实施效果：提升质量、降低成本、减污治污。

此处配套数字教学资源，详细使用方法见PPT第二页使用指南32焊接机器人新技术与应用学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter8焊接机器人推动制造业深层变革，多款新型设备与协同技术陆续面世，将从四类品类介绍技术新发展。多机器人协调焊接技术电源融合型焊接机器人便携式焊接机器人自冲铆接机器人过程快捷、噪声小、无污染，易于实现自动化操作，并且在连接过程中没有热量传导。结构紧凑、移动灵活、操作方便及性能可靠。低成本、高效率、易维护、高品质。提高生产率并增强实现复杂任务的通用性。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（1）焊接机器人的常见分类包括压焊机器人、熔焊机器人和_______________。（2）工业机器人在焊接生产中的应用最早是从汽车装配生产线上的________开始的。（3）机器人激光焊接技术在汽车制造中被广泛采用，这种技术可以提高产品质量和档次，并且可以减轻车身重量和节省材料，其使用的是__________焊接机器人。（4）焊接机器人的控制系统通常采用________是式分布系统架构，具备轨迹规划、运动学和动力学计算等功能。（5）在焊接机器人编程中，直线作业只需示教_____个程序点（直线的两端点），插补方式选“直线插补”。点焊机器人点焊激光模块Chapter82331.填空题学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（1）在焊接机器人系统组成中，不包括（

）。A.焊接机器人B.焊接系统C.传感系统D.手动工具（2）焊接机器人在进行弧焊作业时，通常需要（

）。A.力传感器

B.视觉传感器C.接触传感器D.电弧传感器（3）在焊接机器人的控制系统中，（

）功能软件包不是用于熔焊机器人的。A.RobotWareArc

B.KUKA.ArcTech

C.KUKA.ServoGun

D.UniversalWeldcomInterface（4）在焊接机器人的编程方法中，（

）不是常用的编程方式。Ａ.在线示教B.离线编程C.手动编码D.自动学习DBDChapter8D342.选择题学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评（1）焊接机器人只能用于焊接作业，无法适应其他类型的工业应用。

（

）（2）焊接机器人的控制系统能够实现焊接导航、工艺监控、焊丝回抽等功能。

（

）（3）在焊接机器人的编程过程中，示教编程和离线编程不能结合使用。

（

）（4）焊接机器人在进行圆弧焊接时，至少需要三个关键位置点，即圆弧开始点、

圆弧中间点和圆弧结束点。

（

）

√××√Chapter8353.判断题工业机器人技术及应用(第三版)第9章

涂装机器人系统集成深刻理解涂装机器人技术在环境保护和可持续发展中的重要作用。理解涂装机器人不仅能够提高生产率和质量，还能实现高质量、均匀的涂装效果，提升产品的外观质量和工业美学价值。01价值塑造02知识传授03能力培养掌握涂装机器人的常见分类与系统组成。理解涂装机器人生产布局与系统集成方法。熟悉涂装机器人新技术与应用趋势。掌握涂装机器人系统集成流程，按场景合理配置各部件，确保系统高效、稳定运行。掌握涂装机器人新技术应用方法，具备项目落地能力，结合实际需求探索创新方案，推动技术升级与应用拓展。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评Chapter901```01涂装机器人的常见分类0203涂装机器人生产布局涂装机器人系统组成学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评涂装机器人周边设备涂装系统传感系统02Chapter9涂装机器人：超级工程之中国船舶工程的“美容师”

从李白“孤帆远影碧空尽”的诗意场景到今天散货船、集装箱船、游轮等各类船舶，中国船舶工业已实现从弱到强的跨越式发展，成为全球最大造船国之一。在苏伊士型油轮建造中，涂装机器人可实现缓慢爬升、均匀喷漆，逐步完成整船喷涂作业。在超级LNG船这一顶级难度船型的建造中，涂装机器人精确控制喷涂参数，确保涂层均匀一致，显著提升质量与效率，同时减少工人接触有害物质和高空作业风险。工业机器人的应用大幅提高了船舶工程的生产率与产品质量，降低了成本与安全风险。未来，中国船舶工程将持续追求绿色、智能、高效，推动产业可持续发展。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评苏伊士型油轮03Chapter9超级LNG船学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评9.1涂装机器人的常见分类04Chapter9涂装直接影响汽车外观与产品价值。我国涂装从人工→往复机→机器人不断升级。当前向低碳、节能、环保转型，实现绿色涂装与效益“双升级”。往复机涂装机器人涂装人工涂装学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评9.1涂装机器人的常见分类05Chapter9灯罩喷漆侧围涂胶涂装机器人广泛应用于汽车制造：喷漆（灯罩、保险杠）、焊缝密封（车身、底板、车顶）、涂胶（发动机盖、风窗、侧围）。高效、安全、环保，助力产品质的飞跃。学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评9.1涂装机器人的常见分类06Chapter9驱动方式应用领域0102喷漆／涂釉机器人密封、粘合材料或类似材料的作业机器人其他喷涂机器人液压式涂装机器人电动式涂装机器人参照行业标准，可按以下不同标准分类学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评9.1涂装机器人的常见分类07Chapter9综合被涂物属性和涂装工艺等需求，涂装机器人的应用形式也可分为工件型涂装机器人和工具型涂装机器人两种。工件型涂装机器人工具型涂装机器人与第７章介绍的搬运机器人功能相似，即由机器人抓取工件移至涂装设备（如涂胶机）处进行协同作业。机器人携带工具沿着指令路径运动，同时不断调整工具姿态与涂覆表面保持一定的距离和角度，以获得均匀的漆膜厚度和高质量的表面涂层。

此处配套数字教学资源，详细使用方法见PPT第二页使用指南学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评9.2

涂装机器人系统组成以汽车内表面机器人自动化涂装为例02涂装系统周边设备0304传感系统01涂装机器人05相关附属通风净化装置标准喷漆／涂釉机器人系统组成08Chapter9柔性涂装系统涂装机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评9.2

涂装机器人系统组成涂装机器人在工业机器人市场中具有举足轻重的地位，主要由操作机和机器人控制器（含示教盒）两部分构成。09Chapter9有机涂料和粉末涂料属于易燃易爆材料。在满足安全生产防护等级的前提下，提升涂装质量的关键在于实现涂料控制/输送元器件、管线与涂装机器人（尤其是喷漆/涂釉机器人）的深度融合，具体包括中空手臂、非球形手腕、本体密封防护以及7轴本体/附加轴的设计。涂装机器人本体应具有６自由度且手腕末端具有约20kg的额定负载，以保证其操持喷涂工具实现全空间姿态。涂装机器人学习目标知识地图国之重器知识讲解典型案例拓展阅读知识测评9.2

涂装机器人系统组成中空手臂10Chapter9涂装机器人的中空手臂结构为保证喷漆室整洁，油漆管、溶剂管、成型空气管、驱动/制动管、测速光纤及电缆等均需从喷漆机器人手臂