工業(yè)機(jī)器人技術(shù)第1章

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)（2018版）

主講人：龔仲華

職稱：二級教授課程學(xué)習(xí)要求：輕松學(xué)習(xí)、遵守時(shí)間；全部一次性通過考試；帶好教材、記好筆記；掌握相關(guān)知識與技能。第一章一、機(jī)器人的一般概念1.機(jī)器人的產(chǎn)生機(jī)器人凡是用來代替人的機(jī)器，都屬于機(jī)器人的范疇。機(jī)器人不一定類人。

?

概念辨析：機(jī)器、機(jī)床

只是工具，不能代替人。名詞的由來?

Robot=Robota（捷克語）=奴隸、苦力。

提出：1921，捷克作家Karel

?apek（卡雷爾·恰佩克）

?

Robotics=機(jī)器人學(xué)（學(xué)科名）。

提出：1942，美國科幻小說家IsaacAsimov（艾薩克·阿西莫夫）。機(jī)器人（研發(fā)）三原則要點(diǎn)：

不得傷害人類；執(zhí)行人的命令；能夠自我保護(hù)。

最早的產(chǎn)品

Unimate（美國，1959年）。?

性質(zhì)：工業(yè)機(jī)器人（用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的機(jī)器人）。2.機(jī)器人的發(fā)展

第一代：行為需人演示、教導(dǎo)（示教），但能記錄并復(fù)制（再現(xiàn)）動作。?示教（Teach.in）機(jī)器人。

第二代：有一定傳感器，能進(jìn)行簡單分析、推理，適當(dāng)調(diào)整行為。?感知機(jī)器人。第三代：有大量傳感器，能進(jìn)行復(fù)雜分析、推理，自主決定行為。?智能機(jī)器人。?要點(diǎn)：

判別機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)：是否能離開人獨(dú)立工作。只要能代替人的機(jī)器，都屬于機(jī)器人范疇。

洗碗機(jī)、掃地機(jī)、理療機(jī)、無人飛機(jī)、火星探測車、無人潛水器都是機(jī)器人。最早研制的機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人以第一代為主；服務(wù)機(jī)器人屬于第三代。3.機(jī)器人的分類

?按應(yīng)用場合，分工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人兩類；見P6圖1-2-1。

工業(yè)機(jī)器人（IndustrialRobots，簡稱IR）

：

用于工業(yè)環(huán)境的可編程、多用途自動化設(shè)備；

作業(yè)環(huán)境、要求為已知，產(chǎn)品以第一代機(jī)器人居多；用來代替人工操作，保障人身安全、減輕勞動強(qiáng)度、提高勞動生產(chǎn)率。?主要產(chǎn)品：

加工類：焊接、切割、拋光、研磨等粗加工。

目的：保障人身安全與健康，不是、也不能用于精密加工（與CNC機(jī)床不同）！裝配類：噴涂、油漆、電子元件插接（3C行業(yè)）等；目的：保障人身健康、代替重復(fù)勞動、提高生產(chǎn)效率。搬運(yùn)類：物品輸送、裝卸等；目的：提高自動化程度、避免繁重作業(yè)。包裝類：分揀、包裝（食品、藥品行業(yè)），碼垛等；目的：保障安全衛(wèi)生、提高自動化程度。服務(wù)機(jī)器人（ServiceRobots）：服務(wù)于人類非生產(chǎn)性活動的機(jī)器人總稱；作業(yè)環(huán)境為未知，大多具備“行走”功能，產(chǎn)品技術(shù)要求高，以第二、三代機(jī)器人居多；市場廣闊、潛力巨大，產(chǎn)品占機(jī)器人的95%以上。?主要產(chǎn)品：個(gè)人/家庭機(jī)器人（Personal/DomesticRobots）：洗碗、掃地、麻將機(jī)等。軍事機(jī)器人（MilitaryRobots）

:無人駕駛飛行器（無人機(jī)）、機(jī)器人武裝戰(zhàn)車、多功能后勤保障機(jī)器人、機(jī)器人戰(zhàn)士等。醫(yī)療機(jī)器人（medicaltreatmentRobots）：診斷、手術(shù)或手術(shù)輔助、康復(fù)機(jī)器人等。場地機(jī)器人（FieldRobots）：用于科學(xué)研究和公共事業(yè)服務(wù)的、可進(jìn)行大范圍作業(yè)的機(jī)器人。如太空探測、水下作業(yè)、危險(xiǎn)作業(yè)、消防救援、園林作業(yè)等。4.各國水平

美國：

機(jī)器人發(fā)源地，水平遙遙領(lǐng)先，產(chǎn)品以第三代機(jī)器人為主，占全球60%以上市場。

?著名企業(yè)：個(gè)人/家用機(jī)器人：iRobot

、Neato等。醫(yī)療機(jī)器人：IntuitiveSurgical（直覺外科）等。軍事機(jī)器人：LockheedMartin（洛克希德馬?。?、BostonDynamics（波士頓動力，已被Google并購）等

場地機(jī)器人：

Boeing（波音）、NASA（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，美國宇航局）、Remotec

等

。BigDog-LS3（軍事）Curiosity火星車（場地）

Care-O-Bot4（家庭）

日本：

工業(yè)機(jī)器人及減速器、個(gè)人/家用機(jī)器人，產(chǎn)量第一（占50%）、護(hù)理（醫(yī)療）機(jī)器人水平領(lǐng)先。

?著名企業(yè)：工業(yè)機(jī)器人&機(jī)器人減速器：FANUC（發(fā)那科）、YASKAWA（安川）、KAWASAKI（川崎）等。個(gè)人/家用&護(hù)理機(jī)器人：Panasonic（松下）、HONDA（本田）、RikenInstitute（理化學(xué)研究所）等。

歐盟：

?著名企業(yè)：工業(yè)機(jī)器人：ABB（瑞典&瑞士）、KUKA（庫卡，德）、REIS（徠斯，KUKA成員）。服務(wù)機(jī)器人：德國宇航中心、Karcher、FraunhoferInstituteforManufacturingEngineeringandAutomatic（弗勞恩霍夫制造技術(shù)自動化研究所）等。

中國：工業(yè)機(jī)器人：全球最大的市場。2014年：全球22.5萬，中國5.7萬、占25.3%；

2015年：全球24.8萬，中國6.7萬、占27%；

2016年：全球29.4萬，中國8.7萬、占30%；

2017年：全球38萬，中國14.1萬、占37%。軍事、場地機(jī)器人：處于世界先進(jìn)水平。?練一練：

完成P15,練習(xí)一（1）~（11）二、工業(yè)機(jī)器人及發(fā)展1.基本認(rèn)識

工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用、替代人工的輔助設(shè)備；非常小的行業(yè)，全世界產(chǎn)量只有38萬臺；產(chǎn)品只占機(jī)器人總量的5%；最早研發(fā)的機(jī)器人產(chǎn)品（1959年美國）；以焊接機(jī)器人產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣；主要用于高度自動化的大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)；汽車行業(yè):約占40%

；3C行業(yè)：約占20%。?不適合中小企業(yè)，特別多品種、小批量生產(chǎn)企業(yè)。

?著名企業(yè)：

日本FANUC（發(fā)那科）：全世界最大的CNC生產(chǎn)廠家；1974年起從事工業(yè)機(jī)器人研發(fā)，1997年成立上海FANUC機(jī)器人有限公司；年產(chǎn)量目前居全球第一。

YASKAWA（安川）:

具有百年歷史的全球著名伺服驅(qū)動、變頻器生產(chǎn)廠家；1977年起從事工業(yè)機(jī)器人研發(fā)，1996年成立北京安川機(jī)器人有限公司；2003~2007年產(chǎn)量為全球第一，目前世界第二。

KAWASAKI（川崎）

140年歷史的世界著名企業(yè)，日本僅次于三菱（世界第20

）的第二軍火商（世界第48）。業(yè)務(wù)涵蓋航空航天（衛(wèi)星、直升飛機(jī)等）、軍事（“加賀”號航空母艦、日本第一艘潛艇、飛燕等戰(zhàn)斗機(jī)）、電力（日本第一臺電力機(jī)車、新干線等）、摩托車（獲多年世界摩托車賽冠軍）、體育用品（羽毛拍世界第二）等領(lǐng)域。

1968年研發(fā)日本第一臺工業(yè)機(jī)器人，產(chǎn)品以焊接機(jī)器人最為著名。

其他：NACHI（不二越）、DAIHEN（OTC集團(tuán)成員，歐希地）：著名的焊接機(jī)器人生產(chǎn)廠家。

歐洲

ABB（AseaBrownBoveri

）

瑞典ASEA（阿西亞）+瑞士Brown.Boveri

（布朗勃法瑞，BBC），全球著名自動化公司（排名第2）；

主營電力設(shè)備（世界首條100KV直流輸電線路、世界最大容量的7200MW/800kV特高壓直流輸電線路四川——江蘇

）、電氣傳動、低壓電氣；1969年起從事工業(yè)機(jī)器人研發(fā)（歐洲最早），產(chǎn)量目前居全球第三。著名產(chǎn)品：涂裝機(jī)器人（全球第一臺噴涂