第一篇：工業(yè)機器人培訓總結

工業(yè)機器人培訓總結

---生產工程部 雷超

目前我國制造行業(yè)正處于加快轉型升級的重要時期，以工業(yè)機器人為主體的機器人產業(yè)，正是破解產業(yè)成本上升、環(huán)境制約問題的重要路徑選擇。同時隨著智能制造產業(yè)不斷升級以及人力成本的不斷上升，工業(yè)機器人代替人工作業(yè)已成為制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢?；诖税l(fā)展環(huán)境，企業(yè)的技術人員必須熟練掌握工業(yè)機器人操作、調試、維護、設備集成和改造等核心技術，以適應新制造市場環(huán)境的要求。為此，石碣鎮(zhèn)人力資源局開展了工業(yè)機器人應用基礎精品培訓班。此次培訓共有來自全鎮(zhèn)20家企業(yè)的60名技術人員參加，而我非常有幸被領導指派參加了此次的培訓活動。我認為這次培訓班舉辦的非常有意義，非常有必要，因為它不僅讓我充實了更多的理論知識，更讓我開闊了視野，增加了見識。通過此次的工業(yè)機器人應用培訓，我對6軸機器人的概念有了深刻的理解，對機器人常見功能的應用方法如程序編輯、在線仿真模擬、點動示教、機器人I/O信號接口通訊有了一定程度的理解與掌握。以下為本次機器人培訓所學內容的分享。

初識工業(yè)機器人。工業(yè)機器人由機械系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。機械系統(tǒng)即執(zhí)行機構，包括基座、臂部和腕部，大多數(shù)工業(yè)機器人有3～6個運動自由度；驅動系統(tǒng)主要指驅動機械系統(tǒng)的驅動裝置，用以使執(zhí)行機構產生相應的動作；控制系統(tǒng)的任務是根據(jù)機器人的作業(yè)指令程序及從傳感器反饋回來的信號，控制機器人的執(zhí)行機構，使其完成規(guī)定的運動和功能。六軸機械手臂是由六個轉軸組成的空間六桿開鏈機構，理論上可達到運動范圍內空間任何一點。六個轉軸均有AC伺服電機驅動，每個電機后均有編碼器。每個轉軸均帶有一個齒輪箱，機械手運動精度(綜合)達正負0.05mm至正負0.2mm。本次培訓課程所用的機器人型號是ABB_IRB 120小型6軸機器人。IRB 120僅重25kg，荷重3kg（垂直腕為4kg），工作范圍達580mm，廣泛適用于電子、食品飲料、機械、太陽能、制藥、醫(yī)療、研究等領域。

工業(yè)機器人坐標系。坐標系從一個稱為原點的固定點通過軸定義平面或空間。機器人目標和位置通過沿坐標系軸的測量來定位。機器人使用若干坐標系，每一坐標系都適用于特定類型的微動控制或編程。ABB六軸機器人坐標系包括：基座標系、大地坐標系、工件坐標系、工具坐標系?；鴺讼翟跈C器人基座中有相應的零點，這使固定安裝的機器人的移動具有可預測性。因此它對于將機器人從一個位置移動到另一個位置很有幫助。大地坐標系在工作單元或工作站中的固定位置有其相應的零點。這有助于處理若干個機器人或由外軸移動的機器人.在默認情況下，大地坐標系與基坐標系是一致的。工件坐標系是擁有特定附加屬性的坐標系。它主要用于簡化編程，工件坐標系擁有兩個框架：用戶框架（與大地基座相關）和工件框架（與用戶框架相關）。工具坐標系將工具中心點設為零位，由此定義工具的位置和方向，工具坐標系中心縮寫為TCP(Tool Center Point)。執(zhí)行程序時，機器人就是將TCP 移至編程位置。這意味著，如果要更改工具機器人的移動將隨之更改，以便新的TCP 到達目標。所有機器人在手腕處都有一個預定義工具坐標系，該坐標系被稱為tool0。這樣就能將一個或多個新工具坐標系定義為tool0的偏移值。單軸運動即為單獨控制某一個關節(jié)軸運動，機器人末端軌跡難以預測，一般只用于移動某個關節(jié)軸至指定位置、校準機器人關節(jié)原點等場合。線性運動即控制機器人TCP沿著指定的參考坐標系的坐標軸方向進行移動，在運動過程中工具的姿態(tài)不變，常用于空間范圍內移動機器人TCP位置；一些特定情況下需要重新定位工具方向，使其與工件保持特定的角度，以便獲得最佳效果，例如在焊接、切割、銑削等應用。當將工具中心點微調至特定位置后，在大多數(shù)情況下需要重新定位工具方向，定位完成后，將繼續(xù)以線性動作進行微動控制，以完成路徑和所需操作。

機器人示教。每臺機器人配有一部示教器，它是進行機器人的手動操縱、程序編寫、參數(shù)配置以及監(jiān)控用的手持裝置，也是我們最常打交道的控制裝置。通過它操作者可以操作工業(yè)機器人運動、完成示教編程、實現(xiàn)對系統(tǒng)的設定、故障診斷等。機器人的線性運動是指安裝在機器人第六軸法蘭盤上的工具在空間中作線性運動。如果對使用操縱桿通過位移幅度來控制機器人運動的速度不熟練的話。那么可以使用“增量”模式，來控制機器人運動。在增量模式下，操縱桿每位移一次，機器人就移動一步。如果操縱桿持續(xù)一秒或數(shù)秒鐘，機器人就會持續(xù)移動（速率為每秒10步）。機器人的重定位運動是指機器人第六軸法蘭盤上的工具TCP點在空間中繞著工具坐標系旋轉的運動，也可理解為機器人繞著工具TCP點作姿態(tài)調整的運動。如果對使用操縱桿通過位移幅度來控制機器人運動的速度不熟練的話。那么可以使用“增量”模式，來控制機器人運動。在增量模式下，操縱桿每位移一次，機器人就移動一步。如果操縱桿持續(xù)一秒或數(shù)秒鐘，機器人就會持續(xù)移動（速率為每秒10步）。

工業(yè)機器人程序編寫。ABBRAPID編程是一種基于計算機的高級編程語言，易學易用，靈活性強。支持二次開發(fā)，支持中斷、錯誤處理、多任務處理等高級功能。RAPID程序數(shù)據(jù)存儲類型：VAR(變量)、PERS(可變量)、CONST(常量)。常用RAPID指令包括賦值指令、運動指令、I/O控制指令、邏輯指令。MoveJ: 機器人以最快捷的方式運動至目標點，機器人運動狀態(tài)不可控，但運動路徑保持唯一，常用于機器人在空間大范圍移動。MoveL: 機器人以線性移動方式運動至目標點，當前點與目標點兩點決定一條直線，機器人運動狀態(tài)可控，運動路徑保持唯一，可能出現(xiàn)死點，常用于機器人在工作狀態(tài)移動。MoveC: 機器人通過中間點以圓弧移動方式運動至目標點，當前點、中間點與目標點三點決定一段圓弧，機器人運動狀態(tài)可控，運動路徑保持唯一，常用于機器人在工作狀態(tài)移動。邏輯指令包括IF條件判斷、WHLIE循環(huán)、FOR循環(huán)、GOTO跳轉指令。機器人的應用程序一般由三部分組成：程序數(shù)據(jù)、一個主程序-main和幾個例行程序。例行程序種類：Procedures, Functions和Traps。Procedures沒有返回值，可以直接調用；Functions有特定的返回值，必須通過表達式調用；Traps例行程序提供處理中斷的方法，它和某個特定的中斷連接，一旦中斷條件滿足將被自動執(zhí)行，不能在程序中直接用。

如寫一段直線運動程序代碼如下，MoveL p1, v100, z10, toool1;(p1目標位置，數(shù)據(jù)類型：robottarget、v100運行速度，單位mm/s，數(shù)據(jù)類型：speeddata、z10 轉彎區(qū)尺寸，單位mm，數(shù)據(jù)類型：zonedatatoool1 刀具中心點TCP，數(shù)據(jù)類型：tooldata)。在編寫運行程序時要熟練的掌握每個常用運動控制指令的用法，并結合使用的需求和現(xiàn)場情況選擇合適的指令進行運動控制。

工業(yè)機器人I/O通信。ABB的標準I/O板提供的常用信號處理有數(shù)字輸入di、數(shù)字輸出do、模擬輸入ai、模擬輸出ao、以及輸送鏈跟蹤。ABB機器人可以選配標準ABB的PLC，省去了原來與外部PLC進行通信設置的麻煩，并且在機器人的示教器上就能實現(xiàn)與PLC相關的操作。如常見DSQC652板，主要提供16個數(shù)字輸入信號和16個數(shù)字輸出信號的處理。本次培訓課程中，授課講師為我們詳細介紹了DSQC652板的配置方法，通過對機器人輸入輸出的信號進行配置以及合理編寫程序，我們成功實現(xiàn)工件的拿取及搬運。

機器人模擬仿真。Robostudio軟件是ABB公司開發(fā)的工業(yè)機器人離線編程軟件，它支持所有ABB機器人模型以及變位機，導軌等。軟件完全和現(xiàn)場實際應用一樣的示教器操作，機器人運動仿真與真實一致，可以做到在RobotStudio里所見即真實環(huán)境所得。本次機器人培訓課程中，我們所實際使用的程序也是通過在軟件上先進行模擬仿真后再上機操作的，逼真的模擬動畫讓我們學習機器人變得更加簡單方便。

經過六個周末的培訓，我們完成了工業(yè)機器人基礎應用的培訓。這次機器人培訓學習，我感觸很深，收獲很大。通過這次培訓，我不但夯實了理論基礎，提高了專業(yè)技能，還與同行進行了交流，受益匪淺。同時作為一名工程技術人員要經常學習先進的科學技術和最新的理論，時刻更新豐富自己的知識，用最新的理論知識指導自己的方向，指導自己的理念，使自己的思想有所突破、有所創(chuàng)新，為公司自動化水平提升做出更多的貢獻。本次的機器人培訓課程雖然只是基礎入門課程，但這次的培訓為自身打開了機器人學習的大門，同時為即將開始的白木Housing自動化項目打下了理論基礎。后續(xù)工作實踐中自己仍會不斷深入學習研究機器人相關技術，將所需知識靈活運用于自動化項目。

第二篇：工業(yè)機器人培訓總結

工業(yè)機器人培訓總結

在信息科學技術飛速發(fā)展的今天，隨著人力成本逐漸的上升，工業(yè)機器人逐漸取代人力成為流水線上行的“操作員”已成為必然趨勢。

為此今年7月底至8月初廣東三向培訓學院面向全國廣大技工院校教師組織了“工業(yè)機器人應用與維護”項目培訓班。同時本人有幸被學院指派參加了此次培訓。這次培訓對于我個人而言，我認為這次培訓班舉辦的非常有意義，非常有必要，因為它不僅讓我充實了更多的理論知識，更讓我開闊了視野，解放了思想。

本次培訓班主要培訓學習的內容是“工業(yè)機器人應用與維護”，分別學習了解瑞典的ABB和日本三菱的六軸機器人的軟件使用，及一些典型的機器人軌跡運動、搬運、碼垛及工件裝配等基本編程操作技能。

工業(yè)機器人是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術制定的原則綱領行動。機器人可以分為：娛樂性機器人，服務用機器人，工業(yè)用機器人。此次學習主要對工業(yè)機器人的編程軟件進行了培訓。在國外，機器人大約在20世紀50年代末就已經應用在工業(yè)生產中，但是在中國，只有少數(shù)幾家大型企業(yè)有采用機器人操作。隨著人口紅利的逐漸下降，企業(yè)用工成本不斷上漲，工業(yè)機器人正逐步走進公眾的視野。有專家認為，人口紅利的持續(xù)消退，給機器人產業(yè)帶來了重大的發(fā)展機遇；在國家政策支持下，產業(yè)有望迎來爆發(fā)期。

隨著企業(yè)大量使用機器人也催生出大量需求的懂得組裝操作和維修的人才，為此全國大多數(shù)職業(yè)院校都開辦了相關專業(yè)，為廣大企業(yè)培訓相關人員。

這次培訓班的學習，是我們每一個參訓者都收益良多，一段在職教領域具有先進性和代表性的專業(yè)理論知識和技能操作的學習培訓，給我們實實在在的專業(yè)提升。

通過這次培訓，我不但夯實了理論基礎，提高了專業(yè)技能，還與同行進行了交流，分享了教學經驗，真實受益匪淺。進一步增強了自己對教學的責任心和責任感，從別的老師身上學到很多東西，包括他們對教學工作嚴謹負責的態(tài)度、精益求精的精神，以及他們寶貴的教學方法和教學經驗。我也希望以后繼續(xù)有機會接受這樣的培訓，以便更好地完成教學任務，更加努力地提高自己職教理論水平和專業(yè)技能素質，堅定不移地從事職業(yè)教育。

這段時間的學習、實踐，使我更加清晰的看到了自身知識和能力的不足，作為一名青年教師，應該更加客觀地去重新認識、評價自我，能讓我們產生一種緊迫感和危機感，又激發(fā)了我們潛心思考自身的發(fā)展問題。不斷地去提高自身素質，爭當一名教學理念新、奉獻精神強、師德高尚、有精湛專業(yè)技能的“雙師型”素質的專業(yè)教師。增強以后適應社會、服務社會的能力，并更好地適應教學的需要，培養(yǎng)出更適應社會需要的人才。

第三篇：工業(yè)機器人培訓

工業(yè)機器人培訓心得總結

本次培訓，主要學習的內容是“工業(yè)機器人應用與調試以及離線編程”，學習了解瑞典的ABB六軸機器人的軟件使用，及一些典型的機器人軌跡運動、搬運、碼垛及工件裝配等基本編程操作技能。以下就是我最近的心得體會：

一、工業(yè)機器人的發(fā)展歷史

什么是工業(yè)機器人呢？人們一般的理解來看，機器人是具有一些類似人的功能的機械電子裝置，或者叫自動化裝置，它仍然是個機器，它有三個特點，一個是有類人的功能，比如說作業(yè)功能，感知功能，行走功能，還能完成各種動作，它還有一個特點是根據(jù)人的編程能自動的工作，這里一個顯著的特點，就是它可以編程，改變它的工作、動作、工作的對象，和工作的一些要求，它是人造的機器或機械電子裝置。但從完整的更為深遠的機器人定義來看，應該更強調機器人智能，所以人們又提出來機器人的定義是能夠感知環(huán)境，能夠有學習、情感和對外界一種邏輯判斷思維的這種機器。從歷史來來看真正意義上的機器人出現(xiàn)在1959年，經過了五十多年的發(fā)展，機器人種類達數(shù)十種，它們在許多領域為人類的生產和生活服務。大多數(shù)工業(yè)機器人都不能走路，一般是靠軌道滑行，如汽車制造機器人等?，F(xiàn)代工業(yè)機器人主要有四大類型：

（1）順序型——這類機器人擁有規(guī)定的程序動作控制系統(tǒng)；

（2）沿軌跡作業(yè)型——這類機器人執(zhí)行某種移動作業(yè)，如焊接、噴漆等；（3）遠距作業(yè)型——比如在月球上自動工作的機器人；

（4）智能型——這類機器人具有感知、適應以及思維和人機通信機能。現(xiàn)有機器人細分: 操作型機器人：能自動控制，可重復編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用于相關自動化系統(tǒng)中。

程控型機器人：按預先要求的順序及條件，依次控制機器人的機械動作。示教再現(xiàn)型機器人：通過引導或其它方式，先教會機器人動作，輸入工作程序，機器人則自動重復進行作業(yè)。

數(shù)控型機器人：不必使機器人動作，通過數(shù)值、語言等對機器人進行示教，機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。

二、工業(yè)機器人的結構 通過這門課使我了解到智能機器人所必需的三部分，就如上面所列的，人工智能，超級計算機和機械結構。三者是組成智能機器人不可或缺的部分，人工自能賦予機器人，判斷，推理，學習的能力。超級計算機提供強大的處理數(shù)據(jù)的能力使的機器人能夠快速對傳感器信號處理。同時對人工智能技術提供支持。機械結構是機器人的物理組成部分，一個機器人機械結構所具有的自由度數(shù)的多少，以及結構強度的大小，決定了機器人活動的靈活性。三者只有相互結合，緊密聯(lián)系，才能實現(xiàn)機器人的智能化。機器人路徑規(guī)劃技術未來的研究重點是“仿人、仿生”智能。

三、工業(yè)機器人技術特點

(1)智能化。智能化就是機器人的操控將越來越簡單，很多東西機器人就能自主判斷，不需要人示教，不需要高級的技術人員操作。

(2)柔性化?，F(xiàn)在的機器人是一個單臂的機器人，就不能像人手那樣靈活。如果雙臂機器手技術得到突破。這種機器用在工廠里，基本可以代替人做所有的工作。像現(xiàn)在單臂的機器人在裝配線上就沒法用，協(xié)調性達不到要求。(3)安全性?，F(xiàn)在的機器人，由于技術還沒有發(fā)展到一定的程度，很容易對人造成傷害。跟人交互的一些安全措施還沒有做到位。

(4)低成本。工業(yè)機器人由于現(xiàn)在成本還很高，如果想打造很智能化的東西，成本很高就賣不出去，需要通過上規(guī)模降低成本。

(5)技術融合。機器人技術將類似于80年代的手機、90年代的互聯(lián)網、2000年代的移動設備，經歷一個技術融合的過程。未來的機器人技術將在通信、感知、處理、移動、意識、操作這六個方面突破。

四、工業(yè)機器人的職業(yè)教育

工業(yè)機器人是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術制定的原則綱領行動。在國外，機器人大約在20世紀50年代末就已經應用在工業(yè)生產中，但是在中國，只有少數(shù)幾家大型企業(yè)有采用機器人操作。隨著人口紅利的逐漸下降，企業(yè)用工成本不斷上漲，工業(yè)機器人正逐步走進公眾的視野。有專家認為，人口紅利的持續(xù)消退，給機器人產業(yè)帶來了重大的發(fā)展機遇； 在國家政策支持下，產業(yè)有望迎來爆發(fā)期。

隨著企業(yè)大量使用機器人也催生出大量需求的懂得組裝操作和維修的人才，為此全國大多數(shù)職業(yè)院校都開辦了相關專業(yè)，為廣大企業(yè)培訓相關人員。這次培訓班的學習，我們每一個參訓者都收益良多，一段在職教領域具有先進性和代表性的專業(yè)理論知識和技能操作的學習培訓，給我們實實在在的專業(yè)提升。

通過這次培訓，我不但夯實了理論基礎，提高了專業(yè)技能，還與同行進行了交流，分享了教學經驗，真是受益匪淺。進一步增強了自己對教學的責任心和責任感，從別的老師身上學到很多東西，包括他們對教學工作嚴謹負責的態(tài)度、精益求精的精神，以及他們寶貴的教學方法和教學經驗。我也希望以后繼續(xù)有機會接受這樣的培訓，以便更好地完成教學任務，更加努力地提高自己職教理論水平和專業(yè)技能素質，堅定不移地從事職業(yè)教育。這段時間的學習、實踐，使我更加清晰的看到了自身知識和能力的不足，作為一名青年教師，應該更加客觀地去重新認識、評價自我，激發(fā)了我們潛心思考自身的發(fā)展問題。不斷地去提高自身素質，爭當一名教學理念新，有精湛專業(yè)技能的“雙師型”素質的專業(yè)教師。增強以后適應社會、服務社會的能力，并更好地適應教學的需要，培養(yǎng)出更適應社會需要的人才。

第四篇：淺談工業(yè)機器人

蘇 州 市 職 業(yè) 大 學

課程報告

名 稱

現(xiàn)代制造技術

院

系

機電工程學院

班

級

12機電3班

姓

名

戴

亮

學

號

125307306

淺談工業(yè)機器人

戴 亮

（蘇州市職業(yè)大學機電工程學院機電一體化專業(yè)

機電一體化12級3班）

【摘要】：

本文對工業(yè)機器人的定義和所涉及到的技術進行了概述，然后從其組成及分類、控制技術、發(fā)展歷程、現(xiàn)狀、發(fā)展前景、產業(yè)發(fā)展模式以及主要研究內容進行了系統(tǒng)的闡述，最后分析了其在生產生活中的應用。

【關鍵詞】：發(fā)展

現(xiàn)狀

前景

應用

序言

工業(yè)機器人是生產過程中的關鍵設備，可用于安裝、制造、檢測、物流等生產環(huán)節(jié)，并廣泛應用于汽車及汽車零部件、電氣電子、化工、工程機械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè)，應用領域廣泛。

近年來，工業(yè)機器人的應用越來越廣泛，種種跡象表明工業(yè)自動化時代已經到來，工業(yè)機器人極有可能成為下一個迎來爆發(fā)式增長的新興產業(yè)。另一方面，中國工業(yè)機器人產業(yè)正處于前所未有的機遇期，政策紅利、工業(yè)轉型升級需求釋放等機遇疊加，但中國工業(yè)機器人產業(yè)化發(fā)展卻不盡如人意，產業(yè)化進程發(fā)展緩慢。

一、工業(yè)機器人的定義及技術概述

1.定義

工業(yè)機器人是一種可重復編程的多自由度的自動控制操作機，是涉及機械學、控制技術、傳感技術、人工智能、計算機科學等多學科技術為一體的現(xiàn)代制造業(yè)的基礎設備。2.技術概述

機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產物，它是工業(yè)以及非產業(yè)界的重要生產和服務性設備，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。

二、工業(yè)機器人的組成及分類

1.工業(yè)機器人的組成

工業(yè)機器人一般由執(zhí)行機構、控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)以及位置檢測機構組成。（1）執(zhí)行機構

執(zhí)行機構是一組具有與人手腳功能相似的機械機構，俗稱操作機，通常由手部、腕部、臂部、機身、機座及行走機構組成。（2）控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是機器人的大腦，控制與支配機器人按給定的程序動作，并記憶人們示教的指令信息，如動作順序、運動軌跡、運動速度等，可再實現(xiàn)控制所儲存的示教信息。（3）驅動系統(tǒng)

驅動系統(tǒng)是機器人執(zhí)行作業(yè)的動力源，按照控制系統(tǒng)發(fā)出的控制指令驅動執(zhí)行機構完成規(guī)定的作業(yè)。常用的驅動系統(tǒng)有機械式、液壓式、氣動式以及電氣驅動等不同的驅動形式。（4）位置檢測裝置

通過附設的力、位移、觸覺、視覺等不同的傳感器，檢測機器人的運動位置和工作狀態(tài)，并隨時反饋給控制系統(tǒng)，以便執(zhí)行機構以一定的精度和速度達到設定的位置。

2.工業(yè)機器人的分類

機器人的分類方法有很多，這里僅按機器人的結構形式、驅動方式以及系統(tǒng)功能進行分類。

（1）按結構形式分類

①直角坐標機器人 ②圓柱坐標機器人 ③球坐標機器人 ④關節(jié)機器人（2）按驅動方式分類

①氣壓傳動機器人 ②液壓傳動機器人 ③電氣傳動機器人（3）按系統(tǒng)功能分類

①專用機器人 ②通用機器人 ③示教再現(xiàn)式機器人 ④智能機器人

三、工業(yè)機器人的控制技術

1.工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的分類

（1）按照控制回路的不同分，可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。

（2）按照控制系統(tǒng)的硬件分，可分為機械控制、液壓控制、射流控制、順序控制、計算機控制。

（3）按自動化程度分，可分為順序控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、自適應控制系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)。

（4）按編程方式分，可分為物理設置編程控制系統(tǒng)、示教編程控制系統(tǒng)、離線編程控制系統(tǒng)。

（5）按機器人末端運動控制軌跡分，可分為點位控制和連續(xù)輪廓控制。2.工業(yè)機器人的位置伺服控制（1）關節(jié)伺服控制

關節(jié)伺服控制是以大多數(shù)非直角坐標機器人為控制對象，它把每一個關節(jié)作為單獨的單輸入單輸出系統(tǒng)來處理，且獨立構成一個個伺服系統(tǒng)。這種關節(jié)伺服

結構簡單，目前大部分關節(jié)機器人都由這種關節(jié)伺服系統(tǒng)來控制。以前這種伺服系統(tǒng)通常采用模擬電路構成，而隨著微電子和信號處理技術的發(fā)展，關節(jié)伺服控制系統(tǒng)已普遍采用了數(shù)字電路形式。（2）坐標伺服控制

由于關節(jié)伺服控制結構簡單，被較多的機器人所采用，但在三維空間對手臂進行控制時，很多場合都要求直接給定手臂末端運動的位置和姿態(tài)，而關節(jié)伺服控制系統(tǒng)中的各個關節(jié)是獨立進行控制的，難以預測有各個關節(jié)實際控制結果所得到的末端位置狀態(tài)的響應，且難以調節(jié)各個關節(jié)伺服系統(tǒng)的增益。因而，將末端位置矢量作為指令目標值所構成的伺服控制系統(tǒng)，稱為作業(yè)坐標伺服系統(tǒng)。3.工業(yè)機器人的自適應控制（1）模型參考自適應控制

這種方法控制器的作用是使得系統(tǒng)的輸出響應趨近于某指定的參考模型，因而必須設計相應的參數(shù)調節(jié)機構。Dubowsky等人在這個參考系統(tǒng)中采用二維弱衰減模型，然后采用最陡下降法調整局部比例和微分伺服可變增益，使實際系統(tǒng)的輸出和參考模型的輸出之差為最小。然而該方法從本質上忽略了實際機器人系統(tǒng)的非線性項和耦合項，是對單自由度的單輸出系統(tǒng)進行設計的。此外，該方法也不能保證適用于實際系統(tǒng)時調整律的穩(wěn)定性。（2）自校正適應控制

自校正適應控制由表現(xiàn)機器人動力學離散時間模型各參數(shù)的估計機構與用其結果來決定控制器增益或控制輸入的部分組成，采用輸入輸出數(shù)與機器人自由度相同的模型，把自校正適應控制法用于機器人。

四、工業(yè)機器人的發(fā)展

1.工業(yè)機器人的誕生至今（1）工業(yè)機器人的誕生

日本是當今的工業(yè)機器人王國，既是工業(yè)機器人的最大制造國也是最大消費國，但實際上工業(yè)機器人的誕生地是美國。機器人的啟蒙思想其實很早就出現(xiàn)了，1920年捷克作家卡雷爾·恰佩克發(fā)表了劇本《羅薩姆的萬能機器人》，劇中敘述了一個叫做羅薩姆的公司將機器人作為替代人類勞動的工業(yè)品推向市場的故事，引起了世人的廣泛關注。于是在1959年美國的一家汽車公司，工業(yè)機器人應運而生。美國人英格伯格和德奧爾制造出了世界上第一臺工業(yè)機器人，他們發(fā)現(xiàn)可以讓機器人去代替工人一些簡單重復的勞動，而且不需要報酬和休息，任勞任怨。接著他們兩人合辦了世界上第一家機器人制造工廠，生產工業(yè)機器人。（2）工業(yè)機器人在日本發(fā)展

與此同時，十九世紀七十年代的日本正面臨著嚴重的勞動力短缺，這個問題已成為制約其經濟發(fā)展的一個主要問題。毫無疑問，在美國誕生并已投入生產的工業(yè)機器人給日本帶來了福音。1967年日本川崎重工業(yè)公司首先從美國引進機器人及技術，建立生產廠房，并于1968年試制出第一臺日本產機器人。經過短暫的搖籃階段，日本的工業(yè)機器人很快進入實用階段，并由汽車業(yè)逐步擴大到其它制造業(yè)以及非制造業(yè)。1980年被稱為日本的“機器人普及元年”，日本開始在各個領域推廣使用機器人，這大大緩解了市場勞動力嚴重短缺的社會矛盾。再加上日本政府采取的多方面鼓勵政策，這些機器人收到了廣大企業(yè)的歡迎。1980-1990年日本的工業(yè)機器人處于鼎盛時期，后來國際市場曾一度轉向歐洲和北美，但日本經過短暫的低迷期又恢復其昔日的輝煌。

1993年末，全世界安裝的工業(yè)機器人有61萬臺，其中日本占60%，美國占8%，歐洲占17%，俄羅斯和東歐占12%。是什么使得日本的工業(yè)機器人產業(yè)有如此快速的發(fā)展，現(xiàn)理出幾點原因：

① 根本原因是日本的基本國情，人口少，勞動力嚴重短缺。日本每年的人口增長率在1.1%左右，而日本人都想接受高等教育導致其勞動力的增長速度卻始終停留在0.7%。為了滿足國民經濟3%的增長要求，必須提高生產效率。

② 1973年十月爆發(fā)的第一次石油危機提高了勞動力成本，日本政府不得不鼓勵私營企業(yè)向自動化領域投資，提高生產效率，以抑制由石油危機帶來的成本型通貨膨脹。

③ 工業(yè)機器人可以代替勞動者從事可能危害身體健康的勞動，避免了大量 的工傷事故和職業(yè)病，受到了人們的歡迎。

④ 日本自80年代起就采用推動工業(yè)機器人的普及和促進研究與發(fā)展的政策。

（3）工業(yè)機器人在世界其他主要國家的發(fā)展

美國是工業(yè)機器人的誕生地，基礎雄厚，技術先進?，F(xiàn)今美國有著一批具有國際影響力的工業(yè)機器人供應商，像Adept Technologe、American Robot、Emersom Industrial Automation 等。

德國工業(yè)機器人的數(shù)量占世界第三，僅次于日本和美國，其智能機器人的研究和應用在世界上處于領先地位。目前在普及第一代工業(yè)機器人的基礎上，第二代工業(yè)機器人經推廣應用成為主流安裝機型，而第三代智能機器人已占有一定比重并成為發(fā)展的方向。

世界上的機器人供應商分為日系和歐系。瑞典的ABB公司是世界上最大機器人制造公司之一。1974年研發(fā)了世界上第一臺全電控式工業(yè)機器人IRB6，主要應用于工件的取放和物料搬運。1975年生產出第一臺焊接機器人。到1980年兼并traflla噴漆機器人公司后，其機器人產品趨于完備。ABB公司制造的工業(yè)機器人廣泛應用在焊接、裝配鑄造、密封涂膠、材料處理、包裝、噴漆、水切割等領域。

德國的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上幾家頂級工業(yè)機器人制造商之一。1973年研制開發(fā)了KUKA的第一臺工業(yè)機器人。年產量達到一萬臺左右。所生產的機器人廣泛應用在儀器、汽車、航天、食品、制藥、醫(yī)學、鑄造、塑料等工業(yè)，主要用于材料處理、機床裝備、包裝、堆垛、焊接、表面休整等領域。

意大利COMAU公司從1978年開始研制和生產工業(yè)機器人，至今已有30多年的歷史。其機器人產品包括Smart系列多功能機器人和MASK系列龍門焊接機器人。廣泛應用于汽車制造、鑄造、家具、食品、化工、航天、印刷等領域。

日系是工業(yè)機器人制造的主要派系，其代表有FANUC、安川、川崎、OTC、松下、不二越等國際知名公司。2.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀

聯(lián)合國歐洲經濟局（UNECE）估計，2004年全球至少安裝了10萬臺新的工業(yè)機器人。其中：歐盟31100臺(比2003年增加15％，但比2001年的記錄僅增加1％)；北美16100臺(比2003年增加27％，比2000年的記錄高24％)；亞洲51400臺，主要在日本，但中國市場增長迅速(比2003年增長24％)。據(jù)電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）統(tǒng)計，至2008年底，世界各地已經部署了100萬

臺各種工業(yè)機器人。其中，日本機器人數(shù)量據(jù)世界首位。他們的算法基于制造工人與機器人的比例，即每萬名工人擁有多少臺制造機器人。其中日本的工業(yè)機器人密度達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。其中日本每萬名工人擁有295臺工業(yè)機器人，新加坡169臺，韓國164臺，德國163臺。雖然排在前三位的國家都在亞洲，不過歐洲卻是世界上工業(yè)機器人密度最大的地區(qū)。歐洲國家工業(yè)機器人密度為每萬名工人50臺，美洲為平均31臺，亞洲平均27臺。3.工業(yè)機器人的發(fā)展前景

在發(fā)達國家中，工業(yè)機器人自動化生產線成套設備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機械等行業(yè)已經大量使用工業(yè)機器人自動化生產線，以保證產品質量，提高生產效率，同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀的工業(yè)機器人的使用實踐表明，工業(yè)機器人的普及是實現(xiàn)自動化生產，提高社會生產效率，推動企業(yè)和社會生產力發(fā)展的有效手段。

機器人技術是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術領域。電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）的科學家在對未來科技發(fā)展方向進行預測中提出了4個重點發(fā)展方向，機器人技術就是其中之一。1990年10月，國際機器人工業(yè)人士在丹麥首都哥本哈根召開了一次工業(yè)機器人國際標準大會，并在這次大會上通過了一個文件，把工業(yè)機器人分為四類：⑴順序型。這類機器人擁有規(guī)定的程序動作控制系統(tǒng)；⑵沿軌跡作業(yè)型。這類機器人執(zhí)行某種移動作業(yè)，如焊接、噴漆等；⑶遠距作業(yè)型。比如在月球上自動工作的機器人；⑷智能型。這類機器人具有感知、適應及思維和人機通信機能。

4.工業(yè)機器人的產業(yè)發(fā)展模式

縱觀世界各國發(fā)展工業(yè)機器人產業(yè)的過程，可歸納為三種不同的發(fā)展模式，即日本模式、歐洲模式和美國模式。（1）日本模式

日本模式的特點是：各司其職，分層面完成交鑰匙工程。即機器人制造廠商以開發(fā)新型機器人和批量生產優(yōu)質產品為主要目標，并由其子公司或社會上的工程公司來設計制造各行業(yè)所需要的機器人成套系統(tǒng)，并完成交鑰匙工程。

（2）歐洲模式

歐洲模式的特點是：一攬子交鑰匙工程。即機器人的生產和用戶所需要的系統(tǒng)設計制造，全部由機器人制造廠商自己完成。（3）美國模式

美國模式的特點是：采購與成套設計相結合。美國國內基本上不生產普通的工業(yè)機器人，企業(yè)需要機器人通常由工程公司進口，再自行設計、制造配套的外圍設備，完成交鑰匙工程。（4）中國模式的走向

中國的機器人產業(yè)應走什么道路、如何建立自己的發(fā)展模式確實值得探討。中國工程院在《我國制造業(yè)焊接生產現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略研究總結報告》中認為，我國應從“美國模式”著手，在條件成熟后逐步向“日本模式”靠近。

五、工業(yè)機器人的主要研究內容

1.示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人產業(yè)化技術研究

（1）關節(jié)式、側噴式、頂噴式、龍門式噴涂機器人產品標準化、通用化、模塊化、系列化設計。

（2）柔性仿形噴涂機器人開發(fā)：柔性仿形復合機構開發(fā)，仿形伺服軸軌跡規(guī)劃研究，控制系統(tǒng)開發(fā)，整機安全防爆、防護技術開發(fā)，高速噴杯噴涂工藝研究。（3）焊接機器人（把弧焊與點焊機器人作為負載不同的一個系列機器人，可兼作弧焊、點焊、搬運、裝配、切割作業(yè)）產品的標準化、通用化、模塊化、系列化設計。

（4）弧焊機器人用激光視覺焊縫跟蹤裝置的開發(fā)：激光發(fā)射器的選用，CCD成象系統(tǒng)，視覺圖象處理技術，視覺跟蹤與機器人協(xié)調控制。（5）焊接機器人的離線示教編程及工作站系統(tǒng)動態(tài)仿真。

（6）電子行業(yè)用裝配機器人產品標準化、通用化、模塊化、系列化設計。（7）批量生產機器人所需的專用制造、裝配、測試設備和工具的研究開發(fā)。2.智能機器人開發(fā)研究

（1）遙控加局部自主系統(tǒng)構成和控制策略研究

包括建模－遙控機器人模型，人行為模型，人控制動態(tài)建模，圖形仿真建模，虛擬工具和虛擬傳感器建模；以人為主體的人機共享規(guī)劃與控制；局部自治控制；多傳感融合技術；雙向力反應控制；知識庫的建立，學習與推理方法；人機交互的高級控制技術；虛擬現(xiàn)實（VR）控制與真實世界控制的相互關系；監(jiān)控系統(tǒng)的結構。

（2）智能移動機器人的導航和定位技術研究

包括導航和定位系統(tǒng)的系統(tǒng)結構；在結構環(huán)境或非結構環(huán)境中導航和定位方法研究；感知系統(tǒng)的傳感器和信息處理系統(tǒng)的構成；根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)建立環(huán)境模型的方法；模糊邏輯的推理方法用于移動機器人導航的研究。（3）面向遙控機器人的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

包括人機交互圖形生成及其程序設計；遙控機器人（載體和機械手）幾何動態(tài)圖形建模；遙控操作環(huán)境圖形建模；遙控機器人操作與數(shù)據(jù)的獲取；虛擬傳感器及基于虛擬傳感器的雙向力反應、反饋控制；面向任務的虛擬工具；基于虛擬現(xiàn)實的遙控操作的理論與方法；基于VR模型操作和真實世界操作的可切換、相容性和可交換性；VR監(jiān)控系統(tǒng)。（4）人機交互環(huán)境建模系統(tǒng)

包括CAD建模中的人機交互技術；求知模型工件的反示過程中的交互技術；機器人與環(huán)境的布局及功能驗證中的交互技術；傳感器數(shù)據(jù)處理中的交互技術；機器人標定、運動學建模、動力學建模中的交互技術。（5）基于計算機屏幕的多機器人遙控技術

包括三維立體視覺建模；模型的計算機顯示；遙控機器人模型的控制；人機接口；網絡通訊。

3.機器人化機械研究開發(fā)

（1）并聯(lián)機構機床（VMT）與機器人化加工中心（RMC）開發(fā)研究

包括VMT與RMC智能化結構實現(xiàn)技術；VMT與RMC關鍵傳動實現(xiàn)技術；VMT與RMC加工、裝配、擺放、涂膠、檢測作業(yè)技術；VMT與RMC監(jiān)控檢測技術開發(fā)；VMT與MRC智能化開式CMC控制系統(tǒng)開發(fā)；系統(tǒng)軟件和應用軟件開發(fā)；智能化機構、材料機電一體化技術；作業(yè)狀態(tài)變量智能化傳感技術；機電一體化的多功能及靈巧作業(yè)終端；通用智能化開式CNC控制硬軟件系統(tǒng)；并聯(lián)機構運動學及動力學理論；RMC智能控制理論；VMT與RMC典型應用工程開發(fā)。

（2）機器人化無人值守和具有自適應能力的多機遙控操作的大型散料輸送設備

包括散料輸送系統(tǒng)監(jiān)控和遙控操作的傳感器融合和配置技術；采用智能傳感器的現(xiàn)場總線技術；機器人運動規(guī)劃在等量堆取料、自主操作中的應用；基于廣域網的遠程實時通訊；具有監(jiān)測和管理功能的故障診斷系統(tǒng)。4.以機器人為基礎的重組裝配系統(tǒng)（1）開放式模塊化裝配機器人

包括通用要素的提??；專用件標準化；裝配機器人模塊CAD設計；通用主流計算機構造的控制器；人機界面方式；網絡功能。（2）面向機器人裝配的設計技術

包括數(shù)字化裝配與CAD集成技術；產品機器人化裝配規(guī)劃生成技術；產品可裝配性模糊評價。

（3）機器人柔性裝配系統(tǒng)設計技術

其中單元技術：供料系統(tǒng)智能化設計、末端執(zhí)行器快速執(zhí)行、物流傳輸及其控制與通訊；集成技術：柔性裝配線仿真軟件、管理系統(tǒng)。（4）可重構機器人柔性裝配系統(tǒng)設計技術

開展基于任務和環(huán)境的動態(tài)重構機器人柔性裝配系統(tǒng)理論研究；系統(tǒng)基于自治體（Agent）的分布式控制技術及系統(tǒng)各單元體間的協(xié)作規(guī)劃。（5）裝配力覺、視覺技術

包括高精度、高集成化六維腕力傳感技術；視覺識別與定位技術。（6）智能裝配策略及其控制

包括裝配狀態(tài)實時檢測和監(jiān)控；裝配順序和路徑智能規(guī)劃及控制技術。5.多傳感器信息融合與配置技術

（1）機器人的傳感器配置和融合技術在水泥生產過程控制和污水處理自動控制系統(tǒng)中的應用

包括面向工藝過程的多傳感器融合和配置技術；采用智能傳感器的現(xiàn)場總線技術；面向工藝要求的新型傳感器研制。（2）機電一體化智能傳感器

包括具有感知、自主運動、自清污（自調整、自適應）的機電一體化傳感器研究；面向工藝要求的運動機構設計、實現(xiàn)檢測和清污的自主運動；調節(jié)控制系統(tǒng)；

機器人機構和控制技術在傳感器設計中的應用。

六、工業(yè)機器人在生產生活中的應用

所謂工業(yè)機器人，就是具有簡單記憶和可變控制程序的自動機械。它是在機械手的基礎上發(fā)展起來的，國外稱為industrial robot。工業(yè)機器人的出現(xiàn)將人類從繁重單一的勞動中解放出來，而且它還能夠從事一些不適合人類甚至超越人類的勞動，實現(xiàn)生產的自動化，避免工傷事故和提高生產效率。隨著世界生產力的發(fā)展，必然促進相應科學技術的發(fā)展。工業(yè)機器人能夠極大地提高生產效率，已經廣泛地進入人們的生活生產領域。

1.提高自動化生產效率和自動化程度：據(jù)美國J.B Day通過大量的定后發(fā)現(xiàn)：在生產過程中，機器人在機床或其它設備上做上下料工作，以及在設備之間做短途搬運工作所花時間占了整個生產時間的80%以上，搬運費占了加工費的30%-40%，而且有85%的生產事故發(fā)生在搬運上，因此工業(yè)機器人的使用解決了很多難題。2.直接從事廣泛的生產勞動：例如噴漆、焊接、熱處理、冶煉、電鍍、沖壓、注塑成型、砂型鑄造以及鍛造等。比如我國灘坊磚廠制造了一只有260個指頭的機械手。

3.進行嚴謹?shù)奈锲费b配：通過圖紙識別零件并加以組裝，首先取得成功的是美國加利福尼亞的斯坦福大學。此外還有日本日立制作的Hivip，列寧格勒的“變壓器裝配小組”。

4.倉庫管理自動化：最早出現(xiàn)在法國，現(xiàn)已遍及世界各地，例如芬蘭的漢基亞公司（漢基亞倉庫是歐洲十大倉庫之一）。

5.從事特殊環(huán)境下的勞動：核輻射、無毒氣氛、強噪聲、超低溫或高溫環(huán)境等不合適人工作的環(huán)境，甚至超越人能力范圍的環(huán)境。比如用于發(fā)現(xiàn)輸油管裂縫的機器人，日本生產了一種用于救火的“神奈川”機器人。

6.從事教育衛(wèi)生等服務：例如美國Centurion公司生產的“機器人教師”已成功為學生開設了“邏輯學”、“概率論”等課程，美國德克薩斯儀表公司制造的微型翻譯機器人，日本稻田大學研究出的“乳腺檢診機器人”。

參考文獻：

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第五篇：工業(yè)機器人培訓心得體會

工業(yè)機器人培訓心得體會

在信息科學技術飛速發(fā)展的今天，隨著人力成本逐漸的上升，工業(yè)機器人逐漸取代人力成為流水線上行的“操作員”已成為必然趨勢，我很有幸參加了學校組織的2016年8月17號到9月2號機器人培訓。這次培訓學習的主要內容有工業(yè)機器人安全事項、工業(yè)機器人結構及參數(shù)、Robot studio 機器人仿真軟件等，在培訓期間，通過張玉山老師專業(yè)的指導、教練示范、講解，加上我們的動手實踐，不僅提高了我們的業(yè)務水平，而且也為后續(xù)學習機器人奠定了基礎。

此次培訓時間雖短，但內容安排緊湊、形式多樣，取得了很好的效果。在張老師的精心指導下，老師們的大力配合下，此次培訓內容進行的非常順利。幾天的學習，大家認真傾聽，認真記錄，認真思考，收獲很多。本次培訓學習的是工業(yè)機器人仿真，前幾天主要以介紹工業(yè)機器人的結構、參數(shù)為主，隨后我們學習了工業(yè)機器人仿真軟件，開始學習時由于不熟悉仿真軟件的操作環(huán)境，在對工件坐標系的創(chuàng)建、運動軌跡的仿真、操作窗口的意外關閉等內容經常出錯，再加上以前從未接觸過機器人，被一些小問題搞的團團轉，一次次的請教老師，直到把問題弄明白為止。這次培訓我看到了他人的長處，也發(fā)現(xiàn)了自己很多方面的不足，深深地感覺到自己所學知識的膚淺和在實際運用中的專業(yè)技能的缺乏，特別是專業(yè)理論、專業(yè)技能，還有教學方法、教學理論方面都有待加強，理論知識只有通過實踐、應用到實際操作過程中，才能深刻理解和掌握。因此，作為職業(yè)學校教師來說，就應該把實踐教學環(huán)節(jié)放在一個重要的位置，從學生一入學開始就不斷地培養(yǎng)學生的實際動手能力，等到畢業(yè)時就能夠在短暫的培訓后馬上進入正常工作，給企業(yè)就能夠帶來穩(wěn)定和及時的利潤，職業(yè)教育的目標也就得到了充分的體現(xiàn)。

通過這次機器人培訓學習，我感觸很深，收獲很大。作為一名技校教師要經常學習先進的科學技術和最新的研究理論，時刻更新豐富自己的知識，用最新的理論知識指導自己的教學，指導自己的理念，使自己的思想有所突破、有所創(chuàng)新，為我校為社會多做貢獻。