《工業機器人基本原理與編程（ABB）》學習情境1：初識平臺授課教師：何劍敏你知道工業機器人的起源嗎？工業機器人概述1工業機器人概述11920年，捷克作家卡雷爾·卡佩克發表了科幻劇本《羅素姆萬能機器人》。卡佩克在劇本中把捷克語“Robota”寫成了“Robot”，引起了大家的廣泛關注，被當成了機器人一詞的起源。1950年，美國作家埃薩克·阿西莫夫在他的科幻小說《I，Robot》中首次使用了“Robotics”，即“機器人學”。阿西莫夫提出了“機器人三原則”：1機器人不應傷害人類,且在人類受到傷害時不可袖手旁觀；2機器人應遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；3機器人應能保護自己，與第一條相抵觸者除外。工業機器人概述1第二次世界大戰期間，美國原子能機構RaymondC.Goertz使用電動機械遙控操作機器人處理放射性物質工業機器人概述1

工業機器人的誕生地是美國。50年代是工業機器人的萌芽期。美國人英格伯格和德奧爾制造出了世界上第一臺工業機器人，他們發現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unimate工業機器人。1961年，Unimation公司生產的世界上第一臺工業機器人在美國特倫頓（新澤西州首府）的通用汽車公司安裝運行。工業機器人概述11962年，美國機械與鑄造公司制造出世界上第一臺圓柱坐標型工業機器人，命名為Verstran（沃爾薩特蘭），意思是“萬能搬動”。1969年，通用汽車公司在其洛茲敦裝配廠安裝了首臺點焊機器人。Unimation機器人大大提高了生產率，80％以上的車身焊接作業可通過機器人來自動完成。只有20%－40%的傳統生產廠的焊接工作由人工完成。工業機器人概述11974年，第一臺小型計算機控制的工業機器人走向市場。1974年，美國辛辛那提米拉克龍（CincinnatiMilacron）公司的理查德·霍恩（RichardHohn）開發出第一臺由小型計算機控制的工業機器人，命名為T3，即“TheTomorrowTool”。這是世界上第一次機器人和小型計算機的攜手合作。工業機器人概述11978年，美國Unimation公司推出通用工業機器人，應用于通用汽車裝配線，這標志著工業機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。1981年，美國卡內基－梅隆大學的TakeoKanade設計開發出世界上第一個直接驅動機器人手臂。工業機器人概述11981年，美國PaRSystems公司推出第一臺龍門式工業機器人。龍門式機器人的運動范圍比基座機器人大很多，可取代多臺機器人。1984年，美國AdeptTechnology公司開發出第一臺直接驅動的選擇順應性裝配機器手臂（SCARA），命名為AdeptOne。工業機器人概述190年代后，工業機器人的需求達到了高潮期，91年底有53萬臺機器人在各條生產戰線上AGV出現并應用與點對點的裝載工業機器人概述121世紀后，工業機器人進入商品化和實用化階段工業機器人概述1MOTOMAN雙臂機器人ABB雙臂機器人亞馬遜倉庫使用的KIVA機器人，實現貨去找人的功能工業機器人概述1目前世界上的機器人供應商分幾類？工業機器人概述1

目前世界上的機器人供應商分為歐系和日系。工業機器人概述1

瑞士ABB德國庫卡（KUKA）日本安川（yaskawa）日本發那科（fanuc）愛普生三菱新松除了這些以外，還有其它很多品牌，可以去網上查找相關資料1974年，瑞典通用電機公司（ASEA，ABB公司的前身）開發出世界上第一臺全電力驅動、由微處理器控制的工業機器人IRB6。工業機器人概述11975年生產出第一臺焊接機器人。到1980年兼并Trallfa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。1984年，瑞典ABB公司生產出當時速度最快的裝配機器人，IRB1000。IRB1000機器人的速度比傳統的手臂機器人快50%以上。1975年，ABB公司開發出一個高達60公斤有效載荷的工業機器人，命名為IRB60。IRB60滿足了汽車行業對有效載荷更大、靈活性更多的需求。工業機器人概述11998年，ABB公司開發出靈手（FlexPicke）機器人，它是當時世界上速度最快的采摘機器人，利用圖像技術，靈手（FlexPicke）每分鐘能采摘120樣物件、能以每秒10米的速度釋放物件。1992年，瑞典ABB公司推出一個開放式控制系統（S4）。S4控制器的設計，改善了人機界面并提升了機器人的技術性能。工業機器人概述12009年，瑞典ABB公司推出了世界上最小的多用途工業機器人IRB120。

IRB120是ABB機器人部于2009年9月推出的最小機器人和速度最快的六軸機器人，是由ABB（中國）機器人研發團隊首次自主研發的一款新型機器人。

IRB120僅重25公斤，荷重3公斤（垂直腕為4公斤），工作范圍達580毫米，IRB120的問世使ABB新型第四代機器人產品系列得到進一步延伸，其卓越的經濟性與可靠性，具有低投資、高產出的優勢。工業機器人概述1

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機器人給日本帶來了福音。1967年日本川崎重工業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unimate機器人。經過短暫的搖籃階段，日本的工業機器人很快進入實用階段，并由汽車業逐步擴大到其它制造業以及非制造業。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的歡迎。1980年-1990年日本的工業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。日系工業機器人代表有FANUC、安川、川崎、OTC、松下、不二越等國際知名公司。FANUC是世界上最大的機器人制造商之一。工業機器人概述11973年，日本日立公司（Hitachi）開發出為混凝土樁行業使用的自動螺栓連接機器人。這是第一臺安裝有動態視覺傳感器的工業機器人。1979年，日本不二越株式會社（Nachi）研制出第一臺電機驅動的機器人。這臺電機驅動的點焊機器人開創了電力驅動機器人的新紀元，從此告別液壓驅動機器人時代。工業機器人概述12008年，日本發那科公司推出了一個新的重型機器人M-2000iA，其有效載荷約達1200公斤。該機器人是世界上規模最大、實力最強的六軸機器人。

2010年，日本發那科公司推出學習控制機器人R-2000iB。新型的振動控制功能減少了在運動的過程中機器人的振動。利用這個功能，R-2000iB可以快速地加速和減速，大約減少了5%的循環時間。工業機器人概述1

德國工業機器人的數量占世界第三，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機器人的基礎上，第二代工業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展的方向。

德國的KUKARoboterGmbh公司是世界上幾家頂級工業機器人制造商之一。1973年研制開發了KUKA的第一臺工業機器人。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、醫學、鑄造、塑料等工業，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。工業機器人概述12006年，德國庫卡公司（KUKA）開發出第一臺輕量級機器人。該機器人的外部結構全部由鋁制成。它的有效載荷能力是7公斤。由于機器人安裝了集成傳感器，因此其是高度敏感的，這使得它非常適合于處理和裝配任務。該輕量級機器人的重量只有16公斤（世界上第一臺機器人的重量可是達兩噸！2003年，德國庫卡公司（KUKA）開發出第一臺娛樂機器人Robocoaster。庫卡是第一個使人與機器人實現密切接觸的機器人制造商，Robocoaster機器人允許乘客坐在其內部在空中旋轉，這是現代游樂園空中旋轉機器的最初原型。工業機器人概述1工業機器人概述1工業機器人的定義是什么？美國機器人協會（RIA）的機器人定義：“機器人是用以搬運材料、零件、工具的可編程序的多功能操作器或是通過可改變程序動作來完成各種作業的特殊機械裝置。”日本工業機器人協會（JIRA）的定義：“工業機器人是一種裝備有記憶裝置和末端執行器（endeffector）的，能夠轉動并通過自動完成各種移動來代替人類勞動的通用機器。”美國國家標準局（NBS）的定義：“機器人是一種能夠進行編程并在自動控制下執行某些操作和移動作業任務的機械裝置”。國際標準化組織(ISO)的定義：“機器人是一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執行種種任務。”我國中科院沈陽自動化研究所的蔣新松院士將機器人定義為：“機器人是一種擬人功能的機械電子裝置（amechantronicdevicetoimitatesomehumanfuntions）”。還沒有一個定論，能不能找出他們中的共同點？工業機器人概述1焊接機器人焊接機器人系統：信息采集處理系統，控制器（圖像處理），執行機構焊接區視覺信息采集系統通過CCD攝像機、高性能濾光玻璃、自動光闌放大鏡頭、監視器，實時提取焊接熔池、焊縫的視覺信息;控制器對采集到的視覺信息進行圖像處理，判斷焊接質量與進度，調整焊接手臂姿態，對被焊構件實現持續施焊；執行機構與焊槍掛接，主要在控制器的控制作用下實現焊接工作。特點：代替人類從事危險的焊接工作，焊接時，可以精確地焊接很復雜的部分。工業機器人應用2裝配機器人正在生產線上進行裝配生產的機器人特點：從事簡單的重復性的組裝工作，可以像人手一樣進行組裝。工業機器人應用2噴漆機器人油漆含有大量有毒物質，而且人工噴漆效率低、浪費油漆，因此一般由噴漆機器人來完成工作。

特點：可以完成對人體有害的噴漆工作，能夠將物體表面噴得很平滑。工業機器人應用21．自由度（degreeoffreedom）:指物體能夠對坐標系進行獨立運動的數目。2．驅動方式：機器人按驅動方式可分為電動驅動，液壓驅動和氣動等。電動驅動器分：DC伺服電機、AC伺服電機、步進電機3．分辨率：分辨率是設計機器人控制系統的特性，它指明系統能夠區別工作空間所需的最小運動增量。4．定位精度：指機器人末端件的實際位置與理想位置之間的差距。

工業機器人術語35．重復定位精度：指在相同位置指令下，機器人連續重復運動若干次，其位置的分散情況。6.工作空間：工作空間表示機器人的工作范圍，它是指機器人運動時手腕參考點或工具安裝點能夠到達的所有空間區域。7．承載能力：指在正常運行速度下所容許抓取的物體重量。一般低速運行是承載能力較大，為了安全起見，規定在高速運行時以所能抓取物體的重量作為承載能力指標。

工業機器人術語34工業機器人結構機器人本體機器人控制減速器伺服電機伺服驅動控制器機器人搬運工作站搬運機器人可安裝不同的末端執行器以完成各種不同形狀和狀態的工件搬運工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動。部分發達國家已制定出人工搬運的最大限度，超過限度的必須由搬運機器人來完成。研發項目案例5

焊接機器人具有焊接質量穩定、改善工人勞動條件、提高勞動生產率等特點，廣泛應用于汽車、工程機械、通用機械、金屬結構和兵器工業等行業。據不完全統計，全世界在役的工業機器人中大約有一半用于各種形式的焊接加工領域。

機器人焊接工作站數模研發項目案例5機器人焊接工作站研發項目案例5端拾器-通用端拾器

?ABBGroupApril28,2025|Slide36特點：不同大小的板料均可通用,無須更換端拾器所有零件都是端拾器的標準件,組裝維護方便研發項目案例56軸端拾器

?ABBGroupApril28,2025|Slide3