工业机器人技术 全套课件（上）.pptx

西 安 电 子 科 技 大 学 出 版 社 ;; 　　“机器人”一词不仅可以在科幻小说、动画片中看到和听到，在电视中我们也可以看到在工厂进行作业的机器人，在实际生活中同样有机会看到机器人的展示。　　“机器人”一词最早出现于1920年捷克作家Karel Capek 的剧本《罗萨姆的万能机器人》中。在剧本中，作家塑造了一个具有人的外表、特征和功能，愿意为人类服务的机器人奴仆“Robota”，在该剧中机器人被描写成像奴隶那样进行劳动的机器。;　　在现实生活中，机器人并不是在简单意义上代替人工劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置。这种装置既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力。从某种意义上说，机器人是机器进化过程的产物，是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。;　　有关机器人的定义随着时代的进步在发生着变化。简单地说，把具有下述性质的机械看做是机器人：　　(1) 代替人进行工作。机器人能像人那样使用工具和机械，因此，数控机床和汽车不是机器人。　　(2) 具有通用性。机器人既可简单地变换所进行的作业，又能按照工作状况的变化相应地进行工作。一般的玩具机器人不具有通用性。　　(3) 直接对外界工作。机器人不仅能像计算机那样进行计算，而且能依据计算结果对外界产生作用。;　　1984年，ISO(国际标准化组织)采纳了美国机器人协会(RIA)的建议，给机器人下了定义，即“机器人是一种可反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作工具，为了执行不同任务而具有可改变和可编程的动作的专门系统(areprogrammable and multifunctional manipulator，devised for the transport of materials，parts，tools or specialized systems, with varied and programmed movements，with the aim of carring out varied tasks)”。　　机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多种学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。而且，机??人应用情况是反映一个国家工业自动化水平的重要标志。 ; 　1.1　机器人的分类　　1. 按照应用类型分类　　机器人按应用类型可分为工业机器人、极限作业机器人和娱乐机器人。　　(1) 工业机器人。工业机器人有搬运、焊接、装配、喷漆、检查等机器人，主要用于现代化的工厂和柔性加工系统中。;　　(2) 极限作业机器人。极限作业机器人主要是指在人们难以进入的核电站、海底、宇宙空间进行作业的机器人，也包括建筑、农业机器人等，如图1.3所示。;　　(3) 娱乐机器人。娱乐机器人包括弹奏乐器的机器人、舞蹈机器人、玩具机器人等(具有某种程度的通用性)，也有根据环境而改变动作的机器人，如图1.5、所示。;　　2. 按照控制方式分类　　机器人按控制方式可分为操作机器人、程序机器人、示教再现机器人、智能机器人和综合机器人。　　(1) 操作机器人。操作机器人的典型代表是在核电站处理放射性物质时远距离进行操作的机器人。在这种场合，相当于人手操纵的部分称为主动机械手，而从动机械手基本上与主动机械手类似，只是从动机械手要比主动机器手大一些，作业时的力量也更大。　　(2) 程序机器人。程序机器人按预先给定的程序、条件、位置进行作业，目前大部分机器人都采用这种控制方式工作。;　　(3) 示教再现机器人。示教再现机器人同盒式磁带的录放一样，将所教的操作过程自动记录在磁盘、磁带等存储器中，当需要再现操作时，可重复所教过的动作过程。示教方法有手把手示教、有线示教和无线示教， 如图1.7所示。;　　(4) 智能机器人。智能机器人不仅可以进行预先设定的动作，还可以按照工作环境的变化改变动作。　　(5) 综合机器人。综合机器人是由操作机器人、示教再现机器人、智能机器人组合而成的机器人，如火星机器人。1997年7月4日，“火星探险者(Mars Pathfinder)”在火星上着陆，着陆体是四面体形状，着陆后三个盖子的打开状态如图1.8所示。它在能上、下、左、右动作的摄像机平台上装有两台CCD摄像机，通过立体观测而得到空间信息。整个系统可以看做是由地面指令操纵的操作机器人。;;　　图1.8所示的火星机器人既可按地面上的指令移动，也能自主地移动。地面上的操纵人员通过电视可以了解火星地形，但由于电波往返一次大约需40分钟，因此不能一边观测一边进行操纵。所以，要考虑火星机器人的动作程序，可用这个程序先