工业机器人第1章-绪论

第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用教学内容：第一章绪论第二章工业机器人的机械结构和运动第三章手动操作工业机器人第四章初识工业机器人的作业示教第五章搬运机器人及其操作应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用教学内容：第六章码垛机器人及其操作应用第七章焊接机器人及其操作应用第八章涂装机器人及其操作应用第九章装配机器人及其操作应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用机器人第1章绪论工业机器人技术及应用机器人的由来——神话传说——科学幻想与实践——文学作品中的机器人——“机器人”一词的由来——机器人的三原则第1章绪论工业机器人技术及应用一、机器人的神话传说•——塔罗斯•古希腊神话“阿鲁哥历险船”•赐封“塔罗斯”为海防保卫官•具有惊人的力气•身上插满连有燃料的管子•刀枪不入塔罗斯（希腊语：Ταλως；英语：Talos/Talus）是希腊神话中的机械巨人（Automaton）。该名义为“砍伐”或“太阳”。塔罗斯的身世有三种版本。按赫西奥德（Hesiod）的说法，宙斯曾创造了四代人类：黄金、白银、青铜、黑铁。中文名：塔罗斯外文名：Ταλως国籍：希腊希腊语：Ταλως英语：Talos/Talus名义：“砍伐”或“太阳”。第1章绪论工业机器人技术及应用一、机器人的神话传说•——偃师造人•我国西周时期，能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。第1章绪论工业机器人技术及应用一、机器人的神话传说•——木鸟•我国著名的工匠鲁班曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日而不下”。第1章绪论工业机器人技术及应用二、科学幻想与实践•——中国•记里鼓车•行一里路，车上木人就打一下鼓，每行十里击钟一下第1章绪论工业机器人技术及应用二、科学幻想与实践•木牛流马•用其在崎岖的栈道上运送军粮，且“人不大劳，牛不饮食”。第1章绪论工业机器人技术及应用二、科学幻想与实践•指南车•车上有一个木人笔直地站在车上，不管车辆怎样转动，木人的手指永远指向南方不动。第1章绪论工业机器人技术及应用二、科学幻想与实践•——国外•HERON(海隆,赫伦)•阿勒·加扎利•时钟城堡第1章绪论工业机器人技术及应用二、科学幻想与实践•达·芬奇•第一款人形机器人•人造狮子第1章绪论工业机器人技术及应用二、科学幻想与实践•——日本“自动偶人”•竹田近江第1章绪论工业机器人技术及应用二、科学幻想与实践•杰克·戴·瓦克逊——鸭子•皮埃尔雅克-德罗（PierreJaquet-Droz）——作家、音乐家、画家第1章绪论工业机器人技术及应用二、科学幻想与实践第1章绪论工业机器人技术及应用二、科学幻想与实践第1章绪论工业机器人技术及应用三、文学作品中的机器人•1831年歌德发表了《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”。•1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》。•1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世。•1886年法国作家利尔亚当的小说《未来的夏娃》问世。第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》机器人(robot)这个名称的由来Robot在捷克语有「robota」这个词，意思为奴隶;卡培克根据这个词，制造了机器人这个词，意思是“用人的手制造的工人”;“代替人工作的机器”第1章绪论工业机器人技术及应用五、机器人的三原则•阿西摩夫•《我是机器人》•“机器人的三原则”•第一条机器人不可伤害人，或眼看人将遇害而袖手旁观。•第二条机器人必须服从人的命令。但是，其命令违反第一条规定时可不服从。•第三条机器人必须在不违反第一、二条规定的情况下来保护自己。第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用机器人三原则1、机器人不应伤害人类；2、机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；3、机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用国际标准化组织(ISO)的定义：机器人的定义至今没有公认的定义，机器人处于一种开放、扩散、深入发展状态“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务。”第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用工业机器人：应用于工业生产，主要应用于制造业，如弧焊机器人、喷漆机器人、装配机器人等。机器人分类服务机器人：一种自主或半自主工作，为人们提供各类服务的机器人，如医疗机器人、家用机器人等。极限作业机器人：用于核环境、危险恶劣环境、太空、海洋、地下探险和探索，以及军用机器人。特种机器人：第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用我国机器人技术的发展应用•70年代后期开始研制“七五”“863”•特种机器人及智能机器人水下（1000米，6000米无缆）排险爬壁管道防核化侦查核工业用遥控移动自动导引小车（AGV）步行机（双足，四足，六足）地面军用智能车辆其它（灵巧手，智能手爪，七自由度机器人等）第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用100公斤点焊机器人120公斤点焊机器人第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用一汽和二汽点焊线第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用直角坐标装配机器人平面关节装配机器人第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用AGV小车注塑机器人第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用机器人化装载机及摊铺机第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用大型喷浆机器人隧道凿岩机器人第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用6000米无缆自治水下机器人第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用仿人手臂多指灵巧手第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用面向生物医学工程的微操作机器人利用光镊将48个2um聚苯乙烯小球组合成“863”字样小白鼠受精卵基因注射实验第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用消防排爆第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用壁面清洗擦玻璃第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用农、林业机器人第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用•2000年6月19日，北京阜外医院首次用一个机器人手臂为一位心脏病人进行手术。图为医生正在使用机器人手臂进行手术。第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用微小管道机器人20毫米第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用制造业用—工业机器人•汽车、摩托车、家电设备、微电子器件、机械、飞机、舰船等制造业应用•第一代第二代第三代•大量属不可缺少的配角：搬运、喷漆、焊接、装配、码垛......国外机器人技术发展现状第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用部分发挥加工主角的角色：1.以机器人为核心的可重组的加工装配系统—敏捷制造2.以机器人为加工主体的机器人作业系统ŽX-Y-Z直角坐标机器人Ž新一代机器人化机床（虚轴机床）第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用非制造业用（非结构化环境）—特种机器人•核电站海洋空间采掘建筑战地运载农林牧医疗护理生活服务娱乐福利其他•多种多样、五花八门、千奇百怪，应用前景诱人，智能宠物•智能化程度高，人机交互、遥操作控制、局部自主第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用机器人战车进行攻防演习日本远程遥操作探雷机器人英国遥操作爆破物处理机器人第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用机器人足球第1章绪论工业机器人技术及应用导盲犬第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用•机器人的发展方向机器人总体上向着智能化方向发展。下面是部分具体的发展方向：拟人化：不仅外观像人，能力与智能也像人多功能化：为人类提高多种高质量的服务灵巧化：精度提高，灵活性、适应性加强普及化：各种机器人玩具大型化与小型化第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用•机器人系统的基本结构关节式机械系统变速机构执行装置内传感器机器人模型环境模型工作任务控制器(计算机)控制算法环境外传感器任务内传感信息交互作用外传感信息计算机语言任务控制器执行机构环境内传感信息外传感信息第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用Intelligenceandhuman-machineinterfaceLinuxPMACServoControllerMotionControllerMotionPlanningLocalControllerInternetRobotCameraMicrophoneScanner机器人系统结构的例子第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论第1章绪论主要内容1.1什么是工业机器人1.2为何发展工业机器人1.3工业机器人发展概况1.4工业机器人的分类及应用工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用学习目标掌握工业机器人的定义了解工业机器人的发展事由和历程熟悉工业机器人的常见分类及其行业应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用导入案例富士康“百万机器人”上岗折射中国制造业升级2011年，富士康CEO郭台铭表示，希望到2012年底装配30万台机器人，到2014年装配100万台，要在5到10年内看到首批完全自动化的工厂，并在数年内通过自动化消除简单重复性的工序。机器人的投产使用，可将目前的人力资源转移到具备更高附加值的岗位上，这也符合将我国“人口红利”转为“人才红利”的大目标。第1章绪论工业机器人技术及应用这一工业机器人的井喷潮涌，何时会蔓延到“中国制造”的每一个工厂、每一条生产线、每一个工序、每一个工位上，将为“中国制造”的转型提“智”做出何等贡献？我们对此充满期待。第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用1.1什么是工业机器人机器人涉及到人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。•美国机器人协会对工业机器人定义为：一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能操作机。•日本机器人协会指出：工业机器人是一种带有存储器件和末端操作器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用•我国科学家对工业机器人的定义是：机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。•国际标准化组织定义：工业机器人是一种仿生的、具有自动控制能力的、可重复编程的多功能、多自由度的操作机械。第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用1.1什么是工业机器人广义地说：工业机器人是一种在计算机控制下的可编程的自动机器。它具有四个基本特征：①特定的机械机构②通用性③不同程度的智能④独立性第1章绪论工业机器人技术及应用第1章绪论工业机器人技术及应用1.2为何发展机器人•让机器人替人类干那些人不愿干、干不了、干不好的工作。•ABB给出十大投资机器人的理由：第一，降低运营成本；第二，提升产品质量与一致性；第三，改善员工的工作环境；第四，扩大产能；第五，增强