工业机器人

自动化专业英语教程,教学课件,July 28, 2007,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,A 工业机器人1.课文内容简介：本文是一篇综述性文章，主要介绍机器人的定义、机器人技术的发展过程、机器人的执行器、机器人的传感器和机器人的运算任务等重要概念。2.温习机器人原理与应用中绪论的内容。3.生词与短语hardwired adj. 电路的，硬件连线实现的manipulator n. 操纵型机器人，机器手knowledge-based adj. 基于知识的anthropomorphically adv. 拟人地end-effectors n. 末端执行器real-time adj. 实时的trajectory n. 轨迹proximity sensor 接近传感器hierarchical adj. 分级的，分层的gripper n. 抓手，夹持器,actuator n. 执行器hydraulic cylinder 液压缸tactile sensor 触觉传感器touch sensor 接触传感器acoustic sensor 声传感器，声敏元件servo n. 伺服kinematics n. 运动学dynamics n. 动力学humanoid robot 类人机器人micro/nano robot 微/纳米机器人 robotics n. 机器人学，机器人技术 micro-manipulation n. 微操作data fusion 数据融合localization n. 定位,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,4. 难句翻译1 These machines are hardwired to perform a single function and can not be reprogrammed to perform a different function. 这些机器通过硬件连线实现执行单一的功能，而不能通过重新编程完成其他的工作。在本句中先后两次出现perform和function两个单词，可根据语言习惯翻译成不同的汉语词汇。2 A major step forward in robot control occurred in 1973 with the development of the T-3 industrial robot by Cincinnati Milacron. 在1973年，辛辛那提米兰克朗公司研制的T-3型工业机器人，在机器人控制方面取得了较大的进展。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,3 Most of these terms require little explanation. 这些术语中的大部分不需要作解释。在这里little是表示否定的意思。4 Typically, a robot system will contain six actuators, since six are required for full control of position and orientation. 由于对位置和方向进行完全控制需要六个变量，通常一个机器人系统需要六个执行器。 六个变量包括三维空间的三个位置坐标量和机器手与三维坐标轴的三个方向角度。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,5. 参考译文 A 工业机器人 机器人有各种各样的定义。根据使用过的定义，全世界拥有的机器人的数量变化非常大。制造业众多的单用途机器看起来都是机器人。这些机器通过硬件连线实现执行单一的功能，而不能通过重新编程完成其他的工作。单用途机器并不满足人们现在使用的机器人的定义。这个定义是由美国机器人研究院作出的。 机器人是一种可重新编程、用来搬运材料、零件、工具的多功能机器或通过可变的编程运动完成各种任务的特殊装置。 注意这个定义包含了可重新编程和多功能两个词。正是这两个词给出了工业机器人和现代制造业中使用的各种单用途机器的区别。术语“重新编程”包含两层意思：机器人根据写好的程序工作；为了完成各种制造任务这个程序可以重新编写。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,术语“多功能的”指的是机器人通过重新编程和使用不同的末端执行器可以完成许多不同的制造任务。根据这两个关键特点给出的定义正成为制造业内人士接受的定义。 第一个关节臂诞生于1951年，由美国原子能委员会使用。第一台可编程机器人由乔治戴维尔于1954年设计。这台机器人采用了两项重要的技术：（1）数字控制技术；（2）远程遥控技术。 数控技术提供了适合机器人的理想的机器控制方法。这种方法考虑到用编好的程序完成运动控制。这些程序包括机器人顺序运动轨迹的数据，启动和停止的定时信号，可以做出决策的逻辑语言。 远程遥控技术可以使机器成为另外一种数控设备。远程遥控技术使那些在人难以到达和危险的环境中完成各种制造任务的机器成为机器人。通过融合这两种技术，戴维尔研制出第一台工业机器人，一台并不复杂的可编程的材料处理机。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,第一台商用机器人诞生于1959年。1962年，通用电机公司安装了第一台用于生产线的工业机器人。这台机器人由Unimation 制造。在1973年，辛辛那提米兰克朗公司研制的T-3型工业机器人，在机器人控制方面取得了较大的进展。T-3型机器人是第一台由为计算机控制的商用工业机器人。 数控和远程遥控技术促进了工业机器人大规模开发与应用。但主要的技术进步并未发生，仅仅是由于这种新的能力。必须由某种推动力来采用这些新能力。就工业机器人而言，这种推动力就是经济。 截至目前，有三代机器人。 第一代机器人的计算机能力是有限的。其主要的智能是由操作员通过示教箱给出操作步骤来完成程序编写。没有任何传感器，这些机器人需要一个预先安排好和相对固定的工厂环境，因此只具有有限的用途。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,第二代机器人通过添加计算机处理器使功能得以加强。在工业机器人发展历史上一个重要的阶段是将计算机和工业机器人结构结合在一起。这种做法提供了轨迹的实时计算能力，使中断执行机构的运动更为平稳，并提供了一些力和接近传感器来获得外部信号。第二代机器人的应用主要包括点焊和弧焊、制动喷涂和一些装配生产线。 第三代机器人包含多个计算机处理器、多个机器臂，能异步工作完成不同的功能。分布式、分级的计算机结构被看好，因为它能协调运动和与外部传感器、其他机器和其他机器人的关系，并能与其他计算机通讯。这些机器人具有智能行为，包括智能控制和学习能力。 机器人的组成可从物理的观点和系统的观点进行讨论。从物理的观点来说，我们把系统分成机器人、动力系统和控制器（计算机）。同样，机器人可以像人一样分成底座、肩膀、肘、腕、钳子和工具。这些术语中的大部分不需要作解释。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,因此，我们将以信息传递的观点来描述机器人系统的各个组成部分。也就是说，什麽样的信息或信号进入机器人的各个组成部分；什麽样的逻辑或数学运算由机器人的各个组成部分来完成；机器人的各个组成部分产生什麽样的信息或信号？一定要注意到相同的机器人构成组件可能完成许多不同的信息处理工作（例如，中央计算机处理许多不同的运算和各种数据）。同样，两个不同的机器人构成组件可能完成相同的信息处理工作（例如，肩膀和肘关节执行器以非常类似的方式完成将信号转换为运动的工作）。 执行器 与机器人上每个关节相连的是执行器，执行器的功能是使关节运动。典型的执行器是电机和液压缸。由于对位置和方向进行完全控制需要六个变量，通常一个机器人系统需要六个执行器。许多机器人应用场合并不需要这个全自由度，因此机器人一般有五个以下执行器。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,传感器 为了控制执行器，计算机必须由关于执行器位置和速度的信息。在这篇文章中，术语位置指的是执行器相对于任一零参考点的位移。举例说明，就旋转的执行器来说，“位置”指的是角位移，测量单位是弧度。 有许多传感器可以检测位置和速度。不同类型的传感器需要不同的机械结构来与计算机连接，此外，工业上使用的微处理器要求接口必须屏蔽掉工厂恶劣的电器环境。诸如弧焊机、大电机这些电器噪声很容易使数字系统失效，除非在接口设计和制造时考虑到这些问题。 在机器人上也安装其他一些传感器来感知环境，比如说触觉感受器、接近感受器、声敏元件、视觉感受器、超声波感受器等等。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,计算 我们可以轻而易举地给计算模型贴上计算机的标签。但是，许多功能是由特定的计算机网络和硬件来完成的。因此，我们讨论运算部件似乎它就是一台简单的计算机，要认识到实时控制需要特殊的设备，而且其中一些是模拟的，虽然现在的发展趋势是全数字化系统。 运算部件完成下列工作： 伺服 给出现在执行器的位置和速度，确定合适的驱动信号使执行器向给定位置运动。每个执行器都需要完成这种运算。 运动学 给出执行器的当前状态（位置和速度），确定夹钳的当前状态。相反地，给出机械手的设定状态，确定每个执行器的设定值。 动力学 给出机械臂负载的相关信息（惯量、摩擦力、重力、加速度），根据这些信息调整伺服系统运行状态以得到优化的性能指标。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,工作场地传感器分析 给出要完成任务的相关信息，确定合适的机器人运动命令。这可能包括分析现场的电视画面或监测和补偿机械手施加的力。 除了这些容易识别的组件，还有诸如路径规划、操作人员干预等监控工作。 除工业机器人以外，还有其他种类的机器人，比如带车轮的移动机器人，自我管理的水下寻检车，仿人机器人，微观/毫微机器人。在这个领域的研究内容叫机器人学。机器人学的前沿课题包括微操作，可视化伺服，机器人感知和数据融合，实时定位和绘图，机器人可视化操作等等。,P6U2A Industrial robot 第六部分第二单元课文A 工业机器人,P6U2B A General Introduction to Pattern Recognition 第六部分第二单元课文B 模式识别概论,B 模式识别概论1.课文内容简介：本文是一篇综述性文章，主要介绍模式识别的定义、模式识别在机器视觉、字符（字母或数字）辨识、计算机辅助诊断和语音识别等领域的应用情况。2.温习模式识别与智能控制中绪论的内容。3.生词与短语 pattern recognition 模式识别 postindustrial adj. 后工业的 retrieval n. 取回，补偿，提取 assembly line 装配生产线 conveyor n. 传送带 character recognition 文字识别character recognition 文字识别punctuation n. 标点符号electrocardiogram n. 心电图,electroencephalogram n. 脑电图mammography n. 胸部透视radiologist n. 放射线专家retrospectively adv. 回顾地biopsy n. 活体检查Speech recognition 语音识别4. 难句翻译1 Depending on the application, these objects can be images or signal waveforms or any type of measurements that need to be classified. 根据不同的应用，模式识别的对象可以是图像、信号波形等任何类型需要进行分类处理的检测量。本句中these被根据上下文直接解释译为“模式识别”更为流畅。“Depending on the application”采用增词译法，可翻译为“根据不同的应用”或“根据应用的不同”。,P6U2B A General Introduction to Pattern Recognition 第六部分第二单元课文B 模式识别概论,2 Although mammography is currently the best method for detection of breast cancer, 10%30% of women who have the disease and undergo mammography have negative mammograms. 虽然胸部透视是目前检查乳腺癌的最好办法，但是仍然有10%30%做过胸部透视的女患者得到的是阴性的胸透照片。 定语从句women who have the disease and undergo mammography如果直译为“患病而且做过胸部透视的妇女”则不够通顺。,P6U2B A General Introduction to Pattern Recognition 第六部分第二单元课文B 模式识别概论,5. 参考译文 B 模式识别概论 模式识别是完成对象分类的一门学科。根据不同的应用，模式识别的对象可以是图像、信号波形等任何类型需要进行分类处理的检测量。我们更喜欢使用专业术语模式来表示这些对象。模式识别已存在很长时间了，但在1960年以前主要发表了一些统计学方面的成果。与其它学科一样，计算机的出现促进了模式识别应用的需求，而这又反过来刺激了进一步作理论研究的需求。正像我们的社会从工业时代进入后工业时代一样，工业生产中的自动化技术和对信息的处理和检索的需求正变得越来越重要。这种趋势已将模式识别置于工程应用与研究的前沿。模式识别是构成用于决策的机器智能系统的有机组成部分。,P6U2B A General Introduction to Pattern Recognition 第六部分第二单元课文B 模式识别概论,机器视觉是模式识别一个重要的研究领域。机器视觉系统用照相机抓拍图像并对图像进行分析，给出图像的具体描述。机器视觉系统的一个典型应用是在制造业，用于自动视觉检查或装配线自动化。举例说明，整个检查过程是在传送带上的成品要通过检测站，检测站上有一台照相机，必须测定成品是否合格。因此，必须在线分析图像，模式识别系统必须将成品分成“合格”或“不合格”两个等级。之后，监测站执行机构动作，将不合格的成品拿掉。在装配线上，必须对各种物品定位和识别，即，将每一类产品分类，比如“螺丝刀类”，“德式钥匙类”，依此类推，并将结果存于工具制造单元。 字符（字母或数字）辨识是模式识别的另一个重要领域。光学字符识别系统在市场上就可以买到，我们多少知道一点。,P6U2B A General Introduction to Pattern Recognition 第六部分第二单元课文B 模式识别概论,光学字符识别系统有一个由光源、扫描镜、文件传输和检测器组成的“前端”装置。在光感检测器的输出端，光强度变化被转换成具体的“数”并形成一个图列。结果，使用图像处理技术完成直线和字符分割。模式识别软件负责识别字符，即将每个字符分成字母、数字、标点符号。相对于存储扫描图像而言，存储辨识后的文件有两个优点。第一，如果需要，易于用字处理器作进一步的电子处理，第二，存储ASCII 字符比存储图像文件效率要高得多。除了印刷字符辨识系统，已有大量投资用于开发笔迹辨识系统。一个典型的商业应用是银行支票阅读机上使用的辨识系统。机器必须识别出数字和金额并付款。并且机器能检查收款人是否赊帐。即使有一半的支票由这样的机器正确处理，就可以省掉大量单调乏味的工作。另一个应用是邮局自动邮件分拣机的邮政编码识别系统。在线笔迹识别系统是有巨大商机的一个应用领域。这样的系统会用在笔输入计算机上，使用它不使用键盘而是用笔来输入数据。这样做符合开发具有适合人习惯接口的机器和计算机。,P6U2B A General Introduction to Pattern Recognition 第六部分第二单元课文B 模式识别概论,计算机辅助诊断是模式识别的另一个重要应用，其目的是帮助医生做出正确的诊断。当然最后的诊断还是由医生作出。计算机辅助诊断已经应用，主要处理X 光、断层X 光影像、超声波影像、心电图、脑电图等医疗数据。对计算机辅助诊断系统的需求基于医疗数据不易做出判断，仅仅是依靠医生的经验。让我们以检测乳腺癌的X光透视为例。虽然胸部透视是目前检查乳腺癌的最好办法，但是仍然有10%30%做过胸部透视的女患者得到的是阴性的胸透照片。大约三分之二病例的诊断结果是错误的，放射科医生得出了错误的诊断结果，以往的情况确实如此。这可能由于较差