工业机器人装备技术.ppt

1、工业机器人装备技术1、工业机器人概念2、工业机器人的诞生与发展2.1、机器人的起源2.2、工业机器人的诞生2.3、教育再现工业机器人2.4、工业机器人的发展3、工业机器人的结构、分类与控制技术3.1、工业机器人的结构3.2、工业机器人的分类3.2、 工业机器人控制技术4，工业机器人技术特点4.1，技术先进的工业机器人4.2，技术进步的工业机器人4.3，工业机器人和自动化成套设备5，工业机器人在世界各国的发展和应用5.1，工业机器人在发达国家的发展和应用5.2，工业机器人在中国的发展和应用5.3， 产业机器人在不同领域的应用5.4，产业机器人的应用实例：产业机器人是自动执行工作的机械装置，是用自己的动力和控制能力实现各种功能的机器。 能够接受人的指挥，能够按照预先编制好的程序运行，现代工业机器人也能够按照人工智能制定的原则纲领性地行动。 图01产业机器人，3，2，产业机器人的诞生和发展，2.1机器人的起源于1920年捷克作家卡尔恰佩克在剧本罗萨姆的万能机器人中首次使用机器人这个词，剧中机器人“Robot”这个词的意图是苦力，剧作家写的人的外表、特征和功能图02罗姆的万能机器人、4、产业机器人的研究来源于遥控机器人和数控机床的开发。 20世纪50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究运送核原料的遥控机器人。 这是主从型的控制系统，是主从机器人的运动。 通过对系统施加力反馈，操作者能够知道施加力的大小，在主从机器人之间形成了防护壁，操作者能够通过观察窗和电视有效地监视从机器人的操作机，主从机器人系统的出现为机器人的产生铺设现代机器人的设计和制造2.2工业机器人诞生，5，与此同时，从高效开发和生产新型军用飞机的需要出发，美国开始了数控机床的开发。 该研究将当时成熟的伺服技术与当时新兴发展的计算机技术相结合。 1954年，美国德沃尔首先提出了工业机器人的概念，申请了专利。 1959年工业机器人首次在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。 另外，图03的机器人、6、2.3示教再现产业用机器人戴尔提出的产业用机器人具有连接数值控制的伺服轴和遥控操纵器的连杆机构的特征：当程序输入预先设定的机器人的动作时，系统能够独立于人的辅助而运行这样的机器人也能够接受示教而完成各种简单的重复动作，但在示教中，机器人能够依次通过作业任务的各位置，这些位置序列全部被记录在存储器中，在任务的执行中，机器人的各关节通过伺服驱动依次再现上述位置，因此能够实现这样的机器人现在的机器人几乎采用了这种控制方式。 1962年美国发售的工业机器人控制方式与数控机床基本相似，但外形主要由人手和手臂构成。 7、2.4工业机器人发展工业机器人发展分三代：第一代为教育再现型工业机器人，工业机器人有一些计算机化控制能力，但由人工工业机器人决定。 尤曼：第二代感受到工业机器人，人发出任务指令后，工业机器人发挥自己的智慧完成工作，无需实时追踪指导。 (有视觉传感器时，可以识别和定位的工业用机器人系统。 第三，代替智能产业机器人，产业机器人有意识，几乎不需要人来控制。目前，工业机器人技术正在向具有步行能力、多样感知能力、适应强作业环境能力的方向发展，由8、3、工业机器人的结构和分类、3.1工业机器人的结构工业机器人主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。 主体是床和驱动器，包括手臂、手臂和手。 机器人有行走机构。 驱动系统包括驱动致动器动力装置和驱动致动器的传动机构.控制系统根据输入的程序向驱动系统和致动器输出指令信号，并进行控制3.2工业机器人的分类工业机器人根据程序输入方式分为编程输入型和示教输入型2种。 9、3.3工业机器人控制技术机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。 工业机器人控制技术的主要任务是控制工业机器人在作业空间中的运动位置、姿势和轨迹、操作步骤和动作时间等。 具有编程简单、软件菜单操作、友好人机界面、在线操作提示和易用性等特点。 关键技术包括：1.开放的模块化控制系统架构2 .模块化控制器软件系统3 .机器人故障诊断和安全维护技术4 .网络化机器人控制器技术，10，4，工业机器人技术的特点， 4.1技术先进的工业机器人技术先进的工业机器人集精密化、柔软化、智能化、软件应用开发等先进的制造技术于一体，实施过程检测、控制、优化、调度、管理和决策，实现产量增加、质量提高、成本降低、资源消耗和环境污染减少4.2技术升级产业机器人技术升级产业机器人和自动化集具有精细制造、精细加工、灵活生产等技术特点，是继动力机械、计算机之后全面增强人体力量和智能的下一代生产工具，是实现生产数字化、自动化、网络化、智能化的重要手段、11，4.3工业机器人和自动化成套设备应用领域广泛的工业机器人和自动化成套设备是生产过程的重要设备，可用于制造、安装、检测、物流等生产环节，广泛应用于汽车整车、汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金和印刷出版等多个行业，应用领域十分广泛技术综合性强的工业机器人和自动化技术集包括工业机器人控制技术、机器人动力学和仿真、机器人构建有限元分析、激光加工技术、模块化程序设计、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化和微细物流等先进制造技术在内，综合了多个技术领域，技术综合性高。 12、5、工业机器人在世界各国的发展和应用，5.1、工业机器人在发达国家的发展和应用从80年代开始，在主要产业国家，工业机器人已经成为相对成熟的技术。 工业机器人产品开始在工业上普及。 目前，在发达国家，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流和未来发展方向。 国外汽车行业、电子设备行业、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动生产线，保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量工伤事故。 世界许多国家近半个世纪的工业机器人使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产、提高社会生产效率、推动企业和社会生产力发展的有效手段。 13、5.2、工业机器人在中国的发展和应用，与被称为“机器人王国”的日本相比，中国有着完全不同的基本国情。 那是人口众多，劳动力过剩。刺激日本产业机器人发展的根本动力是解决劳动力严重不足。 因此，我国工业机器人起步较晚。 但如上所述，广泛使用机器人是实现工业自动化、提高社会生产效率的重要途径。 我国努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，开放市场。 日本工业机器人产业的辉煌归功于本国政府的奖励政策，中国在十一五纲要中也体现了对产业机器人发展的强烈支持。 中国的产业机器人产业不断进步，与国际同行相比，差距还很明显。 从市场占有率来说，不能进一步讨论。 工业机器人有很多核心技术，现在我们还没掌握。 这是影响我国机器人产业发展的重要瓶颈。 14、5.3、工业机器人在各个领域应用工业机器人，在工业生产中代表人员进行单调、频繁、反复的长时间作业，或者在危险、严酷的环境下作业，如冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单组装等工序，在原子能工业等部门60年代初，美国开发了两种工业机器人，在很快应用于工业生产的1969年，美国通用汽车用21台工业机器人构成了焊接轿车车身的自动生产线。 此后，各工业发达国家都重视工业机器人的开发和应用。 工业机器人具有一定的通用性和适应性，在多品种中适应小批量生产，从70年代开始与数控机床结合，成为柔性制造单元和柔性制造系统的组成部分。 15、5.4、在工业机器人不同领域的应用实例，点焊机器人具有性能稳定、作业空间宽、运动速度快、负荷能力强等特点，焊接质量明显优于人工焊接，点焊作业生产率大幅提高。 点焊机器人主要用于汽车成品车的焊接作业，生产过程由各大汽车厂家负责完成。 国际工业机器人企业与各大汽车企业长期合作，为各大汽车生产企业提供各种点焊机器人产品，焊接机器人与整车生产线组合进军中国，在这一领域占据市场主导地位。 图04点焊机器人生产线，16，弧焊机器人主要应用于各种汽车零部件的焊接生产。 在这个领域，国际大型产业机器人生产企业主要以向工厂供应商提供单元产品为主。 公司主要从事弧焊机器人套件的生产，根据各项需求，自行生产套件中的机器人产品，也可以向大型工业机器人企业购买各种弧焊机器人套件构成。 在这个领域，公司和国际性的大产业机器人生产企业无论是竞争还是合作关系。 图05弧焊机器人、17、激光加工机器人激光加工机器人将机器人技术应用于激光加工，以高精度工业机器人实现更加灵活的激光加工作业。 本系统可通过示教盒在线操作，也可脱机编程。 该系统也可以通过加工工件的自动检测，生成工件的模型，生成加工曲线，利用CAD数据直接加工。 可用于工件的激光表面处理、冲孔、焊接、模具修复等。 图06激光加工机器人、18、真空机器人真空机器人是在真空环境下工作的机器人，主要应用于半导体工业，实现真空室内晶片的搬运。 真空机器人进口困难、限制、使用量大、通用性高。 它是制约半导体器件整体研发进度