工业机器人论文内容

机器人的发展历史、分类和功能工业机器人仅仅存在了半个世纪，但在现代制造业中发挥了不可替代的作用。工业机器人今天可以做各种工作。它是如何逐步完善的？在那些危险和难以忍受的恶劣环境中，人体只能依靠工业机器人来完成它的工作。人类的工作受到人体生理特征的限制，而工业机器人可以充分发挥它们的优势：它们不受这些限制。每种工业机器人都有不同的特点来完成不同的任务。这些特征是什么？关键词：工业机器人发展分类功能工业机器人发展史纵观历史，这条道路是曲折和不平坦的。然而，机器人在世界主要国家的发展已经成为人类创造机器人的一部史诗！单位高级助理美国是机器人的诞生地。世界上第一个工业机器人早在1962年就被开发出来了，比被称为“机器人王国”的日本早了至少五六年。经过30多年的发展，美国现在已经成为世界机器人强国之一，拥有坚实的基础和先进的技术。进入20世纪80年代后，美国政府和商界开始真正关注机器人。这些政策还反映出，一方面，它们鼓励工业发展和应用机器人；另一方面，他们为机器人制定了计划，增加了投资，增加了研究经费，从而使机器人在美国得以迅速发展。20世纪80年代中后期，随着应用机器人技术的日益成熟，第一代机器人的技术性能越来越不能满足实际需要。美国开始生产具有视觉和力觉的第二代机器人，并很快占据了美国机器人市场的60%。美国机器人技术仍处于世界领先地位。其技术全面、先进、适应性强。具体表现如下：(1)性能可靠，功能全面，精度高；(2)机器人语言研究发展迅速，语言种类繁多，应用广泛，达到世界最高水平。(3)智能技术发展迅速。其人工智能技术如视觉和触觉已经广泛应用于航空航天和汽车工业。(4)高智能、高难度的军事机器人和空间机器人发展迅速，主要用于扫雷、布雷、侦察、哨兵任务和空间探索。法国法国不仅在机器人数量上处于世界领先地位，而且在机器人的应用水平和范围上也处于世界先进水平。法国机器人的发展相对顺利，主要是由于通过政府大力支持的研究项目建立了一个完整的科技体系。也就是说，政府组织一些关于基本机器人技术的研究项目，而工业则支持应用和开发工作。两者相辅相成，使机器人在法国商界迅速发展和普及。德国德国工业机器人的总数排在世界第三位，仅次于日本和美国。这里的德国主要是指前联邦德国。在引进机器人方面，它比英国和瑞典晚了大约五六年。德国的社会环境有利于机器人产业的发展。由于战争，劳动力短缺和高水平的国家技术都是实现机器人使用的有利条件。在20世纪70年代中后期，政府采取行政措施为机器人的推广开辟道路。改善工作条件计划规定，在一些危险、有毒和有害的工作中，必须用机器人代替普通人的工作。该计划为机器人的应用开辟了广阔的市场，促进了工业机器人技术的发展。与此同时，德国看到了机器人等先进自动化技术对工业生产的影响，并提出了在1985年后向有感觉的先进智能机器人转移的目标。经过近十年的努力，其智能机器人的研究和应用在世界上处于公认的领先地位。俄罗斯在前苏联(主要是俄罗斯)，机器人学的理论和实践探索始于20世纪50年代后半期。20世纪50年代末，机器人原型的研究工作开始了。1968年，一个深水机器人被成功开发出来。1971年，为工厂开发了一种通用机器人。早在前苏联第九个五年计划(1970-1975)之初，机器人的发展就被列入国家科技发展计划。到1975年，已经开发出30种型号的120个机器人。经过20年的努力，前苏联的机器人在数量和质量上都处于世界前列。中国中国已将机器人列为“七五”国家重点科研计划的一部分，并投入巨资在沈阳建立了中国首个机器人研究示范项目，全面启动了机器人基础理论和基本部件的研究。在过去十年左右的时间里，工业机器人、水下机器人、军事机器人和特殊机器人相继发展起来，它们具有完整的教学和复制类型，如搬运、点焊、电弧焊、喷漆和装配。目前，示教再现机器人技术已经基本成熟，并在工厂推广应用。中国自主研发的机器人喷漆流水线已在长春第一汽车厂和东风汽车厂投产。始于1986年3月的国家863高技术发展计划包括智能机器人的研发。日本20世纪60年代末，日本处于经济高速发展时期，年增长率为11%。1968年，川崎第一个尤尼曼特机器人被开发出来。正是因为日本劳动力明显短缺，机器人才被企业视为“救星”。这样的环境导致了日本机器人产业的快速发展。经过10多年的短暂时间，到20世纪80年代中期，日本已成为一个“机器人王国”，其机器人产量和安装的机器人数量已成为世界第一。世界机器人发展前景预测我们可以清楚地看到，机器人的能力给我们展示了一个光明的未来，它的发展前景极其广阔。工业机器人据估计，世界工业机器人的销量将从1998年的89，100台增加到2002年的120，000台，平均每年增长8%。各国装备的机器人数量正在稳步增长。据估计，世界上目前装备的工业机器人的数量将从1998年底的72万增加到2002年底的81万。在不同的工业领域，机器人的发展也大不相同。1999年上半年，世界汽车工业(不包括零部件)增长了101%，而北美增长了214%，但1999年上半年各工业领域的总增长率仅为10%。2个服务机器人收集服务机器人的可靠统计数据有许多困难。根据欧洲经委会和国际财务报告准则的调查，到1998年底，世界上的服务器总数估计至少有5000台。如果清洁机器人和割草机器人的价格对专业部门和家庭来说都足够便宜(他们一天只使用几个小时)，那么服务机器人市场可能会像电脑市场一样腾飞。服务机器人的另一个重要增长领域是家用机器人、残疾人机器人，尤其是用于医疗领域的机器人，如手术和辅助手术机器人。从1999年到2002年，估计全世界将配备24，000个服务机器人，并且可能有近500，000个真空清洁机器人。这个数字不包括低级娱乐机器人，可能有几十万个。机器人是人类的助手和朋友机器人与人共舞随着工业化的实现和信息化的到来，我们正在进入一个新的知识经济时代。创新是这个时代的驱动力。文化创新、观念创新、科技创新和制度创新改变了我们的今天，也将改变我们的明天。新旧文化和思想的碰撞和竞争，不同学科和不同技术的交叉和渗透，必将产生新的精神火花和新的发现、发明和物质力量。机器人技术就是在这样的法律和环境中诞生和发展的。科技创新给社会和人类带来的好处远远超过它带来的危险。机器人发展的历史已经证明了这一点。机器人的应用领域不断扩大，从工业转向农业和服务业。从行业进入医院和家庭；潜入水中，从陆地飞到太空；机器人展示了他们的能力和魅力，也展示了他们与人的友谊和合作。如果一个工人想做好工作，他必须首先磨利他的工具.在认识自然、改造自然、促进社会进步的过程中，人类不断创造各种为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的一项重大成就，机器人已经与人类社会的生产和生活密不可分。在世界上所有的事物中，人力是第一资源，任何其他物质都无法替代。尽管人类社会本身仍然存在不文明和不平等的现象，甚至战争，但社会进步是历史的必然。因此，我们完全有理由相信，机器人像许多其他科技发明一样，应该成为人类的好助手和朋友。中国的未来在于科学。展望21世纪，科学技术的灯塔将引领更美好的明天。工业机器人工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。工业机器人是一种自动执行工作的机器设备。它是一种依靠自身的动力和控制能力实现各种功能的机器。它可以接受人类的命令，也可以根据预先编制的程序运行。现代工业机器人也可以根据人工智能技术制定的原则和程序行动。特征Dever的工业机器人具有以下特点：将数控机床的伺服轴与遥控机械手的联动机构连接起来。在预设的机械手动作被编程和输入后，系统可以在没有人工协助的情况下独立运行。机器人还可以接受教学并完成各种简单的重复动作。在示教过程中，机械手可以依次通过工作任务的各个位置。这些位置序列都记录在存储器中。在任务执行期间，机器人的每个关节在伺服驱动下依次再现上述位置。因此，机器人的主要技术功能被称为“可编程”和“教学再现”。1962年美国引进的一些工业机器人的控制方法与数控机床相似，但它们的形状主要是由与人类相似的手和臂组成的。后来，开发了一种带有视觉传感器的工业机器人系统，可以识别和定位。当今的工业机器人技术正逐步向行走能力、多感知能力和对工作环境适应性强的方向发展。目前，对全球机器人技术发展影响最大的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本的工业机器人在数量和类型上均居世界首位。结构和分类工业机器人由三个基本部分组成：主体、驱动系统和控制系统。主体是机器底座和执行机构，包括手臂、手腕和手，一些机器人也有行走机构。大多数工业机器人有3 6个运动自由度，其中手腕通常有1 3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用于使执行机构产生相应的动作；控制系统根据输入程序向驱动系统和致动器发送命令信号，并控制它们。工业机器人根据手臂的运动形式分为四种类型。直角坐标类型的臂可以沿着三个直角坐标移动；圆柱坐标臂可以上下移动、旋转和拉伸。球面坐标臂可以旋转、俯仰和伸展。铰接臂具有多个旋转接头。根据执行器运动的控制功能，工业机器人可分为点型和连续轨迹型。点对点类型仅控制执行机构从一点到另一点的精确定位适用于机床的装卸、点焊、一般搬运、装卸等。连续轨道类型可以控制致动器根据给定的轨道移动，并且适用于连续焊接、喷漆和其他操作。根据程序输入方式，工业机器人可分为两种类型：编程输入型和教学输入型。编程输入类型是通过RS232串口或以太网等通信方式将计算机上已编程的操作程序文件传输到机器人控制柜。示教输入型有两种示教方法：一种是操作者使用手动控制器(示教控制盒)将指令信号传送给驱动系统，使执行器能够根据所需的动作顺序和轨迹再次执行指令信号；另一种是操作者直接引导致动器，并根据所需的动作顺序和轨迹执行。在教学过程的同时，工作程序的信息自动存储在程序存储器中。当机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检测相应的信息，并将命令信号传送给驱动机构，以使执行机构再现教学动作。教授输入程序的工业机器人被称为教学和复制工业机器人。具有触摸、力量或简单视觉的工业机器人可以在更复杂的环境中工作。如果它具有识别功能或进一步增加自适应和自学习功能，它将成为一个智能工业机器人。它可以根据人或自制程序给出的“宏指令”来适应环境，并自动完成更复杂的工作。应用工业机器人可以代替人们在工业生产中做一些单调、频繁和重复的长时间操作，或在危险和恶劣的环境中操作，如冲压、压铸、热处理、焊接、喷漆、塑料制品成型、机械加工和简单的装配过程，以及在原子能工业和其他部门完成对人体有害物质的搬运或加工操作。20世纪50年代末，美国利用伺服机构和自动控制技术，开发了一种基于机械手和机械手的通用独立工业自动操作装置，并将其称为工业机器人。20世纪60年代初，美国成功开发了两种工业机器人，并迅速应用于工业生产。1969年，美国通用汽车公司与21个工业机器人组成了一条自动车身焊接生产线。此后，工业发达国家非常重视工业机器人的开发和应用。自20世纪70年代以来，工业机器人由于其多功能性和适应性，已经与数控机床结合，成为柔性制造系统的柔性制造单元或部件，能够适应多种中小批量的生产。中国的工业机器人中国的工业机器人始于20世纪70年代初。经过20多年的发展，它们大致经历了三个阶段：70年代的萌芽阶段、80年代的发展阶段和90年代的应用阶段。20世纪70年代是世界科技发展的里程碑：人类登上月球，实现了金星和火星的软着陆。中国也发射了人造卫星。工业机器人的应用在世界范围内已经达到了高潮，尤其是在日本，它发展得更快，补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，中国于1972年开始发展自己的工业机器人。进入20世纪80年代后，在高科技浪潮的冲击下，随着改革开放的深入，我国机器人技术的发展和研究得到了政府的重视和支持。“七五”期间，国家投入资金解决工业机器人及其零部件的关键问题，完成了工业机器人教学和复制成套技术的开发，开发了喷涂、点焊、电弧焊和搬运机器人。1986年，实施了国家高技术研究与发展计划(863计划)。智能机器人的主题紧跟世界机器人技术的前沿。经过几年的研究，已经取得了大量的科学研究成果，并成功地开发了一批特种机器人。20世纪90年代初以来，中国国民经济进入了两个根本性转变时期，新一轮经济体制改革和技术进步已经启动。中国的工业机器人在实践中又迈出了一大步，先后开发了点焊、电弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装、码垛等多种用途的工业机器人，实施了一批机器人应用项目，形成了一批机器人产业化基地，为中国机器人产业的发展奠定了基础。尽管中国的工业机器人产业在不断进步，但中国与国际同行的差距仍然很明显。就市场份额而言，这是无法相互比较的。目前，我们还没有掌握工业机器人的许多核心技术，这是影响中国机器人产业发展的一个重要瓶颈。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工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序和运动时间。它具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。关键技术包括：(1)开放式模块化控制系统架构：采用分布式中央处理器计算机架构，分为机器人控制器、运动控制器、光电隔离输入输出控制板、传感器处理板和编程示教盒。机器人控制器和编程示教盒通过串口/CAN总线通信。机器人控制器主计算机完