工业机器人结课论文

工业机器人课程论文摘要：机器人的应用越来越广泛，需求越来越大，其技术研究和发展越来越深。 这提高了社会生产力和产品质量，为社会创造巨大财富！abstract:theapplicationofrothebothebothebothebenemenbenemoderwideleduseandtheriqisbigger nddeeper.thiswillimpremove ualityofproduction.alsoitwillmakethepovertyforthesociety。关键词：工业机器人技术、市场需求、技术应用、研究进展、发展趋势工业机器人市场的竞争越来越激烈，中国制造业与国际相连，面临着参与国际分工的巨大挑战，加快工业机器人技术的研发和生产是我们抓住这个历史机遇的主要方法。 因此，中国工业机器人行业必须认识到以下情况：第一。 工业机器人技术是中国制造大国向制造强国转变的主要手段和途径，政府对国产产业机器人有更多的政策和经济支持，要参考国外先进经验，加大技术投入和改造；第二，国家科技发展计划中， 应继续大力支持智能机器人的研发和应用，形成产品与自动制造设备同步的新局面的第三，部分国产工业机器人已经相当于海外，企业购买产业机器人时不要盲目进口，要进行综合评价，立足国产。一、引言工业用机器人诞生于1960年代，是1990年代迅速发展、产业化的机器人技术。 是由计算机、控制理论、机械结构学、信息和传感器技术、人工智能、仿生学等多学科综合形成的高科技，是现代研究活跃、应用越来越广泛的领域。 它的出现适应了制造业的规模化生产，为了解决单调反复的体力劳动，提高生产质量代替了人工作业。 在我国，工业机器人的正式使用现在约20年，已经基本实现了向实验、自主开发的转换，促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。 随着我国改革开放的加深，国内产业机器人产业将面临越来越大的竞争和冲击，因此把握国内产业机器人市场的实际情况，把握我国产业机器人的相关技术和研究进展非常重要。二、工业机器人技术的现状和发展2.1工业机器人技术概念完成的高科技是现代研究非常活跃，日益广泛应用的领域。 机器人的应用情况是国家工业用机器人由操作机(机械主体)、控制器、伺服驱动系统和传感器装置组成，是一种能在人的操作、自动控制、可反复编程、三维空间中完成各种作业的机电自动生产设备。 特别适合多品种、量产化的柔性生产。 这对稳定产品质量、提高生产效率、改善劳动条件和产品的快速转型起着非常重要的作用。 机器人技术是集成计算机、控制论、机械结构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科自动化水平的重要指标。 机器人并不是单纯地代替人工劳动，而是综合了人的特长和机械的特长的拟人化电子机械装置，不仅具有对环境状态的迅速反应和分析判断能力，而且还具有机械长时间工作、精度高、能忍受严酷环境的能力，在某种意义上是机械进化过程的产物，在工业和产业界不是2.2工业机器人技术的发展现状在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人已经普及，成为主要的安装机型，第三代智能机器人已经占了一定的比重(占日本1998年安装台数的10%，销售额的36% )。(1)机械结构：1)已经以关节型为主流，80年代发明的组装作业中使用的平面关节机器人约占总量的1/3。 90年代初开发的适应狭窄空间、快节奏、360度全工作空间范围的垂直关节机器人大量用于焊接和上下材料。 2 )根据3k和汽车、建筑、桥梁等行业的需要，产生了超大型机器人。 例如，焊接树长10米、10吨以上的大部件的电弧焊机器的人们，采用蚂蚁啃骨的合作机构。 3)CAD、CAE等技术广泛应用于设计、模拟、制造。(2)控制技术：1)多采用32位CPU，控制轴数多为27轴，多采用NC技术、离线编程技术。 2 )协调控制技术越来越成熟，实现了多手、位移机、多机器人的协调控制，实现了多代理的协调控制。 3 )采用基于PC的开放式结构的控制系统已经成为潮流，其成本低，具有标准的现场网络功能。(3)驱动技术：1)80年代发展的AC服务驱动已经成为主流的驱动技术，被工业机器人使用。 DD驱动技术广泛应用于机器人的组装。 FANUC等公司将新一代的服务马达和基于微处理器的智能服务控制器结合起来开发，用于工业机器人，在远程控制中采用了分散智能驱动的新技术。(4)智能传感器的应用：配备视觉传感器的机器人数量呈上升趋势，很多机器人配备了两种传感器，部分机器人具有多种传感器接口。(5)通用机器人编程语言： ABB公司的20多种机型中，采用了通用模块语言RAPID。 最近，美国的“机器人工作空间技术公司”开发了Robot Script V.10通用语言，在该公司的通用机器人控制器URC的Win NT/95环境下运行。 该语言易于学习医疗，可用于各种开发环境，与大多数WINDOWS软件产品兼容。(6)网络通用方式：许多机器人采用Ether网络通信方式，占整体41.3，其他采用RS-232、RA-422、RS-485等通信接口。(7)高速高精度多功能化：目前最快的组装机器人的最大合成速度为16.5m/s。 位置重复精度为正负0.01mm。 但是，速度竞争达到了80m/s。另一种并联机构的数控机器人，位置重复精度大1微秒。(8)集成化和系统化：当今工业机器人技术的另一个特征是单体、单元到系统的应用。 100多台机械群与微机、周边智能设备和操作人员形成了大群组(多智能体)。 跨国大集团的垄断和全球化的生产连接了世界许多制造商的产品，实现了标准化、开放、网络化的“虚拟制造”，为产业机器人系统化的发展掀起了波澜。2.3技术发展趋势随着计算机技术向智能化的方向发展，随着机器人应用领域的扩大和深化以及在系统(FMS，CIMS )中的集体应用，工业机器人也向智能化的方向发展，适应了“敏捷制造”，多样化、个性化的需要(1)感觉功能：感觉功能实现多传感器信息的融合，检测变化的外部环境，做出判断和决定，实质上与人的五感和身体的综合感觉功能相似，包括视觉、触觉、力觉、滑觉、接近感、压迫感、听觉、味觉、味觉、味觉、温觉等。 研究包括各种传感信息的采集和融合处理、传感器和司机的一体化技术、感觉功能继承模块等。(2)控制智能化：从诱导教育发展为数控、离线编程，进一步发展为应用。 随着系统化、集成化生产的发展，基于PC的开放控制系统预测机器人控制和现场级控制的发展方向，国外专家预测，到2007年将占30%。(3)移动功能智能化：为了解决长距离搬运作业、大作业对象、多作业对象及极限作业等问题，需要开发自主移动系统(包括滑动、滚动、步行、爬行、跳跃、飞行等)。(4)系统的应用和集成化：支持以人为中心的生产系统，开发实现生产系统中的机器人集团协调功能、群智能和多机通信协议，能理解人的意志的“同事机器人”。 海外专家预测，2000年后IMS可能会走向多代理系统，这个系统中的“同事机器人”(Cobot )将成为操作员不可或缺的伙伴。 围绕各种机器人与人共存的许多课题，新学科“软件机器人学”兴起了。(5)安全可靠性：由于大量不确定因素的存在，为了实现智能安全可靠性，机器人必须具有应对各种意外情况的能力，必须立即实施预防措施和安全措施。 包括硬件级、软件级、应用级和人系统级的自诊断和自修复故障。(6)微细化：向微细化发展，开发毫米级机器人，用于微加工、医学、宇宙和海洋开发等领域。 在使用性和成本方面，毫米级是最实用的。(7)多传感器信息融合和配置技术：机器人的传感器配置和融合技术在水泥生产过程控制和污水处理自动控制系统中的应用是针对过程的采用智能传感器的现场总线技术工艺要求的新型传感器的开发。 机电智能传感器：面向工艺要求的运动机构设计，实现检测和去污自主运动的调整控制系统机器人机构和控制技术在传感器设计中的应用，包括具有知觉、自主运动、自我调整、自我污染(自我调整、自适应)的机电传感器的研究。3、海外工业机器人的现状机器人是最典型的机电数码装置，技术附加价值高，应用范围广，作为先进制造业支持技术和信息化社会的新兴产业，在未来的生产和社会发展中发挥着越来越重要的作用。 国外专家预测机器人产业是继汽车、计算机之后的新的大型高科技产业。 根据国际机器人联合会(IFR )的统计，世界机器人市场前景良好，从20世纪后半开始，世界机器人产业稳步增长。 进入90年代，机器人产品的发展速度加快，年平均增长率在10%左右，2000年的增长率上升到15%，预计21世纪初，在各领域工作的工业用机器人将突破100万台。 如2l世纪日本创建机器人社会技术发展战略报告指出的那样，“机器人技术(RT )和信息技术(IT )一样，是在增强产业竞争力方面极为重要的战略高技术领域。 培育未来机器人产业是支撑21世纪日本产业竞争力的产业战略之一，具有非常重要的意义。 最近，韩国也把智能机器人作为十大战略产业之一编入国家发展计划(20032007年)，现在正在实施中。机器人广泛应用于各行各业。 主要进行焊接、组装、搬运、加工、涂装、码垛等复杂工作。 现在世界现役的工业机器人有83万台。 在过去的十年里，机器人的价格下降了约80%，现在持续下降，但欧美的劳动力成本上升了40%。 现役机器人的平均寿命在10年以上，可能达到15年，容易再利用。 机器人和自动化成套设备对提高制造业的自动化水平，提高产品质量和生产效率，提高企业的市场竞争力，改善劳动条件等发挥了很大作用，除了大幅度降低成本和迅速提高性能外，其增长速度也很快。 根据国际机器人联合会和联合国欧洲经济委员会(UCENE )的统计，如表l所示，2001年机器人安装量为7.8万台，年增长率为9%。 机器人的应用主要有两种方式。 一个是机器人工作单元，另一个是带机器人的生产线，后者已经成为国外应用机器人的主要方式。 以机器人为中心的自动化生产线适应了现代制造业的多品种、少量灵活的生产发展方向，具有广阔的市场发展前景和较强的生命力，开发出了面向汽车、机电等行业的自动化成套和生产线产品。 在发达国家，机器人自动化生产线已经形成了巨大产业，年市场容量约为1000亿美元。 例如国际著名的公司ABB、Comau、KUKA、BOSCH、NDC、SWISSLOG、村田等是机器人自动化生产线和物流和仓库自动化设备的集成供应商。根据日本产业机器人协会的统计，初期的日本产业机器人产业的年产值约50亿日元，经过70年代的应用期和80年代的普及期，1981年的年产值达到1000亿日元，1991年达到6000亿日元，2000年其产值达到10800亿日元，2005年根据国际机器人协会的统计，2003年工业机器人的出货量在增长。 与2002年相比，2003年全球机器人订货量增加了约10%以上。 工业机器人世界市场从2002年的68600台套装到2006年的91100台以上套装，预计年平均会增加7.4%。4、国内工业机器人的现状我国机器人研究开发从1970年代初开始，到现在已经经历了30年的历史。 最初的十年是研究机构自己开展研究的状态，发展比较缓慢。 1985年以后，进入国家的关系计划，发展很快。 特别是在“七五”、“八五”、“九五”机器人技术国家突破难关、“863”高新技术发展计划的重点支持下，中国机器人技术取得了巨大发展。在机器人基础技术方面，如机器人机构的运动学、动力学分析和综合研究、机器人运动的控制算法和机器人编程语言的研究、机器人内部外部传感器的研究和开发、多传感器控制系统的研究、离线编程技术、远程控制机器人的控制技术在机器人的单元技术和基础要素部件的研究开发中，例如交流直流伺服电动机及其驱动系统、测速发电机、光电式编码器、液压(空气)要素部件、滚珠丝杠、直线导轨、高次谐波减速机、RV减速机、交叉滚子轴承、薄壁轴承等将试验机和产品但是，这些要素部件离量产还有一段距离。在机器人控制装置的开发中，开发了多个具有双CPU、多CPU和阶层性控制的机器人控制装置，控制计算机的阶层也在逐渐发展。在机器人操作机的研究开发中，有AGV (自动引导车)、墙面步行机器人、重复定位精度为O.024mm的组装机器人、潜入海底的6000m水中机器人、移动遥控机器人、主从操作机器人等几个先进的操作机和特殊的机器人在机器人的应用工程中，目前国内已建立了多条电弧焊机器人生产线，组装了机器人生产线、涂装生产线和焊接生产线。 国内机器人技术的研究开发力已经具备大型机器人工程的设计和实施能力，整体性能已经达到国际同类产品的先进水平，整体价格仅为国外同类产品的三分之二至一半，具有优异的性能价格比和市场竞争力。据统计，“九五”期间，中国工业机器人需求量以每年30%以上的速度增长。 200