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机器人读书笔记机器人是很典型的机电一体化的自动化装备，涉及众多学科领域，包括机械工程、自动控制原理、计算机技术、传感器技术和人工智能技术等，技术附加值高，应用范围广泛，是先进制造技术的重要代表，现今已经逐步成为信息化社会的新兴产业。在许多先进制造企业中，机器人已经是必不可少的自动化装备。一、机器人的根底知识〔1〕机器人分类按机器人结构坐标系的特点方式分类，可分为直角坐标系机器人，圆柱坐标系机器人、极坐标系机器人和多关节机器人；直角坐标系机器人有3个自由度，全为伸缩运动；圆柱坐标系机器人有3个自由度，升降，旋转，伸缩；极坐标系机器人有3个自由度，2个旋转和1个伸缩；多关节机器人有3个自由度，均为旋转；直角坐标系特点是比拟简单，控制比拟方便，三个坐标XYZ直线方向，缺点是比拟占用空间；圆柱坐标系和极坐标系比拟类似，都是移动+旋转，在一些比拟简单的作业中，如点对点运动，简单的曲线，均应用比拟广泛；多关节机器人具有占地面积小，移动速度快，能完成复杂的、连续轨迹的运动的特点，属于比拟靠近智能型机器人，当然，价格也比拟高。直角坐标系圆柱坐标系极坐标系多关节轴承〔2〕机器人技术参数机器人的主要技术参数：自由度、工作范围、工作速度、精度、重复精度、控制方式、驱动方式、工作载荷；自由度是指机器人所具有独立运动的坐标数，它是根据机器人的用途决定的，一般来说，立体空间有6个自由度，但机器人可以根据用途设计出超过6个自由度或者小于6个自由度；工作范围是指机械手臂末端或者手心能到达的所有点的集合；精度是指手臂实际到达位置与理论到达位置的差异；重复精度是指在屡次重复的动作下最近点与最远点的距离差；控制方式是指机器人用于控制轴的方式，是伺服控制还是非伺服，如果是伺服，是采用点对点控制还是连续控制方式；驱动方式是指关节执行器的动力源形式，是电机驱动还是液压气压驱动等；工作载荷是指机器人在其功能范围内，机械接口处能承受的负载最大值；〔3〕机器人的机构组成机器人的机构组成：手部、手腕、臂部、机身〔机座〕；手部是也成机械手，而机器手有时也与机器人等同，足以说明手部的重要性了，它是最重要的执行机构。手部机构有夹持类和吸附类两种类型。夹钳式是工业机器人中最常用的手部形式，一般由以下几个局部组成，手指，传动机构，驱动装置，支架这四局部组成。以上是经典结构，许多夹钳式的衍生式都是基于该种类型根底上。吸附式是另外一种形式，分为气吸式和磁吸式。气吸式是由吸盘、吸盘架及进排气系统组成，利用吸盘内的压力与大气压之间的压力差而工作的。磁吸式手部是利用永久磁铁或电磁铁通电后产生的磁力来吸附工件的。仿人手是当前智能机器手的热点，能够像人的手那样灵活运动，做复杂工作，其形状如下列图所示：二、机器人系统机器人是个系统化的装备，它由机器人机构、机器人控制器、机器人驱动装置、机器人传感器组成。机器人机构参照上文，这里不再赘述，局部模块如下列图所示；〔1〕机器人控制器控制器是指利用用户的指令对机器人机构进行操作和控制，从而完成各种动作。控制器的最根本的运动控制方法是PID控制，即比例积分微分控制〔ProportionIntegralDifferential〕这种是很传统的控制，已经出现了几十年了，也有单纯的PI控制、PD控制；而现在早已经出现模糊PID控制〔FuzzyPIDControl〕，采用模糊算法优化PID控制，模糊算法也是当前研究的热点，模糊算法还有很多领域没有解决；也有很多专家提出自适应PID控制，自适应模糊PID控制，该种控制能够根据外界环境的改变也自动调整参数，实现最优控制控制原理如下列图所示：如果是单台机器人工作站，可能不一定需要计算机实现进一步控制，但目前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线开展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要，控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。采用计算机对机器人进行监控、诊断和管理，需要在软件和硬件上都进行布置。程序输入方式有两种类型，一种是编程输入型，它将计算机上已经编号的程序，通过RS232串口，USB接口或者以太网等通信方式接到机器人的控制柜，然后控制柜发去指令信号传递给执行机构，执行机构完成所需要的动作；另外一种是示教输入型，顾名思义，示教指在手动控制盒中人为做出所需要的动作和运动轨迹，在示教过程中，工作程序的信息即自动存入程序存储器中，在机器人自开工作的同时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。〔2〕机器人驱动装置驱动系统为机器人各运动部件提供力、力矩、速度、加速度；机器人常见的驱动装置有电驱动、液压驱动和气压驱动。电驱动就是采用步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机等进行驱动，步进电机采用“一个脉冲的转动”方式，控制简单，开环无调节，精度可能不太高，直流交流伺服电机根据反响调整力、力矩、速度、加速度等，精度一般比拟高，当然，价格也比拟高。液压驱动适用于高速响应和快速反响，同时要求体积小，重量轻的场合。气压驱动精度不高，会出现颤抖噪音情形，适宜应用在不重要场合。〔3〕机器人传感器机器人的传感器用于机器人运动部件的位移、速度和加速度的测量；它是识别外界的事物的根底，机器人里面有众多传感器，检测特定位置或角度的位置检测传感器，检测速度、加速度、角速度、角加速度和姿态的运动检测传感器，还有视觉、触觉、力觉、听觉、味觉、嗅觉、温度等等传感器。三、对引进机器人的看法1.在目前生产条件下，公司的生产的工艺流程是合理的，相比照拟标准的。从我个人的看法，有几大因素制约公司生产效率的提高：一是现在车间的生产方式。现在有的车间的生产方式是比拟传统的方式，单点作业，每点必须有人负责加工、检测，这样导致了生产人员的增加，增加人工本钱；然后将每点按工序串联起来，形成一个完整的加工工艺链，而在这条工艺链上的是一大堆密密麻麻的员工。〔现在公司的生产情况有点像二战后军事机械化理论的开展，不断地在这个层次上修修补补，却也无法实现更大突破，而美国率先进行军事信息化建设尝试，产生质变，取得巨大成功，与原先的国家彻底抛开距离。〕为何更多不采用工序集中的方式呢？为何不采用设备集成化的生产方式呢？这样可以让员工从原先繁重的劳动中解脱出来。让某个车间的所有或者大局部工序进行自动化作业，而员工负责后勤效劳工作，包括设备保养、维修，产品的质量控制、检测，现场设备运行的监控、管理等等，可以省却很多人力物力！二是一线员工的积极性问题。老员工能够吃苦，肯干，但是年龄逐步老去，有时力不从心；年轻的新员工不少是吃不了苦，有的得过且过，素质有待提高。而且再过几年，人力本钱会越来越高，薪资不理想，工作环境不友好，就越来越难以招到员工，企业压力会越来越大！机器人没有人工作时必要的生理时间和工作情绪上的变化，是个良好的替代品。2.需要注意的是，有了主体生产设备应该要有配套相应的辅助设备，不然无法充分发挥最大生产力；在引进机器人时应该充分规划好，吸取数控车床的教训，做好前期的布置和相关配套工作。3.工业机器人按执行机构运动的控制机能可分为点位型和连续