工業(yè)機(jī)器人技術(shù)論文

　　機(jī)器人是具有一些類似人的功能的機(jī)械電子裝置或者叫自動(dòng)化裝置，它仍然是個(gè)機(jī)器。下面是由學(xué)習(xí)啦小編整理的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)論文，謝謝你的閱讀。

　　工業(yè)機(jī)器人技術(shù)論文篇一

　　淺談工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用

　　作者簡(jiǎn)介： 趙旭(1990――)男 安徽蚌埠人 現(xiàn)在是四川大學(xué)制造學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)2008級(jí)學(xué)生

　　 機(jī)器人是具有一些類似人的功能的機(jī)械電子裝置或者叫自動(dòng)化裝置，它仍然是個(gè)機(jī)器。機(jī)器人按照用途可分為工業(yè)機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、水下機(jī)器人等。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織于1987年對(duì)工業(yè)機(jī)器人給出了定義“：工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制和移動(dòng)功能，能夠完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)”。美國(guó)和日本的定義也與此類似。ISO 8373定義為：位置可以固定或移動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能多用處、末端操作器的位置要在3個(gè)或3個(gè)以上自由度內(nèi)可編程的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。這里自由度就是指可運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的軸。

　　現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化領(lǐng)域里，例如材料的搬運(yùn)、機(jī)床的上料及卸料、整部機(jī)器的裝配，都可用機(jī)器人來(lái)完成某些部分的工作。今天在工業(yè)上用的機(jī)器人并不是科幻小說(shuō)、電影中所渲染的那種人型怪物。實(shí)際上，它們的外表都不像人，只是它的動(dòng)作具有手指、手腕、手臂的特征而已。工業(yè)機(jī)器人可以在高溫、高壓、有毒等環(huán)境下工作?？梢蕴岣呱a(chǎn)效率、保障了人的健康和安全。

　　工業(yè)機(jī)器人最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，只是工作只限于上下料階段，此后機(jī)器人進(jìn)入了緩慢發(fā)展期，知道80年代，為了滿足汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展需要，出現(xiàn)了電焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、噴涂機(jī)器人以及搬運(yùn)機(jī)器人等四大類工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品并已成熟、并形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。而這一年代被稱為“機(jī)器人元年”。并且出現(xiàn)了裝配機(jī)器人及柔性裝配線。90年代裝配機(jī)器人及柔性裝配技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代機(jī)器人與數(shù)控技術(shù)(NC)、可編程控制器(PLC)并稱為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱技術(shù)和基本手段。

　　工業(yè)機(jī)器人由于其作業(yè)的高度柔性和可靠性，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車制造、工程機(jī)械、機(jī)車車輛、電子和電器、計(jì)算機(jī)和信息以及生物制藥領(lǐng)域。

　　目前出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人還只限于從事一些預(yù)先經(jīng)過(guò)程序編制的活動(dòng)，但也能在生產(chǎn)線的許多工作中，也能滿足人們的需求。隨著機(jī)器人的性能不斷提高，可以替人們做更多的工作。

　　工業(yè)機(jī)器人按其結(jié)構(gòu)形式及編程坐標(biāo)系主要分類為關(guān)節(jié)型機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人、水下機(jī)器人和直角坐標(biāo)機(jī)器人等。按主要功能特征及應(yīng)用分類為移動(dòng)機(jī)器人、水下機(jī)器人、潔凈機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、焊接機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人和軍用機(jī)器人等。下面以點(diǎn)焊機(jī)器人為例來(lái)說(shuō)明：

　　點(diǎn)焊機(jī)器人應(yīng)用非常廣泛，主要用來(lái)焊接薄板材料，點(diǎn)焊作業(yè)占汽車工廠的車體組裝工程的大半。點(diǎn)焊機(jī)器人手臂上所握焊槍包括電極、電纜、氣管、冷卻水管及焊接變壓器，焊槍相對(duì)比較重，要求手臂的負(fù)重能力較強(qiáng)。如圖所示為點(diǎn)焊機(jī)器人示意圖，該機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸為六軸關(guān)節(jié)式，電動(dòng)機(jī)M1驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)第一軸的運(yùn)動(dòng);電動(dòng)機(jī)M2推動(dòng)臂架2的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第二軸的運(yùn)動(dòng);電動(dòng)機(jī)M3帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)臂架12的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第三軸的運(yùn)動(dòng);電動(dòng)機(jī)組M4、M5、M6通過(guò)實(shí)軸或空心軸，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)手腕的動(dòng)作。為了保證結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保證盡可能無(wú)間隙和一定的剛性，避免大的慣性扭矩，并一直保持高速，直到傳遞到工作端才進(jìn)行減速，第一軸采用了擺線針輪減速器，第二軸、第三軸使用了滾珠絲杠，手腕部件的各驅(qū)動(dòng)軸均采用了諧波齒輪減速器。此外，為了抵消慣性力影響，在第二軸、第三軸上設(shè)置了平衡汽缸。

　　在確定了點(diǎn)焊機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的幾何模型后，就可以進(jìn)行其機(jī)械運(yùn)動(dòng)的仿真分析，既能比較真實(shí)地模擬機(jī)器人所完成的點(diǎn)焊操作的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，又可進(jìn)行點(diǎn)焊動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)分析和確定合理的運(yùn)動(dòng)范圍。為使點(diǎn)焊軌跡不發(fā)生偏離，以實(shí)現(xiàn)正確焊接，在進(jìn)行點(diǎn)焊操作作業(yè)時(shí)，機(jī)器人首先是進(jìn)行平移的動(dòng)作，完成焊槍和焊點(diǎn)間的位置修正;然后進(jìn)行焊槍和焊點(diǎn)間的角度誤差修正，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊過(guò)程的規(guī)范操作。此類機(jī)器人回旋機(jī)械臂類似于人的手臂，在水平方向具有順應(yīng)性，可吸收點(diǎn)焊操作中的水平誤差和角度誤差;而在垂直方向上具有較大的剛性，便于點(diǎn)焊操作，如果在手部施加水平方向的作用力，會(huì)使機(jī)械臂作微小的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行微調(diào)點(diǎn)焊操作。 從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾正并減小位置與角度誤差，使點(diǎn)焊操作能順利地完成。

　　上述用于點(diǎn)焊操作的機(jī)器人主要技術(shù)指標(biāo)是：1.重復(fù)定位精度達(dá)±0.30mm;2.自由度數(shù)為6個(gè);3.各軸運(yùn)動(dòng)速度為80°～120°/sec或1.25～1.45m/sec;4.柔性手臂轉(zhuǎn)角范圍為±90°。通過(guò)選用不同型號(hào)的控制器，可用于點(diǎn)焊和連續(xù)軌跡焊接作業(yè);調(diào)配手腕部所夾持的相應(yīng)工具，也可進(jìn)行加工、裝配等其他多種操作。

　　采用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行點(diǎn)焊操作，可用于比較復(fù)雜的、惡劣的工作環(huán)境，以及不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、勞動(dòng)生產(chǎn)率比較低的場(chǎng)合，可以在一個(gè)工位完成幾種操作，實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本的目的;特別是代替人類在各種不適合人體工作的特殊環(huán)境下更顯示出了它的優(yōu)越性，可大大提高人類的創(chuàng)造性勞動(dòng)能力，擴(kuò)展人類的生產(chǎn)和活動(dòng)范圍。

　　下面我簡(jiǎn)單介紹一下我國(guó)機(jī)器人發(fā)展的基本概況。我們國(guó)家在機(jī)器人的研究，在20世紀(jì)70年代后期這個(gè)時(shí)候才開(kāi)始進(jìn)行機(jī)器人的研究。但是這時(shí)候的研究，基本上還局限于理論的探討階段;真正進(jìn)行機(jī)器人研究的時(shí)候，是在七五、八五、九五、十五將近這二十年的發(fā)展;發(fā)展最迅速的時(shí)候，是在1986年我們國(guó)家成立的863計(jì)劃是高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，就將機(jī)器人技術(shù)作為一個(gè)重要的發(fā)展的主題，國(guó)家投入將近幾個(gè)億的資金開(kāi)始進(jìn)行了機(jī)器人研究，使得我們國(guó)家在機(jī)器人這一領(lǐng)域得到很快地、迅速地發(fā)展。

　　目前主要單位像中科院、沈陽(yáng)自動(dòng)化所、原機(jī)械部的北京自動(dòng)化所，像哈爾濱工業(yè)大學(xué)，北京航空航天大學(xué)，清華大學(xué)，還包括中科院北京自動(dòng)化所等等的一些單位都做了非常重要的研究工作，也取得了很多的成果。而且從目前這幾年來(lái)看，我們國(guó)家在高校里邊，有很多單位從事機(jī)器人研究，很多研究生和博士生都在從事機(jī)器人方面的研究。目前我們國(guó)家比較有代表性的研究，有工業(yè)機(jī)器人、水下機(jī)器人、空間機(jī)器人、核工業(yè)的機(jī)器人，都在國(guó)際上處于領(lǐng)先水平?？傮w上我們國(guó)家與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在很大的差距，主要表現(xiàn)在，我們國(guó)家在機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化方面，目前還沒(méi)有固定的成熟的產(chǎn)品，但是在上述這些水下、空間、核工業(yè)，一些特殊機(jī)器人方面，我們?nèi)〉昧撕芏嘤刑厣难芯砍删汀?/p>

　　除了傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人外還有外形更像人的機(jī)器人，能像人一樣行走、唱歌、跳舞，甚至能和人做簡(jiǎn)單的交流。例如日本的ASIMO和索尼的SDR-4XⅡ;和能有人的表情的機(jī)器人，比如美國(guó)科學(xué)家研制的一名叫做K-bot的女機(jī)器人。由于關(guān)鍵技術(shù)的解決，以及應(yīng)用的需求，就促進(jìn)了機(jī)器人學(xué)本身的一個(gè)主題的發(fā)展――智能化，現(xiàn)在科學(xué)家正在機(jī)器人智能化的道路上前進(jìn)。

　　機(jī)器人是人類的得力助手，能友好相處的可靠朋友，將來(lái)我們會(huì)看到人和機(jī)器人會(huì)存在一個(gè)空間里邊，成為一個(gè)互相的助手和朋友。機(jī)器人會(huì)不會(huì)產(chǎn)生搶飯碗的問(wèn)題?我們相信不會(huì)出現(xiàn)“機(jī)器人上崗，工人下崗”的局面，因?yàn)殡S著社會(huì)的發(fā)展，實(shí)際上把人們從繁重的體力和危險(xiǎn)的環(huán)境中解放出來(lái)，使人們有更好的崗位去工作，去創(chuàng)造更好的精神財(cái)富和文化財(cái)富，而由機(jī)器人來(lái)做這些危險(xiǎn)環(huán)境的工作。展望未來(lái)，機(jī)器人將是一個(gè)與20世紀(jì)計(jì)算機(jī)的普及一樣，會(huì)深入地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，所以很多專家預(yù)測(cè)，在21世紀(jì)的前二十年，是機(jī)器人從制造業(yè)走向非制造業(yè)的發(fā)展一個(gè)重要時(shí)期，也是智能機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。目前國(guó)際上很多國(guó)家，也對(duì)機(jī)器人對(duì)人類社會(huì)的影響的估計(jì)提出了新的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，我們也可以看到機(jī)器人技術(shù)，涉及到多個(gè)學(xué)科，機(jī)械、電工、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)測(cè)量、人工智能、傳感技術(shù)等等，它是一個(gè)國(guó)家高技術(shù)實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。

　　 參考文獻(xiàn)：

　　 [1] 熊友倫 .機(jī)器人學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993

　　[2] 《走進(jìn)未知世界 仿造人類智能:機(jī)器人與人工智能發(fā)展》董克、劉明銳，上海交通大學(xué)出版社第1版

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