關(guān)于機(jī)器人的科技技術(shù)基礎(chǔ)論文
關(guān)于機(jī)器人的科技技術(shù)基礎(chǔ)論文
隨著科技的進(jìn)步，智能機(jī)器人的性能不斷地完善，因此也被越來(lái)越多的應(yīng)用于軍事、排險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)、救援、海洋開(kāi)發(fā)等方面。這是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于機(jī)器人的科技論文，供大家參考!
機(jī)器人的科技論文篇一：《淺談智能移動(dòng)機(jī)器人》
摘 要：隨著科技的進(jìn)步，智能機(jī)器人性能不斷地完善，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，廣泛應(yīng)用于軍事、排險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)、救援、海洋開(kāi)發(fā)等。介紹了常見(jiàn)智能移動(dòng)機(jī)器人的基本系統(tǒng)組成及其相關(guān)的一些技術(shù)，提出一種能夠應(yīng)用于智能移動(dòng)機(jī)器人的越障機(jī)構(gòu)，并簡(jiǎn)單闡述了其工作原理。在對(duì)智能機(jī)器人有一定了解的基礎(chǔ)上，論述了智能移動(dòng)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展動(dòng)向。
關(guān)鍵詞：智能移動(dòng)機(jī)器人 越障 避障 伸展收縮
1 引言
上世紀(jì)60年代智能機(jī)器人的出現(xiàn)開(kāi)辟了智能生產(chǎn)自動(dòng)化的新時(shí)代。在工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世50多年后的今天，機(jī)器人已被人們看作是不可缺少的一種生產(chǎn)工具。由于傳感器、控制、驅(qū)動(dòng)及材料等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步開(kāi)辟了機(jī)器人應(yīng)用的新領(lǐng)域。智能移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)重要分支。
2 智能移動(dòng)機(jī)器人的基本系統(tǒng)組成及其相關(guān)技術(shù)
由于智能移動(dòng)機(jī)器人在危險(xiǎn)與惡劣環(huán)境以及民用等各方面具有廣闊的應(yīng)用前景，使得世界各國(guó)非常關(guān)注它的發(fā)展。其共同的五大系統(tǒng)組成要素為：(1)機(jī)械機(jī)構(gòu)單元是智能移動(dòng)機(jī)器人的骨架，機(jī)器人所有的模塊都依靠其支撐，機(jī)械機(jī)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)，性能，強(qiáng)度直接影響著整個(gè)機(jī)器人的穩(wěn)定性。隨著科技發(fā)展和新型材料的研制開(kāi)發(fā)，使得智能機(jī)器人產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能有了很大提高，機(jī)械機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)工藝性及尺寸設(shè)計(jì)都向著更加合理高效，更加輕便美觀，更加環(huán)保節(jié)能，更加安全可靠等方向發(fā)展。(2)動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)單元為智能移動(dòng)機(jī)器人提供動(dòng)力來(lái)源。(3)環(huán)境感知單元相當(dāng)于智能移動(dòng)機(jī)器人的五官，機(jī)器人通過(guò)感知單元對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行感知識(shí)別及各種參數(shù)的收集，然后通過(guò)轉(zhuǎn)換成控制模塊可以識(shí)別的光電信號(hào)，輸入到控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。(4)執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元為智能移動(dòng)機(jī)器人執(zhí)行部分，能根據(jù)控制中心的命令執(zhí)行命令，完成任務(wù)。不同的機(jī)器人有著不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)影響著對(duì)要執(zhí)行動(dòng)作的效率，精度，穩(wěn)定性，可靠性等。(5)信息處理與控制單元作為整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的核心部分，它如人的大腦一樣，調(diào)控著整個(gè)系統(tǒng)，一切的活動(dòng)都由它指揮。將來(lái)自傳感器部分采集到的信息進(jìn)行集中匯總，存儲(chǔ)，對(duì)所有信息分析，規(guī)劃決策，輸出命令。使機(jī)器人有目的的運(yùn)行。
智能移動(dòng)機(jī)器人是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體的綜合機(jī)電系統(tǒng)。它是傳感器技術(shù)，控制技術(shù)，移動(dòng)技術(shù)，信息處理、人工智能、電子工程、計(jì)算機(jī)工程等多學(xué)科的重要研究成果，從某種意義上講是機(jī)器發(fā)展進(jìn)化過(guò)程中的產(chǎn)物，是目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。
3 一種越障機(jī)器人
我們?cè)O(shè)計(jì)的移動(dòng)機(jī)器人(圖1)有很好的機(jī)動(dòng)性能，前導(dǎo)輪、前輪和后輪可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立升降運(yùn)動(dòng)。前導(dǎo)輪(如圖1)由通過(guò)曲柄圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制搖桿的擺動(dòng)角度，帶動(dòng)相關(guān)的平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)前導(dǎo)向輪的伸展和收縮實(shí)現(xiàn)攀越。機(jī)器人兩側(cè)的側(cè)邊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為平面連桿-滑塊越障機(jī)構(gòu)，前后輪(如圖1)分別通過(guò)導(dǎo)桿在槽中的移動(dòng)，帶動(dòng)平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)前后輪的伸展和收縮，實(shí)現(xiàn)越障功能。本機(jī)器人通過(guò)尺寸的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)較大的越障高度，通過(guò)合理的控制輪擺動(dòng)的角度還能實(shí)現(xiàn)多種類型障礙物的攀越。
4 智能移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用概況
隨著科技的進(jìn)步，機(jī)器人的功能不斷完善，智能移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍也大大拓寬，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，而且在排險(xiǎn)、海洋開(kāi)發(fā)和宇宙探測(cè)領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場(chǎng)合(如輻射、災(zāi)區(qū)、有毒等)得到很好的應(yīng)用。
4.1 陸地智能移動(dòng)機(jī)器人
20世紀(jì)60年代后期，蘇美為了完成對(duì)宇宙空間的占領(lǐng)，完成月球探測(cè)計(jì)劃，各自研制開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了移動(dòng)機(jī)器人，通過(guò)移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對(duì)外星土壤的樣本采集和土壤分析等各種任務(wù)。陸地智能移動(dòng)機(jī)器人的出現(xiàn)是為了幫助人類完成無(wú)法完成的任務(wù)。陸地移動(dòng)機(jī)器人也廣泛應(yīng)用于軍事，可以完成排除爆炸物，掃雷，偵查，清除障礙物等等，近年來(lái)智能移動(dòng)機(jī)器人也開(kāi)始漸漸融入人們的日常生活。
4.2 水下智能移動(dòng)機(jī)器人
近年來(lái)，人們對(duì)資源的渴求加大，開(kāi)始對(duì)原子能和海洋資源的開(kāi)發(fā)，加之水下環(huán)境十分復(fù)雜(能見(jiàn)度差，定位困難，流體變化等)，水下智能移動(dòng)機(jī)器人在海底資源探測(cè)上的優(yōu)勢(shì)使之受到關(guān)注。近年德國(guó)基爾大學(xué)的科學(xué)家研制出新型深水機(jī)器人“ROV Kiel 6000”，這架深水機(jī)器人能夠下探到6000米深的海底，尋找神秘的深水生物和“白色黃金”可燃冰。
4.3 仿生智能移動(dòng)機(jī)器人
近年來(lái),全球許多機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)越來(lái)越多的關(guān)注仿生學(xué)與機(jī)構(gòu)的研究工作.在某些情況下仿生機(jī)器人尤其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，例如，蛇形機(jī)器人重心低，能夠模仿蛇的動(dòng)作，穿梭在能夠穿梭在受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)和其他復(fù)雜的地形中能夠幫助人類完成各種任務(wù)。除此之外還有仿生寵物狗、仿生魚(yú)、仿生昆蟲(chóng)等。
5 智能移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展方向及前景
影響移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展的因素主要有：導(dǎo)航與定位技術(shù)，多傳感器信息的融合技術(shù)，多機(jī)器人協(xié)調(diào)與控制技術(shù)等因而移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要包括：
(1)高智能情感機(jī)器人。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)人機(jī)交互的技術(shù)的要求越來(lái)越高，具有人類智能的情感移動(dòng)機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。目前的移動(dòng)機(jī)器人只能說(shuō)是具有部分的智能，人們渴望能夠出現(xiàn)安全可靠的能夠溝通交流的高智能的機(jī)器人。雖然現(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)高智能情感機(jī)器人還非常的困難，但是終有一天，隨著科學(xué)技術(shù)的突破，它將成為現(xiàn)實(shí)。
(2)高適應(yīng)性多功能化的機(jī)器人。機(jī)器人的出現(xiàn)是為人類服務(wù)的，自然界中還有好多未知的世界等著我們開(kāi)拓，各種危險(xiǎn)的復(fù)雜多變的環(huán)境，人類無(wú)法涉足，因此人們也迫切希望有能夠代替人類的機(jī)器人出現(xiàn)，高適應(yīng)性多功能化的機(jī)器人也必將是機(jī)器人的發(fā)展方向之一。
(3)通用服務(wù)型的機(jī)器人。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人也是應(yīng)該越來(lái)越容易融入人們?nèi)粘Ｉ钪械模谌粘Ｉ钪袨槿藗兎?wù)。例如在家庭中，機(jī)器人可以幫助人們做各種家務(wù)，和人們生活關(guān)系密切。
(4)特種智能移動(dòng)機(jī)器人。根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域，不同的目的，設(shè)計(jì)各種各樣特種智能移動(dòng)機(jī)器人是未來(lái)發(fā)展方向，如納米機(jī)器人，宇宙探索機(jī)器人，深海探索機(jī)器人，娛樂(lè)機(jī)器人等等。
6 結(jié)束語(yǔ)
總之，智能移動(dòng)機(jī)器人涉及到傳感器技術(shù)，控制技術(shù)，移動(dòng)技術(shù)，信息處理、人工智能、控制工程等多學(xué)科技術(shù)。未來(lái)智能移動(dòng)機(jī)器人走向生活，安全可靠，操作簡(jiǎn)單是其趨勢(shì)。盡管智能移動(dòng)機(jī)器人以驚人的速度在發(fā)展著，但是實(shí)現(xiàn)高適應(yīng)性，智能化，情感化，多功能化的移動(dòng)機(jī)器人還有很長(zhǎng)的路要走。
參考文獻(xiàn)：
[1] 謝進(jìn),萬(wàn)朝燕,杜立杰.機(jī)械原理(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2010.
[2] 陳國(guó)華.機(jī)械機(jī)構(gòu)及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.
[3] 徐國(guó)保,尹怡欣,周美娟.智能移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用,2007(2).
[4] 肖世德,唐猛,孟祥印,等.機(jī)電一體化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制[M].四川:西南交通大學(xué)出版社,2011.
機(jī)器人的科技論文篇二：《淺談機(jī)器人設(shè)計(jì)方法》
摘要：機(jī)器人是人類完成智能化中非常重要的工具，隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)在世界有了一定的發(fā)展，甚至很多國(guó)家機(jī)器人已經(jīng)運(yùn)用到實(shí)際的生活中去。而機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法無(wú)疑是很多人非常感興趣的問(wèn)題，因此本文針對(duì)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)的探索。
關(guān)鍵詞機(jī)器人;設(shè)計(jì);方法
1.前言
縱觀人類的發(fā)展史，工具的進(jìn)步才能帶動(dòng)人類的文明，如今設(shè)計(jì)朝著智能化的方向在發(fā)展，機(jī)器人就是人類在發(fā)展智能化過(guò)程洪重要的產(chǎn)物，因此機(jī)器人常用的設(shè)計(jì)方法是設(shè)計(jì)師們必備的工具。
2.控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)所涉及到的重體力勞動(dòng)量不斷提升。當(dāng)中部分勞動(dòng)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)單單依靠人力是很難實(shí)現(xiàn)的。而為了良好的完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)。就需要通過(guò)對(duì)機(jī)器人裝置的研究與應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件部分主要由5個(gè)模塊組成：控制模塊、循跡模塊、避障模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊。
(1)控制系統(tǒng)模塊。ATmega128為基于AVR RISC結(jié)構(gòu)的8位低功耗CMOS微處理器，運(yùn)算速度快，具有多路PWM輸出，可將測(cè)速、避障等電路產(chǎn)生的輸入信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)放大電路，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，此方式產(chǎn)生的PWM信號(hào)比用定時(shí)器中斷產(chǎn)生的PWM信號(hào)實(shí)時(shí)性更好，而且不會(huì)占用系統(tǒng)的定時(shí)器資源。
(2)循跡模塊。循跡是指小車在比賽場(chǎng)地上循白色引導(dǎo)線線行走，循跡模塊的原理圖如圖2所示。循跡模塊采用灰度傳感器，發(fā)射管為普通LED燈，接收管為光敏三極管3DU33。工作原理為：不同顏色的物體對(duì)LED發(fā)射光反射不同的亮度，光敏三極管3DU33接收這些不同亮度的光線，就會(huì)呈現(xiàn)不同的電壓Vx。Vx輸入到比較器LM339的同相端，并與電位器設(shè)定的電壓V0相比較，當(dāng)Vx>V0時(shí)，比較器輸出高電平，當(dāng)Vx循跡機(jī)器人前后兩端均是由7個(gè)灰度傳感器組成的循跡模塊。其中，中間三個(gè)灰度傳感器起巡線的作用，兩端的灰度傳感器起探測(cè)彎道作用，剩下兩個(gè)灰度傳感器交替進(jìn)行巡線和探測(cè)彎道。實(shí)驗(yàn)證明，這樣的灰度傳感器的布置圖，機(jī)器人循跡的效果好，且“性價(jià)比”非常高。
(3)避障模塊。避障模塊主要使用的是紅外發(fā)射接收傳感器，當(dāng)紅外感應(yīng)避障模塊靠近物體時(shí)，輸出低電平信號(hào);當(dāng)沒(méi)有感應(yīng)到物體時(shí)，輸出高電平信號(hào)。將該信號(hào)線接入到單片機(jī)的控制端口，控制程序就能起到探測(cè)障礙物的作用，當(dāng)在機(jī)器人行進(jìn)的路徑上就可以發(fā)現(xiàn)有障礙物并及時(shí)避開(kāi)繞行。
(4)驅(qū)動(dòng)模塊。循跡避障機(jī)器人要求行走靈活、反應(yīng)快速，因此要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有“轉(zhuǎn)速快、制動(dòng)及時(shí)”等特點(diǎn)。我們?cè)O(shè)計(jì)制作的循跡避障機(jī)器人采用中鳴公司的JMP-BE-3508I驅(qū)動(dòng)板模塊，其輸入電壓為11V到24V，最大輸出電流為20A，滿足快速前進(jìn)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎的要求。并且電機(jī)速度達(dá)到500rpm，堵轉(zhuǎn)力矩為8KG.CM，具有很強(qiáng)的剎車功能。利用單片機(jī)的四路PWM輸出信號(hào)，分別控制四個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速。并采用“四輪驅(qū)動(dòng)”、“差速轉(zhuǎn)彎”的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、后退與轉(zhuǎn)彎。
(5)電源模塊。循跡機(jī)器人的電源模塊主要實(shí)現(xiàn)以下三大功能：①穩(wěn)定輸出5V工作電壓。故我們?cè)O(shè)計(jì)制作的電源模塊以7805芯片為核心，把輸入電壓截止到5V。②提供足夠的電流。7805芯片最大輸出電流為1.5A，而循跡機(jī)器人需要較大電流，所以我們使用了兩片7805芯片分別對(duì)控制系統(tǒng)和外部設(shè)備進(jìn)行供電。③濾波。在7805芯片的輸入、輸出端分別并聯(lián)104貼片電容和10μF的電解電容，過(guò)濾高頻、低頻信號(hào)。
3.軟硬件模塊開(kāi)發(fā)流程和界面程序
(1)圖像處理模塊：照相機(jī)實(shí)時(shí)捕捉圖像，處理轉(zhuǎn)化后和初始圖像進(jìn)行處理比較，找出圖像中差異的位置通過(guò)TCP傳輸。
(2)TCP通信模塊：視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)連接貝加萊控制器，控制器可以作客戶機(jī)或服務(wù)器實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，：定義結(jié)構(gòu)體用于視覺(jué)系統(tǒng)傳輸位姿給機(jī)器人和機(jī)器人實(shí)時(shí)反饋位姿和信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)給視覺(jué)系統(tǒng)。
(3)位置轉(zhuǎn)換模塊：把視覺(jué)系統(tǒng)的位姿轉(zhuǎn)換為機(jī)器人的位姿傳輸給機(jī)器人，控制機(jī)器人運(yùn)行。
(4)軌跡規(guī)劃模塊：進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃和速度規(guī)劃，根據(jù)機(jī)器人當(dāng)前的位置和目標(biāo)位置，選擇最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)軌跡(直線、圓弧、不規(guī)則曲線等運(yùn)動(dòng)軌跡)，然后對(duì)軌跡、速度進(jìn)行插補(bǔ)，插補(bǔ)值調(diào)用機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)算法計(jì)算軌跡的可靠性，再把實(shí)時(shí)插補(bǔ)的位置、速度傳送給運(yùn)動(dòng)控制模塊。
(5)運(yùn)動(dòng)控制模塊：根據(jù)實(shí)時(shí)插補(bǔ)的值結(jié)合加速度、加加速度等控制參數(shù)給驅(qū)動(dòng)器。
(6)伺服模塊：根據(jù)控制器所發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)合各伺服控制參數(shù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)以最快響應(yīng)和速度運(yùn)行到各個(gè)位置。
4.機(jī)器人精度標(biāo)定和視覺(jué)軟件處理
4.1精度標(biāo)定
精度的標(biāo)定包括機(jī)器人精度標(biāo)定 和機(jī)器人相對(duì)于視覺(jué)照相機(jī)位置標(biāo)定 。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)前，需要用激光跟蹤儀標(biāo)定準(zhǔn)確各軸桿長(zhǎng)、零點(diǎn)、減速比、耦合比等機(jī)械參數(shù)，給運(yùn)動(dòng)學(xué)、控制器系統(tǒng)，機(jī)器人才能按理論軌跡運(yùn)行準(zhǔn)確。行到指定點(diǎn)。 通過(guò)三點(diǎn)法、六點(diǎn)法標(biāo)定機(jī)器人相對(duì)于視覺(jué)照相機(jī)的X、Y、Z方向距離給位置轉(zhuǎn)化模塊，確定機(jī)器人坐標(biāo)系相對(duì)于照相機(jī)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
4.2視覺(jué)處理軟件
包括固定視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定模塊和移動(dòng)視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定模塊 。視覺(jué)系統(tǒng)安裝在固定位置相當(dāng)于給機(jī)器人建立照相機(jī)一個(gè)用戶坐標(biāo)系，此模塊用于運(yùn)算機(jī)器人和固定視覺(jué)系統(tǒng)之間位姿轉(zhuǎn)換關(guān)系。視覺(jué)系統(tǒng)安裝在機(jī)器人末端法蘭位姿相當(dāng)于給機(jī)器人建立照相機(jī)一個(gè)工具坐標(biāo)系，隨著機(jī)器人運(yùn)動(dòng)而實(shí)時(shí)改變位置，此模塊用于運(yùn)算機(jī)器人和動(dòng)態(tài)視覺(jué)系統(tǒng)之間位姿轉(zhuǎn)換關(guān)系。 實(shí)時(shí)處理傳輸機(jī)器人、視覺(jué)系統(tǒng)和以太網(wǎng)的運(yùn)行通信狀態(tài)以及出錯(cuò)狀態(tài)處理。
4.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
當(dāng)機(jī)器人出現(xiàn)故障，不能自動(dòng)移動(dòng)位置時(shí)，比如碰到硬件限位或出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象時(shí)，此時(shí)可以進(jìn)入手動(dòng)頁(yè)面，選擇機(jī)器人操作，移動(dòng)機(jī)器人到指定位置。對(duì)于新建碼垛工藝線，需要配置系統(tǒng)參數(shù)、位置信息、以及產(chǎn)品參數(shù)，等必要的信息。碼垛數(shù)據(jù)編輯與創(chuàng)建的功能，產(chǎn)品覆蓋了袋子、箱子，以及可變數(shù)量抓取的功能?？梢蕴砑赢a(chǎn)品數(shù)量，改變產(chǎn)品方向，單步數(shù)量修改，產(chǎn)品位置移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)等設(shè)置。本頁(yè)面中，示例生成了每層五包的袋裝產(chǎn)品，編號(hào)從1到5，可以通過(guò)調(diào)整編號(hào)的順序，達(dá)到改變產(chǎn)品的實(shí)際碼垛順序。
5.結(jié)束語(yǔ)
總之，在進(jìn)行機(jī)器人的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)設(shè)計(jì)的用途進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)的采用上述的思維方法進(jìn)行解決，隨著機(jī)器智能化的推廣，無(wú)疑機(jī)器人的設(shè)計(jì)在未來(lái)會(huì)有更廣闊的天空。
參考文獻(xiàn)：
[1]張海平，陳彥. Wincc在打包機(jī)人機(jī)界面中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].HMI與工業(yè)軟件，2012(3)：70-72.
[2]朱華棟，孔亞廣.嵌入式人機(jī)界面的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)水運(yùn)，2008(11)：125-126.
[3]金長(zhǎng)新，李偉.基于Windows CE的車載電腦系統(tǒng)人機(jī)界面的實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2005(21)：132-134.
機(jī)器人的科技論文篇三：《淺談igm焊接機(jī)器人的故障處理》
[摘 要]機(jī)器人技術(shù)綜合了計(jì)算機(jī)、控制理論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。本文通過(guò)介紹igm焊接機(jī)器人的工作原理，以及在實(shí)際工作中機(jī)器人的常見(jiàn)故障現(xiàn)象，對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的維修方法。
[關(guān)鍵詞]igm焊接機(jī)器人 工作原理 故障處理
0 前言
機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制理論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。這門新型技術(shù)的介入，對(duì)維修技術(shù)人員提出了更高要求。如何保證焊接機(jī)器人的可靠性、穩(wěn)定性，發(fā)揮機(jī)器人的最大優(yōu)勢(shì)，針對(duì)機(jī)器人的故障維修及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作就尤顯重要。
1 igm焊接機(jī)器人組成及工作原理
1.1 igm焊接機(jī)器人的組成
igm焊接機(jī)器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人，它加工精細(xì)、動(dòng)作靈巧、焊接精度高、焊縫成形好。在機(jī)械行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
1.2 igm焊接機(jī)器人工作原理
igm焊接機(jī)器人內(nèi)部軸控制原理：通過(guò)數(shù)字伺服板DSE-IBS處理當(dāng)前位置的校準(zhǔn)、位置驅(qū)動(dòng)、速度驅(qū)動(dòng)等信息，處理后的信息送饋到伺服驅(qū)動(dòng)器，由伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的脈寬調(diào)制器調(diào)制，然后放大輸出推動(dòng)伺服電機(jī)。伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，編碼器同步運(yùn)行，并把采集的位置角度信息反饋給RDW控制板，通過(guò)RDW板的增量計(jì)算、數(shù)據(jù)整定后的位置信息回饋給DSE-IBS板，做下一個(gè)周期的計(jì)算處理，此過(guò)程反復(fù)進(jìn)行從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)位置的更迭過(guò)程。
2 igm焊接機(jī)器人故障診斷及分析
2.1 焊接機(jī)器人故障類型
焊接機(jī)器人故障類型可分為軟件故障和硬件故障，由機(jī)器軟件造成的故障，如系統(tǒng)停機(jī)死機(jī)的現(xiàn)象;由機(jī)器硬件造成的故障，如驅(qū)動(dòng)單元、電氣元件各模塊的故障。就故障現(xiàn)象可分為人為故障和自然故障、突發(fā)故障三大類。對(duì)于維修來(lái)說(shuō)，自然故障和突發(fā)故障的排除就顯得困難，因?yàn)檫@種維修不僅僅針對(duì)故障單元本身，還要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，這就需要周密分析，對(duì)故障診斷進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，避免排除過(guò)的故障重復(fù)出現(xiàn)，使系統(tǒng)進(jìn)一步穩(wěn)定可靠。
2.2 igm焊接機(jī)器人常見(jiàn)故障處理
2.2.1 機(jī)器人開(kāi)機(jī)后示教器無(wú)報(bào)警信息，但機(jī)械手無(wú)法正常引弧。首先檢查系統(tǒng)是否送絲送氣，發(fā)現(xiàn)送絲系統(tǒng)無(wú)法手動(dòng)送絲，保護(hù)氣瓶有壓力，但是焊槍噴嘴處無(wú)保護(hù)氣。再檢查機(jī)械手焊接電纜、引弧板及送絲板，都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故障。這說(shuō)明機(jī)械手的功能是正常的，可能是焊接回路不通暢?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量焊接回路阻抗來(lái)判斷焊接回路是否正常。
回路阻抗的測(cè)試步驟：
i把連接工件的地線接好，保證地線夾與工件接觸部分干凈良好;
ii接通機(jī)器人電柜電源，將福尼斯焊機(jī)電源開(kāi)關(guān)撥至“I”位置;
iii在焊機(jī)二級(jí)菜單內(nèi)選擇“r”功能。
iv取下焊槍噴嘴，擰上導(dǎo)電嘴，將導(dǎo)電嘴貼緊工件表面。需要注意的是，測(cè)量過(guò)程中要確保導(dǎo)電嘴與工件接觸處的潔凈。測(cè)量進(jìn)行時(shí)，送絲機(jī)和冷卻系統(tǒng)不啟動(dòng);
v輕按焊槍開(kāi)關(guān)或點(diǎn)動(dòng)送絲鍵。焊接回路阻抗值測(cè)算完成。測(cè)量過(guò)程中，右顯示屏顯示“run”;
vi焊接回路測(cè)算結(jié)束后顯示屏顯示測(cè)量值。測(cè)得的焊接回路阻抗是18 Ω(正常值以<20Ω為佳)，說(shuō)明焊接機(jī)器人的焊接回路的通暢的。再斷電、通電調(diào)試，焊接機(jī)器人能正常引弧，應(yīng)該是回路測(cè)試過(guò)程中通過(guò)連接接地夾、拆卸噴嘴、導(dǎo)電嘴等將回路未正常接觸處接通了。
2.2.2 igm機(jī)器人在焊接過(guò)程中，引弧困難、焊接電流極不穩(wěn)定，且經(jīng)常斷弧，反復(fù)出現(xiàn)“Arc fault”電弧故障。
i檢查接地電纜，測(cè)量回路電阻值為9.7Ω，正常
值以<20Ω為佳。
ii檢查焊絲直徑(Ф1.2)與送絲輪的公稱直徑相匹配。
iii焊絲材料(G2Si)與焊接方式及焊接母材相匹配。
iv后觀察焊槍噴嘴處，存在大量粉塵的切粉，手動(dòng)送出的焊絲不光滑平整，有小量彎曲及傷絲情況，說(shuō)明送絲不暢。
v對(duì)送絲阻力進(jìn)行檢測(cè)。將送絲鎖緊桿、壓緊桿打開(kāi)，手盤焊絲盤將焊絲收回，發(fā)現(xiàn)阻力很大。多為送絲軟管堵塞或軟管與機(jī)械手夾角過(guò)大造成。
vi檢查送絲輪磨損情況，V型送絲槽不易過(guò)深過(guò)寬，以正好放置一根Ф1.2規(guī)格的焊絲為佳，間隙過(guò)大，將影響送絲的穩(wěn)定性，焊接電流的穩(wěn)定性。拆下送絲輪，發(fā)現(xiàn)送絲輪磨損嚴(yán)重，圓度誤差較大，送絲槽過(guò)深。送絲機(jī)構(gòu)一旦出現(xiàn)失控，就會(huì)高速送絲，焊接電源得不到正常的信號(hào)反饋(送絲速度的反饋采用光電測(cè)速)，不能提供穩(wěn)定的電流、電壓，造成不能正常焊接。更換送絲輪、送絲軟管，并進(jìn)行壓力調(diào)整，故障解除，焊接正常。
2.2.3 igm機(jī)器人回零參數(shù)自動(dòng)丟失。igm機(jī)器人在下一次開(kāi)機(jī)時(shí)，回零參數(shù)自動(dòng)丟失，重新校零、輸入?yún)?shù)，保存參數(shù)反復(fù)丟失。檢查示教電纜、接口、程序、軸卡、RDW板指示燈全部正常，檢查后備電池(緩沖電瓶，用于關(guān)機(jī)或意外掉電情況下，為系統(tǒng)提供短時(shí)間供電，進(jìn)行信息的存儲(chǔ))測(cè)量電壓值，一個(gè)為8.9V，一個(gè)為12 V，總電壓為21 V，正常值為24V，更換一組電池后一切正常，再未出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。
2.3 突發(fā)故障的分析及處理
該故障無(wú)可預(yù)見(jiàn)性，事發(fā)突然。實(shí)際工作中出現(xiàn)最多。多為受環(huán)境影響的系統(tǒng)故障，如焊接機(jī)器人控制部分電路板故障、穩(wěn)壓電源故障、通訊故障等，反映在機(jī)器人在工作時(shí)突然報(bào)警且無(wú)法消除報(bào)警。重新啟動(dòng)又恢復(fù)正常，但不久又出現(xiàn)報(bào)警，這類故障造成整個(gè)系統(tǒng)不穩(wěn)定。
為了進(jìn)一步判斷驅(qū)動(dòng)器的好壞，縮小故障范圍，
對(duì)編碼器進(jìn)行檢查，RCI系列的機(jī)器人各軸所使用的編碼器是絕對(duì)編碼器，它是一種電磁部件，可以傳遞旋轉(zhuǎn)角度的信息，由兩個(gè)固定繞組(sin繞組和cos繞組)及一個(gè)參考繞組組成，原理基本上同旋轉(zhuǎn)變壓器相似。將X12插頭拔下，分別測(cè)量11-12、13-5、14-4端子阻值，結(jié)果沒(méi)有一項(xiàng)有阻值，說(shuō)明編碼器出現(xiàn)異常。
找到12軸伺服電機(jī)，檢查發(fā)現(xiàn)編碼器插頭鎖緊并帽已退出，插頭連接松動(dòng)。將插頭重新安插，鎖緊到位，再次測(cè)量11-12端子阻值為94Ω，13-5端子阻值為65Ω，14-4端子阻值為65Ω，9-10端子阻值為600Ω，說(shuō)明各繞組正常。上電后，驅(qū)動(dòng)可正常打開(kāi)，故障解除。
3 結(jié)束語(yǔ)
維修工作是理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐促進(jìn)理論的一個(gè)反復(fù)過(guò)程，理論實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合才會(huì)使維修人員更加深入，更加準(zhǔn)確的判斷處理各種故障。工作中維修人員必須具有獨(dú)立思考分析判斷的能力，操作中一定要注意觀察，不可盲目更改焊接機(jī)器人設(shè)定、跳線等狀態(tài)，要養(yǎng)成做工作記錄的好習(xí)慣，歸納總結(jié)各類故障現(xiàn)象以及處理過(guò)程，積累故障診斷和維修方面的經(jīng)驗(yàn)，以提高維修水平。
參考文獻(xiàn)
[1] 戴光平.《焊接機(jī)器人故障診斷及維修技術(shù)》. 重慶：中國(guó)嘉陵工業(yè)股份有限公司，2003.
[2] 中國(guó)焊接協(xié)會(huì)成套設(shè)備與專業(yè)機(jī)具分會(huì). 《焊接機(jī)器人實(shí)用手冊(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社，2014.
[3] 李德民.《焊接機(jī)器人的故障維修》. 長(zhǎng)春：長(zhǎng)客股份制造中心，2011.
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