搬运机器人期末考试论文

1搬运机器人调研论文学院：机械工程学院专业：机电一体化班级：学号:学生姓名：2011年12月20日2摘要搬运机器人不但能够代替人的某些功能和动作，有时还能超过人的体力能力。可以24小时甚至更长时间连续重复运转，还可以承受各种恶劣环境进行物体搬运作业，超过限度的必须由搬运机器人来完成。因此，搬运机器人是人体局部功能的延长和发展。21世纪是敏捷制造的时代，搬运机器人在敏捷制造系统中应用广泛。关键词：机器人物体搬运连续运转恶劣环境3目录第一章绪论...........................................................................................................................41．1引言..............................................................................................................................41．2工业机器人概述..........................................................................................................51．3搬运机器人的种类......................................................................................................61．3．1机床上下料搬运机器人....................................................................................61．3．2物料搬运机器人................................................................................................71．4研究意义与必要性......................................................................................................8第二章搬运机器人国内外研究现状分析.........................................................................102．1国外研究现状............................................................................................................102．2国内研究现状............................................................................................................11第三章搬运机器人的关键技术分析.................................................................................143．1自动柔性机床上下料搬运机器人............................................................................143．1．1现场布局..........................................................................................................143．1．2功能描述..........................................................................................................143．1．33DL视觉支架..................................................................................................163．2物料搬运机器人........................................................................................................223．2．1执行机构..........................................................................................................223．2．2驱动机构..........................................................................................................263．2．3控制系统..........................................................................................................26第四章搬运机器人的未来发展趋势.................................................................................34第五章总结.........................................................................................................................36致谢：.....................................................................................................................................36参考文献.................................................................................................................................374第一章绪论1．1引言当代科学技术发展的特点之一就是机械技术，电子技术和信息技术的结合，机器人就是这种结合的产物之一。现代机器人都是由机械发展而来。与传统的机器的区别在于，机器人有计算机控制系统，因而有一定的智能，人类可以编制动作程序，使它们完成各种不同的动作。随着计算机技术和智能技术的发展，极大地促进了机器人研究水平的提高。现在机器人已成为一个庞大的家族，科学家们为了满足不同用途和不同环境下作业的需要，把机器人设计成不同的结构和外形，以便让他们在特殊条件下出色地完成任务。机器人成了人类最忠实可靠的朋友，在生产建设和科研工作中发挥着越来越大的作用。搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的搬运机器人愈10万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。部分发达国家已制定出人工搬运的最大限度，超过限度的必须由搬运机器人来完成。5本文将从机器人的发展，现在研究现状谈起，并举例说明机器人技术在生活中的意义和必要性，其中搬运机器人的运用更为突出，所以主要从机床上下料，货物搬运，采矿方面说明搬运机器人的工作原理和组成。并详细在机器人的机构，检测，控制方面深入理解并研究搬运机器人，最后并着眼于现实，展望未来，对未来搬运机器人的发展趋势作出探究，并作理论上的研究推测。1．2工业机器人概述技术先进工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，通过对过程实施检测、控制、优化、调度、管理和决策，实现增加产量、提高质量、降低成本、减少资源消耗和环境污染，是工业自动化水平的最高体现。技术升级工业机器人与自动化成套装备具备精细制造、精细加工以及柔性生产等技术特点，是继动力机械、计算机之后，出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具，是实现生产数字化、自动化、网络化以及智能化的重要手段。应用领域广泛工业机器人与自动化成套装备是生产过程的关键设备，可用于制造、安装、检测、物流等生产环节，并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业，应用领域非常广泛。技术综合性强工业机器人与自动化成套技术，集中并融合了多项6学科，涉及多项技术领域，包括工业机器人控制技术、机器人动力学及仿真、机器人构建有限元分析、激光加工技术、模块化程序设计、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化以及精细物流等先进制造技术，技术综合性强。机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。有些人认为，最高级的机器人要做的和人一模一样，其实非也。实际上，机器人是利用机械传动、现代微电子技术组合而成的一种能模仿人某种技能的机械电子设备，他是在电子、机械及信息技术的基础上发展而来的。然而，机器人的样子不一定必须像人，只要能独立完成一些人类的技能或有一定危险性的工作，就属于机器人大家族的成员。1．3搬运机器人的种类1．3．1机床上下料搬运机器人目前在机床加工行业中，要求加工精度高、批量加工速度快导致生产线体自动化程度要有很大的提升，首先一点就是针对机床方面进行全方位自动化处理，使人力从中解放出来，直角坐标机器人目前在机床行业内正在逐步大量使用，包括数控车床上下料机器人、数控冲床上下料机器人、数控加工中心上下料机器人等等。在用立加加工轮毂等大型零件时，负载可达几十公斤重，其外形也大多是盘类件。这7类加工件数量大，机床几乎要24小时运行。在欧美等发达国家早已采用机器手来自动上料和下料。要根据加工零件的形状及加工工艺的不同，来采用不同的手爪抓取系统。而完成抓取，搬运和取走过程的运动机构就是大型直角坐标机器人，它们通常就是一个水平运动轴（X轴）和上下运动轴（Z轴）。立式加工中心上下料机器人在被加工零件形状和重量不同时，所采用的手爪形状及结构也不同，手爪的类型及尺寸要根据具体的零件及加工工艺来定。在德国几乎所有批量加工都采用机器人自动上下料。但根据要加工工件的几何形状，加工工艺和工作节拍不同，所采取的手爪和机器人的型号也有所区别。如加工工件不同或加工工件时间较长，可选用不同的手爪结构，用单台机器人对多台机床进行上下料，或是多台机器人联机上下料实现自动化生产线过程。无论多台机器人同步工作，还是单台机器人独立工作，但其本质是相近的，由于直角坐标机器人非常适合各种机床上下料应用，它不仅比其它的机器人成本低，而且效率更高，必将被在更多的行业被更广泛的应用。1．3．2物料搬运机器人搬运机器人在实际的工作中就是一个机械手，机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操