工业机器人结课论文

《工业机器人》课程论文题目：目录一：摘要--------1二：关键词---------1三：引言--------1四：工业机器人发展历程--------1五：机器人分类--------6六：机器人基本应用及技术参数-------6七：工业机器人前景展望--------8八：工业机器人的技术探索---------10工业机器人的认识与分析-《工业机器人》结课论文摘要：通过近一个学期的《工业机器人》的课程学习，在老师的讲解和自己课下的学习过程中，我对机器人技术尤其是工业机器人有了较为深刻的认识。我掌握了工业机器人基本的发展历程，并了解了机器人的分类和不同场合的性能要求。对于机器人技术有了自己的理解和认识。并认识到我们的机器人技术还有着极为漫长的道路要走，还需要更加深入的技术探索与研发。关键词：工业机器人，发展历程，分类，展望，技术探索，基本知识。引言：在接触《机器人技术》这门课程之前，对于机器人的理解仅仅局限在动漫和电影里机器人大战的场面，更现实一些的也是新闻中能有动作的人形机器人。可是一个学期的机器人技术学习让我意识到了机器人不仅仅是科幻中的威武，更融入了生活中的方方面面，与我们的生活息息相关。它的技术发展，实际上契合了我们社会的科学技术的进步史。工业机器人发展历程我国机器人最早体现在鲁班的机械设计杰作——可飞木鸟中，是最早记录的机器人概念的作品。之后的张衡发明的地动仪和指南车，三国时的木牛流马，都体现了我国古代劳动人民的聪明智慧。具有了明显的机器人的功能与结构。自1662年，日本竹田近江发明了机器玩偶，机器人进入了一个较为迅速的发展阶段。1738年，法国技师设计了机器鸭。1768年，瑞士钟表匠设计了写字偶人等作品，采用了巧妙地机械结构。1893年，加拿大莫尔设计了能行走的机器人，之后，机器人在各影视作品中广泛出现，并逐渐赢得了科学家的青睐。我国的工业机器人研制虽然起步晚，起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。有着广大的市场潜力，有着众多的人才和资源基础。在机器人技术基础方面，我国开展了机器人运动学、动力学与构型综合研究，机器人运动控制算法及机器人编程语言的研究，机器人内、外部传感器的研究与开发，多传感器控制系统的研究，离线编程技术、自诊断、安全保护技术等，基本掌握了工业机器人的所有关键技术。在机器人控制装置研制方面，我国已经开发出双处理器、多处理器和分层控制装置，不少装置已经投入实际应用，主控计算机的档次也逐渐升级。在机器人操作器研制方面，我国已经能够设计和生产点焊、弧焊、喷漆、装配等各类机器人，不少机器人拥有自主知识产权。其中，国产自动导引小车市场开拓最为成功，不仅牢牢占据国内市场，而且批量出口海外。在国家政策的鼓励支持下，在市场经济和国际竞争愈演愈烈的未来，我们一定能够完全自主制造出自己的工业机器人，并且将工业机器人推广应用到制造与非制造等广大的行业中，提高我国劳动力成本，提高我国企业的生产效率和国际竞争力。而国外因为如前所述，有着较为悠久的研究和发展历史，所以现在也拥有较为高端的机器人技术。如日本和美国，在机器人技术的综合研究水平上处于领先的地位。美国是工业机器人的诞生地，基础雄厚，技术先进。现今美国有着一批具有国际影响力的工业机器人供应商，像AdeptTechnologe、AmericanRobot、EmersomIndustrialAutomation等。德国工业机器人的数量占世界第三，仅次于日本和美国，其智能机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。目前在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人经推广应用成为主流安装机型，而第三代智能机器人已占有一定比重并成为发展的方向。世界上的机器人供应商分为日系和欧系。瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后，其机器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。德国的KUKARoboterGmbh公司是世界上几家顶级工业机器人制造商之一。1973年研制开发了KUKA的第一台工业机器人。年产量达到一万台左右。所生产的机器人广泛应用在仪器、汽车、航天、食品、制药、医学、铸造、塑料等工业，主要用于材料处理、机床装备、包装、堆垛、焊接、表面休整等领域。日系是工业机器人制造的主要派系，其代表有FANUC、安川、川崎、OTC、松下、不二越等国际知名公司。FANUC是世界上最大的机器人制造商之一，并研发了较多的数控系统。如我们学校的加工实训中心，加工中心数控车床等都是采用了发那科系统。到目前，机器人技术已经发展呈全新的综合性交叉学科，涉及了力学，机器人拓扑学，机械学，电子学，生物学等等学科领域。随着机器人的发展也可将机器人发展总结为三个历程：第一代机器人：只能以示教再现动作的机器人，目前大多现在应用的机器人都是采用这一方式。第二代机器人：带有可感知环境的装置，具有反馈控制的技术，并越来越多的应用于现在的市场中。第三代机器人：也是智能机器人，具有复杂的感知功能，可以进行复杂的逻辑推理。目前推广有一定的技术限制。这也是未来的机器人技术的发展方向。机器人分类：按照不同的标准，机器人有着不同的分类。如按照开发内容与应用机器人可分为：工业机器人，操纵性机器人，智能机器人。其中，工业机器人主要完成工业生产中的作业。操纵性机器人又可分为服务机器人和特种作业机器人等，成为较为受关注的方向。智能机器人具有发达的感应系统，具有一定的智能性。按照性能指标分类，则有超大型机器人，大型机器人，中型机器人，小型机器人和超小型机器人。其主要分类标注即为负载能力和作业空间。按照机器人结构形式分类，又有多种不同的分法如，依据，坐标形式来划分，可分为直角坐标型，圆柱坐标系，球坐标型和关节坐标型的机器人。依照控制方式来分，可分为电动和连续轨迹控制机器人。依照驱动方式来分，则有气力驱动，液力驱动，电力驱动，和新型驱动方式等。分类标准不同，则有不同的形式。机器人的基本应用及技术参数目前机器人主要用于汽车行业和电子行业，在机械制造行业用途最多。如焊接机器人，喷涂机器人，搬运机器人，装配机器人等，应用极为广泛。机器人的基本组成分为三部分，机械部分，传感部分与控制部分。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。其中包括六大子系统，驱动系统，机械系统，感知系统，人机交互系统，机器人-环境交互系统和控制系统。而主要技术参数为自由度，分辨率，精度，重复定位精度，工作范围和最大工作速度及承载能力。工业机器人的前景展望如今，机器人技术正逐渐向具有行走能力，多种感觉能力和对作业环境的较强适应能力的方向发展。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。如日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人，并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有：低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。我国工业发展的趋势也契合世界主流技术的发展。我国在某些关键技术上有所突破,但还缺乏整体核心技术的突破,具有中国知识产权的工业机器人则很少。目前我国机器人技术相当于国外发达国家20世纪80年代初的水平,特别是在制造工艺与装备方面,不能生产高精密、高速与高效的关键部件。我国目前取得较大进展的机器人技术有:数控机床关键技术与装备、隧道掘进机器人相关技术、工程机械智能化机器人相关技术、装配自动化机器人相关技术。现已开发出金属焊接、喷涂、浇铸装配、搬运、包装、激光加工、检验、真空、自动导引车等的工业机器人产品,主要应用于汽车、摩托车、工程机械、家电等行业。总体来说，机器人的技术前景如下：1：工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降:。2：机械结构向模块化、可重构化发展。3：工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构4：机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器5：虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人6：致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。工业机器人的技术探索计算机技术的不断发展和进步使得机器人技术的发展一次次的达到新的水平。上至航天技术，下至微型机器人，深海开发。机器人技术已经拓展到全球经济的诸多领域，成为高新科技的重要组成部分。人类文明的发展和科学技术的进步，已经和机器人技术的研究应用产生了密切的关系，相辅相成。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，也成为一个国家工业自动化水平的重要标志，所以机器人已成为国际研究的热点之一，各国纷纷探索开拓其实际应用的领域。机器人技术已经发展呈全新的综合性交叉学科，涉及了力学，机器人拓扑学，机械学，电子学，生物学等等学科领域。设计的学科范围有：1：机械手设计2：机器人运动学与动力学3:机器人轨迹设计规划4：机器人驱动技术5：机器人传感器6：机器人视觉7：机器人控制语言和编程8:智能机器人技术等多方面的技术。目前针对机器人系统已经掌握了较为系统的技术知识体系。对于机械系统设计应把握的技术原则：最小运动惯量，尺度规划材料的选用，刚度的设计，可靠性与工艺性。其对应的技术要求为：采用最小运动惯量原则，可增加操作机运动平稳性，提高操作机动力学特性；当设计要求满足一定工作空间要求时，通过尺度优化以选定最小的臂杆尺寸，这将有利于操作机刚度的提高，使运动惯量进一步降低；由于机器人从手腕、小臂、大臂到机座是依次作为负载起作用的，选用高强度材料以减轻零部件的质量是十分必要的；机器人设计中，刚度是比强度更重要的问题，要使刚度最大，必须恰当地选择杆件剖面形状和尺寸，提高支承刚度和接触刚度，合理地安排作用在臂杆上的力和力矩，尽量减少杆件的弯曲变形；机器人是一种高精度、高集成度的自动机械系统，良好的加工和装配工艺性是设计时要体现的重要原则之一。仅有合理的结构设计而无良好的工艺性，必然导致机器人性能的降低和成本的提高。以上都是我们在实际的机器人制造及检验生产中都必须把握的技术原则