機器人學第一次作業(yè)

1、-作者xxxx-日期xxxx機器人學第一次作業(yè)【精品文檔】工業(yè)機器人的昨天今天明天姓名： 學號： 專業(yè)： 學院： 機械工程學院 任課教師： 劉鴻飛 2017年12月一概況工業(yè)機器人是面向工業(yè)領域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器人，是自動執(zhí)行工作的機器裝置，靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領行動。工業(yè)機器人是一種通過重復編程和自動控制，能夠完成制造過程中某些操作任務的多功能、多自由度的機電一體化自動機械裝備和系統(tǒng)，它結(jié)合制造主機或生產(chǎn)線，可以

2、組成單機或多機自動化系統(tǒng)，在無人參與下，實現(xiàn)搬運、焊接、裝配和噴涂等多種生產(chǎn)作業(yè)。二組成結(jié)構(gòu)工業(yè)機器人由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。主體即機座和執(zhí)行機構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機器人有36個運動自由度，其中腕部通常有13個運動自由度；驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機構(gòu)，用以使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生相應的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令信號，并進行控制。工業(yè)機器人按臂部的運動形式分為四種： 直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動；圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動作；球坐標型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。 六軸

3、機械手三工業(yè)機器人的過去 1920年捷克作家卡雷爾·查培克在其劇本羅薩姆的萬能機器人中最早使用機器人一詞，劇中機器人“Robot”這個詞的本意是苦力，即劇作家筆下的一個具有人的外表、特征和功能的機器，是一種人造的勞力。它是最早的工業(yè)機器人設想。 20世紀40年代中后期，機器人的研究與發(fā)明得到了更多人的關(guān)心與關(guān)注。50年代以后，美國橡樹嶺國家實驗室開始研究能搬運核原料的遙控操縱機械手。 1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機器人的概念，并申請了專利。該專利的要點是借助伺服技術(shù)控制機器人的關(guān)節(jié)，利用人手對機器人進行動作示教，機器人能實現(xiàn)動作的記錄和再現(xiàn)，這就是所謂的示教再現(xiàn)機器人。現(xiàn)有的機

4、器人差不多都采用這種控制方式。 20世紀50年代末，美國在機械手和操作機的基礎上，采用伺服機構(gòu)和自動控制等技術(shù)，研制出有通用性的獨立的工業(yè)用自動操作裝置，并將其稱為工業(yè)機器人，開創(chuàng)了機器人發(fā)展的新紀元； 60年代初，美國研制成功兩種工業(yè)機器人，并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應用； 1969年，美國通用汽車公司用21臺工業(yè)機器人組成了焊接轎車車身的自動生產(chǎn)線。 由于工業(yè)機器人具有一定的通用性和適應性，能適應多品種中、小批量的生產(chǎn)，70年代起，常與數(shù)字控制機床結(jié)合在一起，成為柔性制造單元或柔性制造系統(tǒng)的組成部分。四工業(yè)機器人的現(xiàn)況（1）國內(nèi)中國工業(yè)機器人起步于上世紀1970年初期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，大

5、致經(jīng)歷了3個階段：70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的適用化期。1970年中國也發(fā)射了人造衛(wèi)星。世界上工業(yè)機器人應用掀起一個高潮，尤其在日本發(fā)展更為迅猛，它補充了日益短缺的勞動力。在這種背景下，中國于1972年開始研制自己的工業(yè)機器人。進入80年代后，在高技術(shù)浪潮的沖擊下，隨著改革開放的不斷深入，中國機器人技術(shù)的開發(fā)與研究得到了政府的重視與支持?！捌呶濉逼陂g，國家投入資金，對工業(yè)機器人及其零部件進行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機器人成套技術(shù)的開發(fā)，研制出了噴涂、點焊、弧焊和搬運機器人。 腕部中心軸從90年代初期起，中國的國民經(jīng)濟進入實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變時期，掀起了新一輪的經(jīng)濟體制改革和技術(shù)

6、進步熱潮，中國的工業(yè)機器人又在實踐中邁進一大步，先后研制出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等各種用途的工業(yè)機器人，并實施了一批機器人應用工程，形成了一批機器人產(chǎn)業(yè)化基地，為中國機器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎。2014-2018年中國工業(yè)機器人行業(yè)產(chǎn)銷需求預測與轉(zhuǎn)型升級分析報告數(shù)據(jù)顯示，2013年中國市場銷售36560臺工業(yè)機器人，占全球銷售量的五分之一，同比增幅達60%，取代日本成為世界最大工業(yè)機器人市場。中國到2014年將成為全球最大的工業(yè)機器人消費國。到2015年，中國機器人市場需求量將達3.5萬臺，占全球總量的16.9%，成為規(guī)模最大的機器人市場。專家表示，未來3年中國工業(yè)機器

7、人市場復合增速可達30%，爆發(fā)性增長可期。工業(yè)機器人最先大規(guī)模使用的區(qū)域?qū)鋈缃癜l(fā)達地區(qū)。隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的進行，發(fā)達地區(qū)的制造業(yè)需要提升?；豆と顺杀静粩嘣鲩L的現(xiàn)實，工業(yè)機器人的應用成為最好替代方式。未來中國工業(yè)機器人的大范圍應用將會集中在廣東、江蘇、上海、北京等地，其工業(yè)機器人擁有量將占全國一半以上。（2）國外在發(fā)達國家中，工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套設備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀的工業(yè)機器人的使用實踐表明，工業(yè)機器人的普及是

8、實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高社會生產(chǎn)效率，推動企業(yè)和社會生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。機器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領域。國際電氣電子工程師協(xié)會IEEE的科學家在對未來科技發(fā)展方向進行預測中提出了4個重點發(fā)展方向，機器人技術(shù)就是其中之一。1990年10月，國際機器人工業(yè)人士在丹麥首都哥本哈根召開了一次工業(yè)機器人國際標準大會，并在這次大會上通過了一個文件，把工業(yè)機器人分為四類：（1）順序型。這類機器人擁有規(guī)定的程序動作控制系統(tǒng)；（2）沿軌跡作業(yè)型。這類機器人執(zhí)行某種移動作業(yè)，如焊接。噴漆等；（3）遠距作業(yè)型。比如在月球上自動工作的機器人；（4）智能型。這類機器人具有感知、適應及思維和人機通信機能。日本工

9、業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)早在上世紀90年代就已經(jīng)普及了第一和第二類工業(yè)機器人，并達到了其工業(yè)機器人發(fā)展史的鼎盛時期。而今已在第發(fā)展三、四類工業(yè)機器人的路上取得了舉世矚目的成就。日本下一代機器人發(fā)展重點有：低成本技術(shù)、高速化技術(shù)、小型和輕量化技術(shù)、提高可靠性技術(shù)、計算機控制技術(shù)、網(wǎng)絡化技術(shù)、高精度化技術(shù)、視覺和觸覺等傳感器技術(shù)等。根據(jù)日本政府2007年指定的一份計劃，日本2050年工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到1.4兆日元，擁有百萬工業(yè)機器人。按照一個工業(yè)機器人等價于10個勞動力的標準，百萬工業(yè)機器人相當于千萬勞動力。五工業(yè)機器人的未來工業(yè)機器人正向著智能化方向發(fā)展，而智能工業(yè)機器人將成為未來的技術(shù)制高點和經(jīng)濟增

10、長點。 美國谷歌(Google)公司陸續(xù)收購了多家與智能機器人有關(guān)的技術(shù)公司，這引發(fā)了外界的廣泛關(guān)注。該公司是目前世界上最具創(chuàng)新意識和研發(fā)能力的科技公司之一；雖然它最為人所熟知的業(yè)務范圍是搜索、廣告和云計算，但卻重金砸向智能機器人產(chǎn)業(yè)。中國知名學者周海中教授認為，谷歌進軍智能機器人領域正其時，它看到了未來的技術(shù)制高點和經(jīng)濟增長點；此舉意義深遠，它采取了新的發(fā)展模式，為其長遠利益作打算。 隨著近年來，電子技術(shù)電子計算機的廣泛應用，新華創(chuàng)工業(yè)機器人的研制和生產(chǎn)已成為高科技領域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進了機器人的發(fā)展，使得機器人能更好地實現(xiàn)與自動化和機械化的有機結(jié)合。沖壓機器人能代替人類完成危險、重復枯燥