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文檔簡介

1、工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢1國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀1、1發(fā)展概述我國的工業(yè)機(jī)器人研究開始于 20世紀(jì)80年代中期.在國家的支持下,通過“七五”、“八 五”科技攻關(guān).已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)、引進(jìn)到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變。促進(jìn)了我國制造業(yè)、勘探等 行業(yè)的發(fā)展。但隨著我國門戶的逐漸開放.國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨著越來越大的競爭與沖擊。雖然我國機(jī)器人的需求量逐年增加,但目前生產(chǎn)的機(jī)器人還很難達(dá)到所要求的質(zhì)量.很多機(jī)器人的關(guān)鍵部件還需要進(jìn)口。所以目前來說。我國還處在一個(gè)機(jī)器人消費(fèi)型的同家?,F(xiàn)在,我國從事機(jī)器人研發(fā)的單位有 200多家,專業(yè)從事機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開發(fā)的企業(yè)有50家以上。在眾多專家的建議

2、與規(guī)劃下,“七五”期間由機(jī)電部主持,中央各部委、中科院及地方科 研院所與大學(xué)參加,國家投入相當(dāng)資金,進(jìn)行了工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)元器件、工業(yè)機(jī)器人整機(jī)及應(yīng)用工程的開發(fā)研究。“九五”期間 ,在國家“ 863”高技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目的支持下,沈 陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司、哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備有限責(zé)任公司、上海機(jī)電一體化工程公司、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所、 四川綿陽思維焊接自動(dòng)化設(shè)備有限公司等確立為智能機(jī) 器人主題產(chǎn)業(yè)基地。此外,還有上海富安工廠自動(dòng)化公司、哈爾濱焊接研究所、國家機(jī)械局 機(jī)械研究院及北京機(jī)電研究所、首鋼莫托曼公司、安川北科公司、奇瑞汽車股份有限公司等都以其研發(fā)生產(chǎn)的特色機(jī)器人或應(yīng)用工程項(xiàng)

3、目而活躍在當(dāng)今我國工業(yè)機(jī)器人市場上。1、2機(jī)器人分類隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)走上了自主研發(fā)階段,這樣標(biāo)志著我國工業(yè)自動(dòng)化走向了新的里程碑按照工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展過程其可分為三代:第一代就是示教再現(xiàn)機(jī)器人,主要由機(jī)器人本體、運(yùn)動(dòng)控制器與示教盒組成,操作過程比 較簡單。第一代機(jī)器人使用示教盒在線示教編程,并保存示教信息。當(dāng)機(jī)器人自動(dòng)運(yùn)行時(shí),由運(yùn)動(dòng)控制器解析并執(zhí)行存儲(chǔ)的示教程序,使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作。這類機(jī)器人通常采用點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng),連續(xù)軌跡再現(xiàn)白控制方法,可以完成直線與圓弧的連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng) ,然而復(fù)雜曲線的 運(yùn)動(dòng)則由多段圓弧與直線組合而成。由于操作的容易性、可視性強(qiáng),所以在當(dāng)前工業(yè)

4、中應(yīng)用 最多。第二代就是離線編程機(jī)器人,該機(jī)器人編程系統(tǒng)就是采用離線式計(jì)算機(jī)實(shí)體模型仿真技工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢術(shù),首先建立起機(jī)器人及其工作環(huán)境的實(shí)體模型,再采用實(shí)際的正逆解算法,通過對實(shí)體模型的控制與操作,在離線的情況下進(jìn)行路徑規(guī)劃 ,然后通過編程對實(shí)體模型進(jìn)行三維動(dòng)畫仿真 以檢驗(yàn)編程的正確性,最后將正確的代碼傳遞給機(jī)器人控制柜,以控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng),完成了離線編程。第三代就是智能機(jī)器人,它除了具有第一代與第二代的特點(diǎn)以外可帶有各種傳感器,這類機(jī)器人對外界環(huán)境不但具有感覺能力,而且具有獨(dú)立判斷、記憶、推理與決策的能力。能適應(yīng)外部對象、環(huán)境協(xié)調(diào)地工作,能完成更加復(fù)雜的動(dòng)作。在工作時(shí)通過傳感器獲得

5、外部的 信息,并進(jìn)行信息反饋,然后靈活調(diào)整工作狀態(tài),保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作。此機(jī)器 人用在弧焊與搬運(yùn)工作中較多。在我國,由于機(jī)器人技術(shù)以及研發(fā)的落后,工業(yè)機(jī)器入主要應(yīng) 用在制造業(yè),如汽車制造行業(yè)與工程機(jī)械行業(yè),主要用于汽車及工程機(jī)械的噴涂、焊接及搬運(yùn) 崗位。2國外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀早在1954年美國喬治德沃爾設(shè)計(jì)出第一臺(tái)電子可編程序的工業(yè)機(jī)器人,并于1961年發(fā)表了該項(xiàng)專利,1962年美國通用汽車公司投入使用 ,標(biāo)志著第一代機(jī)器人誕生。從此,機(jī)器人開始成為人類生活中的現(xiàn)實(shí) ,隨后日本使工業(yè)機(jī)器人得到迅速的發(fā)展。如今,日本已經(jīng)成為世界上工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量與擁有量最多的國家。20世紀(jì)80年代,

6、世界工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)上的高度自動(dòng)化與集成化高速發(fā)展,同時(shí)也使工業(yè)機(jī)器人得到進(jìn)一步發(fā)展,并在這個(gè)時(shí)期工業(yè)機(jī)器人對世界整個(gè)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了關(guān)鍵性作用。目前,世界上工業(yè)機(jī)器人無論就是從技術(shù)水平上還就是從已裝配的數(shù)量上都日趨成熟,優(yōu)勢集中在以日、美為代表的少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家,已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。國際上成立的具有影響力的、著名的工業(yè)機(jī)器人公司主要分為日系與歐系,日系中主要有安川、OTG松下、FANUC川崎等公司的產(chǎn)品;歐系中主要有德國的 KUKA CLOOS 瑞典的ABB意大利的GOMA吸奧地利的IGM公司工業(yè)機(jī)器人己成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(OMS卜工廠自

7、動(dòng)化(FA)的自動(dòng)工具,據(jù)專家預(yù)測,工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)就是 繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。全球現(xiàn)役工業(yè)機(jī)器人 98萬臺(tái),過去的10年工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平取得了驚人的進(jìn)步,傳統(tǒng)的功能型的工業(yè)機(jī)器人已趨于成熟,各國科學(xué)家正在致力于研制具有完全自主能力的、擬人化的智能機(jī)器人。機(jī)器人的價(jià)格降低約80%,現(xiàn)在仍繼續(xù)下降,而歐美勞動(dòng)力成本上漲了 40%?,F(xiàn)役機(jī)器人的平均壽命在 IO年以上,還可能高達(dá)15年以上,它們還易于重新使用。 由于機(jī)器人及自動(dòng)化成套裝備對提高制造業(yè)自動(dòng)化水平,提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、增強(qiáng)企工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢業(yè)市場競爭力與改善勞動(dòng)條件等起到了重大的作用,加之成本大幅

8、度降低與性能的高速提升其增長速度較快。在國際上,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用范圍越來越廣闊,其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化白程度也越來越高,功能越來越強(qiáng),正向著成套技術(shù)與裝備的方向發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套裝備己成為自動(dòng)化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。與此同時(shí)。隨著工業(yè)機(jī)器人向更深更廣的方向發(fā)展以及智能化水平的提高。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已從傳統(tǒng)制造業(yè)推廣到其她制造業(yè),進(jìn)而推廣到諸如采礦、 農(nóng)業(yè)、建筑、災(zāi)難救援等非制造行業(yè),而且 在國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、生活服務(wù)等領(lǐng)域,機(jī)器人的應(yīng)用也越來越多,如無人偵察機(jī)(飛行器)、 警備機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、家用服務(wù)機(jī)器人等均有應(yīng)用實(shí)例。機(jī)器人正在為提高人類的生活

9、質(zhì)量發(fā)揮著越來越重要的作用,己經(jīng)成為世界各國搶占的高科技制高點(diǎn)。4工業(yè)機(jī)器人的研究趨勢隨著工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,建筑、農(nóng)業(yè)、采礦、災(zāi)難救援等非制造業(yè)行業(yè)、國防軍事領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、日常生活領(lǐng)域等對機(jī)器人的需求越來越大。因此,適合應(yīng)用的更為智能的機(jī)器人技術(shù)必將成為未來的研究熱點(diǎn)。對機(jī)器人的研究趨勢如下:1)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)由傳統(tǒng)的制造業(yè),如冶金、石油、化學(xué)、船舶、采礦等領(lǐng)域擴(kuò)大到航空、航天、核能、醫(yī)藥、生化等高科技領(lǐng)域,同時(shí)工業(yè)機(jī)器人也會(huì)逐步走向家庭 , 成為家庭機(jī)器人,以及一些高危行業(yè)也會(huì)逐步引入工業(yè)機(jī)器人代替人來完成危險(xiǎn)的任務(wù),如消防、排雷、修理高壓線、下水道清潔。人類的生活將會(huì)

10、越來越離不開工業(yè)機(jī)器人,它們將會(huì)豐富我們的文化生活。2)工業(yè)機(jī)器人可能會(huì)有向小型化發(fā)展的趨勢。AB必司的一款小型機(jī)器人" IRBI20”自重只有25千克,但就是工作能力位居業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平,它的工作范圍可達(dá)580毫米,每公斤物料拾取節(jié)拍僅需0、58秒,定位精度高達(dá)0、Olmm投入市場后非常受歡迎。因此工業(yè)機(jī)器人有可能往小型化發(fā)展,小型的工業(yè)機(jī)器人有其優(yōu)勢,按照以往的思路都就是機(jī)器人要比它加工的 部件大,但隨著航空、航天、核電等技術(shù)的發(fā)展,工件尺寸越來越大,想要繼續(xù)擴(kuò)大工業(yè)機(jī)器人的尺寸成本太高,因此可以換一種思路將工業(yè)機(jī)器人做小,直接在工件上實(shí)施加工。3)工業(yè)機(jī)器人將會(huì)有與新發(fā)展的技術(shù)結(jié)合的趨勢,如攪拌摩擦焊、高能激光切割、變速箱裝配、板金屬變形等。一些傳統(tǒng)的加工過程也會(huì)由工業(yè)機(jī)器人來執(zhí)行,如激光切割、激光焊接、粘接、去毛刺、測量等。4)同時(shí)降低工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)成本 ,提高高端工業(yè)機(jī)器人的質(zhì)量,增強(qiáng)機(jī)器人的靈活性, 爭強(qiáng)產(chǎn)品可靠性,降低機(jī)器人整個(gè)生命周期的維護(hù)費(fèi)用 ,簡化機(jī)器人的安裝過程、系統(tǒng)集成及 編程設(shè)置依舊就是工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展方向。工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢5結(jié)論本文通過敘述工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀,對比國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人

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