工業(yè)機(jī)器人裝備技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人裝備技術(shù)1、工業(yè)機(jī)器人的概念2、工業(yè)機(jī)器人的誕生與發(fā)展2.1、機(jī)器人的由來2.2、工業(yè)機(jī)器人的誕生2.3、示教再現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人2.4、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展3、工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)造、分類及控制技術(shù)3.1、工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)造3.2、工業(yè)機(jī)器人的分類3.2、工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)4、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)特點(diǎn)4.1、技術(shù)先進(jìn)的工業(yè)機(jī)器人4.2、技術(shù)升級的工業(yè)機(jī)器人4.3、工業(yè)機(jī)器人與自動化成套設(shè)備5、工業(yè)機(jī)器人在世界各國的發(fā)展與應(yīng)用5.1、工業(yè)機(jī)器人在發(fā)達(dá)國家的發(fā)展與應(yīng)用5.2、工業(yè)機(jī)器人在中國的發(fā)展與應(yīng)用5.3、工業(yè)機(jī)器人的在不同領(lǐng)域的應(yīng)用5.4、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用舉例11、工業(yè)機(jī)器器人的概概念工業(yè)機(jī)器器人是面面向工業(yè)業(yè)領(lǐng)域的的多關(guān)節(jié)節(jié)機(jī)械手手或多自自由度的的機(jī)器人人。工業(yè)機(jī)機(jī)器人是是自動執(zhí)執(zhí)行工作作的機(jī)器器裝置，，是靠自自身動力力和控制制能力來來實(shí)現(xiàn)各各種功能能的一種種機(jī)器。。它可以以接受人人類指揮揮，也可可以按照照預(yù)先編編排的程程序運(yùn)行行，現(xiàn)代代的工業(yè)業(yè)機(jī)器人人還可以以根據(jù)人人工智能能制定的的原則綱綱領(lǐng)行動動。圖01工工業(yè)業(yè)機(jī)器人人22、工業(yè)機(jī)器器人的誕誕生與發(fā)發(fā)展2.1機(jī)機(jī)器人人的由來來1920年捷克克作家卡卡雷爾··查培克克在其劇劇本《羅羅薩姆的的萬能機(jī)機(jī)器人》》中最早早使用機(jī)機(jī)器人一一詞，劇劇中機(jī)器器人“Robot””這個詞的的本意是是苦力，即劇作作家筆下下的一個個具有人人的外表表，特征征和功能能的機(jī)器器，是一一種人造造的勞力力。圖02羅羅薩薩姆的萬萬能機(jī)器器人3

工業(yè)機(jī)器器人的研研究源于于遙控機(jī)械械手和數(shù)數(shù)控機(jī)床床的研發(fā)。。20世紀(jì)紀(jì)50年年代以后后，美國國橡樹嶺嶺國家實(shí)實(shí)驗(yàn)室開開始研究究能搬運(yùn)核原原料的遙遙控操縱縱機(jī)械手手，這是一一種主從從型控制制系統(tǒng)，，主機(jī)械械手的運(yùn)運(yùn)動。系系統(tǒng)中加加入力反饋，可使操操作者獲獲知施加加力的大大小，主主從機(jī)械械手之間間有防護(hù)護(hù)墻隔開開，操作作者可通通過觀察察窗或閉閉路電視視對從機(jī)機(jī)械手操操作機(jī)進(jìn)進(jìn)行有效效的監(jiān)視視，主從從機(jī)械手手系統(tǒng)的的出現(xiàn)為為機(jī)器人人的產(chǎn)生生為近代代機(jī)器人人的設(shè)計(jì)計(jì)與制造造作了鋪鋪墊。2.2工工業(yè)機(jī)機(jī)器人的的誕生4與此同時時，出于于高效研研制和生生產(chǎn)新型型軍用飛飛機(jī)的需需要，美美國發(fā)起起的對數(shù)控機(jī)床床的研制。。這項(xiàng)研研究工作作把當(dāng)時時成熟的的伺服技術(shù)術(shù)與當(dāng)時新新興發(fā)展展起來的的計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)結(jié)結(jié)合起來來。1954年美國國戴沃爾爾最早提提出了工工業(yè)機(jī)器器人的概概念，并并申請了了專利。。1959年第一一臺工業(yè)業(yè)機(jī)器人人在美國國誕生（（Unimation），開開創(chuàng)了機(jī)機(jī)器人發(fā)發(fā)展的新新紀(jì)元。。圖03機(jī)機(jī)械械手52.3示示教教再現(xiàn)工工業(yè)機(jī)器器人戴沃爾提提出的工工業(yè)機(jī)器器人有以以下特點(diǎn)點(diǎn):將數(shù)數(shù)控的伺伺服軸與與遙控操操縱器的的連桿機(jī)機(jī)構(gòu)聯(lián)接接在一起起，預(yù)先先設(shè)定的的機(jī)械手手動作經(jīng)經(jīng)編程輸輸入后，，系統(tǒng)就就可以離離開人的的輔助而而獨(dú)立運(yùn)運(yùn)行。這這種機(jī)器器人還可可以接受受示教而而完成各各種簡單單的重復(fù)復(fù)動作，，示教過過程中，，機(jī)械手手可依次次通過工工作任務(wù)務(wù)的各個個位置，，這些位位置序列列全部記記錄在存存儲器內(nèi)內(nèi)，任務(wù)務(wù)的執(zhí)行行過程中中，機(jī)器器人的各各個關(guān)節(jié)節(jié)在伺服服驅(qū)動下下依次再再現(xiàn)上述述位置，，故這種種機(jī)器人人的主要要技術(shù)功功能被稱稱為“可編程程”和““示教再再現(xiàn)”?！，F(xiàn)有的機(jī)機(jī)器人差差不多都都采用這這種控制制方式。。1962年美國國推出的的一些工工業(yè)機(jī)器器人的控控制方式式與數(shù)控控機(jī)床大大致相似似，但外外形主要要由類似似人的手手和臂組組成。62.4工工業(yè)業(yè)機(jī)器人人的發(fā)展展工業(yè)機(jī)器器人的發(fā)發(fā)展可分分為三代代：第一代為為示教再再現(xiàn)型工工業(yè)機(jī)器器人，工工業(yè)機(jī)器器人有部部分電腦腦化控制制能力，，但人為為工業(yè)機(jī)機(jī)器人做做決策。。（尤曼曼特）第二代為為感覺工工業(yè)機(jī)器器人，人人發(fā)出任任務(wù)指令令后，工工業(yè)機(jī)器器人發(fā)揮揮自己的的智慧完完成工作作，不用用實(shí)時跟跟蹤指導(dǎo)導(dǎo)。（如如有視覺覺傳感器器的、能能識別與與定位的的工業(yè)機(jī)機(jī)器人系系統(tǒng)。））第三代為為智能工工業(yè)機(jī)器器人，工工業(yè)機(jī)器器人具有有意識，，幾乎不不必由人人來控制制。當(dāng)當(dāng)今工業(yè)業(yè)機(jī)器人人技術(shù)正正逐漸向向著具有有行走能能力、具具有多種種感知能能力、具具有較強(qiáng)強(qiáng)的對作作業(yè)環(huán)境境的自適適應(yīng)能力力的方向向發(fā)展73、工業(yè)業(yè)機(jī)器人人構(gòu)造與與分類3.1工工業(yè)業(yè)機(jī)器人人的構(gòu)造造工業(yè)機(jī)器器人由主主體、驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)和控制制系統(tǒng)三三個基本本部分組組成。主主體即機(jī)機(jī)座和執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)，包括括臂部、、腕部和和手部，，有的機(jī)機(jī)器人還還有行走走機(jī)構(gòu)。。大多數(shù)數(shù)工業(yè)機(jī)機(jī)器人有有3～6個運(yùn)動動自由度度，其中中腕部通通常有1～3個個運(yùn)動自自由度；；驅(qū)動系系統(tǒng)包括括動力裝裝置和傳傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)，用以以使執(zhí)行行機(jī)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生相應(yīng)應(yīng)的動作作；控制制系統(tǒng)是是按照輸輸入的程程序?qū)︱?qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)和執(zhí)行行機(jī)構(gòu)發(fā)發(fā)出指令令信號，，并進(jìn)行行控制。。3.2工工業(yè)機(jī)機(jī)器人的的分類工業(yè)機(jī)器器人按程程序輸入入方式區(qū)區(qū)分有編編程輸入入型和示示教輸入入型兩類類。83.3工工業(yè)業(yè)機(jī)器人人控制技技術(shù)機(jī)器人控控制系統(tǒng)統(tǒng)是機(jī)器器人的大大腦，是是決定機(jī)機(jī)器人功功能和性性能的主主要因素素。工工業(yè)機(jī)機(jī)器人控控制技術(shù)術(shù)的主要要任務(wù)就就是控制制工業(yè)機(jī)機(jī)器人在在工作空空間中的的運(yùn)動位位置、姿姿態(tài)和軌軌跡、操操作順序序及動作作的時間間等。具具有編程程簡單、、軟件菜菜單操作作、友好好的人機(jī)機(jī)交互界界面、在在線操作作提示和和使用方方便等特特點(diǎn)。關(guān)鍵技術(shù)術(shù)包括：：1.開放放性模塊塊化的控控制系統(tǒng)統(tǒng)體系結(jié)結(jié)構(gòu)2.模塊塊化層次次化的控控制器軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)3.機(jī)器器人的故故障診斷斷與安全全維護(hù)技技術(shù)4.網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化機(jī)器器人控制制器技術(shù)術(shù)94、工業(yè)業(yè)機(jī)器人人技術(shù)特特點(diǎn)4.1技技術(shù)術(shù)先進(jìn)的的工業(yè)機(jī)機(jī)器人技術(shù)先進(jìn)進(jìn)工業(yè)機(jī)機(jī)器人集集精密化化、柔性性化、智智能化、、軟件應(yīng)應(yīng)用開發(fā)發(fā)等先進(jìn)進(jìn)制造技技術(shù)于一一體，通通過對過過程實(shí)施施檢測、、控制、、優(yōu)化、、調(diào)度、、管理和和決策，，實(shí)現(xiàn)增增加產(chǎn)量量、提高高質(zhì)量、、降低成成本、減減少資源源消耗和和環(huán)境污染，是是工業(yè)自自動化水水平的最最高體現(xiàn)現(xiàn)。4.2技技術(shù)升升級工業(yè)業(yè)機(jī)器人人技術(shù)升級級工業(yè)機(jī)機(jī)器人與與自動化化成套裝裝備具備備精細(xì)制制造、精精細(xì)加工工以及柔柔性生產(chǎn)產(chǎn)等技術(shù)術(shù)特點(diǎn)，，是繼動動力機(jī)械械、計(jì)算算機(jī)之后后，出現(xiàn)現(xiàn)的全面面延伸人人的體力力和智力力的新一一代生產(chǎn)產(chǎn)工具，，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)數(shù)字化、、自動化化、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化以及及智能化化的重要要手段。。104.3工工業(yè)業(yè)機(jī)器人人與自動動化成套套設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域域廣泛工工業(yè)機(jī)器器人與自自動化成成套裝備備是生產(chǎn)產(chǎn)過程的的關(guān)鍵設(shè)設(shè)備，可可用于制制造、安安裝、檢檢測、物物流等生生產(chǎn)環(huán)節(jié)節(jié)，并廣廣泛應(yīng)用用于汽車車整車及及汽車零零部件、、工程機(jī)機(jī)械、軌軌道交通通、低壓壓電器、、電力、、IC裝裝備、軍軍工、煙煙草、金金融、醫(yī)醫(yī)藥、冶冶金及印印刷出版版等眾多多行業(yè)，，應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域非常常廣泛。。技術(shù)綜合合性強(qiáng)工工業(yè)機(jī)器器人與自自動化成成套技術(shù)術(shù)，集中中并融合合了多項(xiàng)項(xiàng)學(xué)科，，涉及多多項(xiàng)技術(shù)術(shù)領(lǐng)域，，包括工工業(yè)機(jī)器器人控制制技術(shù)、、機(jī)器人人動力學(xué)學(xué)及仿真真、機(jī)器器人構(gòu)建建有限元元分析、、激光加加工技術(shù)術(shù)、模塊塊化程序序設(shè)計(jì)、、智能測測量、建建模加工工一體化化、工廠廠自動化化以及精精細(xì)物流流等先進(jìn)進(jìn)制造技技術(shù)，技技術(shù)綜合合性強(qiáng)。。115、工業(yè)業(yè)機(jī)器人人在世界界各國的的發(fā)展與與應(yīng)用5.1、、工業(yè)機(jī)機(jī)器人在在發(fā)達(dá)國國家的發(fā)發(fā)展與應(yīng)應(yīng)用80年代代起，在在主要工工業(yè)國家家，工業(yè)業(yè)機(jī)器人人已成為為一種相相對成熟熟的技術(shù)術(shù)。工業(yè)業(yè)機(jī)器人人產(chǎn)品在在工業(yè)中中開始普普及應(yīng)用用。目前，在在發(fā)達(dá)國國家中，，工業(yè)機(jī)機(jī)器人自自動化生生產(chǎn)線成成套設(shè)備備已成為為自動化化裝備的的主流及及未來來的發(fā)展展方向。。國外汽汽車行業(yè)業(yè)、電子子電器行行業(yè)、工工程機(jī)械械等行業(yè)業(yè)已經(jīng)大大量使用用工業(yè)機(jī)機(jī)器人自自動化生生產(chǎn)線，，以保證證產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量，提提高生產(chǎn)產(chǎn)效率，，同時避避免了大大量的工工傷事故故。全球球諸多國國家近半半個世紀(jì)紀(jì)的工業(yè)業(yè)機(jī)器人人的使用用實(shí)踐表表明，工工業(yè)機(jī)器器人的普普及是實(shí)實(shí)現(xiàn)自動動化生產(chǎn)產(chǎn)，提高高社會生生產(chǎn)效率率，推動動企業(yè)和和社會生生產(chǎn)力發(fā)發(fā)展的有有效手段段。125.2、、工業(yè)機(jī)機(jī)器人在在中國的的發(fā)展與與應(yīng)用和有著““機(jī)器人人王國””之稱的的日本相相比，我我國有著著截然不不同的基基本國情情，那就就是人口口多，勞勞動力過過剩。刺刺激日本本發(fā)展工工業(yè)機(jī)器器人的根根本動力力就在于于要解決決勞動力力嚴(yán)重短短缺的問問題。所所以，我我國工業(yè)業(yè)機(jī)器人人起步晚晚發(fā)展緩緩。但是是正如前前所述，，廣泛使使用機(jī)器器人是實(shí)實(shí)現(xiàn)工業(yè)業(yè)自動化化，提高高社會生生產(chǎn)效率率的一種種十分重重要的途途徑。我我國正在在努力發(fā)發(fā)展工業(yè)業(yè)機(jī)器人人產(chǎn)業(yè)，，引進(jìn)國國外技術(shù)術(shù)和設(shè)備備，培養(yǎng)養(yǎng)人才，，打開市市場。日日本工業(yè)業(yè)機(jī)器人人產(chǎn)業(yè)的的輝煌得得益于本本國政府府的鼓勵勵政策，，我國在在十一五五綱要中中也體現(xiàn)現(xiàn)出了對對發(fā)展工工業(yè)機(jī)器器人的大大力支持持。中國的工工業(yè)機(jī)器器人產(chǎn)業(yè)業(yè)在不斷斷的進(jìn)步步中，但但和國際際同行相相比，差差距依舊舊明顯。。從市場場占有率率來說，，更無法法相提并并論。工工業(yè)機(jī)器器人很多多核心技技術(shù)，目目前我們們尚未掌掌握，這這是影響響我國機(jī)機(jī)器人產(chǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展展的一個個重要瓶瓶頸。135.3、、工業(yè)機(jī)機(jī)器人在在不同領(lǐng)領(lǐng)域應(yīng)用用工業(yè)機(jī)器器人在工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中能代代替人做做某些單單調(diào)、頻頻繁和重重復(fù)的長長時間作作業(yè)，或或是危險(xiǎn)險(xiǎn)、惡劣劣環(huán)境下下的作業(yè)業(yè)，例如在在沖壓、、壓力鑄鑄造、熱熱處理、、焊接、、涂裝、、塑料制制品成形形、機(jī)械械加工和和簡單裝裝配等工工序上，，以及在在原子能能工業(yè)等等部門中中，完成成對人體體有害物物料的搬搬運(yùn)或工工藝操作作。60年代代初，美美國研制制成功兩兩種工業(yè)業(yè)機(jī)器人人，并很很快地在在工業(yè)生生產(chǎn)中得得到應(yīng)用用；1969年年，美國國通用汽汽車公司司用21臺工業(yè)業(yè)機(jī)器人人組成了了焊接轎轎車車身身的自動動生產(chǎn)線線。此后后，各工工業(yè)發(fā)達(dá)達(dá)國家都都很重視視研制和和應(yīng)用工工業(yè)機(jī)器器人。由于工業(yè)業(yè)機(jī)器人人具有一一定的通通用性和和適應(yīng)性性，能適適應(yīng)多品品種中、、小批量量的生產(chǎn)產(chǎn)，70年代起起，常與與數(shù)控機(jī)機(jī)床結(jié)合合在一起起，成為為柔性制制造單元元或柔性性制造系系統(tǒng)的組組成部分分。145.4、、工業(yè)機(jī)機(jī)器人在在不同領(lǐng)領(lǐng)域的應(yīng)應(yīng)用舉例例點(diǎn)焊機(jī)器器人焊接機(jī)器器人具有有性能穩(wěn)穩(wěn)定、工工作空間間大、運(yùn)運(yùn)動速度度快和負(fù)負(fù)荷能力力強(qiáng)等特特點(diǎn)，焊焊接質(zhì)量量明顯優(yōu)優(yōu)于人工工焊接，，大大提提高了點(diǎn)點(diǎn)焊作業(yè)業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)率。點(diǎn)焊機(jī)器器人主要要用于汽汽車整車車的焊接接工作，，生產(chǎn)過過程由各各大汽車車主機(jī)廠廠負(fù)責(zé)完完成。國國際工業(yè)業(yè)機(jī)器人人企業(yè)憑憑借與各各大汽車車企業(yè)的的長期合合作關(guān)系系，向各各大型汽汽車生產(chǎn)產(chǎn)企業(yè)提提供各類類點(diǎn)焊機(jī)機(jī)器人單單元產(chǎn)品品并以焊焊接機(jī)器器人與整整車生產(chǎn)產(chǎn)線配套套形式進(jìn)進(jìn)入中國國，在該該領(lǐng)域占占據(jù)市場場主導(dǎo)地地位。

圖04點(diǎn)點(diǎn)焊焊機(jī)器人人流水線線15弧焊機(jī)器器人主要應(yīng)用用于各類類汽車零零部件的的焊接生生產(chǎn)。在在該領(lǐng)域域，國際際大型工工業(yè)機(jī)器器人生產(chǎn)產(chǎn)企業(yè)主主要以向向成套裝裝備供應(yīng)應(yīng)商提供供單元產(chǎn)產(chǎn)品為主主。公司司主要從從事弧焊焊機(jī)器人人成套裝裝備的生生產(chǎn)，根根據(jù)各類類項(xiàng)目的的不同需需求，自自行生產(chǎn)產(chǎn)成套裝裝備中的的機(jī)器人人單元產(chǎn)產(chǎn)品，也也可向大大型工業(yè)業(yè)機(jī)器人人企業(yè)采采購并組組成各類類弧焊機(jī)機(jī)器人成成套裝備備。在該該領(lǐng)域，，公司與與國際大大型工業(yè)業(yè)機(jī)器人人生產(chǎn)企企業(yè)既是是競爭亦亦是合作作關(guān)系。。圖05弧弧焊機(jī)機(jī)器人16激光加工工機(jī)器人人激光加工工機(jī)器人人是將機(jī)機(jī)器人技技術(shù)應(yīng)用用于激光光加工中中，通過過高精度度工業(yè)機(jī)機(jī)器人實(shí)實(shí)現(xiàn)更加加柔性的的激光加加工作業(yè)業(yè)。本系系統(tǒng)通過過示