先進制造技術(shù)-工業(yè)機器人

工業(yè)機器人1920年，捷克克斯洛伐伐克小說說家、劇劇作家恰恰佩克在在他寫的的科學(xué)幻幻想戲劇劇《羅素姆萬萬能機器器人》中，塑造造了只會會勞動不不會思維維的機器器人形象象，捷克克語中的的Robota意為“苦苦力”、、“勞勞役”，，是一種種人造勞勞動者。。英語Robot由此衍生生而來。。此后該該詞被歐歐洲各國國語言所所吸收而而成為專專有名詞詞。機器人三三原則與與機器人人學(xué)IsaacAsimov在在《I’mRobot》》中提出出了“機器人三三原則”：第一條：：機器人人不得傷傷害人類類，或無無故使人人類受到到傷害。。第二條：：機器人人必須服服從人類類的命令令，除非非這條命命令與第第一條相相矛盾。。第三條：：機器人人必須保保護自己己，除非非這種保保護與以以上兩條條相矛盾盾。并首次出出現(xiàn)了““機器人人學(xué)Robotics”的概概念什么是機機器人學(xué)學(xué)？機器人學(xué)學(xué)是人們們設(shè)計和和應(yīng)用機機器人的的技術(shù)和和知識。。機器人系系統(tǒng)不僅僅由機器器人組成成，還需需要其他他裝置和和系統(tǒng)連連同機器器人一起起來共同同完成必必需的任任務(wù)。機器人學(xué)學(xué)是一門門交叉學(xué)學(xué)科，它它得益于于機械工工程、電電氣與電電子工程程、計算算機科學(xué)學(xué)、生物物學(xué)以及及其他許許多學(xué)科科。我國科學(xué)學(xué)家對機機器人的的定義是是：“機器人是是一種自自動化的的機器，，所不同同的是這這種機器器具備一一些與人人或生物物相似的的智能能能力，如如感知能能力、規(guī)規(guī)劃能力力、動作作能力和和協(xié)同能能力，是是一種具具有高度度靈活性性的自動動化機器器”。1987年國際標標準化組組織對工工業(yè)機器器人進行行了定義義：“工業(yè)機器器人是一一種具有有自動控控制操作作和移動動功能，，能完成成各種作作業(yè)的可可編程操操作機?！?/p>

什么是機機器人？？機器人的的四大特特征仿生特征征：模仿仿人的肢肢體動作作柔性特征征：對作作業(yè)具有有廣泛適適應(yīng)性智能特征征：具有有對外界界的感知知能力自動特征征：自動動完成作作業(yè)任務(wù)務(wù)工業(yè)機器器人(通用及專專用)一般指用用于機械械制造業(yè)業(yè)中代替替人完成成具有大大批量、、高質(zhì)量量要求的的工作，，如汽車車制造、、摩托車車制造、、艦船制制造，某某些家電電產(chǎn)品(電視機、、電冰箱箱、洗衣衣機)、化工等等行業(yè)自自動化生生產(chǎn)線中中的點焊焊、弧焊焊、噴漆漆、切割割、電子子裝配，，以及物物流系統(tǒng)統(tǒng)的搬運運、包裝裝、碼垛垛等作業(yè)業(yè)的機器器人。機器人(a)搬運機器器人；(b)涂料機器器人；(c)焊接機器器人工業(yè)機器器人的組組成工業(yè)機器器人一般般由執(zhí)行行機構(gòu)、、控制系系統(tǒng)、驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)以及位位置檢測測機構(gòu)等等幾個部部分組成成。(1)執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)是一種種具有和和人手相相似的動動作功能能，可在在空間抓抓放物體體或執(zhí)行行其它操操作的機機械裝置置，通常常包括如如下一些些部件：：手部：又又稱抓取取機構(gòu)或或夾持器器，用于于直接抓抓取工件件或工具具。此外外，在手手部安裝裝的某些些專用工工具，如如焊槍、、噴槍、、電鉆、、螺釘螺螺帽擰緊緊器等，，可視為為專用的的特殊手手部。腕部：是連接手手部和手手臂的部部件，用用以調(diào)整整手部的的姿態(tài)和和方位。。手臂：是支承手手腕和手手部的部部件，由由動力關(guān)關(guān)節(jié)和連連桿組成成，用以以承受工工件或工工具的負負荷，改改變工件件或工具具的空間間位置，，并將它它們送至至預(yù)定的的位置。。機座：包括立柱柱，是整整個工業(yè)業(yè)機器人人的基礎(chǔ)礎(chǔ)部件，，起著支支承和連連接的作作用。(2)控制系統(tǒng)統(tǒng)。控制系系統(tǒng)是機機器人的的大腦，，支配著著機器人人按規(guī)定定的程序序運動，，并記憶憶人們給給予的指指令信息息(如動作順順序、運運動軌跡跡、運動動速度等等)，同時按按其控制制系統(tǒng)的的信息對對執(zhí)行機機構(gòu)發(fā)出出執(zhí)行指指令。(3)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)。驅(qū)動系系統(tǒng)是按按照控制制系統(tǒng)發(fā)發(fā)來的控控制指令令進行信信息放大大，驅(qū)動動執(zhí)行機機構(gòu)運動動的傳動動裝置，，常用的的有液壓壓、氣壓壓、電氣氣和機械械等四種種傳動形形式。(4)位置檢測測裝置位置檢測測裝置通通過力、、位置、、觸覺、、視覺等等傳感器器檢測機機器人的的運動位位置和工工作狀態(tài)態(tài)，并隨隨時反饋饋給控制制系統(tǒng)，，以便使使執(zhí)行機機構(gòu)以一一定的精精度達到到設(shè)定的的位置。。工業(yè)機器器人的分分類1)按系統(tǒng)功功能分類類(1)專用機器器人：在固定定地點以以固定程程序工作作的機器器人。其其結(jié)構(gòu)簡簡單，無無獨立控控制系統(tǒng)統(tǒng)，造價價低廉，，如附設(shè)設(shè)在加工工中心機機床上的的自動換換刀機械械手。(2)通用機器器人：具有獨立立控制系系統(tǒng)，通通過改變變控制程程序能完完成多種種作業(yè)的的機器人人。其結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜，工作作范圍大大，定位位精度高高，通用用性強，，適用于于不斷變變換生產(chǎn)產(chǎn)品種的的柔性制制造系統(tǒng)統(tǒng)。(3)示教再現(xiàn)現(xiàn)式機器器人：具有記憶憶功能，，在操作作者的示示教操作作后，能能按示教教的順序序、位置置、條件件與其他他信息反反復(fù)重現(xiàn)現(xiàn)示教作作業(yè)。(4)智能機器器人：采用計算算機控制制，具有有視覺、、聽覺、、觸覺等等多種感感覺功能能和識別別功能機機器人，，通過比比較和識識別，能能自主作作出決策策和規(guī)劃劃，自動動進行信信息反饋饋，完成成預(yù)定的的動作。。2)按驅(qū)動方方式分類類(1)氣壓傳動動機器人人：以壓縮縮空氣作作為動力力源驅(qū)動動執(zhí)行機機構(gòu)運動動的機器器人，具具有動作作迅速、、結(jié)構(gòu)簡簡單、成成本低廉廉的特點點，適用用于高速速輕載、、高溫和和粉塵大大的作業(yè)業(yè)環(huán)境。。(2)液壓傳動動機器人人：采用液液壓元器器件驅(qū)動動，具有有負載能能力強、、傳動平平穩(wěn)、結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊湊、動作作靈敏的的特點，，適用于于重載或或低速驅(qū)驅(qū)動場合合。(3)電氣傳動動機器人人：用交流流或直流流伺服電電動機驅(qū)驅(qū)動的機機器人，，不需要要中間轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)構(gòu)，機械械結(jié)構(gòu)簡簡單，響響應(yīng)速度度快，控控制精度度高，是是近年來來常用的的機器人人傳動方方式。直角坐標標機器人人結(jié)構(gòu)簡單單；定位精度度高；空間因數(shù)數(shù)低；用于印刷刷電路基基板的元元件插入入、緊固固螺絲等等。3）按操操作機的的位置機機構(gòu)形式式分類：：圓柱坐標標型結(jié)構(gòu)簡單單；剛性好；；空間利用用率低；；用于重物物的裝卸卸和搬運運，例如如Versatran機器人極坐標、、球坐標標型結(jié)構(gòu)緊湊湊，所占占空間較較小。水平多關(guān)關(guān)節(jié)型垂直方向向上的剛剛性好，，適于裝裝配工作作垂直多關(guān)關(guān)節(jié)動作范圍圍寬；結(jié)構(gòu)剛度度低；精度較低低；裝配、搬搬運、弧弧焊、噴噴涂、點點焊等4）按照照機器人人的用途途分類：：工業(yè)機器器人：焊接、噴噴漆、碼碼垛、裝裝配、搬搬運農(nóng)業(yè)機器器人：耕種、施施肥、噴噴藥、嫁嫁接、移移載、收收獲、灌灌溉、養(yǎng)養(yǎng)殖探索機器器人：水下、太太空、空空間、危危險環(huán)境境服務(wù)機器器人：清潔、護護理、救救援、娛娛樂、保保安其它機器器人：醫(yī)療、福福利、林林業(yè)、漁漁業(yè)、建建筑等工業(yè)機器器人的應(yīng)應(yīng)用1)在摩托車車行業(yè)中中的應(yīng)用用海南新大大洲摩托托車廠用用4臺弧焊機機器人工工作站完完成新大大洲50系列摩托托車的車車架焊接接。該生生產(chǎn)線自自1998年3月投入運運行以來來，運行行良好，，性能穩(wěn)穩(wěn)定。南京金城城機械有有限公司司在其125--7D車架的生生產(chǎn)線上上使用了了7臺機器人人用于焊焊接和切切割，提提高了產(chǎn)產(chǎn)品的一一致性。。2)在電子、、家電行行業(yè)中的的應(yīng)用機器人的的應(yīng)用改改變了韻韻聲集團團八音琴琴全靠手手工裝配配的歷史史，提高高了企業(yè)業(yè)形象，，積累了了經(jīng)驗，，培養(yǎng)了了人才，，為企業(yè)業(yè)的下一一步發(fā)展展打下了了基礎(chǔ)。。3)在石化行行業(yè)中的的應(yīng)用哈工大博博實公司司自主開開發(fā)的““自動包包裝機器器人碼垛垛生產(chǎn)線線”應(yīng)用用于大慶慶石化公公司10萬噸/年聚丙烯烯生產(chǎn)裝裝置，全線實現(xiàn)現(xiàn)了自動動運行，，動作平穩(wěn)穩(wěn)可靠，，運行速速度快，，稱重精精度高，，縫口位位置準確確，碼垛垛垛形整整齊。4)在采礦業(yè)業(yè)中的應(yīng)應(yīng)用(1)特殊煤層層采掘機機器人目前，一一般煤礦礦都用綜綜合機械械化采煤煤機采煤煤，但對對于薄煤煤層這類類特殊情情況，運用綜合合機械化化采煤機機采煤就就很不方方便，有有時甚至至是不可可能的，，而人工工采煤作作業(yè)又十十分艱苦苦和危險險，但如如果舍棄棄薄煤層層，又會會造成資資源的極極大浪費費。因此此，采用遙控控機器人人進行特特殊煤層層的采掘掘是最佳佳的方法法。這種采掘掘機器人人應(yīng)該能能拿起各各種工具具，比如如高速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)機、電電動機和和其它采采爆器械械等，并并且能操操作這些些工具。。這種機機器人的的肩部應(yīng)應(yīng)裝有強強光源和和視覺傳傳感器，，這樣能能及時將將采區(qū)前前方的情情況傳送給操作作人員。。(2)鑿巖機器器人。這種機機器人可可以利用用傳感器器來確定定巷道的的上緣，，這樣就就可以自自動瞄準準巷道縫縫，然后后把鉆頭頭按規(guī)定定的間隔隔布置好好，鉆孔孔過程用用微機控控制，隨時根據(jù)據(jù)巖石硬硬度調(diào)整整鉆頭的的轉(zhuǎn)速、、力的大大小以及及鉆孔的的形狀，這樣可可以大大大提高生生產(chǎn)率，，人只要要在安全全的地方方監(jiān)視整整個作業(yè)業(yè)過程就就行了。。(3)井下噴漿漿機器人人。井下噴噴漿作業(yè)業(yè)是一項項繁重且且危害人人體健康康的作業(yè)業(yè)，目前前這種作作業(yè)主要要由人操操作機械械裝置來來完成，，缺陷很很多。采采用噴漿漿機器人人不僅可可以提高高噴涂質(zhì)質(zhì)量，也也可以將將人從惡惡劣和繁繁重的作作業(yè)環(huán)境境中解放放出來。。(4)瓦斯、地地壓檢測測機器人人。瓦斯和沖沖擊地壓壓是井下下作業(yè)中中的兩個個不安全全的自