先进制造技术__工业机器人

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,工业机器人,1920年，捷,克,克斯洛,伐,伐克小,说,说家、,剧,剧作家,恰,恰佩克,在,在他写,的,的科学,幻,幻想戏,剧,剧罗素姆,万,万能机,器,器人中，塑,造,造了只,会,会劳动,不,不会思,维,维的机,器,器人形,象,象，捷,克,克语中,的,的Robota意为“,苦,苦力”,、,、“,劳,劳役”,，,，是一,种,种人造,劳,劳动者,。,。英语Robot由此衍,生,生而来,。,。此后,该,该词被,欧,欧洲各,国,国语言,所,所吸收,而,而成为,专,专有名,词,词。,机器人,三,三原则,与,与机器,人,人学,IsaacAsimov,在,在ImRobot,中提,出,出了,“,机器人,三,三原则,”,：,第一条,：,：机器,人,人不得,伤,伤害人,类,类，或,无,无故使,人,人类受,到,到伤害,。,。,第二条,：,：机器,人,人必须,服,服从人,类,类的命,令,令，除,非,非这条,命,命令与,第,第一条,相,相矛盾,。,。,第三条,：,：机器,人,人必须,保,保护自,己,己，除,非,非这种,保,保护与,以,以上两,条,条相矛,盾,盾。,并首次,出,出现了,“,“机器,人,人学Robotics”的,概,概念,什么是,机,机器人,学,学？,机器人,学,学是人,们,们设计,和,和应用,机,机器人,的,的技术,和,和知识,。,。,机器人,系,系统不,仅,仅由机,器,器人组,成,成，还,需,需要其,他,他装置,和,和系统,连,连同机,器,器人一,起,起来共,同,同完成,必,必需的,任,任务。,机器人,学,学是一,门,门交叉,学,学科，,它,它得益,于,于机械,工,工程、,电,电气与,电,电子工,程,程、计,算,算机科,学,学、生,物,物学以,及,及其他,许,许多学,科,科。,我国科,学,学家对,机,机器人,的,的定义,是,是：“机器人,是,是一种,自,自动化,的,的机器,，,，所不,同,同的是,这,这种机,器,器具备,一,一些与,人,人或生,物,物相似,的,的智能,能,能力，,如,如感知,能,能力、,规,规划能,力,力、动,作,作能力,和,和协同,能,能力，,是,是一种,具,具有高,度,度灵活,性,性的自,动,动化机,器,器”。,1987年国际,标,标准化,组,组织对,工,工业机,器,器人进,行,行了定,义,义：“工业机,器,器人是,一,一种具,有,有自动,控,控制操,作,作和移,动,动功能,，,，能完,成,成各种,作,作业的,可,可编程,操,操作机。”,什么是,机,机器人,？,？,机器人,的,的四大,特,特征,仿生特,征,征：模,仿,仿人的,肢,肢体动,作,作,柔性特,征,征：对,作,作业具,有,有广泛,适,适应性,智能特,征,征：具,有,有对外,界,界的感,知,知能力,自动特,征,征：自,动,动完成,作,作业任,务,务,工业机,器,器人(通用及,专,专用)一般指,用,用于机,械,械制造,业,业中代,替,替人完,成,成具有,大,大批量,、,、高质,量,量要求,的,的工作,，,，如汽,车,车制造,、,、摩托,车,车制造,、,、舰船,制,制造，,某,某些家,电,电产品(电视机,、,、电冰,箱,箱、洗,衣,衣机)、化工,等,等行业,自,自动化,生,生产线,中,中的点,焊,焊、弧,焊,焊、喷,漆,漆、切,割,割、电,子,子装配,，,，以及,物,物流系,统,统的搬,运,运、包,装,装、码,垛,垛等作,业,业的机,器,器人。,机器人,(a)搬运机,器,器人；(b)涂料机,器,器人；(c)焊接机,器,器人,工业机,器,器人的,组,组成,工业机,器,器人一,般,般由执,行,行机构,、,、控制,系,系统、,驱,驱动系,统,统以及,位,位置检,测,测机构,等,等几个,部,部分组,成,成。,(1)执行机,构,构,执行机,构,构是一,种,种具有,和,和人手,相,相似的,动,动作功,能,能，可,在,在空间,抓,抓放物,体,体或执,行,行其它,操,操作的,机,机械装,置,置，通,常,常包括,如,如下一,些,些部件,：,：,手部：,又,又称抓,取,取机构,或,或夹持,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,装,装的某,些,些专用,工,工具，,如,如焊枪,、,、喷枪,、,、电钻,、,、螺钉,螺,螺帽拧,紧,紧器等,，,，可视,为,为专用,的,的特殊,手,手部。,腕部：是连接,手,手部和,手,手臂的,部,部件，,用,用以调,整,整手部,的,的姿态,和,和方位,。,。,手臂：是支承,手,手腕和,手,手部的,部,部件，,由,由动力,关,关节和,连,连杆组,成,成，用,以,以承受,工,工件或,工,工具的,负,负荷，,改,改变工,件,件或工,具,具的空,间,间位置,，,，并将,它,它们送,至,至预定,的,的位置,。,。,机座：包括立,柱,柱，是,整,整个工,业,业机器,人,人的基,础,础部件,，,，起着,支,支承和,连,连接的,作,作用。,(2)控制系,统,统。控制,系,系统是,机,机器人,的,的大脑,，,，支配,着,着机器,人,人按规,定,定的程,序,序运动,，,，并记,忆,忆人们,给,给予的,指,指令信,息,息(如动作,顺,顺序、,运,运动轨,迹,迹、运,动,动速度,等,等)，同时,按,按其控,制,制系统,的,的信息,对,对执行,机,机构发,出,出执行,指,指令。,(3)驱动系,统,统。驱动,系,系统是,按,按照控,制,制系统,发,发来的,控,控制指,令,令进行,信,信息放,大,大，驱,动,动执行,机,机构运,动,动的传,动,动装置,，,，常用,的,的有液,压,压、气,压,压、电,气,气和机,械,械等四,种,种传动,形,形式。,(4)位置检,测,测装置,位置检,测,测装置,通,通过力,、,、位置,、,、触觉,、,、视觉,等,等传感,器,器检测,机,机器人,的,的运动,位,位置和,工,工作状,态,态，并,随,随时反,馈,馈给控,制,制系统,，,，以便,使,使执行,机,机构以,一,一定的,精,精度达,到,到设定,的,的位置,。,。,工业机,器,器人的,分,分类,1)按系统,功,功能分,类,类,(1)专用机,器,器人：在固,定,定地点,以,以固定,程,程序工,作,作的机,器,器人。,其,其结构,简,简单，,无,无独立,控,控制系,统,统，造,价,价低廉,，,，如附,设,设在加,工,工中心,机,机床上,的,的自动,换,换刀机,械,械手。,(2)通用机,器,器人：,具有独,立,立控制,系,系统，,通,通过改,变,变控制,程,程序能,完,完成多,种,种作业,的,的机器,人,人。其,结,结构复,杂,杂，工,作,作范围,大,大，定,位,位精度,高,高，通,用,用性强,，,，适用,于,于不断,变,变换生,产,产品种,的,的柔性,制,制造系,统,统。,(3)示教再,现,现式机,器,器人：,具有记,忆,忆功能,，,，在操,作,作者的,示,示教操,作,作后，,能,能按示,教,教的顺,序,序、位,置,置、条,件,件与其,他,他信息,反,反复重,现,现示教,作,作业。,(4)智能机,器,器人：,采用计,算,算机控,制,制，具,有,有视觉,、,、听觉,、,、触觉,等,等多种,感,感觉功,能,能和识,别,别功能,机,机器人,，,，通过,比,比较和,识,识别，,能,能自主,作,作出决,策,策和规,划,划，自,动,动进行,信,信息反,馈,馈，完,成,成预定,的,的动作,。,。,2)按驱动,方,方式分,类,类,(1)气压传,动,动机器,人,人：以压,缩,缩空气,作,作为动,力,力源驱,动,动执行,机,机构运,动,动的机,器,器人，,具,具有动,作,作迅速,、,、结构,简,简单、,成,成本低,廉,廉的特,点,点，适,用,用于高,速,速轻载,、,、高温,和,和粉尘,大,大的作,业,业环境,。,。,(2)液压传,动,动机器,人,人：采用,液,液压元,器,器件驱,动,动，具,有,有负载,能,能力强,、,、传动,平,平稳、,结,结构紧,凑,凑、动,作,作灵敏,的,的特点,，,，适用,于,于重载,或,或低速,驱,驱动场,合,合。,(3)电气传,动,动机器,人,人：用交,流,流或直,流,流伺服,电,电动机,驱,驱动的,机,机器人,，,，不需,要,要中间,转,转换机,构,构，机,械,械结构,简,简单，,响,响应速,度,度快，,控,控制精,度,度高，,是,是近年,来,来常用,的,的机器,人,人传动,方,方式。,直角坐,标,标机器,人,人,结构简,单,单；,定位精,度,度高；,空间因,数,数低；,用于印,刷,刷电路,基,基板的,元,元件插,入,入、紧,固,固螺丝,等,等。,3）按,操,操作机,的,的位置,机,机构形,式,式分类,：,：,圆柱坐,标,标型,结构简,单,单；,刚性好,；,；,空间利,用,用率低,；,；,用于重,物,物的装,卸,卸和搬,运,运，例,如,如Versatran机器人,极坐标,、,、球坐,标,标型,结构紧,凑,凑，所,占,占空间,较,较小。,水平多,关,关节型,垂直方,向,向上的,刚,刚性好,，,，适于,装,装配工,作,作,垂直多,关,关节,动作范,围,围宽；,结构刚,度,度低；,精度较,低,低；,装配、,搬,搬运、,弧,弧焊、,喷,喷涂、,点,点焊等,4）按,照,照机器,人,人的用,途,途分类,：,：,工业机,器,器人：,焊接、,喷,喷漆、,码,码垛、,装,装配、,搬,搬运,农业机,器,器人：,耕种、,施,施肥、,喷,喷药、,嫁,嫁接、,移,移载、,收,收获、,灌,灌溉、,养,养殖,探索机,器,器人：,水下、,太,太空、,空,空间、,危,危险环,境,境,服务机,器,器人：,清洁、,护,护理、,救,救援、,娱,娱乐、,保,保安,其它机,器,器人：,医疗、,福,福利、,林,林业、,渔,渔业、,建,建筑等,工业机,器,器人的,应,应用,1)在摩托,车,车行业,中,中的应,用,用,海南新,大,大洲摩,托,托车厂,用,用4台弧焊,机,机器人,工,工作站,完,完成新,大,大洲50系列摩,托,托车的,车,车架焊,接,接。该,生,生产线,自,自1998年3月投入,运,运行以,来,来，运,行,行良好,，,，性能,稳,稳定。,南京金,城,城机械,有,有限公,司,司在其125,-,-7D车架的,生,生产线,上,上使用,了,了7台机器,人,人用于,焊,焊接和,切,切割，,提,提高了,产,产品的,一,一致性,。,。,2)在电子,、,、家电,行,行业中,的,的应用,机器人,的,的应用,改,改变了,韵,韵声集,团,团八音,琴,琴全靠,手,手工装,配,配的历,史,史，提,高,高了企,业,业形象,，,，积累,了,了经验,，,，培养,了,了人才,，,，为企,业,业的下,一,一步发,展,展打下,了,了基础,。,。,3)在石化,行,行业中,的,的应用,哈工大,博,博实公,司,司自主,开,开发的,“,“自动,包,包装机,器,器人码,垛,垛生产,线,线”应,用,用于大,庆,庆石化,公,公司10万吨/年聚丙,烯,烯生产,装,装置，全线实,现,现了自,动,动运行,，,，,动作平,稳,稳可靠,，,，运行,速,速度快,，,，称重,精,精度高,，,，缝口,位,位置准,确,确，码,垛,垛垛形,整,整齐。,4)在采矿,业,业中的,应,应用,(1)特殊煤,层,层采掘,机,机器人,目前，,一,一般煤,矿,矿都用,综,综合机,械,械化采,煤,煤机采,煤,煤，但,对,对于薄,煤,煤层这,类,类特殊,情,情况，,运用综,合,合机械,化,化采煤,机,机采煤,就,就很不,方,方便，,有,有时甚,至,至是不,可,可能的,，,，而人,工,工采煤,作,作业又,十,十分艰,苦,苦和危,险,险，但,如,如果舍,弃,弃薄煤,层,层，又,会,会造成,资,资源的,极,极大浪,费,费。因,此,此，采用遥,控,控机器,人,人进行,特,特殊煤,层,层的采,掘,掘是最,佳,佳的方,法,法。这种采,掘,掘机器,人,人应该,能,能拿起,各,各种工,具,具