(完整版)工业机器人文献综述

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毕设工业机器人运动学-文献综述

毕设工业机器人运动学-文献综述

机械臂的运动学分析综述前言随着工业自动化的发展,机械臂在产业自动化方面应用已经相当广泛。

机械臂在复杂、枯燥甚至是恶劣环境下,无论是完成效率以及完成精确性都是人类所无法比拟的,也因此,机械臂在人类的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。

自从第一台产业用机器人发明以来,机械臂的应用也从原本的汽车工业、模具制造、电子制造等相关产业,向农业、医疗、服务业等领域渗透。

按照不同的标准,机器人分类方法各异。

操作性与移动性是机器人最基本的功能构成[1]。

根据机器人是否具有这两个能力对机器人进行分类,可以把机器人大体分为三大类:(1)仅具有移动能力的移动机器人。

比如Endotics医疗机器人、Big Dog、PackBot,以及美国Pioneer公司的研究型机器人P2-DX、P3-DX、PowerBot 等。

(2)仅具有操作能力的机械臂。

比如Dextre、PUMA560、PowerCube机械臂等。

(3)具有移动和操作能力的移动机械臂系统。

如RI-MAN、FFR-1、以及勇气号火星车等[2]。

机械臂作为机器人最主要的执行机构,工程人员对它的研究也越来越多。

在国内外各种机器人和机械臂的研究成为科研的热点,研究大体是两个方向:其一是机器人的智能化,多传感器、多控制器,先进的控制算法,复杂的机电控制系统;其二是与生产加工相联系,满足相对具体的任务的工业机器人,主要采用性价比高的模块,在满足工作要求的基础上,追求系统的经济、简洁、可靠,大量采用工业控制器,市场化、模块化的元件。

机械臂或移动车作为机器人主体部分,同末端执行器、驱动器、传感器、控制器、处理器以及软件共同构成一个完整的机器人系统。

一个机械臂的系统可以分为机械、硬件、软件和算法四部分。

机械臂的具体设计需要考虑结构设计、驱动系统设计、运动学和动力学的分析和仿真、轨迹规划和路径规划研究等部分。

因此设计一个高效精确的机械臂系统,不仅能为生产带来更多的效益,也更易于维护和维修。

工业机器人的发展研究综述

工业机器人的发展研究综述

工业机器人的发展研究综述徐俊杰西华大学机械工程学院,四川成都610039摘要:随着科学技术的兴起,在这个浪潮中涌现出了许多机电一体化系列产品,其中 机器人 成了当前比较热门的话题㊂从目前看来,工业机器人已经得到了较为广泛的使用,因此,工业机器人的研究对于我国非常重要㊂欧美的一些发达国家㊁日本以及我国都对工业机器人进行了研究,开发出了诸如排雷机器人㊁物料搬运机器人㊁焊接机器人㊁防爆机器人等高效率的代替人类进行工作的机器㊂虽然工业机器人的出现提高了生产效率,但是依然存在着高能耗以及精度不够等问题㊂随着经济的发展,人们的需求也越来越大,因此需要提高生产效率以适应人们的需求,工业机器人是一个很好的选择,在这个节奏快速的世界,工业机器人的研究进度决定着一个国家的工业水平㊂关键词:工业机器人;技术;机电一体化中图分类号:TP242;F426.670引言工业机器人的出现解放了人们的双手,可以弥补市场劳动力不足的问题,因此许多国家都展开了相应的研究㊂本文综合了世界各国近年来工业机器人的发展状况,通过对国内外研究机器人的各大高校以及知名企业进行认真分析,来总结出各国机器人的发展研究状况㊂1国内外工业机器人的发展研究情况1.1国内的发展情况1.1.1国内技术发展研究情况我国由于国内的一些状况,对于工业机器人的研究起步于1980年左右,从开始到现在已有近40年的历史,也取得了一定的成就,大致可以分为种子期㊁开发期和适用化三大阶段㊂在20世纪70年代人类登上了月球,成功地向外太空进军,我国也紧随时代步伐成功发射了人造卫星㊂由于人类不能适应外太空的环境,因此用机器人代替人进行工作是一种必然的发展趋势㊂经历了这么多年的发展,我国在工业机器人领域已经取得了一定成就,开发出了一些物料搬运机器人㊁排雷机器人以及弧焊机器人等[1],目前国内有以下几个比较出名的公司㊂(1)新松机器人自动化股份有限公司,它在数字化和机器人方面比较强,是一家规模宏大的国有企业,在同行产业中处于领先的地位,它的机器人生产线完善度也达到了国际标准水平,自主研究出了例如协作机器人和特种机器人等高效率的工作机器,是一家非常有硬实力的公司[2]㊂(2)芜湖埃夫特智能装备有限公司,大型的物流运输设备是这家公司的强项[3],除此之外,它在汽车行业也不错,包括汽车的冲压㊁汽车的焊接还有汽车的装配㊂该公司与国外的品牌相比,最为明显的优势是物美价廉和方便售后维护㊂(3)广州数控设备有限公司,这家公司对于工业机器人的研究更不用说了,因为机器人是这家公司的主营业务,同样地,在搬运㊁弧焊㊁喷漆和切割等需要高精度㊁高难度产业有很好的研究,它的产品也被一些学校用作科研教学㊂在国内,它拥有更加完善的生产体系,也拥有非常强劲的研发团队㊂因此这家公司的销售额在国内占了很大的份额㊂国内开设有机器人专业比较好的学校有北京理工大学㊁吉林大学㊁浙江大学㊁武汉理工大学㊁同济大学㊁西安交通大学㊁华南理工大学和大连理工大学这八所高校,它们的硬实力和软实力都比较强,拥有专业的研究团队㊂84㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀人工智能与智能设备㊀㊀2019年第03期㊀1.1.2国内产品发展研究情况(1)示教再现型工业机器人这类机器人的代表是弧焊机器人,传统的焊接工作是比较危险的,而且培养这类人才需要耗费大量的精力和时间㊂因此,人们开发出了弧焊机器人,这类机器人的操作有一部分是依据示教再现原理㊂(2)智能机器人根据名称我们便可以有初步的了解,在其内部安装有微型计算机,通过显示屏则可以实现人机交互,也可以根据预定的设置进行操作,因此比较智能化㊂(3)机器人化机械研究开发这方面的研究包括一些自动化机床的研究和化工系统的研究㊂(4)以机器人为基础的重组装配系统这类研究包括开放式模块化装配机器人㊁面向机器人装配的设计技术㊁机器人柔性装配系统设计技术等㊂(5)多传感器信息融合与配置技术这类研究主要集中于传感器方面的研究,如焊接过程中的实时定位和一些偏配方生产过程中的监测技术,比较符合当代信息时代的潮流㊂1.2国外的发展情况1.2.1国外技术发展研究情况1962年,机器人最先出现在美国㊂经过多年发展,美国到现在依然是机器人领域的领跑者,尤其表现在自动化制造产业和一些高精确度的监测技术方面㊂在早期,美国主要停留在机器人的研究阶段,只有少数大学展开了研究,没有大量投入使用,直到20世纪70年代后期,美国人看出了机器人的潜在价值,因此,美国开始在一些高端领域例如航天㊁军事以及核能方面进行了实践探索,但是没有注意到国内的制造业,所以后来被日本赶超了㊂日本在自己的制造业中利用机器人提高了自己的产能,将产品卖出了国门㊂除了这两个领先者之外,德国在工业机器人方面也有很大的投入,其机器人数量在世界排在第三位㊂第二代机器人在目前来说,已经大量投入使用,发展得已经比较成熟了,现在世界各国正在开展智能化机器人领域的研究㊂目前,工业机器人被分为了日系和欧系两大主流系列㊂世界上几大生产机器人的公司:(1)瑞典的ABB公司该公司是目前规模较大的几家机器人制造公司之一㊂1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于工件的取放和物料搬运㊂第一台焊接机器人于1975年诞生于此地㊂到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后,它的机器人生产线更加完善㊂在焊接㊁高精度切割㊁喷漆和高难度装配等方面,该公司所生产的机器人都得到了广泛应用㊂(2)德国的KUKARoboterGmbh公司该公司也是机器人制造行业的佼佼者㊂它的机器人能够广泛用于汽车的生产㊁航天事业㊁机械产品的铸造以及医学等众多产业,主要用于材料处理㊁机床装备㊁包装㊁堆垛㊁焊接㊁表面修整等领域㊂(3)日本川崎重工业公司1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进机器人及技术,建立生产厂房,并于1968年试制出第一台日本产unimate机器人㊂随后日本的工业机器人很快进入了实用阶段,并由汽车业逐步扩大到各行业㊂世界上研究机器人领域的顶尖大学:(1)麻省理工学院麻省理工学院校园内已经创作出了一系列比较先进的机器人,著名校友有机器人之父科林㊃安格尔㊁波士顿动力公司创始人马克㊃雷伯特㊁iRobot公司的创始人之一的海伦㊃格雷纳等㊂(2)卡内基梅隆大学这所大学最先开设机器人这门学科,因此,它拥有先进完善的研发体系,引导NASA的火星探测器的软件和凯迪拉克的防碰撞系统都是在卡内基梅隆大学开始研究的㊂现在,科学家们开始研究一些比较实用的家用机器人和登月机器人㊂(3)日本早稻田大学日本早稻田大学是日本研究机器人较早的大学之一,特别是加藤一郎教授创立的加藤实验室㊂1967年,实验室启动了极具影响力的WABOT项目㊂1972年,世界上第一个全尺寸人形 智能 机器人 WABOT⁃1诞生㊂1.2.2国外工业机器人产品研究情况1977年,日本安川公司研发出世界首台全自动机器人,除此之外,日本还是首个将半导晶片机器人应用到半导体领域的国家㊂由日本FANUC公司制造的R⁃2000iA系列的工业机器人配置了视觉传94人工智能与智能设备㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年第03期㊀㊀感器系统,它能够捡起无序摆放的工件,并将这些工件按照顺序装配成功㊂IRB6是全球第一台全电控机器人,它是瑞典的ABB公司研制出来被用于搬运工业物料的工业机器人㊂截止到现在,德国KUKA公司研发出的机器人种类最为丰富,承载能力最大可达到1300kg,不仅可以对小部件进行检测㊁装配和打磨,也能够完成像货盘堆垛这样的重型作业,大大提高了人们的工作效率[3]㊂2工业机器人目前所存在的问题以及解决策略2.1工业机器人目前所存在的问题工业机器人目前主要存在的问题还是其本身的自重问题,一台机器人生产出来,手臂运动首先需要电机的输出力矩能够克服其自身的重力引起的阻力矩,从每一段关节来看,假设关节长度为L,关节质量为m,电机输出转矩为T,负载F=(T-0.5mgL)/2L,机器手臂所能承受的负载就会大打折扣,电动机输出的功率有许多都会浪费在克服其自重所做的功上,然而在大型的靠机器人生产的厂房里,有许多这样的工业机器人,就会造成能源大面积的浪费㊂2.2解决方案(1)将机械手臂的长度做得足够短,但是为了不减小机械手臂的可工作范围,可以加大机械手臂底座的活动范围,也可以让机器人能够在一定的范围内进行移动㊂(2)可以采用液压系统进行解决,液压系统具有精度较高㊁输出力较大的优点,利用液压缸的直线运动代替电机的旋转运动可以摆脱机器人臂长因素的限制㊂(3)利用现在的计算机技术计算机器人的最佳位置,即等效臂长越短,所能承受的负载就会越大㊂(4)采用机械强度高㊁密度小的材料来生产机械手臂,减轻机械手臂的自重㊂3未来的发展趋势在自动化与信息化的今天,利用集成电路电子技术结合机械制造技术,可以生产出许多高效率和高智能化的工业机器人,工业机器人能够代替人们完成焊接㊁排雷㊁未知区域的探险㊁深水区监测等高危险动作,也能够高质量高效率地完成流水线上的工作㊂对于像日本这样社会劳动力紧缺的国家,工业机器人能够节约日本国内的人力成本,而且机器人不需要休息,因而能够不间断地㊁高质量地生产人们所需的产品㊂现在的企业,越来越注重效率与成本,所以无论是今天还是未来,人们对于机器人的研究都不会间断,机器人会有很广阔的前景㊂参考文献[1]郭洪虹.工业机器人[M].16版.西安:西安电子科技大学出版社,2016.[2]孙嶷,张弢,张春龙,等.国内外机器人的应用情况与发展趋势[J].轻型汽车技术,2017(3):37.[3]谢胜强.工业机器人产业发展历史与未来趋势的文献综述[C]//决策论坛企业行政管理与创新学术研讨会论文集(上),2016.05㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀人工智能与智能设备㊀㊀2019年第03期㊀。

工业机器人技术的发展与应用综述

工业机器人技术的发展与应用综述

工业机器人技术的发展与应用综述近年来,随着科技的不断进步和工业化的不断深入,工业机器人技术成为了现代制造业中的重要组成部分。

本文将对工业机器人技术的发展与应用进行综述,以期更好地了解其在生产制造领域中的作用和意义。

一、工业机器人技术的发展历程工业机器人技术的发展可以追溯到20世纪60年代,当时的工业机器人主要采用传感器和程序控制的方式进行操作。

随着时间的推移,工业机器人技术从单一的重复操作向多样化、灵活化的方向发展。

现如今,工业机器人已经实现了传感器融合、自主决策、自我学习等高级功能,极大地提高了生产效率和产品质量。

二、工业机器人技术的应用领域1. 制造业:工业机器人在制造业中的应用广泛。

例如,汽车制造业中的焊接、喷涂、装配等工序都可以通过工业机器人完成,不仅提高了生产效率,还降低了劳动强度和人为错误的发生率。

2. 化工行业:在化工行业中,工业机器人可以承担危险和高温等工艺环境下的操作任务,能够确保工作人员的安全,并提高生产效率。

3. 食品加工业:由于工业机器人具有高精度和高速度的特点,因此在食品加工业中的分拣、包装和装卸等环节中广泛应用,大大提高了食品加工的效率和质量。

4. 医疗行业:工业机器人技术在医疗行业中也得到了应用。

例如,手术辅助机器人可以帮助医生进行精细的手术操作,提高手术准确性和安全性。

5. 物流行业:随着电子商务的飞速发展,物流行业对快速、准确地完成订单处理的要求越来越高。

工业机器人在物流行业中的应用可以大幅提高分拣、装卸和仓储等环节的效率。

三、工业机器人技术的优势和挑战1. 优势:工业机器人具有高精度、高速度和高重复性的特点,能够在短时间内完成大量的操作任务,提高生产效率。

此外,工业机器人还可以承担高危、高温和高精尖等工作环境下的操作任务,确保工作人员的安全。

2. 挑战:工业机器人技术的普及与推广面临一些挑战。

首先,高昂的价格限制了一部分中小企业的采用;其次,工业机器人的操作与维护需要专业人员,对企业员工的素质要求较高;最后,工业机器人在处理复杂、不确定性较高的任务时仍存在一定的局限性。

工业机器人发展研究综述

工业机器人发展研究综述

工业机器人发展研究综述摘要:在科学技术的高速的发展过程中,机器人已经成为了对人类影响力巨大的发明之一,工业机器人更是成为了我国制造业的核心,对推动我国制造业的健康发展产生了积极的影响。

本文首先介绍了国内外工业机器人企业及产品发展概况,之后介绍了国内外工业机器人在智能化,柔性化技术上的发展,最后提出了目前所存在的技术中低端和信息安全漏洞的问题及部分解决方案。

关键词:工业机器人;机器人产品及技术;智能化工业机器人作为一种现代化的科学技术结晶,其具有高稳定性、可靠性和高精度等主要特点,可以在高危的环境下进行作业,既减轻了工作人员的工作强度,同时也提高了作业的效率和质量,是推动制造产业发展的核心力量。

随着《中国制造2025》以及“工业 4.0”的推进,工业机器人的发展必将得到又一次的提升。

1工业机器人国内外发展现状现在的工业机器人技术可以说基本集中在了日本和欧洲。

在中国,我们现在的机器人产业是处在产业链的下游,主要是系统集成、二次开发、定制性部件和售后服务。

1.1国内工业机器人发展现状20世纪七十年代是我国工业机器人发展初期,70 年代的萌芽期,当时国内的一些先进知识分子已经开始意识到机器人技术在未来的重要性,并逐渐开始了对机器人技术的相关研究。

而近年来国际上一些先进的机器人企业瞄准了中国庞大的市场需求,大举进入中国。

除了早已进入中国的发那科(FANUC)、ABB、川崎等企业。

随着中国工业企业自动化水平的不断提高,机器人自动化线的市场也会越来越大,并且逐渐成为自动化生产线的主要方式。

随着《中国制造2025》以及“工业 4.0”的推进,在中央及地方政府的大力推动下,我国工业机器人行业得到发展,产量全年保持增长。

国内企业中,拥有百台以上制造能力的企业也仅有沈阳新松、东莞启帆(台资)、安徽埃夫特、上海沃迪、华中数控等几家,与外资企业上万台的销售规模差距明显。

作为中国机器人产业的翘楚和工业4.0的践行者与领导者,成功研制了具有完全自主知识产权的众多工业机器人。

机器人文献综述

机器人文献综述

机器人文献‎综述摘要:机器人是一‎种由主体结‎构、控制器、指挥系统和‎监测传感器‎组成的,能够模拟人‎的某些行为‎、能够自行控‎制、能够重复编‎程、能在二维空‎间内完成一‎定工作的机‎电一体化的‎生产设备。

机器人技术‎是综合了计‎算机、控制论、机构学、信息传感技‎术、人工智能、仿生学等多‎学科而形成‎的高新技术‎。

是当代研究‎十分活跃、应用日益广‎泛的领域。

也是一个国‎家工业自动‎化水平的重‎要标志。

关键词:机器人历史‎机器人分类‎移动机器人‎技术一、引言[1]机器人是当‎代自动化技‎术和人工智‎能技术发展‎的典型体现‎,也代表着制‎造技术发展‎的新水平,是一种由主‎体结构、控制器、指挥系统和‎监测传感器‎组成的,能够模拟人‎的某些行为‎、能够自行控‎制、能够重复编‎程、能在二维空‎间内完成一‎定工作的机‎电一体化的‎生产设备。

机器人尤其‎是工业机器‎人的广泛应‎用,极大提高了‎生产力。

目前世界上‎使用的机器‎人已有百万‎之多,并且次数目‎仍在快速增‎长。

其应用领域‎也从传统的‎制造业、军事应用逐‎步扩展到服‎务业、空间探索等‎。

二、机器人历史‎的发展[2]2015年‎,国内版工业‎4.0规划——《中国制造2‎025》行动纲领出‎台,其中提到,我国要大力‎推动优势和‎战略产业快‎速发展机器‎人,包括医疗健‎康、家庭服务、教育娱乐等‎服务机器人‎应用需求。

那么机器人‎发展阶段又‎如何呢?20世纪2‎0年代前后‎,捷克和美国‎的一些科幻‎作家创作了‎一批关于未‎来机器人与‎人类共处中‎可能发生的‎故事之类的‎文学作品,使得机器人‎在人们的思‎想中成为一‎种无所不能‎的“超人”。

1954年‎,美国的戴沃‎尔制造了世‎界第一台机‎器人实验装‎置,发表了《适用于重复‎作业的通用‎性工业机器‎人》一文,并获得美国‎专利。

1960年‎,美国Uni‎m atio‎n公司根据‎戴沃尔德技‎术专利研制‎出第一台机‎器人样机,并定型生产‎U n ima‎t e(意为“万能自动”)机器人。

(完整word版)文献综述(机械手)

(完整word版)文献综述(机械手)

文献综述题机械手概述目学院专业班级学号学生姓名任课教师一.前言部分:1.前言随着科学与技术的发展,机械手的应用领域也不断扩大。

目前, 机械手不仅应用于传统制造业如采矿,冶金,石油,化学,船舶等领域,同时也已开始扩大到核能,航空,航天,医药,生化等高科技领域以及家庭清洁,医疗康复等服务业领域中.如,水下机器人,抛光机器人,打毛刺机器人,擦玻璃机器人,高压线作业机器人,服装裁剪机器人,制衣机器人,管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人,作战机器人,侦察机器人,哨兵机器人,排雷机器人,布雷机器人等军用机器人都是机械手应用的典型.机械手广泛应用于各行各业.而且,随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩,未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活,其市场将繁荣兴旺。

2.相关概念机械手是一种模拟人手操作的自动机械。

它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。

应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动,实现生产的机械化和自动化,代替人在有害环境下的手工操作,改善劳动条件,保证人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

20世纪40年代后期,美国在原子能实验中,首先采用机械手搬运放射性材料,人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。

50年代以后,机械手逐步推广到工业生产部门,用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料,也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用,完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作.二.主题部分:1。

历史它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的,机械手研究始于20世纪中期,随着计算机和自动化技术的发展,特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。

同时,大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,又为机器人的开发奠定了基础。

另一方面,核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。

工业机器人研究综述

工业机器人研究综述

工业机器人研究综述)摘要:介绍了工业机器人的三个组成部分——主体,控制系统,驱动系统。

探讨了目前工业机器人技术的驱动系统,并且分析了工业机器人控制策略的种类以及目前工业机器人控制系统的特点。

同时,基于工业机器人的三个组成部分,提出了工业机器人的技术发展展望,最后总结了目前工业机器人技术的发展。

关键词:工业机器人控制系统驱动系统Review of industrial robotsAbstract: Three components of industrial robots - body, control systems and drive systems are introduced. Explores the current industrial robot technology drive system , and analyzed the type of industrial robot control strategies and the current industrial robot control system characteristics. Atthe same time, Based on the three components of industrial robots, Proposed Technical Development Prospect of industrial robots, and finally summarizes the current industrial robot technology.1、工业机器人体系结构工业机器人一般由主体、控制系统和驱动系统三个部分构成,如图1.1所示。

主体即工业机器人的执行机构,包括手部、腕部和臂部,有的机器人甚至还有行走机构;控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制;驱动系统用以使执行机构产生相应的动作,主要包括动力装置和传动机构。

工业机器人综述

工业机器人综述

工业机器人一、技术概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。

特别适合于多品种、变批量的柔性生产。

它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。

机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

二、现状及国内外发展趋势国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:1.工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降,平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的6.5万美元。

2.机械结构向模块化、可重构化发展。

例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。

3.工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

4.机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

工业机器人技术的发展与应用综述

工业机器人技术的发展与应用综述

Internal Combustion Engine & Parts• 193 •工业机器人技术的发展与应用综述陈探(四川一诺创赢科技有限公司,成都610200)摘要:随着科学技术水平的不断提升,机器人已经成为人类最伟大的发明之一,尤其是其中的工业机器人,机电一体化的快速发 展使其成为制造业中的核心装备,并为推动制造产业的健康发展产生了积极的影响。

本研究首先介绍了工业机器人的发展及其主要 技术;其次,阐述了工业机器人技术在我国的应用现状;最后,总结了工业机器人技术未来的发展趋势,期望以此来推动我国工业化进 程的发展。

关键词院工业机器人;机器人技术;制造业0引言工业机器人作为一种现代化的科学技术结晶,其具有 高稳定性、可靠性和高精度等主要特点,可以在高危的环 境下进行作业,既减轻了工作人员的工作强度,同时也提 高了作业的效率和质量,是推动制造产业发展的核心力 量。

目前,国内的工业机器人主要应用于制造业当中,大量 研究学者针对其目前的应用现状进行了研究,并形成了较 为完善的理论体系。

基于此,本研究主要对近年来国内有 关工业机器人技术发展与应用相关文献资料进行了整合,现将综述报道如下。

1工业机器人及其主要技术1972年,我国开始加强了对工业机器人的研制,在政 府部门的高度重视和支持下,于1986年实施了国家高技 术研究发展计划,并在多年的研究后取得了大量的研究成 果,成为了我国工业机器人发展的开端。

截止至2016年,我国已经成为全球最大的机器人市场,机器人的销量也达 到了 87000台,市场占有率提高至31%。

工业机器人所采 用的主要技术包括以下几种:①开放性模块化控制技术,工业机器人采用了分布式的CPU计算机结构,通过利用 机器人的控制器主计算机,以此来实现对机器人运动的有 效规划,同时也具有主控逻辑、数字I/O以及传感器处理 等功能,在对其进行编程的基础上,采取开放性模块化的 控制方式11]。

工业机器人关键技术已经应用方面的综述

工业机器人关键技术已经应用方面的综述

工业机器人关键技术已经应用方面的综述工业机器人是一种可以自动执行各种任务的机器人系统,广泛应用于制造业和工业生产中。

在过去的几十年中,工业机器人的关键技术得到了快速发展和应用,为工业生产带来了巨大的变革和提升。

本文将对工业机器人的关键技术及其应用方面进行综述。

工业机器人的关键技术主要包括感知与识别技术、运动控制技术、智能算法和人机交互技术等。

感知与识别技术是工业机器人实现自主感知和环境识别的基础。

通过使用传感器和视觉系统,工业机器人可以获取周围环境的信息,并实现对物体、位置和形状等的识别。

感知与识别技术的应用使得机器人可以实现自主调整和适应不同工作环境的能力,提高了工业机器人的灵活性和适应性。

运动控制技术是工业机器人实现高精度、高速度运动的关键。

通过使用精密的运动控制系统和算法,工业机器人可以实现各种复杂的运动路径和动作。

运动控制技术的应用使得机器人可以完成精细的装配、焊接、喷涂等工作,大大提高了生产效率和产品质量。

智能算法是工业机器人实现自主决策和智能化操作的核心。

通过使用机器学习、深度学习等算法,工业机器人可以学习和优化自身的操作策略,实现自主决策和智能化控制。

智能算法的应用使得机器人可以根据不同的任务和环境要求,自动调整和优化工作流程,提高了工业机器人的智能化水平和工作效率。

人机交互技术是工业机器人实现与人类进行有效交互和协作的关键。

通过使用语音识别、手势识别、虚拟现实等技术,工业机器人可以与人类进行自然而直观的交互,实现共同完成任务。

人机交互技术的应用使得机器人可以与工人进行紧密合作,实现人机协同工作,提高了工业生产的效率和安全性。

工业机器人的关键技术已经在各个领域得到广泛应用。

在制造业中,工业机器人可以实现自动化生产,提高生产效率和产品质量。

在汽车制造中,工业机器人可以完成车身焊接、喷涂等工作。

在电子制造中,工业机器人可以完成电路板组装和测试等工作。

在食品加工中,工业机器人可以实现食品包装和分拣等工作。

机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述【范本模板】

机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述【范本模板】

(2)控制系统的硬件结构
通过小组初步讨论决定控制计算机使用研华的主机,运动控制卡选用ADT(深圳众为兴),电机选用伺服电机.
(3)控制系统的软件部分
主要采用VC进行编程,构建一个控制系统平台,在程序中给定坐标后,实现机械手从一点移动到另一点进行上下料的搬运工作。

之所以使用VC,一方面,ADT 的运动控制卡支持VC进行编程,另一方面,使用VC进行编程比较灵活,易于改进和变化。

(4)电路图部分
根据所选的硬件设备,使用Protel进行绘制.
三、作者已进行的准备及资料收集情况
在设计之前,翻阅了多篇关于机器人方面的书籍.对于控制系统的发展及其在机器人上的应用都有了相关的了解,这为建立机器人控制系统的模型做了一些前期准备工作.在此期间,还自学Protel和Solidworks等软件,为控制系统的电路设计和程序设计做好了准备。

还借了《单片机基础》、《48小时精通Solidworks2014》、《工业机器人》等书籍便于今后设计过程翻阅参考。

四、阶段性计划及预期研究成果
1.阶段性计划
第1周:阅读相关文献(中文≥10篇,英文≥1篇),提交文献目录及摘要。

第2周:翻译有关中英文文献,完成文献综述、外文翻译,提交外文翻译、文献综述.
第3~6周:控制系统总体设计,提交设计结果.
第7~11周:硬件元器件的选型、I/O口接线图,提交设计结果
第,12~14周:软件编程,装配图。

第15周:工程图绘制,工程图。

第16周撰写毕业设计说明书,提交论文,准备答辩。

工业机器人国内外发展综述

工业机器人国内外发展综述

工业机器人国内外发展综述摘要]随着国家乃至全球范围内对智能制造的大力推广,工业机器人成为智能制造执行端的核心产品之一。

本文简要介绍工业机器人发展概述,目前全球主要的工业机器人生产厂家,国内外工业机器人比较,,发展趋势。

[关键词]工业机器人;智能制造;发展趋势,对比。

0 引言随着工业生产的发展,全球范围内掀起了智能制造的浪潮,德国、美国、中国先后提出了工业4.0、工业互联网、中国制造2025,预示着信息技术与传统制造业融合是传统制造业发展的必然趋势。

1 工业机器人概述为了适应现代生产力的需求,越来越多的工业机器人投入到工业生产中,在工厂车间环境中配合自动化生产的需要,代替人来来完成材料的搬运、加工、装配等操作。

工业机器人代替了现阶段大部分人力,不仅工作的更加缜密而且效率极高,一般是由机械本体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化的自动化生产设备。

2 工业机器人的市场分析在国际上,工业机器人技术日趋成熟,已经成为一种标准设备而得到工业界广泛应用,从而也形成了一批在国际上较有影响力的、著名的工业机器人公司他们包括:瑞典的ABBRobotics,日本的FANUC、Yaskawa(安川)、NACHI(不二越)、OTC、MITSUBISHI(三菱)德国的KUKARoboter,美国的AdeptTechnology、AmericanRobot、EmersonIndustrialAutomation、S-TRobotics,意大利COMAU,英国的AutoTechRobotics,加拿大的JcdInternationalRobotics,以色列的RobogroupTek公司,这些公司已经成为其所在地区的支柱性企业。

1、瑞典ABBRobotics公司ABB公司是世界上大的机器人制造公司。

ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配、铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。

工业机械手文献综述

工业机械手文献综述

工业,它的过去与未来1约翰霍兰德每年春天,大学和学院产生很多工科学生在令人兴奋的自主机器人领域找到了一席之地。

有些人选择他们认为可以获得此职位的技术学科,而另外一些进入了特别的学校,因为这些学校在机器人上提供程序和学位。

很少有人意识到,至少直到他们真正的开始工作,几乎不存在真正的这样的工作。

因此,那些最坚定的机器人工程师为了提供他们的思想生活最终走出去形成机器人公司。

坏消息是,对这些努力成功的统计数字是暗淡。

好消息是,为了赢得胜利金戒指仍然存在!我在这一章的目的是为了说明正在考虑探索的勇敢的心灵,有可能的话,给你如何面对商界的启示。

要意识到的最重要的东西是你至少在机器人设计上有你商业策略的创意。

如果这一挑战不能让你兴奋,它不是激发团队或者个人,就是浪费你的精力。

在这项技术的讨论中,我们不断重复观察到得模式。

这在生意上也是真的,所以抽出时间去研究过去,很可能有助于未来我们的成功。

为了了解我们再哪里,我们还必须明白,我们从何处来,又是如何走到这里。

1 机器人的历史今天,单词“机器人”是用来描述令人眼花缭乱的硬件和软件。

如果我们接受这个定义:一台机器可以通过编程做有用的工作,那么机器人的历史是用世纪来衡量而不是用年。

比如,约瑟夫在1801年发明了利用打孔卡编程的纺织机。

机器人这个名字不会再另外一个120年里被创造,然而,当捷克剧作家卡雷尔恰佩克利用“罗博陶”来形容一个机械仆人。

在捷克单词“罗博陶”是转换农奴和努力之间的事。

不久以后关于机器人的漫画,科幻书籍和电影开始出现,如果不是经济,机器人这个词在当地被牢固的建立。

人们通常认为现代工业机器人的发明人是乔治迪沃尔,在1954年创建了通用可编程机械手。

在1956年,德沃尔和恩格伯格形成尤尼梅申,从此一个产业诞生了。

恩格伯格虽然是一名工程师,他在促销宣传上也有天赋。

使用机器人一词描述这些机械臂后来才成为市场营销的新方法之一。

经过多年试图通过传统的工业销售营销渠道出售这些革命性的设备,恩格伯格带着公司的机器人之一出现在约翰尼卡森的“今夜秀”节目,反应是完全不可想象的。

工业机器人课设参考文献

工业机器人课设参考文献

工业机器人课设参考文献工业机器人课设参考文献引言:工业机器人是现代生产制造领域中的重要一环,其在提高生产效率、降低劳动强度和提升产品质量方面发挥着关键作用。

在工业机器人的设计和应用过程中,课设作为一种实践性的学习任务,可以帮助学生更好地理解和应用相关知识。

本篇文章将为你提供一些工业机器人课设方面的参考文献,以供你参考和借鉴。

一、工业机器人概述:1. Woodson, W. E., & Schott, R. J. (2019). Introduction to Robotics. New York, NY: Springer.该书详细介绍了机器人的发展历程、机器人技术的基本原理以及机器人系统的组成部分。

它还提供了广泛的实例以帮助读者理解机器人在各个领域的应用。

2. Asfahl, C. R. (2016). Industrial Robotics: Theory, Modelling and Control. Hoboken, NJ: Wiley.该书探讨了工业机器人的理论基础、建模方法和控制策略。

它详细介绍了机器人运动学、动力学、传感器和执行器等相关知识,对于设计和控制工业机器人系统非常有帮助。

二、工业机器人应用:1. Khatib, O. (2016). Springer Handbook of Robotics. New York, NY: Springer.这本手册涵盖了机器人学的广泛领域,包括工业机器人的应用。

其中的一些章节特别涉及到了工业机器人在自动化生产、装配、焊接、包装等方面的应用。

2. Siciliano, B., & Khatib, O. (2008). Springer Handbook of Robotics. New York, NY: Springer.该手册包含了工业机器人在制造业中的应用和挑战。

其中的章节涵盖了机器人视觉、语音识别和智能控制等方面的技术,为理解和应用机器人在工业环境中的任务提供了重要参考。

工业机器人课设参考文献

工业机器人课设参考文献

工业机器人课设参考文献一、引言工业机器人是一种能够自动执行各种任务的机械设备,其应用范围广泛,包括汽车制造、电子制造、医疗保健等领域。

随着技术的不断发展,工业机器人的功能和性能也在不断提高。

本文将通过分析相关文献,探讨工业机器人的发展趋势、应用和挑战。

二、工业机器人的发展趋势2.1 人机协作随着人工智能和感知技术的进步,人机协作成为工业机器人发展的重要方向。

人机协作可以提高生产效率和工作安全性,使机器人能够与人类工作人员共同完成任务。

2.2 柔性制造工业机器人的柔性制造能力越来越受到关注。

柔性制造意味着机器人能够适应不同的生产需求,灵活地进行任务切换和调整。

这种柔性制造能力可以提高生产效率和适应市场需求的变化。

2.3 数据驱动随着大数据和机器学习技术的发展,工业机器人的数据驱动能力也得到了提升。

机器人可以通过学习和分析大量的数据,提高自身的决策能力和自主性。

2.4 智能化工业机器人的智能化程度越来越高。

智能化包括感知、决策和执行三个层面,使机器人能够更加灵活、智能地完成各种任务。

三、工业机器人的应用3.1 汽车制造汽车制造是工业机器人应用最广泛的领域之一。

工业机器人可以在汽车生产线上完成各种组装和焊接任务,提高生产效率和产品质量。

3.2 电子制造在电子制造领域,工业机器人可以完成电子产品的组装、检测和包装等任务。

工业机器人的高度精确性和稳定性使其在电子制造过程中发挥重要作用。

3.3 医疗保健工业机器人在医疗保健领域的应用也越来越广泛。

例如,机器人手术助手可以协助医生进行手术操作,提高手术的精确性和安全性。

3.4 其他领域工业机器人还在航空航天、军事和食品加工等领域得到应用。

随着技术的不断进步,工业机器人的应用领域将会进一步扩大。

四、工业机器人面临的挑战4.1 安全性工业机器人在与人类工作人员协作时,安全性是一个重要的考虑因素。

机器人需要具备安全感知和避障能力,以避免对人类工作人员造成伤害。

4.2 可靠性工业机器人需要具备高可靠性,以保证生产过程的稳定性和连续性。

(完整版)工业机器人文献综述

(完整版)工业机器人文献综述

(完整版)工业机器人文献综述工业机器人文献综述生产力在不断进步,推动养科技的进步与革新,以建立更加合理的生产关系。

自工业革命以来,人力劳动己经逐渐被机械所取代,而这种变革为人类社会创造出巨大的财富,极大地推动了人类社会的进步时至今天,机电一体化,机械智能化等技术应运而生并己经成为时代的主旋律。

1.工业机器人的发展:1.1 机器人概念的诞生机器人技术一词虽然出现的较晚,但这一概念在人类的想象中却早已出现。

自古以来,有不少科学家和杰出工匠都曾制造出具有人类特点或具有动物特征的机器人雏形。

我国西周时期的能工巧匠就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早的涉及机器人概念的文章记录,此外春秋后期鲁班制造过一只木鸟,能在空中飞行,体现了我国劳动人民的智慧。

机器人一词由捷克作家--卡雷尔.恰佩克在他的讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首次提出,剧中描述了一机器奴仆Robot。

此次Robot被沿用下来,中文译成机器人。

1942年美国科幻作家埃萨克.阿西莫夫在他的科幻小说《我.机器人》中提出了“机器人三大定律”,这三大定律后来成为学术界默认的研发原则。

现代机器人出现于20世纪中期,当计算机技术出现,电子技术的进步,数控机床的出现及与机器人相关的控制技术和零件加工技术的成熟,为现代机器人的发展打下了基础。

1.2 国内机器人的发展史在我国目前采用工业机器人的行业主要有汽车行业、摩托车、电器、工程机械、石油化工等行业。

我国作为亚洲第三大的工业机器人需求国,对于工业机器人的需求量在逐年增加,从而吸引了大批工业机器人的制造商,加快了我国工业机器人技术的发展第一阶段是20世纪80年代,我国为t跟踪国际机器人技术的道路,当时以原机械工业部为主,航天工业部等部门联合组织国内的相关研究单位开展了工业机器人的研究,先后推出了弧焊、点焊、喷漆等多种工业机器人。

直到90年代,通过国家863计划等的K77,我国具备t独!)设计不}}生产工业机器人的能力,培养了一批高水平的研究生产队伍进入21世纪,中国的工业机器人发展进入t一个崭新的阶段,其中最大的特点是以企业为主体,以市场为导向、赢利为目标的机器人产业开发群体止在形成。

工业机器人的研发及应用综述

工业机器人的研发及应用综述

工业机器人的研发及应用综述摘要:本文对工业机器人的研发及应用进行了全面综述,介绍了工业机器人的定义、特点、作用及研发历程,并分析了其在各个领域的应用情况。

总结了工业机器人研发中的主要成果和不足,并提出了未来研究的方向和挑战。

引言:工业机器人是现代制造业的重要组成部分,对于提高生产效率、降低成本、提升产品质量等方面具有重要意义。

随着科技的不断进步和制造业的持续发展,工业机器人的研发和应用也越来越受到。

本文将对工业机器人的研发及应用进行综述,旨在介绍其现状、分析未来发展趋势,为相关领域的研究和实践提供参考。

文献综述:工业机器人的研发历程可以追溯到20世纪60年代,经过多年的发展,已经在全球范围内得到了广泛应用。

工业机器人的研发涉及到多种学科,如机械工程、电子工程、计算机科学、人工智能等,具有高科技和精密制造的特点。

工业机器人的研发成果主要包括:1)仿生学技术的应用,如模拟人类运动轨迹和姿态调整,提高了机器人的灵活性和适应性;2)运动控制理论的发展,如基于模型的控制、自适应控制等,实现了对机器人精确的运动规划和轨迹跟踪;3)智能化技术的应用,如机器视觉、深度学习等,提高了机器人的感知能力和自主决策能力。

工业机器人在各个领域都有广泛的应用,如汽车制造、电子制造、医疗设备、航空航天等。

在汽车制造领域,工业机器人可以实现自动化生产线、焊接、装配等任务,提高生产效率和产品质量;在电子制造领域,工业机器人可以进行精密零件的加工和组装,提高生产效率并降低成本;在医疗设备领域,工业机器人可以用于手术操作、康复训练等方面,提高医疗水平和治疗效果。

虽然工业机器人的研发和应用已经取得了显著成果,但仍存在一些不足和挑战。

例如,机器人的感知能力和自主决策能力还有待提高;机器人的耐用性和可靠性也需要进一步加强;如何实现机器人的大规模生产和应用,降低成本,也是未来研究的重要方向。

工业机器人的研发及应用是现代制造业和未来智能制造的重要组成部分。

工业机器人技术的发展与应用综述

工业机器人技术的发展与应用综述

工业机器人技术的发展与应用综述【摘要】目前,随着我国工业建设的快速发展,科学技术不断发展,设备控制方式不断变化。

不仅控制效果更好,而且控制功能也非常令人满意。

随着工业机器人在实践中的需求越来越大,提高和优化工业机器人的水平变得越来越重要。

因此,研究我国工业机器人的现状和工业化发展战略具有重要的现实意义。

【关键词】工业机器人技术;发展;应用综述引言自动控制技术本身具有许多技术优势,其在工业领域的应用十分普遍,同时促进PLC技术在运行中有一定的改善作用,工业机器人在工业生产中的应用价值是多样化的,不仅提高了系统的效率,此外,还必须加强对个人参与的控制,减少各种因素的消极影响。

人类工业领域,由PLC控制的工业机器人具有很高的应用价值,它们可以实现集成的机电管理和高的生产自适应值。

因此,在工业机器人控制系统中探索PLC技术应用具有很高的实用性。

1.国内工业机器人发展现状中国的工业机器人,目前处于快速稳定发展阶段。

在许多因素的支持下,政策红利、经济转型和现代化及刚性需求的释放,从而很多工业机器人发展的余地。

发展制造业的转型和升级是关键设备中推动创新、高端制造和一个链接,推动我国制造业的转型和发展劳动密集型发展。

过去,中国制造业的主要特点是劳动力成本低、资源破坏和环境退化。

为了更好地向生态、高效、高附加值和精细的方法发展,必须强调工业机器人的应用机制。

工业机器人是我国高端设备的基础设备,是我国“十二五”规划发展的重要设备,也是其他新兴产业发展的基础设备。

中国庞大的人口一直导致劳动力相对较少,生产技术相对先进,间接限制了工业机器人的使用。

然而,随着工业机器人价格的下降和性能指标的改善,劳动力成本的上升,工作条件的改善和市场竞争力的提高,企业面临着越来越大的压力。

工业机器人及其配套的自动化设备是福利产业的一部分,对未来的生产和社会发展有着非常重要的影响。

统计数据显示,我国工业机器人的数量正在迅速增长。

目前涉及各种类型的工业机器人,如注塑、喷涂、焊接、装配、冲压和搬运。

机械手文献综述

机械手文献综述

文献综述1. 机械手概述工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分,这种新技术发展很快,逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。

机械手涉及到机械学、力学、自动控制技术、电器液压技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。

工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。

它的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现在人的智能和适应性。

机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力,在国民经济领域有着广泛的发展空间。

机械手的快速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:一、它能部分的代替人工操作;二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、位置和时间来完成工件的传送与装卸;三、它能操作必要的工具进行装配和焊接,从而大大的改善了作业员的劳动条件,提高了劳动生产率,加快了实现工业生产机械化和自动化的步伐。

因而,受到很多国家的重视,投入大量的人力物力来研究和应用。

尤其是在高温、高压、噪音、粉尘以及带有放射性和污染的场合,应用更为广泛。

在我国近几年也有较快的发展,并且取得一定的效果,受到机械工业的重视。

机械手是一种能自动控制并可重新编程以变动的多功能机器,它有多个自由度,可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。

机械手的结构形式开始比较简单,专用性比较强。

但随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。

由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。

2. 机械手发展史现代工业机械手起源于20世纪50年代初,是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化。

机械手首先是从美国开始研制的。

1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。

它的结构是:机体上安装回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。

工业机器人的发展及现状综述_穆剑桥

工业机器人的发展及现状综述_穆剑桥

机器人一词最早是由捷克作家卡雷尔·查培克于1920年在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中提出的,剧中Robot 这个词的本义是苦力,代表一种外表类似人,有着机器的功能和特征的人造的苦力。

它是最早工业机器人的设想。

随着人类科技的发展,机器人技术早已应用到人们的生活中,多种形式的机器人已被设计出来服务人类生产生活。

而工业机器人的出现大大提高了人类的生产的水平,并且伴随着技术的突破,人类未来的生产可能完全被机器人所取代。

1 工业机器人的发展工业机器人可以算是计算机之后出现的新一代的生产工具。

1954年,美国《通用重复性机器人》专利中首次阐述了工业机器人的概念;美国Unimation 公司在1959年生产了世界上第一台工业机器人。

伴随着人类社会的进步,可以将工业机器人划分为三代:第一代为示教再现型机器人,第二代是感觉型机器人,第三代是智能型机器人。

目前,工业机器人的三个基本结构主要有:主体、驱动系统和控制系统。

国外工业机器人已经被广泛应用在各个领域,且其技术发展速度快。

形成了较具影响力的工业机器人公司,主要分为日系和欧系,例如:英国的AutoTech Robotics,日本的FANUC,美国的American Robot,德国的KUKA Roboter 等。

美国式机器人已发展成世界机器人强国之一。

美国Adept Technology 公司在视频监控机器人设计方面赢得了全球声誉。

Adept Technology 的产品包括各种系列的机械臂,可以用于产品包装、测试、分选、装卸等各种机械设备中,通过其自动视觉识别系统和中央控制系统,可以将机械臂与生产流水线融为一体,大大提高各项效率;在日本,工业机器人机器人代替了工业机器人的发展及现状综述穆剑桥 王智斌 山东科技大学 山东青岛 266590大量的劳动资源,大大提高生产效率,减轻劳动强度,提高日本在国际上的竞争力。

FANUC 公司主要针对工业机器人和工厂自动化开展业务,其代表产品为:R-2000iA 系列等多功能智能机器人;德国工业机器人的数量也属于世界领先水平。

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工业机器人文献综述生产力在不断进步,推动养科技的进步与革新,以建立更加合理的生产关系。

自工业革命以来,人力劳动己经逐渐被机械所取代,而这种变革为人类社会创造出巨大的财富,极大地推动了人类社会的进步时至今天,机电一体化,机械智能化等技术应运而生并己经成为时代的主旋律。

1.工业机器人的发展:1.1 机器人概念的诞生机器人技术一词虽然出现的较晚,但这一概念在人类的想象中却早已出现。

自古以来,有不少科学家和杰出工匠都曾制造出具有人类特点或具有动物特征的机器人雏形。

我国西周时期的能工巧匠就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早的涉及机器人概念的文章记录,此外春秋后期鲁班制造过一只木鸟,能在空中飞行,体现了我国劳动人民的智慧。

机器人一词由捷克作家--卡雷尔.恰佩克在他的讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首次提出,剧中描述了一机器奴仆Robot。

此次Robot被沿用下来,中文译成机器人。

1942年美国科幻作家埃萨克.阿西莫夫在他的科幻小说《我.机器人》中提出了“机器人三大定律”,这三大定律后来成为学术界默认的研发原则。

现代机器人出现于20世纪中期,当计算机技术出现,电子技术的进步,数控机床的出现及与机器人相关的控制技术和零件加工技术的成熟,为现代机器人的发展打下了基础。

1.2 国内机器人的发展史在我国目前采用工业机器人的行业主要有汽车行业、摩托车、电器、工程机械、石油化工等行业。

我国作为亚洲第三大的工业机器人需求国,对于工业机器人的需求量在逐年增加,从而吸引了大批工业机器人的制造商,加快了我国工业机器人技术的发展第一阶段是20世纪80年代,我国为t跟踪国际机器人技术的道路,当时以原机械工业部为主,航天工业部等部门联合组织国内的相关研究单位开展了工业机器人的研究,先后推出了弧焊、点焊、喷漆等多种工业机器人。

直到90年代,通过国家863计划等的K77,我国具备t独!)设计不}}生产工业机器人的能力,培养了一批高水平的研究生产队伍进入21世纪,中国的工业机器人发展进入t一个崭新的阶段,其中最大的特点是以企业为主体,以市场为导向、赢利为目标的机器人产业开发群体止在形成。

尽管国外大的工业机器人公司为了占领中国不断扩大的市场,加大了其在中国的经销力度,但是中国的机器人企业以自己独有的市场信息优势、售前售后的服}}c势、针对中国企业的工艺特点的专门化设计优势努力争取自己的市场地位随养全球经济的一体化发展,世界制造中心向中国转移的趋势,中国工业机器人的产业会快速的发展起来,特别重要的是研制单位必须和需求紧密结合,让机器人走进工厂,实现真止的产业化。

经过20多年的探索,我国的工业机器人自动化技术取得t长足的发展,但是与世界发达国家相比,还有不小的差距;机器人应用工程起步也较晚,应用领域窄,生产线系统技术落后随养我国制造业-尤其是汽车行业的发展,对工业机器人的需求日益增长,工业机器人的拥有量远远不能满足需求量。

尤其是基础零部件和元器件生产和制造、机器人可靠性以及成木等问题,都存在很多问题。

尤其在大负载工业机器人方而,不仅产品长期大量依靠从国外引进,在维护、更新改造方而对国外的依赖也相当严重。

1.3国内外工业机器人的发展方向为进一步提高工业机器人的性能,以满足现代机械高速度、高精度的要求,世界上各个工业强国纷纷投入t大量的人力和物力来研究工业机器人,使得机器人向养智能化和多功能化的方向发展,主要包含有以下几个方而:1工业机器人在机械结构方而采用模块化、可重组的结构,提高自身的材料质量,从而提高其负载能力2工业机器人采用开放式的控制系统,进一步加强声、机交互界而目前世界各国主要研究机器人控制器的标准化和网络化,大大提高在线编程的可操作性,将来主要研究离线编程3在工业机器人中,为t进一步提高机器人与外界的交互能力,多种传感器的使用是其研究的关键。

目前针对于机器人的传感器的研究主要是多传感器的融合算法,将多种功能融合与一个传感器中,同时将传感器进行实用化 4现代工业机器人在体积方而越来越小,控制系统采用集成块系列,逐步朝养一体化的方向发展5采用多传感器、多媒体和虚拟控制系统,实现机器人的虚拟操作和声、机交互6目前工业机器人研究的一个崭新的领域是多智能体控制技术,主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理,感知与学习方法,建模不}}规划、群体行为控制等方而进行研究2.机器人的应用情况2.1 机器人在制造业中的应用机器人已广泛应用于汽车与汽车零部件制造业,机械加工行业,电子电器行业,橡胶及塑料工业,食品工业,木材与家具制造业等领域。

在工业生产中,弧焊机器人,点焊机器人,喷涂机器人及装配机器人等都被大量使用。

焊接机器人是从事焊接作业的工业机器人,广泛用于汽车及其零部件制造,摩托车,工程机械等行业,焊接机器人主要包括弧焊机器人和点焊机器人量大类。

在喷涂工序中雾状涂料对人体的危害很大,并且在喷涂环境中照明通风的条件很差,因此在喷涂作业中大量使用了机器人,与其他机器人相比,喷涂机器人要足够灵活,平稳,控制方式通常为手把手示教的方式,并且还要有防爆机构等。

2.2 机器人在非制造业中的作用随着科学技术的发展,机器人的应用领域已从传统的制造业扩大到核能,航空,航天,生化等高科技领域及家庭清洁,医疗康复,娱乐,教育等各个领域。

应用在非制造业领域的机器人主要有双足步行机器人,医疗手术机器人水下机器人,六足机器人等。

3.工业机器人的结构及工作原理3.1 概述机器人系统是由机器人和作业对象及环境共同组成的,其中包括机器人机械系统,驱动系统,控制系统,和感知系统四的部分组成。

可以说机器人的组成部分与人类极为类似。

一个典型的机器人有一套可移动的身体结构、一部类似于马达的装置、一套传感系统、一个电源和一个用来控制所有这些要素的计算机“大脑”。

从本质上讲,机器人是由人类制造的“动物”,它们是模仿人类和动物行为的机器。

3.2 结构工业机器人的机械系统包括机身,臂部,手腕,末端操作器和行走机构等部分组成,每一部分都有若干自由度的机械系统。

此外,有的机器人还具有行走机构,若具有行走机构则构成行走机器人,若没有则构成单机器人手臂。

工业机器人的机械机械系统相当于人的身体(骨骼,手,臂,腿等)。

驱动系统主要是指驱动机械系统动作的驱动装置。

这部分的作用相当于人的肌肉。

根据驱动源的不同,驱动系统分为电气,液压,气压以及把它们结合起来应用的综合系统。

电气驱动在工业机器人中应用的最为广泛,主要分为步进电动机,直流伺服电机和交流伺服电机三种。

液压驱动运动平稳,且负载能力大,对于重载的搬运和零件加工机器人,采用液压驱动比较合理。

但液压驱动管道复杂,清洁困难,因此限制了在装配作业中的作用。

无论电气还是液压驱动的机器人,其手爪的开合都采用气动形式。

控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号,控制机器人的执行机构,使其完成规定的运动和功能。

如果机器人不具备信息反馈特征,则该控制系统称为开环控制系统;如果机器人具备信息反馈特征,则还控制系统称为闭环控制系统。

该部分主要由计算机硬件和控制软件组成。

软件主要有人与机器人联系的人机交互系统和控制算法等组成。

该部分的作用相当于人的大脑。

感知系统由内部传感器和外部传感器组成,其作用是获取机器人内部和外部环境信息,并把这些信息反馈给控制系统。

内部状态传感器用于检测各个关节的位置,速度等变量,为闭环伺服控制系统提供反馈信息。

外部状态传感器用于检测机器人与周围环境之间的一些状态变量,如距离,接近程度和接触情况等,用于引导机器人,便于其实别物体并作出相应处理。

该部分的作用相当于人的五官。

4.工业机器人技术应用的预测与展望机器人技术是感知、决策、行动和交互四大技术的结合。

随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术正源源不断地向人类活动的各个领域渗透。

结合这些领域的应用特点,人们发展了各种特种机器人和智能机器,如仿人机器人、仿生机器人、微机器人、医疗机器人、水下机器人、移动机器人、军用机器人、空间机器人、农林机器人等。

它们从外观上看已经远远脱离了最初工业机器人的形状,其智能和功能也大大超出了工业机器人的范围,更加符合应用领域的特殊要求。

传统的机器人是对人体的延伸,一般需要人来操作;而特种机器人和智能机器则是通过感知,由计算机推理进行响应和动作,是对人类智能的延伸。

要使机器人有重大突破必须在下列方面取得技术进步:•缩短实时系统响应的总时间(从传感器到执行器)以增强机器人的性能;•具有先进的人工智能以增强自主决策能力;•传感器和执行器更为小巧和轻便以减小机器人的体积并提高能效;•具有能量监测和发电能力以延长自主工作时间。

对国家而言,机器人的研究,制造和应用水平逐渐成为一个国家科技水平和经济实力的象征,正在受到许多国家的广泛重视。

现代机器人技术是当代技术领域的先导,吸引了许多有才华的人从事研究。

通过他们的努力,现代的,复杂的,自适应甚至是高度智能的机器人已经逐步成为现实。

可以相信,人类社会的明天和机器人技术的明天都将是辉煌的。

参考文献:[1]《工机器人》蒋刚、龚迪琛西南交通大学出版社 . 2010[2]《业机器人》韩建海华中科技大学出版社 . 2006[3]《工业机器人基础》孙树栋西北工业大学出版社 . 2006[4]《机器人技术手册》日本机器人学会科学出版社 . 1996[5]《机器人》李明上海科学技术出版社 . 2012[6]《工业机器人》吴振彪华中科技大学出版社 . 2006[7]《世界机器人发展历程》工握文..国防科技大学出版社[8]《我国工业机器人技术发展的历史现状与展望》陈佩云.1994.[9]《.高技术研究前沿展望》马俊如,余翔林中国科技大学出版社,1995.。

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