工业机器人综述.doc

工业机器人综述洪进生摘要随着时代的发展,工业生产逐渐步入自动化,而工业机器人也在这一领域大显神威。对于在制造环境中下使用的工业机器人,国际标准化组织(ISO)将工业机器人定义为:通过自动控制而具有操作功能和移动功能,以及可以通过编程来完成各种作业的机器。更具体地说,工业机器人是具有多轴和通用的自动机械,它的动作可以自动控制,并且通过程序可以调节各个轴的关节角(轨道),通过传感器反馈可以进行实时控制。工业机器人通过安装在其机械臂的机器手或其他制造用辅助工具,就能进行生产加工或产品制作等。机器人最早应用于汽车制造工业,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手足和大脑功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。目录一、工业机器人的分类(按功能) 1二、工业机器人的国内外发展状况 1三、工业机器人的基本组成 31、 驱动系统 32、 机械结构系统 33、 感受系统 44、 机器人-环境交互系统 45、 人机交互系统 46、 控制系统 4四、工业机器人的技术参数 51、 自由度 52、 精度 53、 工作范围 54、 速度 55、 承载能力 6五、 工业机器人的控制系统 6(一)组成 6(二) 主要功能 7(三) 控制方式 8六、 工业机器人的发展趋势 8七、 结语 9八、 参考文献 9一、工业机器人的分类(按功能)如下表机械臂及机械手相当于人的手臂,在机械臂的前端装有机械手固定顺序机器人按照预先设定好的顺序、条件、位置,逐步完成各阶段任务,但更改预先设定非常不便可变顺序机器人功能与固定顺序机器人相同,但能方便的修改预先设定示教机器人预先有人对机械手的动作进行示教,并将作业的顺序、位置、其他信息记录下来,在工作时再将它们读出来,由机械臂及机械手完成相关作业数控机器人将顺序、位置、其他信息变成署执行时的命令,让机械臂及机械手完成作业智能机器人根据自己的感觉机能和认识机能来决定自己行动的机器人二、工业机器人的国内外发展状况我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用,弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看,我和国外比还有一定的距离,如:可行性低于国外产品;机器人应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外比有差距;在应用规模上,我国已安装的国产工业机器人约200台,约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业,当前我国的机器人生产都是应用户的要求,“一个客户,一次重新设计”,品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低,而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术,对产品进行全面规划,搞好系列化、通用化、模块化设计,积极推进产业化进程。在国外,工业机器人技术日趋成熟,已经成为一种标准设备被工业界广泛应用。从而,相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司,它们包括:瑞典的ABBRobotics,日本的FANUC、Yaskawa,德国的KUKARoboter,美国的AdeptTechnology、AmericanRobot、EmersonIndustrialAutomation、S-TRobotics,AU,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产业。在国内,工业机器人产业刚刚起步,但增长的势头非常强劲。三、工业机器人的基本组成工业机器人有三大部分六个子系统组成。这三大部分是:机械部分、传感部分、控制部分。六个子系统是:驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统、控制系统,如下图所示。驱动系统机器人运行起来需给各个关节即每个运动运动自由度安装传动装置,这就是驱动系统。驱动系统可以是液压、气动或电动的,也可以是把它们结合起来应用的综合系统。机械结构系统工业机器人的机械结构系统由机身、手臂、手腕、末端操作器四大件组成,手臂一般由上臂、下臂和手腕组成、末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件,它可以是二手指或多手指的手爪,也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。感受系统感受系统由内部传感器和外部传感器组成,获取内部和外部环境状态中有意义的信息。现也可以应用智能传感器提高机器人的机动性、适应