先进制造技术PPT

1、工业机器人工业机器人 19201920年，捷克斯洛伐克小说家、剧作家恰年，捷克斯洛伐克小说家、剧作家恰 佩克在他写的科学幻想戏剧佩克在他写的科学幻想戏剧罗素姆万能机罗素姆万能机 器人器人中，塑造了只会劳动不会思维的机器中，塑造了只会劳动不会思维的机器 人形象，捷克语中的人形象，捷克语中的Robota Robota 意为意为“苦力苦力”、 “劳役劳役”，是一种人造劳动者。英语，是一种人造劳动者。英语RobotRobot由由 此衍生而来。此后该词被欧洲各国语言所吸此衍生而来。此后该词被欧洲各国语言所吸 收而成为专有名词。收而成为专有名词。 机器人三原则与机器人学 Isaac Asimov 在在Im

2、 Robot中提出了中提出了 “机器人三原则机器人三原则” ： 第一条：机器人不得伤害人类，或无故 使人类受到伤害。 第二条：机器人必须服从人类的命令， 除非这条命令与第一条相矛盾。 第三条：机器人必须保护自己，除非这 种保护与以上两条相矛盾。 并首次出现了并首次出现了“机器人学机器人学Robotics”的概的概 念念 什么是机器人学？ 机器人学是人们设计和应用机器人的技机器人学是人们设计和应用机器人的技 术和知识。术和知识。 机器人系统不仅由机器人组成，还需要机器人系统不仅由机器人组成，还需要 其他装置和系统连同机器人一起来共同其他装置和系统连同机器人一起来共同 完成必需的任务。完成必需的任

3、务。 机器人学是一门交叉学科，它得益于机机器人学是一门交叉学科，它得益于机 械工程、电气与电子工程、计算机科学、械工程、电气与电子工程、计算机科学、 生物学以及其他许多学科。生物学以及其他许多学科。 我国科学家对机器人的定义是：我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自机器人是一种自 动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或 生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动 作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动 化机器化机器”。 19871987年国际标

4、准化组织对工业机器人进行了定义：年国际标准化组织对工业机器人进行了定义： “工业机器人是一种具有自动控制操作和移动功能，工业机器人是一种具有自动控制操作和移动功能， 能完成各种作业的可编程操作机能完成各种作业的可编程操作机。” ” 什么是机器人？ 机器人的四大特征 仿生特征：模仿人的肢体动作仿生特征：模仿人的肢体动作 柔性特征：对作业具有广泛适应性柔性特征：对作业具有广泛适应性 智能特征：具有对外界的感知能力智能特征：具有对外界的感知能力 自动特征：自动完成作业任务自动特征：自动完成作业任务 工业机器人工业机器人( (通用及专用通用及专用) )一般指用于机械制一般指用于机械制 造业中代替人完成

5、具有大批量、高质量要求造业中代替人完成具有大批量、高质量要求 的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制 造，某些家电产品造，某些家电产品( (电视机、电冰箱、洗衣电视机、电冰箱、洗衣 机机) )、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧 焊、喷漆、切割、电子装配，以及物流系统焊、喷漆、切割、电子装配，以及物流系统 的搬运、包装、码垛等作业的机器人。的搬运、包装、码垛等作业的机器人。 机器人机器人 (a) (a) 搬运机器人；搬运机器人；(b) (b) 涂料机器人；涂料机器人；(c) (c) 焊接机器人焊接机器人 (2) (2)

6、通用机器人：通用机器人： 具有独立控制系统，通过改变控制程序能完具有独立控制系统，通过改变控制程序能完 成多种作业的机器人。其结构复杂，工作范成多种作业的机器人。其结构复杂，工作范 围大，定位精度高，通用性强，适用于不断围大，定位精度高，通用性强，适用于不断 变换生产品种的柔性制造系统。变换生产品种的柔性制造系统。 工业机器人的应用工业机器人的应用 1) 1) 在摩托车行业中的应用在摩托车行业中的应用 海南新大洲摩托车厂用海南新大洲摩托车厂用4 4台弧焊机器人工作站台弧焊机器人工作站 完成新大洲完成新大洲5050系列摩托车的车架焊接。该生系列摩托车的车架焊接。该生 产线自产线自19981998

7、年年3 3月投入运行以来，运行良好，月投入运行以来，运行良好， 性能稳定。性能稳定。 南京金城机械有限公司在其南京金城机械有限公司在其125-7D125-7D车架的生车架的生 产线上使用了产线上使用了7 7台机器人用于焊接和切割，提台机器人用于焊接和切割，提 高了产品的一致性。高了产品的一致性。 2) 2) 在电子、家电行业中的应用在电子、家电行业中的应用 机器人的应用改变了韵声集团八音琴全靠手机器人的应用改变了韵声集团八音琴全靠手 工装配的历史，提高了企业形象，积累了经工装配的历史，提高了企业形象，积累了经 验，培养了人才，为企业的下一步发展打下验，培养了人才，为企业的下一步发展打下 了基础

8、。了基础。 3) 3) 在石化行业中的应用在石化行业中的应用 哈工大博实公司自主开发的哈工大博实公司自主开发的“自动包装机器自动包装机器 人码垛生产线人码垛生产线”应用于大庆石化公司应用于大庆石化公司1010万吨万吨/ / 年聚丙烯生产装置，年聚丙烯生产装置，全线实现了自动运行，全线实现了自动运行， 动作平稳可靠，运行速度快，称重精度高，动作平稳可靠，运行速度快，称重精度高， 缝口位置准确，码垛垛形整齐。缝口位置准确，码垛垛形整齐。 4) 4) 在采矿业中的应用在采矿业中的应用 (1) (1) 特殊煤层采掘机器人特殊煤层采掘机器人 目前，一般煤矿都用综合机械化采煤机采煤，目前，一般煤矿都用综合

9、机械化采煤机采煤， 但对于薄煤层这类特殊情况，但对于薄煤层这类特殊情况， 运用综合机械化采煤机采煤就很不方便，有运用综合机械化采煤机采煤就很不方便，有 时甚至是不可能的，而人工采煤作业又十分艰时甚至是不可能的，而人工采煤作业又十分艰 苦和危险，但如果舍弃薄煤层，又会造成资源苦和危险，但如果舍弃薄煤层，又会造成资源 的极大浪费。因此，的极大浪费。因此，采用遥控机器人进行特殊采用遥控机器人进行特殊 煤层的采掘是最佳的方法。煤层的采掘是最佳的方法。这种采掘机器人应这种采掘机器人应 该能拿起各种工具，比如高速转机、电动机和该能拿起各种工具，比如高速转机、电动机和 其它采爆器械等，并且能操作这些工具。这

10、种其它采爆器械等，并且能操作这些工具。这种 机器人的肩部应装有强光源和视觉传感器，这机器人的肩部应装有强光源和视觉传感器，这 样能及时将采区前方的情况传样能及时将采区前方的情况传 送给操作人员。送给操作人员。 (2) (2) 凿岩机器人凿岩机器人。这种机器人可以利用传感。这种机器人可以利用传感 器来确定巷道的上缘，这样就可以自动瞄准器来确定巷道的上缘，这样就可以自动瞄准 巷道缝，然后把钻头按规定的间隔布置好，巷道缝，然后把钻头按规定的间隔布置好， 钻孔过程用微机控制，钻孔过程用微机控制，随时根据岩石硬度调随时根据岩石硬度调 整钻头的转速、力的大小以及钻孔的形状整钻头的转速、力的大小以及钻孔的形

11、状， 这样可以大大提高生产率，人只要在安全的这样可以大大提高生产率，人只要在安全的 地方监视整个作业过程就行了。地方监视整个作业过程就行了。 (3) (3) 井下喷浆机器人井下喷浆机器人。井下喷浆作业是一项。井下喷浆作业是一项 繁重且危害人体健康的作业，目前这种作业繁重且危害人体健康的作业，目前这种作业 主要由人操作机械装置来完成，缺陷很多。主要由人操作机械装置来完成，缺陷很多。 采用喷浆机器人不仅可以提高喷涂质量，也采用喷浆机器人不仅可以提高喷涂质量，也 可以将人从恶劣和繁重的作业环境中解放出可以将人从恶劣和繁重的作业环境中解放出 来。来。 (4) (4) 瓦斯、地压检测机器人。瓦斯、地压检

12、测机器人。瓦斯和冲击地瓦斯和冲击地 压是井下作业中的两个不安全的自然因素，压是井下作业中的两个不安全的自然因素， 一旦发生突然事故，一旦发生突然事故，则相当危险，则相当危险， 后果十分严重。瓦斯和冲击地压在形成突发后果十分严重。瓦斯和冲击地压在形成突发 事故之前都会表现出种种迹象，如岩石破裂事故之前都会表现出种种迹象，如岩石破裂 等。采用带有专用新型传感器的移动式机器等。采用带有专用新型传感器的移动式机器 人连续监视采矿状态，可以及早发现突发事人连续监视采矿状态，可以及早发现突发事 故的先兆，采取相应的预防措施。故的先兆，采取相应的预防措施。 此外，在食品工业、核工业等行业中也已此外，在食品工

13、业、核工业等行业中也已 经开始广泛使用机器人来代替一些手工作业。经开始广泛使用机器人来代替一些手工作业。 国内外主要的工业机器人生产厂商 国外主要机器人公司 1、瑞典ABB Robotics公司 2、日本安川电机公司 3、日本FANUC公司 4、德国KUKA Roboter Gmbh公司 5、意大利COMAU公司 国内主要机器人公司 1、首钢莫托曼机器人有限公司 2、中国新松机器自动化股份有限公司 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,如中国科学院沈阳自 动化所投资组建的新松机器人公司,年利润 增长在40%左右。 工业机器人发展趋势 工业机器人在许多生产领域的使用实践证明, 它在提高生产自动化水平,提高劳动生产率和产品 质量以及经济效益,改善工人劳动条件等方面,有 着令世人瞩目的作用,引起了世界各国和社会各层 人士的广泛关注。 随着计算机技术的不断向智能化方向发展， 机器人应用领域的不断扩展和深化以及在系统 （FMS、CIMS）中的群体应用，工业机器人也 在不断向智能化方向发展，以适应“敏捷制造” （Agi