工业机器人应用

机器人常识一、机器人的定义

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化机器。二、机器人的分类

我国从应用环境上把机器人分为两类：工业机器人特种机器人国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人非制造环境下的服务与仿人型机器人工业机器人所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。如：机械手。特种机器人而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人。包括：服务机器人、水下机器人、微操作机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。机器人举例（视频）机器爬虫机械手机器恐龙机器人走迷宫工业机器人应用第一节工业机器人概述一、工业机器人的含义二、工业机器人的组成三、工业机器人的特点四、工业机器人的分类五、工业机器人发展简况及趋向一、工业机器人的含义

工业机器人是能模仿人体某些器官的功能(主要是动作功能)、有独立的控制系统、可以改变工作程序和编程的多用途自动操作装置。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。二、工业机器人的组成

工业机器人是机电一体化的系统，它由以下几个部分组成：1、执行机构2、机械本体3、控制系统4、检测系统组成部分关关系图1、执行机机构执行机构可可以抓起工工件，并按按规定的运运动速度、、运动轨迹迹、把工件件送到指定定位置处，，放下工件件。通常执执行机构有有以下几个个部分：（1）手部部手部是工业业机器人用用来握持工工件或工具具的部位，，直接与工工件或工具具接触。有有些工业机机器人直接接将工具（（如电焊枪枪、油漆喷喷枪、容器器等）固定定在手部，，它就不再再另外安装装手部了。。（2）腕部部腕部是将手手部和臂部部连接在一一起的部件件。它的作作用是调整整手部的方方位和姿态态，并可扩扩大臂部的的活动范围围。（3）臂部部臂部支承着着腕部和手手部，使手手部活动的的范围扩大大。无论是手部部、腕部或或是臂部都都有许多轴轴孔，孔内内有轴、轴轴和孔之间间形成一个个关节，机机器人有一一个关节就就有了一个个自由度。。2、机械本本体（1）机械本本体的作用用机械本体用用来支承手手部、腕部部和臂部，，驱动装置置及其他装装置也固定定在机械本本体上。（2）行走走机构对用可以行行走的工业业机器人，，它的机械械本体是可可以移动的的；否则，，机械本体体直接固定定在基座上上。行走机机构用来移移动工业机机器人。有有的行走机机构是模仿仿人的双腿腿，有的只只不过是轨轨道和车轮轮机构而已已。（3）驱动动系统驱动系统装装在机械本本体内，执执行机构的的作用是向向执行元件件提供动力力。根据不不同的动力力源，驱动动系统的传传动方式也也分为液压压式、气动动式、电动动式和机械械式四种。。3、控制系系统（1）控制系系统的作用用控制系统是是工业机器器人的指挥挥中心。他控制工业业机器人按按规定的程程序动作。。控制系统统还可存储储各种指令令（如动作作顺序、运运动轨迹、、运动速度度以及动作作的时间节节奏等），，同时还向向各个执行行元件发出出指令。必必要时，控控制系统汉汉对自己的的行为加以以监视，一一旦有越轨轨的行为，，能自己排排查出故障障发生的原原因并及时时发出报警警信号。（2）人工工智能系统统人工智能系系统赋予工工业机器人人五种感觉觉功能，以以实现机器器人对工件件的自动识识别和适应应性操作。。具有自适应应性的智能能化的机械械系统也是是当前机电电一体化技技术的发展展方向，模模糊计算机机的应用虽虽然处于这这一步的初初级阶段，，但真正具具有自适应应性的智能能化系统必必将总这里里突破。4、检测系系统检测系统主主要用来检检测自己的的执行系统统所处的位位置、姿势势，并将这这些情况及及时反馈给给控制系统统，控制系系统根据这这个反馈信信息在发出出调整动作作的信号，，使执行机机构进一步步动作，从从而使执行行系统一一一定的精度度到达规定定的位置和和姿势。三、工业机机器人的特特点通用性柔软性自动性准确性四、工业机机器人的主主要种类焊接机器人人喷漆机器人人装配机器人人采矿机器人人搬运机器人人食品工业机机器人五、工业机机器人发展展简况日本技术实实力和数量量世界第一一欧美快速追追赶日本中国相对比比较落后，，近几年发发展迅速机器人性能能上升，价价格下降在各个领域域有广泛应应用焊接机器人人焊接机器人人焊接机器人人則是工業業机器人應應用最為廣廣泛的一种种類型，即即應用于焊焊接操作的的工業机器器人。一、焊接机机器人的分分类按照其應用用，通常可可分為以下下几類：1、弧焊焊机器人：：最常用用的應用范范圍是結构构鋼的熔化化极活性气气体保護焊焊（CO2、MAG）、不鏽鏽鋼、鋁的的熔化极惰惰性气体保保護焊（MIG），，各种金屬屬的鎢极惰惰性气体保保護焊（TIG）等等。

2、、點焊机器人人:典型的的應用領域域是汽車車車身的焊裝裝流水線。。但現在有有一种趨勢勢，即點焊焊机器人在在中小型零零部件制造造企業的應應用也不斷斷在擴展。。按照結构坐坐標系來分分，可以分分為：直直角坐標型型、圓柱坐坐標型、球球坐標型、、全關節型型。二、焊接机机器人的优优點穩定和提高高焊接質量量，保証其其均勻性。。提高勞動生生產率，一一天可24小時連續續生產。改善工人勞勞動條件，，可在有害害環境下工工作。降低對工人人操作技術術的要求。。縮短產品改改型換代的的准備周期期，減少相相應的設備備投資。可實現小批批量產品的的焊接自動動化。為焊接柔性性生產線提提供技術基基礎。三、焊接机机器人的组组成焊接机器人人主要包括括机器人和和焊接设备备两部分。。1、、机机器器人人由由机机器器人人本本体体和和控控制制柜柜（（硬硬件件及及软软件件））组组成成。。2、、焊焊接接装装备备，，以以弧弧焊焊及及点点焊焊为为例例，，则则由由焊焊接接电电源源，，（（包包括括其其控控制制系系统统））、、送送丝丝机机（（弧弧焊焊））、、焊焊枪枪（（钳钳））等等部部分分组组成成。。对对于于智智能能机机器器人人还还应应有有传传感感系系统统，，如如激激光光或或摄摄像像传传感感器器及及其其控控制制装装置置等等。。图1a、、b表表示示弧弧焊焊机机器器人人和和点点焊焊机机器器人人的的基基本本组组成成。。组成成图图焊接接机机器器人人举举例例（（视视频频））喷漆漆机机器器人人喷漆漆机机器器人人一、、概概述述二、、特特点点三、、分分类类四、、PR11喷喷漆漆机机器器人人1、、概概况况2、、主主要要机机构构3、、主主要要技技术术指指标标一、、概概述述喷漆漆机机器器人人能能在在恶恶劣劣环环境境下下连连续续工工作作，，并并具具有有工工作作灵灵活活、、工工作作精精度度高高等等特特点点，，因因此此喷喷漆漆机机器器人人被被广广泛泛应应用用于于汽汽车车、、大大型型结结构构件件等等喷喷漆漆生生产产线线，，以以保保证证产产品品的的加加工工质质量量、、提提高高生生产产效效率率、、减减轻轻操操作作人人员员劳劳动动强强度度。。二、、特特点点喷涂涂机机器器人人在使使用用环环境境和和动动作作要要求求上上有有如如下下的的特特点点:①工工作作环环境境包包含含易易爆爆的的喷喷涂涂剂剂蒸蒸气气;②沿沿轨轨迹迹高高速速运运动动，，途途经经各各点点均均为为作作业业点点;③多多数数和和被被喷喷涂涂件件都都搭搭载载在在传传送送带带上上，，边边移移动动边边喷喷涂涂，，所所以以它它需需要要一一些些特特殊殊性性能能。。三、、分分类类喷涂涂机机器器人人通常常有有两两类类。。液压压喷喷涂涂机机器器人人电动动喷喷涂涂机机器器人人四、、PR11型型喷漆漆机机器器人人1、、概概况况PR——1型型喷喷漆漆机机器器人人是是为为适适应应生生产产自自动动化化发发展展的的需需要要，，改改善善劳劳动动条条件件，，提提高高产产品品质质量量和和劳劳动动生生产产率率，，降降低低生生产产成成本本而而研研制制的的自自动动化化喷喷漆漆装装置置，，也也是是机机电电一一体体化化的的高高技技术术产产品品。。PR——1型型机机器器人人为为计计算算机机闭闭环环控控制制，，电电液液伺伺服服驱驱动动，，示示教教再再现现式式，，多多关关节节型型工工业业机机器器人人。。具具有有设设计计方方案案合合理理；；机机、、电电、、液液匹匹配配协协调调；；控控制制系系统统设设计计合合理理；；元元件件国国产产化化程程度度高高等等特特点点。。达达到到国国内内自自行行设设计计同同类类产产品品的的先先进进水水平平，，其其关关键键性性能能指指标标————重重复复位位置置精精度度处处国国内内领领先先地地位位。。2、、主主要要机机构构操作作机机械械手手液压压站站微机机控控制制柜柜。。3、、主主要要技技术术指指标标如如下下：：·自自由由度度数数：：5个个··额额定定负负载载：：5kgf··动动作作范范围围：：1600××1300××500mm··平平均均速速度度：：1m/s··重重复复位位置置精精度度：：±±0.93mm··操操作作方方式式：：示示教教——再再现现，，PTC/CP··计计算算机机内内存存：：122Kb喷漆漆机机器器人人的的图图片片机器器人人在在喷喷涂涂、、涂涂胶胶领领域域的的应应用用喷漆漆机机器器人人生生产产线线车灯灯涂涂胶胶机机器器人人工工作作站站卫生生陶陶瓷瓷施施釉釉机机器器人人工工作作站站装配配机机器器人人装配配机机器器人人一、、概概述述二、、精精密密装装配配机机器器人人1、、装装配配机机器器人人（（装装配配单单元元、、装装配配线线)2、、装装配配机机器器人人的的周周边边设设备备一、、概概述述随着着机机器器人人智智能能程程度度的的提提高高，，使使得得它它有有可可能能对对复复杂杂产产品品如如汽汽车车发发动动机机、、电电动动机机等等进进行行自自动动装装配配，，并并可可大大大大提提高高产产品品质质量量和和生生产产效效率率。。二、、精精密密装装配配机机器器人人（1））装装配配机机器器人人（装装配配单单元元、、装装配配线线））水平平多多关关节节型型机机器器人人是装装配配机机器器人人的的典典型型代代表表。。它共共有有4个个自自由由度度:两两个个回回转转关关节节，，上上下下移移动动以以及及手手腕腕的的转转动动。。最近近开开始始在在一一些些机机器器人人上上配配备备各各种种可可换换手手，，以以增增加加通通用用性性。。手爪爪主要要有有电动动手手爪爪和气动动手手爪爪两种种形形式式气动动手手爪爪相对对来来说说比比较较简简单单，，价价格格便便宜宜，，因而而在在一一些些要要求求不不太太高高的的场场合合用用得得比比较较多多。。电动动手手爪爪造价价比比较较高高，，主主要要用用在在一一些些特特殊殊场场合合带有有传传感感器器的的装装配配机机器器人人可可以以更更好好地地顺顺应应对对象象物物进进行行柔柔软软的的操操作作。。装装配配机机器器人人经经常常使使用用的的传传感感器器有有视觉觉传传感感器器、触觉觉传传感感器器、接近近觉觉传传感感器器和力传传感感器器等。。视觉觉传传感感器器主要要用用于于零零件件或或工工件件的的位位置置补补偿偿，，零零件件的的判判别别、、确确认认等等。。触觉觉和和接接近近觉觉传传感感器器一般般固固定定在在指指端端，，用用来来补补偿偿零零件件或或工工件件的的位位置置误误差差，，防防止止碰碰撞撞等等。。力传传感感器器一般般装装在在腕腕部部，，用用来来检检测测腕腕部部受受力力情情况况，，一一般般在在精精密密装装配配或或去去飞飞边边一一类类需需要要力力控控制制的的作作业业中中使使用用。。（2））装装配配机机器器人人的的周周边边设设备备机器器人人进进行行装装配配作作业业时时，，除除机机器器人人主主机机、、手手爪爪、、传传感感器器外外，，零零件件供给给装装置置和工件搬运装置置也至为重要。。无论从投资资额的角度还还是从安装占占地面积的角角度，它们往往往比机器人人主机所占的的比例大。周周边设备常由由可编程控制器器控制，此外一般还还要有台架、安全栏等。①零件供给器器零件供给器的的作用是保证证机器人能逐逐个正确地抓抓取待装配零零件，保证装装配作业正常常进行。给料器用振动或回转转机构把零件件排齐，并逐逐个送到指定定位置。托盘大零件或易磕磕碰划伤的零零件加工完毕毕后一般应码码放在称为"托盘"的容容器中运输，，托盘装置能能按一定精度度要求把零件件送到给定位位置，然后再再由机器人一一个一个取出出。②输送装置在机器人装配配线上，输送送装置承担把把工件搬运到到各作业地点点的任务，输输送装置中以以传送带居多多。输送装置的技技术问题是停止精度、停停止时的冲击击和减速振。。减震器可用用来吸收冲击击能。其他用途的工工业机器人2.6其其他用途的的工业机器人人搬运机器人主要用于工厂厂中一些工序序的上下料作作业、拆垛和和码垛作业等等。这类机器器人精度相对对低一些，但但负荷比较大大，运动速度度比较高。其其机器人操作作机多采用点点焊或弧焊机机器人结构，，也有的采用用框架式和直直角坐标式结结构形式。随随着工厂自动动化程度的不不断提高和生生产节拍的加加快，搬运机机器人使用得得越来越多。。水切割机器人人、激光加工工机器人它通过高压水和激光这种新的工具具，对工件实实施切割、焊焊接或者是金金属材料的表表面特殊处理理，可以实现现金属及其他他材料的特殊殊加工。高压压水切割的特特点是其切缝缝处光滑，无无需进行二次次处理，并且且避免了其他他热加工手段段带来的工件件变形。激光光加工则是充充分利用了激激光的特性，，实现对工件件的精密切割割、钻孔、焊焊接以及表面面热处理这些些作业往往是是传统的加工工手段无法完完成的。检查和测量机机器人集三种功能于于一体，包括括机器人的运运动控制、操操作对象状态态的感知以及及对所采集到到的信息进行行分析和判断断，最终给出出检查和测量量结果。检查查和测量机器器人主要用于于工件的形状状测量、装配配检查以及产产品缺陷检查查等。随着信息技术术和微电子技技术的发展，，这些行业也也迫切需要机机器人进行作作业。但这些些行业的特点点是超精密化化和精细化，，产品的质量量与环境的好好坏有直接关关系，在这种种环境下作业业对机器人有有特殊要求，，因此产生了了净化机器人。对于净化机机器人，如何何抑制尘埃粒粒子大小和数数量是其关键键问题。另外外，现代制造造业中，许多多器件的制造造需要在真空空环境下进行行，因此也出出现了真空机器人。净化机器人人和真空机器器人除对环境境有很高的要要求之外，其其速度和精度度也有了很大大提高。并且且机器人的结结构不同于一一般工业机器器人的结构，，具有一定的的特殊性。工业机器人发发展趋势工业机器人发发展趋势机器人技术是一种综合性性高技术，它它涉及到多种种相关技术及及学科，如机构学、控制工程、计算机、人工智能、微电子学、传感技术、材料科学以及仿生学等科学技术。。因此机器人人技术的发展展一方面带动动了相关技术术及学科的发发展，另一方方面也取决于于这些相关技技术和学科的的发展进程。。(1)机器器人操作机负载/自重比比大、高速高高精度的机器器人操作机一一直是机器人人设计者追求求的目标，通通过有限元模模拟分析及仿仿真设计等现现代设计方法法的运用，机机器人操作机机已实现了优优化设计。(3)控制制系统控制系统的性性能迸一步提提高，已由过过去控制标准准的6轴机器器人发展到现现在能够控制制21轴甚至至27轴，以以实现多机器器人系统及周周边设备的协协调运动，并并且实现了软软件伺服和全全数字控制。。在该领域日日本YASKAWA和德德国KUKA公司处于领领先地位。(2)并联联机器人采用并联机构构，利用机器器人技术，实实现高精度测测量及加工，，这是机器人人技术向数控控技术的拓展展，为将来实实现机器人和和数控技术的的一体化奠定定了基础。意意大利comau公司、、日本fanuc等公司