工業機器人知識綜述

   時間:2014-03-12 07:47:34
工業機器人知識綜述簡介
工業機器人簡介    工業機器人(英語:industrial robot。簡稱IR)是廣泛適用的能夠自主動作,且多軸聯動的機械設備。它們在必要情況下配備……
工業機器人知識綜述正文

工業機器人簡介
工業機器人(英語:industrial robot。簡稱IR)是廣泛適用的能夠自主動作,且多軸聯動的機械設備。它們在必要情況下配備有感測器,其動作步驟包括靈活的,轉動都是可編程式控制制的(即在工作過程中,無需任何外力的干預)。它們通常配備有機械手、刀具或其他可裝配的的加工工具,以及能夠執行搬運操作與加工製造的任務。
工業生產中的應用
工業機器人在工業生產中能代替人做某些單調、頻繁和重複的長時間作業,或是危險、惡劣環境下的作業,例如在衝壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、塗裝、塑料製品成形、機械加工和簡單裝配等工序上,以及在原子能工業等部門中,完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。
20世紀50年代末,美國在機械手和操作機的基礎上,採用伺服機構和自動控制等技術,研製出有通用性的獨立的工業用自動操作裝置,並將其稱為工業機器人;60年代初,美國研製成功兩種工業機器人,並很快地在工業生產中得到應用;1969年,美國通用汽車公司用21台工業機器人組成了焊接轎車車身的自動生產線。此後,各工業發達國家都很重視研製和應用工業機器人。
由於工業機器人具有一定的通用性和適應性,能適應多品種中、小批量的生產,70年代起,常與數字控制機床結合在一起,成為柔性製造單元或柔性製造系統的組成部分。
構造與分類
工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構,包括臂部、腕部和手部,有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3~6個運動自由度,其中腕部通常有1~3個運動自由度;驅動系統包括動力裝置和傳動機構,用以使執行機構產生相應的動作;控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信號,並進行控制。
工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動;圓柱坐標型的臂部可作升降、迴轉和伸縮動作;球坐標型的臂部能迴轉、俯仰和伸縮;關節型的臂部有多個轉動關節。
工業機器人按執行機構運動的控制機能,又可分點位型和連續軌跡型。點位型只控制執行機構由一點到另一點的準確定位,適用於機床上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業;連續軌跡型可控制執行機構按給定軌跡運動,適用於連續焊接和塗裝等作業。
工業機器人按程序輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計算機上已編好的作業程序文件,通過RS232串口或者乙太網等通信方式傳送到機器人控制櫃。
示教輸入型的示教方法有兩種:一種是由操作者用手動控制器(示教操縱盒),將指令信號傳給驅動系統,使執行機構按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍;另一種是由操作者直接領動執行機構,按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍。在示教過程的同時,工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機器人自動工作時,控制系統從程序存儲器中檢出相應信息,將指令信號傳給驅動機構,使執行機構再現示教的各種動作。示教輸入程序的工業機器人稱為示教再現型工業機器人。
具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業機器人,能在較為複雜的環境下工作;如具有識別功能或更進一步增加自適應、自學習功能,即成為智能型工業機器人。它能按照人給的「宏指令」自選或自編程序去適應環境,並自動完成更為複雜的工作。
中國的工業機器人
我國工業機器人起步於70年代初期,經過20多年的發展,大致經歷了3個階段:70年代的萌芽期,80年代的開發期和90年代的適用化期。
70年代是世界科技發展的一個里程碑:人類登上了月球,實現了金星、火星的軟著陸。我國也發射了人造衛星。世界上工業機器人應用掀起一個高潮,尤其在日本發展更為迅猛,它補充了日益短缺的勞動力。在這種背景下,我國於1972年開始研製自己的工業機器人。
進入80年代后,在高技術浪潮的衝擊下,隨著改革開放的不斷深入,我國機器人技術的開發與研究得到了政府的重視與支持。「七五」期間,國家投入資金,對工業機器人及其零部件進行攻關,完成了示教再現式工業機器人成套技術的開發,研製出了噴塗、點焊、弧焊和搬運機器人。1986年國家高技術研究發展計劃(863計劃)開始實施,智能機器人主題跟蹤世界機器人技術的前沿,經過幾年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研製出了一批特種機器人。
從90年代初期起,我國的國民經濟進入實現兩個根本轉變時期,掀起了新一輪的經濟體制改革和技術進步熱潮,我國的工業機器人又在實踐中邁進一大步,先後研製出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等各種用途的工業機器人,並實施了一批機器人應用工程,形成了一批機器人產業化基地,為我國機器人產業的騰飛奠定了基礎。
雖然中國的工業機器人產業在不斷的進步中,但和國際同行相比,差距依舊明顯。從市場佔有率來說,更無法相提並論。工業機器人很多核心技術,目前我們尚未掌握,這是影響我國機器人產業發展的一個重要瓶頸。   

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