工业机器人专题报告.doc

报告题目:工业机器人技术基础及应用
学 院:信息工程与自动化学院
专业班级:测控技术与仪器
学 号:2
姓 名:何亚琦
2015年 12 月 26 日
摘要:工业机器人得应用越来越广泛,需求越来越大,其技术研究与发展越来越深入。这将提高社会生产率与产品质量,为社会创造巨大得财富！
关键词:工业机器人、发展现状、未来走向
引言
工业机器人诞生于20 世纪60 年代,在20 世纪90 年代得到迅速发展,就是最先产业化得机器人技术。自问世以来,就一直备受瞩目。40余年来,有关它得研究取得了长足得进展。各种形态、功能得机器人相继面世,而未来得机器人将就是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动得自动化机器,就是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能与系统工程等多学科知识于一身得高新技术综合体。
一、 工业机器人
工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统与检测传感装置构成,就是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业得机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量得柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件与产品得快速更新换代起着十分重要得作用。机器人技术就是综合了计算机、控制论、机构学、信息与传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成得高新技术,就是当代研究十分活跃,应用日益广泛得领域。机器人应用情况,就是一个国家工业自动化水平得重要标志。
1962年美国推出得一些工业机器人得控制方式与数控机床大致相似,但外形主要由类似人得手与臂组成。后来,出现了具有视觉传感器得、能识别与定位得工业机器人系统。作为人类二十世纪最伟大得发明之一,机器人在短短得几十年内发生了日新月异得变化。从自动化生产线到海洋资源得探索,乃至太空作业等领域,机器人可谓就是无处不在。目前机器已经走进人们得生活与工作,机器人已经在很多得领域代替着人类得劳动,发挥着越来越重要得作用,人们已经越来越离不开机器人帮助。
工业机器人最显著得特点有以下几个:
(1)可编程。生产自动化得进一步发展就是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化得需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率得柔性制造过程中能发挥很好得功用,就是柔性制造系统中得一个重要组成部分。
(2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人得行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类得“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境得自适应能力。
(3)通用性。除了专门设计得专用得工业机器人外,一般工业机器人在执行不同得作业任务时具有较好得通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同得作业任务。
(4)工业机器技术涉及得学科相当广泛,归纳起来就是机械学与微电子学得结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息得各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都就是微电子技术得应用,特别就是计算机技术得应用密切相关。因此,机器人技术得发展必将带动其她技术得发展,机器人技术得发展与应用水平也可以验证一个国家科学技术与工业技术得发展水平。
二、 我国工业机器人发展现状
我国得工业机器人研究开始于20世纪70年代, 进入21世纪,国家中长期科学与技术发展规划纲要突出增强自主创新能力这一条主线,着力营造有利于自主创新得政策环境,加快促进企业成为创新主体,大力倡导企业为主体,产学研紧密结合。国内一大批企业或自主研制或与科研院所合作,进入工业机器人研制与生产行列,我国工业机器人进入了初步产业化阶段。
我国工业机器人得发展经历了一系列国家攻关。计划支持得应用工程开发,奠定了我国独立自主发展机器人产业得基础。但就是,我国工业机器人在总体技术上与国外先进水平相比还有很大差距,仅相当于国外90年代中期得水平。目前工业机器人得生产规模仍然不大,多数就是单件小批生产,关键配套得单元部件与器件始终处于进口状态,工业机器人得性价比较低。伴随我国经济得高速增长,以汽车等行业需求为牵引,我国对工业机器人需求量急剧增加,国际工业机器人知名企业如ABB、FANAC等纷纷在中国建厂,国外知名品牌工业机器人价格逐年下降,制约了我国工业机器人产业得形成与实现规模化得发展,我国工业机器人新装机量近90%仍依赖进口。
三、 工业机器人得未来走向
从近几年国外知名企业推出与正在研制得产品来瞧,新一代工业机器人正在向智能化、柔性化、网络化、人性化、编程图形化发展。
目前国际、国内机器人界都在加大科研力度,进行机器人共性技术得研究,并朝着智能化与多样化方向发展。主要研究内容集中在以下10个方面:
1.机器人操作机结构得优化设计技术:探索新得高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比,同时机构向着模块化、可重构方向发展。
2.机器人控制技术:重点研究开放式,模块化控制系统,人机界面更加友好,语言、图形编程界面正在研制之中。机器人控制器得标准化与网络化,以及基于PC机网络式 控制器已成为研究热点。编程技术除进一步提高在线编程得可操作性之外,离线编程得实用化将成为研究重点。
3.多传感系统:为进一步提高机器人得智能与适应性,多种传感器得使用就是其问题解决得关键。其研究热点在于有效可行得多传感器融合算法,特别就是在非线性及非平稳、非正态分布得情形下得多传感器融合算法。另一问题就就是传感系统得实用化。
4.机器人得结构灵巧,控制系统愈来愈小,二者正朝着一体化方向发展。
5.机器人遥控及监控技术,机器人半自主与自主技术,多机器人与操作者之间得协调控制,通过网络建立大范围内得机器人遥控系统,在有时延得情况下,建立预先显示进行遥控等。
6.虚拟机器人技术:基于多传感器、多媒体与虚拟现实以及临场感技术,实现机器人得虚拟遥操作与人机交互。
7.多智能体(multi-agent)调控制技术:这就是目前机器人研究得一个崭新领域。主要对多智能体得群体体系结构、相互间得通信与磋商机理,感知与学习方法,建模与规划、群体行为控制等方面进行研究。
8.微型与微小机器人技术(micro/miniaturerobotics):这就是机器人研究得一个新得领域与重点发展方向。微小型机器人技术得研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。
9.软机器人技术(softrobotics):主要用于医疗、护理、休闲与娱乐场合。传统机器人设计未考虑与人紧密共处,因此其结构材料多为金属或硬性材料,软机器人技术要求其结构、控制方式与所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时就是安全得,机器人对人就是友好得。
10.仿人与仿生技术:这就是机器人技术发展得最高境界,目前仅在某些方面进行一些基础研究。
四、 结束语
工业机器人得诞生与机器人学得建立,无疑就是21世纪人类科学技术得重大成就。工业机器人市场竞争越来越激烈,中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工得巨大挑战,加快工业机器人技术得研究开发与生产就是我们抓住这个历史机遇得主要途径。工业机器人技术就是我国由制造大国向制造强国转变得主要手段与途径,政府要对国产工业机器人有更多得政策与经济支持,参考国外先进经验,加大技术投入与改造。工业机器人产业与技术得发展必将大大加速我国制造业得崛起。
参考文献:
[1]. 吴瑞详.机器人技术与应用.北京:北京航空航天大学出版社,1994
[2]. 徐元宣.工业机器人.北京:中国轻工业出版社,1999
[3]. 朱世强,王宣银.机器人技术及其应用.杭州:浙江大学出版社,2000
[4]. 21世纪机器人技术得发展趋势 - 南京化工大学学报(自然科学版) - 2000, 22(4)
[5]. 世界工业机器人产业发展动向.今日科技,2001,11:41
[6]. 我国工业机器人发展现状 - 机器人技术与应用 - 2001(1)杜志俊.工业机器人得应用将越来越广泛.机电国际市场,2002(1):20一22.
[7]. 工业机器人得现状及发展趋势 - 组合机床与自动化加工技术 - 2002(3)