工业机器人是一种可编程的智能型自动化设备，是应用计算机进行控制的替代人进行工作的高度自动化系统。联合国标准化组织采用的机器人的定义是：“一种可以反复编程的多功能的、用来搬运材料、零件、工具的操作机”。在无人参与的情况下，工业机器人可以自动按不同轨迹、不同运动方式完成规定动作和各种任务。机器人和机械手的主要区别是：机械手是没有自主能力，不可重复编程，只能完成定位点不变的简单的重复动作；机器人是由计算机控制的，可重复编程，能完成任意定位的复杂运动。机器人是从初级到高级逐步完善起来的，它的发展过程可以分为三代：第一代机器人是目前工业中大量使用的示教再现型机器人，它主要由夹持器、手臂、驱动器和控制器组成。它的控制方式比较简单，应用在线编程，即通过示教存储信息，工作时读出这些信息，向执行机构发出指令，执行机构按指令再现示教的操作。第二代机器人是带感觉的机器人，它具有一些对外部信息进行反馈的能力，诸如力觉、触觉、视觉等。其控制方式较第一代机器人要复杂得多，这种机器人从1980年以来进入实用阶段。第三代机器人是智能机器人，目前还没有一个统一和完善的智能机器人定义。国外文献中对它的解释是“可动自治装置，能理解指示命令，感知环境，识别对象，计划其操作程序以完成任务”。这个解释基本上反映了现代智能机器人的特点。近年来，智能机器人发展非常迅速，如机器人竞技、机器人探险等。至2008年底，世界各地已经部署了100万台各种工业机器人。其中，日本机器人数量据世界首位。他们的算法基于制造工人与机器人的比例，即每万名工人拥有多少台制造机器人。其中日本的工业机器人密度达到了世界平均水平的10倍，也比排在第二位的新加坡多出了一倍。其中日本每万名工人拥有295台工业机器人，新加坡169台，韩国164台，德国163台。虽然排在前三位的国家都在亚洲，不过欧洲却是世界上工业机器人密度最大的地区。欧洲国家工业机器人密度为每万名工人50台，美洲为平均31台，亚洲平均27台。
工业机器人在自动化控制中的应用 摘要：机器人在应用中的原理作用与制造工序的配合特别重要，结合自动化控 制明确其应用中展现优势，顺应其技术和内容的发展趋势结合行业进行说明，对 国内现状和功能特点等方面进行较为合理的阐述，探讨应用中的机器人主要作用 和参与保障顺应其发展，针对应用情况进行研究方向和适应条件上的总体明确。 关键词：工业机器人；自动化控制；功能特点 一、我国工业机器人发展现状 国内开始应用和制造机器人的时间都与国外存在很大差距，近些年来由于技 术上的进步部分企业开始应用工业机器人，由于在制造方面的人力和经验优势其 应用正在不断影响着国内行业愿景，在核心技术方面还有很多需要攻克的难点在 等待着大家去探讨，很多精密部件的制造技术还需要继续从打磨工艺、操控条件 等方面进行开发，总体来说国内的现状正在向好的方向发展但需求量巨大，要经 过一段时间的统筹和调和才能使技术应用逐步实现、不断作用于壮大的各大产业，图 1 所示为某企业生产的工业机器人。 二、机器人在应用中的特点与功能 1.机器人应用所呈现的工业内特点 机器人在工业内的发展就是将其机械运作部分进行机理与系统方面的技术研发，对其应用时的机械灵活度及装置自由度进行提升，使机器人能对作业环境中 的多个变量进行较为协调系统控制，结合自动化的工业内容进行厂区内各大任务 执行、隐患故障整治等必要活动，想要实现它的活动就要使其能接收外界讯号转 化为自我意识进行某项作业实现，或者安装感应程序使其能完成已经布置好的现 场作业内容。机器人所要进行的各项作业内容使其必要具备相对自由的运动状态，存在操作灵活、控制便捷、程序完全等多种便于作业的特点，通过明确运动所需 求的程序公式和模型参数，将应用数据结合计算模式进行相对状态下的控制协调 机器人功能，使机器人能真正的为工业中大量机械运作需求实现智能化的服务， 将许多可应用原理进行功能实现中的运作特点开发和技术操作开发。 2.机器人应用所呈现的工业内功能 国内目前的工业进程需要机器人先适应较为简单的操作流程，将其控制为能 够完成活动、配合生产的自由机械，对于其如何进行信息指令下的大量操作和操 作控制等相关功能，还需要在应用中逐渐开发能适应企业生产的专项系统内容， 比较常用的功能有记忆、检验、搬运等可通过单一指令完成的功能。生产内的机 械运作会产生大量有关产品的实时数据，自动化条件下的生产速度相对较快人工 筛选产品不能完成质量要求，机器人通过对产品产生异常数据进行记忆，能在工 序完成后及时依据记忆编号对产品进行大量扫描后找出，使出厂的产品不存在信 息和工序中的异常失误制造情况。机器人的应用能代替一部分人工进行高强度搬 运活动，使工人们在出现倦怠或身体不适的状态下能远离消耗较高环境，能避免 一些粉尘、试剂等对人体存在伤害的工业物品对工人造成伤害，减少工人与物品 之间存在的呼吸、接触等作业时必然联系，大量提升人工控制方面的人才引入进 行自动化工业量产运作。 三、工业机器人在自动化控制中的应用 1.汽车制造行业 国内的汽车制造中常有的焊接、锻造等工艺，需要相对准确的制造尺寸和连
工业机器人的自动生产线组建技术 发表时间：2019-08-11T11:35:42.743Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：刘镜钊[导读] 完成基于工业机器人的自动生产线控制架构设计，该控制架构对相关的工业机器人生产线组建控制具有一定的借鉴意义。 广东利迅达机器人系统股份有限公司摘要：现代科技的发展给人们生活带来了许多便利，越来越自动化的高科技服务于人们生活，使得人们生活质量得到不断的提高。同时，依靠现代科技在工业生产自动化的程度也越来越高，其中机器人就是最典型的代表。在工业自动化生产线上以机器人为核心成为工厂发展不可逆转的趋势，机器人的自动化将会更好的服务于生产建设中。工业机器人作为先进制造技术和自动化的典型代表，不仅对于先进 制造业的发展具有重要的作用，而且对于高科技产业和传统产业的发展具有显著的促进作用。关键词：工业机器人；自动化生产技术；研究 作为新兴的高新技术产业和智能化产业，工业机器人产业具有一般的高新技术产业所表现的高投入、高技术、高风险、高回报等特征。随着我国制造业的不断升级，工业机器人在现今生产企业中占据着越来越重要的地位。工业机器人的自动生产组建技术是工业机器人应用的核心技术，通过对机器人的不断研究以实现工业机器人的生产组建设计。现如今，我国工业大规模的发展，人力成本在不断的增高，在日益激烈的市场竞争中，在生产过程中不断提高其生产效率、降低生产成本、有效提高产品质量是目前各制造业发展面临的主要严峻问题。在现代信息工业背景下，各个工业生产都特别将工业机器人应用于生产建设，目前，工业机器人在发达工业国家，已成为企业必不可少的设备之一。就我国而言，工业机器生产技术还处于比较低端的水平，所以文章通过对机器人在工业生产的技术进行简单的分析研究，希望和大家一起交流讨论学习。1工业机器人背景与技术认识工业机器人是广泛使用的能够自主动作，且多轴联动的机械设备。它们在必要情况下配备传感器，其动作步骤包括灵活的转动都是在其编程控制的。它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的加工工具，以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。技术本质反映了人对自然的能动关系，其包括主要三种要素：材料、动力、控制。工业机器人的制作要求应满足其中以下的主要要求：安装面积小，工作空间大，快速完成任务。根据要求，材料应该选择高强度的不锈钢作为机械本体，以满足结构紧凑的要求。动力应选用电力系统，以满足快速响应的要求。控制则选用自动化电脑操作，以满足定位精度搞的需要。 2 工业机器人的构造 工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和传感装置构成，是一种防人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的光仪点一体化自动化生产设备，特别适用于工厂的多量高质的工业大生产，能按时完成工业任务的高效生产的机器人。 2.1 操作机 通过有限元分析、模态分析及其仿真设计等现代设计方法的运用，机器人操作机基本能实现优化设计。 2.2 控制器 通过软件和全数字操控，实现对机器人自动化的操作，随着科学技术的发展，控制器的性能也在不断的提高和发展，它能实现对机器人全方位精准的控制，以达到其目的和要求。 2.3 传感配置 激光传感器、视觉传感器和力传感器在机器人系统中已得到成功应用，并实现焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等，这样就提高了机器人的作业性能和对环境的适应性能。 2.4 并联机构 采用并联机构，利用机器人技术，实现高精度测量及加工，这是机器人技术向数控技术的拓展，为将来实现机器人和数控技术一体化奠定了基础。 2.5 网络通信 机器人控制器以实现了网络的连接，这样使机器人由过去的独立应用向网络化应用迈进了一大步，也使机器人由过去的专用设备向标准化设备的发展。 3 自动化生产线组建研究的技术机器人在自动化生产的应用典型就是自动化生产线成套装备。自动化成套装备是指以机器人为核心，以信息技术和网络技术为媒介，将所有设备连接到一起而形成的大型自动化生产线。它是先进制造装备的典型代表，是发展先进制造技术实现生产线的数字化和网络化的智能化的重要手段。那么它的技术其主要表现在以下几个方面：（1）利用现代网络技术进行远程控制，对工业机器人进行操作控制，实现生产线在线检测和监控，对产品进行质量监控，使得产品的质量得到有效的保证，这样既有利于生产的自我控制和调整，同时，也保证其生产效率。（2）建立起资源管理信息系统，对产品制造工艺和企业的资源管理进行相互连接，对产品工业技术进行不断更新和提高，从而达到对生产技术的实时监测，这样保证了该企业产品制造的全制动化信息平台。（3）利用定位系统对生产线进行快速整定，建立起完整的制造过程信息技术。这样既方便实现生产线现场安装精度测试技术，又达到完全的透明。通过实现网络控制管理智能技术，对各个环节进行指导处理，这样就能及时性的处理临时性的问题。（4）自动化柔性生产系统管理技术。企业生产流程中管理与控制信息的集成，是实现企业管理控制一体化和柔性自动化的基础。通过这技术分析，建立一种信息集成系统结构及其功能模型，提出现场总线的开放式控制系统，建立控制系统分层式体系结构，使其与信息管理系统实现无缝接口。我国在近几年机器人自动化生产已经不断出现，并给用户带来了显著效益。目前我国已经建立了多条弧焊机器人生产线、装备机器人生产线、喷涂生产线和焊装生产线。随着我国工业企业自动化水平的不断提高，机器人自动化线的设厂也会越来越大，并逐渐成为自动化生产线的主要方式。我国机器人自动化生产线装备市场刚刚起步，而国内装备制造业正处于由传统装备向先进制造装备转型的时期，这就给机器人自动化生产线研究开发者带来了巨大商机。4工业机器人的组建生产线技术
机器人与自动化技术 “机器人、无处不在的屏幕、语音交互，这些都将改变我们看待‘电脑’的方式。一旦看、听、阅读能力得到提升，你就可以以新的方式进行交互。”----比尔?盖茨在某电视节目中，预测未来科技领域的下一件大事时表示：机器人与自动化技术将成为未来发展的一大趋势，可以改变世界！ 工业机器人的应用，正从汽车工业向一般工业延伸，除了金属加工、食品饮料、塑料橡胶、3C、医药等行业，机器人在风能、太阳能、交通运输、建筑材料、物流甚至废品处理等行业都可以大有作为。 当然，即将“改变世界”的机器人不仅仅具有代替人工的价值，在很多人类无法实现的领域也将出现机器人的身影。譬如，派送采矿机器人到月球和小行星上采挖稀土矿，将有望成为现实。 而更令比尔?盖茨寄予厚望的是机器人将像“电脑”一样改变人类的生活。 日本早稻田大学研究人员推出一种新型仿人型家务机器人。它集安全性、可靠性和灵巧性于一身，还具有仿人脸的外观。在工作时，它将一名男子抱下床，与他聊天并为他准备早餐。由于拥有和成年女性大小相当的灵巧双臂、双手，这种机器人能够用夹子将面包从面包机中取出，而丝毫不弄碎它。 英国阿伯丁大学启动了一项新的研究计划，在3年内研发出允许机器人与人类进行交谈，甚至讨论具体决定的系统……。 作为先进制造业中不可替代的重要装备，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。 在机器人市场中，目前80%的市场份额仍由跨国公司占有，其中瑞典ABB、日本发那科FANUC、日本安川yaskawa和德国库卡KUKA四大企业则是市场第一梯队的“四大金刚”。其它有瑞士史陶比尔Staubli、德国克鲁斯CLOOS、德国百格拉、德国徕斯、德国斯图加特航空航天自动化集团（STUAA）、意太利瀚博士hanbs、意大利柯马COMAU、英国Auto Tech Robotics等。 目前国内生产机器人的企业主要有：中科院沈阳新松机器人自动化股份有限公司、芜湖埃夫特智能装备有限公司、上海新时达机器人有限公司、安川首钢机器人有限公司、哈工大海尔机器人有限公司、南京埃斯顿机器人工程有限公司、广州数控设备有限公司、上海沃迪自动化装备股份有限公司等。 2015年，中国机器人市场需求预计将达35000台，占全球比重16.9％，成为全球规模最大的市场。 一、机器人的系统构成 由3大部分6个子系统组成。 3大部分是：机械部分、传感部分、控制部分。 6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。
外文资料译文 工业机器人 早在机器人变为现实之前，机器人与机器人学这两个术语就已经提出来了。1923年，随着捷克剧作家卡雷尔·查陪克的剧本R.U.R（罗苏姆的通用机器人）英文译本的问世，机器人这一术语就开始进入英语。机器人robot一词源于捷克语，该词意指奴隶或劳工。1942年，另一位作家艾萨克·埃思穆乌（他曾经撰写过许多有关机器人的短篇小说）在创立机器人学三个法则时就提出了机器人学这个专业术语。他曾推断，机器人应该有特殊电路，使其始终遵循下述三个基本原则： （1）机器人不能伤害人类，也不能通过不执行指令而使人类受到伤害； （2）在不违背第一条法则的前提下，机器人必须遵从人类意志； （3）再不违背第一、二条法则的前提下，机器人必须保护自身不受伤害。 当时撰写的这些故事纯属科学幻想。今天，随着机器人变为现实，分析这些机器人法则，从中获得很有价值的理念，可供机器人专家设计人控制系统时参考。 1.机器人的定义 机器人是一种可重复编程的多功能操作器，其设计用途是输送物料、工件、刀具及一些特殊装置，通过各种程控运动来完成多种不同任务。 以上定义被普遍认可，其特点是：工业机器人可以重复编程，且能够沿多种不同轨迹运动。 2.机器人的发展史 随着数控机床的发展，模仿人类手臂操作工件的想法便自然地提出来了。 与常规观点相反，机器人学并非最近发展起来的。事实上，早在20世纪60年代初期，美国人便制造出第一批机器人。万能自动化公司于1961年就生产出机械手臂，其控制装置的时序是由操作者预设的。然而，鉴于这项工作尚属试验，为了避免公众对该项目的抵制情绪，当时的仿形程度较低。1974年，辛辛那提Millicron机器人成为首例以小型计算机控制的机器人。然而，就在同一年，瑞典ASEA公司推出了它的IRB6机器人。这种机器人一直在全球畅销，现在（1991年）还在生产，唯一的重大改进是控制柜电子装置与软件的升级。所以，当人们以为美国正在建立机器人技术的时候，像日本和瑞典这样一些国家，机器人在工业中的应用已经达到很高的水平。 近来有许多原因促使人类愈来愈意识到应用工业机器人的重要性，其中有些原因是日益增加的花费所致：例如培训新工人的费用、改进设计与产品性能的花费、计算机与传感器技术飞速发展所致的费用，以及雇员们希望摆脱平淡、重复、有潜在危险工作环境的花费等。 3.机器人运动机构的确定 为了划分一种工业机器人的设计属于何种类型，我们必须鉴别其运动结构。为了确定运动结构，我们必须知道所有关节的类型与机械手臂具有的“自由度”。 与人类手臂一样，机器人手臂由一系列连杆与关节组成。关节是连接两个连杆的部件，它允许两个连杆之间存在相对运动。 每个机器人都有一个基座，该基座一般稳定在地面上。但是，基座亦可稳定
工业机器人 摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上重要的成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动程度极大的工作，工作方式一般采取示教在线的方式。 本文将设计一台圆柱坐标型的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的大臂、小臂、底座和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台：在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、以及控制元件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
目录 摘要 1绪论 (1) 1.1 工业机器人研究的目的和意义 (1) 1.2 工业机器人在国内外的发展现状与趋势…………………….. 1.3 工业机器人的分类 1.4 本课题研究的主要内容 2 总体方案的确定 2.1 结构设计概述 2.2 基本设计参数 2.3 工作空间的分析 2.4 驱动方式 2.5 传动方式确定 3 搬运机器人的结构设计 3.1 驱动和传动系统的总体结构设计 3.2 手爪驱动气缸设计计算 3.3 进给丝杠的设计计算 3.4 驱动电机的选型计算
3.5 手臂强度校核 4 搬运机器人的控制系统 4.1 机器人控制系统分类 4.2 控制系统方案分析 4.3 机器人的控制系统方案确定 4.4 PLC及运动控制单元选型 5 结论与展望 致谢
《工业机器人》课程教学大纲 课程编号：0803701069 课程名称：工业机器人 英文名称：Industrial Robot 课程类型：专业任选课 总学时：24 讲课学时：20 实验学时：4 学分：1.5 适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业、四年制机械电子工程专业 先修课程：高等数学、线性代数、工程制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电子技术、电工技术、机械制造基础、互换性与技术测 量、液压与气压传动、机电传动控制、单片机原理及应用、自动控制原理等。 一、课程性质、目的和任务 工业机器人课程是机械设计制造及其自动化专业各专业方向的一门主要专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解。培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。 二、教学基本要求 本课程以机器人为研究对象，以工业机器人为重点。学完本课程应达到以下基本要求：1．了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。 2．了解机器人运动学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。 3．了解机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等。 4．了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。 三、教学内容及要求 绪论 0.1 概述 0.1.1 机器人的由来与发展 0.1.2 机器人的定义 0.1.3 机器人技术的研究领域与学科范围 0.2 机器人的分类 0.2.1 按机器人的开发内容与应用分类0.2.2 按机器人的发展程度分类 0.2.3 按机器人的性能指标分类 0.2.4 按机器人的结构形式分类 0.2.5 按坐标形式分类
工业机器人的论述 学院班级: 07级机电工程学院微电01班 姓名: 林荣珍学号: 3107000319 指导老师: 阎秋生教授 摘要 :在使用工业机器人的背景下,阐述工业机器人的定义,并论述其组成,特点,广泛的应用前景,和在使用过程中存在的不足,最后综述其发展趋势. 关键词: 工业机器人广泛应用前景良好 一. 引言 工业机器人是典型的机电一体化的高技术产品,在许多生产领域对提高生产的自动化水平,提高劳动生产率,产品质量,经济效益,及改善工人作业条件等方面起到不可替代的作用.许多劳动条件恶劣,又要求高精度,长时间,大规模作业的场合使用工业机器人是社会发展的必然趋势. 二. 定义 工业机器人是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。它由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。 三. 组成 （1）控制计算机控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有32位、64位等，如奔腾系列CPU以及其他类型CPU。 （2）示教盒示教机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作，拥有自己独立的CPU以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 （3）操作面板由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作。 （4）硬盘和软盘存储存储机器人工作程序的外围存储器。 （5）数字和模拟量输入输出各种状态和控制命令的输入或输出。 （6）打印机接口记录需要输出的各种信息。 （7）传感器接口用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制，一般为力觉、触觉和视觉传感器。 （8）轴控制器完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。
（9）辅助设备控制用于和机器人配合的辅助设备控制，如手爪变位器等。 （10）通信接口实现机器人和其他设备的信息交换，一般有串行接口、并行接口等。（11）网络接口 四. 特点 工业机器人特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。 机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 五. 应用前景 在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。 工业机器人不仅应用于传统制造业如采矿、冶金等领域，同时也已开始扩大到核能、航空、航天等高科技领域以及家庭清洁、医疗康复等服务业领域中。如，水下机器人、高压线作业机器人、管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人、作战机器人、排雷机器人器人等军用机器人都广泛应用于各行各业。 六. 不足 由于机器人的问世，使一部分工人失去了原来的工作，于是有人对机器人产生了敌意,认为“机器人上岗，人将下岗。”比如汽车的出现，它不仅夺了一部分人力车夫、挑夫的生意，还常常出车祸，给人类生命财产带来威胁。由于机器人的一次性投资比较大,这阻碍了机器人在企业中的普遍推广. 七.发展趋势
工业机器人技术论文 机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置或者叫自动化装置，它仍然是个机器。机器人按照用途可分为工业机器人、农业机器人、医用机器人、水下机器人等。国际标准化组织于1987年对工业机器人给出了定义“：工业机器人是一种具有自动控制和移动功能，能够完成各种作业的可编程操作机”。现代工业生产的自动化领域里，例如材料的搬运、机床的上料及卸料、整部机器的装配，都可用机器人来完成某些部分的工作。今天在工业上用的机器人并不是科幻小说、电影中所渲染的那种人型怪物。实际上，它们的外表都不像人，只是它的动作具有手指、手腕、手臂的特征而已。工业机器人可以在高温、高压、有毒等环境下工作。可以提高生产效率、保障了人的健康和安全。工业机器人最早出现在20世纪60年代，只是工作只限于上下料阶段，此后机器人进入了缓慢发展期，知道80年代，为了满足汽车行业蓬勃发展需要，出现了电焊机器人、弧焊机器人、喷涂机器人以及搬运机器人等四大类工业机器人产品并已成熟、并形成产业化规模。而这一年代被称为“机器人元年”。并且出现了装配机器人及柔性装配线。90年代装配机器人及柔性装配技术得到了广泛应用。现代机器人与数控技术(NC)、可编程控制器(PLC)并称为工业自动化的三大支柱技术和基本手段。工业机器人最早出现在20世纪60年代，只是工作只限于上下料阶段，此后机器人进入了缓慢发展期，知道80年代，为了满足汽车行业蓬勃发展需要，出现了电焊机器人、弧焊机器人、喷涂机器人以及搬运机器人等四大类工业机器人产品并已成熟、并形成产业化规模。而这一年代被称为“机器人元年”。并且出现了装配机器人及柔性装配线。90年代装配机器人及柔性装配技术得到了广泛应用。现代机器人与数控技术(NC)、可编程控制器(PLC)并称为工业自动化的三大支柱技术和基本手段。 工业机器人由于其作业的高度柔性和可靠性，操作简单等特点，被广泛应用于汽车制造、工程机械、机车车辆、电子和电器、计算机和信息以及生物制药领域。
RPA-机器流程自动化（数字化劳动力）技术 1RPA是什么 RPA（Robotic Process Automation）机器流程自动化，又称为数字化劳动力（DigitalLabor），是一种智能化软件，通过模拟并增强人类与计算机的交互过程，实现工作流程中的自动化。RPA具有对企业现有系统影响小，基本不编码，实施周期短，而且对非技术的业务人员友好等特性。RPA不仅可以模拟人类，而且可以利用和融合现有各项技术如规则引擎、光学字符识别、语音识别、虚拟助手、高级分析、机器学习及人工智能等前沿技术来实现其流程自动化的目标，该技术能够加快产品和服务的上市速度，降低成本并释放员工能力，正成为企业数字化转型的重要途径。 RPA这个术语是由Blue Prism 提出的，同时Blue Prism 也是RPA 领域的先驱者。Blue Prism 已经得到美国IT 研究和咨询公司Gartner 的认可，他们 已经在全球拥有超过100个客户，并与NHS、埃森哲、Hexaware、Hewlett Packard Enterprise、Capgemini、IBM等大型巨头合作。 目前在市场上，也有许多公司对RPA有自己的定义与理解： （1）德勤DETT: “RPA财务机器人是一款能够将手工工作自动化的机器人软件。机器人的作用是代替人工在用户界面完成：高重复、标准化、规则明确、大批量的日常事务操作。与一般软件或程序的区别在于：普通程序被动地由业务人员操作、机器人则替代人工主动操作其他软件。” （2）安永EY：“RPA是一项允许公司员工通过配置计算机软件或机器人抓取并解析现有应用程序来处理事务、操纵数据、触发响应并与其他数字系统通信的技术应用。企业正在不断寻求可以实现自动化的流程，可实现RPA的基本流程应具备三个关键特征：操作一致，重复执行相同的步骤；模板化驱动，数据以重复的方式输入到特定字段中；基于**标准规则==操作，允许决策动态大幅改变。”（3））毕马威KPMG: “RPA可以定义为AI，机器学习等认知技术在业务自动化中
工业机器人在工厂自动化领域解决方案 一，机器人定义及分类 机器人问世已有几十年，机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。 在各种科普书籍中可以看到，机器人被分成了以下类型。家务型机器人：能帮助人们打理生活，做简单的家务活。操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。数控型机器人：通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。适应控制型机器人：能适应环境的变化，控制其自身的行动。学习控制型机器人：能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。智能机器人：以人工智能决定其行动的机器人。 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。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。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、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前，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和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。 二，工业机器人基础知识 目前世界工业界装机最多（大约占全球26%）的工业机器人是SCARA型（Selective Compliance Assembly Robot Arm选择柔顺性装配机器人手臂）四轴机器人。装机量第二位（作者估计接近25%）的是串联关节型（Series connection articular arm）垂直6轴机器人手臂。因此，超过全球工业机器人装机量一半的这两种工业机器人是我们关注的重点。 1，机器人坐标系 （1）SCARA机器人坐标系
工业机器人自动化生产线研究 工业机器人是现代制造业的主角，工业机器人的应用水平在很大程度上反映了一个国家的制造业水平，积极应用工业机器人组建自动化生产线，是今后制造业发展的重要趋势。在中国制造2025战略背景下，积极研究基于工业机器人的自动化生产技术，具有重要现实意义。 1工业机器人的结构 1.1工业机器人的结构 工业机器人主要由主体、控制系统、驱动系统组成，其中，主体部分具有强大的动作功能，可模拟人体完成抓取、搬运、分拣、放置等操作。执行机构是工业机器人主体中最为关键的部分，主要由手、腕、臂三部分组成，通常有3个以上的自由度，复杂一些的工业机器人能够达到7个甚至更高的自由度，显然，自由度越高的工业机器人能够执行越复杂的操作，其功能也更加强大。控制系统相当于人的大脑，其通过预先编好的程序对执行机构发出指令，控制机器人完成各种操作。驱动系统相当于人的肌肉和筋络，通过接收控制系统发出的指令信号，驱动动力元件产生相应的动作，配合执行机构完成各种操作任务。 1.2工业机器人的特点 工业机器人具有较高的自动化程度，能够依靠自身动力做出各种复杂动作，替代人类完成各种复杂环境下的工业生产任务。工业机器人既可以按照事先编写的程序运行，也可由技术人员手动操作，现代
工业机器人还有向人工智能发展的趋势。与传统的人工作业相比，工业机器人的工作效率更高，动作更为精准，且具有持久工作的能力，可以24小时不间断运作，因此在工业生产中备受青睐。目前，工业机器人主要应用在焊接、抛光、喷涂、装配、冲压、包装、检测等领域。 2基于工业机器人的自动化生产线构建 工业生产往往具有较高的危险性，且劳动强度普遍较高，在一些不适合人工现场操作的工业生产环境中，可用工业机器人组建自动化生产线，代替人来完成各种复杂的生产活动。对于不同的工业生产任务，在自动化生产线的构建上也存在很大区别，本文以冲压自动化生产线为例进行说明。 2.1运行方式 在冲压自动化生产中，为保证机器人正常可靠运转，首先要为工业机器人设定规范、合理的工作流程，精准的动作路径，使之能够安全、有效地执行各种操控指令。不同类型的工业自动化生产线在系统运行方式上各不相同，对于冲压自动化生产线来说，首先要进行垛料拆垛，然后是板料对中，主要有重力对中、机械对中、光学对中三种方式，目前使用最为广泛的是光学对中。对中后，通过上料机器人放料，然后进行冲压操作。每次冲压结束过，通过下料机器人取料放料，根据具体的生产工序要求，冲压工序可循环数次，待完成末端冲压后，由尾线机器人负责取料放料，最后的码垛任务可交给现场操作人员完成。
Topic Insights Robotics:From Automation to Intelligent Systems Eduardo Nebot Director of Australian Centre for Field Robotics;Fellow of the Australian Academy of Technology and Engineering,Australia This paper presents a brief overview of the progress that has been made in autonomous robots during the past few years.It pre- sents the fundamental problems that have been addressed to enable the successful deployment of robotic automation in indus- trial environments.It also describes some of the challenges facing future autonomous applications in more complex scenarios,such as urban vehicle automation. Initial implementations of robotics manipulators began in the late1950s,with applications in automotive manufacturing. Hydraulic systems were then replaced by electrical motors, making the robots more agile and controllable.The robots were initially used in very constrained and repetitive tasks,such as welding.They were controlled based on internal kinematics,with no sensing information about the current state of the environ- ment.The?rst innovation in this area started in the early 1980s,with the introduction of visual feedback provided by cameras.Several different sensor modalities were also added to monitor and interact with the environment,such as lasers and force sensors.Nevertheless,most of the work with manipulators was performed within a?xed area of operation.In such cases, there was almost no uncertainty regarding the location of the robot,and the external environment was very and understood. A very different scenario occurs when a robot is move around within its environment.Two new become essential to address this problem:positioning tion.A robot moving within a working area needs to is,to know its position and orientation with respect to a frame.In addition,it needs to have a very good the area in proximity in order to move safely with other objects. The?rst successful demonstrations of mapping and were implemented in indoor environments,and mostly sonic sensor information to obtain high-de?nition maps process consists of building a navigation map by within the environment under manual operation,and this map to localize the robot when working next breakthrough demonstrated that these two be done simultaneously,and thereby initiated a very of research known as simultaneous localization (SLAM)[3,4].These new algorithms enabled the building of a map and localization while exploring a and facilitated the deployment of large indoor applications. The?rst major impact of autonomous technology in outdoor environments was in?eld robotics,which involves the automation of large machines in areas such as stevedoring(Fig.1),mining,and defense[5]. The successful deployment of this technology in?eld robotics required the assurance that a machine would always be under con-trol,even if some of its components failed.This required the devel-opment of new sensing technology based on a variety of sensor modalities such as radar and laser.These concepts were essential for the development of high-integrity navigation systems[6,7]. Such systems,as discussed in Ref.[5],include sensors that are based on different physical principles in order to ensure that no two sensor modalities can fail at the same time.Similar principles were implemented in other areas,such as mining,utilizing the concept of an‘‘island of automation”—that is,an area where only autonomous systems are allowed to operate.This fundamental constraint was essential for the successful development and deployment of autonomous systems in many industrial operations. Machine learning techniques have started to play a signi?cant role in?eld robotic automation.During the last?ve years,we have seen a signi?cant number of very successful demonstrations using Fully autonomous straddle carriers operating in the port of Brisbane, Australia.
工业机器人在自动化控制领域的应用 作者：黄玮文 来源：《科技风》2020年第28期 摘要：随着时代的发展，我国在各方面取得了巨大的进步，尤其是在新兴技术方面。机器人这门技术，它涉及了多类学科。比如人工智能、传感技术、计算机技术、信息技术等。机器人的应用是十分广泛的，在医疗、建筑、工业、科研等方面应用非常普遍，自动化的工业机器人发展水平，标志着一个国家在工业自动化方面的水平。本文主要对工业机器人在自动化领域的应用进行了一定的分析，希望能够对相关的部门有所帮助。 关键词：工业机器人;自动化;应用 一、工业自动化控制的功能与特点 （一）工业自动化控制功能 机器人在自动化控制的过程中能够实现演示功能，机器人能够通过之前预设的相关指令来完成一系列的示教过程。在操作的过程中，将预算好的位置、速度、动作代码输入到机器人的控制系统以后，指令会存储在存储器里，控制系统会通过代码将指令不断地传输给操作系统。控制系统运作的功能主要是通过操作系统管理机器人运动速度的快慢、动作形态来进行控制。 （二）工业自动化控制的特点 工业自动化机器人能够帮助解放人类的劳动力，同时还能够完成一些我们人类完成不了的危险任务，机器人原理与力学结构学的原理有着非常密切的联系，它的运行状态可以通过坐标的方式来展现出来，与此同时，改变相应的坐标能够控制机器人的动作姿态。另外，工业自动化机器人需要智能任务输入，它能够按照我们人类的意识来进行行动，改变工业自动化机器人的参数后会让机器人的运行状态随之改变，相应的动作也会发生改变，通过对信息数据库的管理能够对机器人进行管理，决定它的行为与动作。 （三）工业机器人控制系统的特点 机器人控制系統是由计算机来实现多个独立系统的协调工作，控制主要是按照人类的意志进行行动，可以赋予机器人特定智能的任务，机器人在特定的程序下来完成任务。描述机器人状态和运动是一个数学模型非线性的表现，机器人在状态和外力发生变化的同时，它的参数会随着状态和外力的变化而变化，整个变量之间还存在耦合，所以在使用的过程中使用闭环位置是不够的，还需要采用加速度闭环进行工作。机器人的动作并不是一个路径来完成的，它的动作是通过不同的方式和不同的路径来完成，所以在设置方式和路径的过程中存在最优问题，工