工业机器人的概念与典型应用(完整资料).doc
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工业机器人的技术发展及其应用随着科技的不断进步,在工业领域,工业机器人已经成为了一个不可或缺的存在。
工业机器人的出现改变了传统的生产方式,提高了生产效率,提升了产品质量,并且大大降低了生产成本。
在工业自动化领域,工业机器人的应用范围也越来越广泛。
本文将就工业机器人的技术发展、现状及其应用进行分析及展望。
一、工业机器人的概念及发展历史工业机器人是指一种能够自动执行工业任务的可重复操作的、用于工业生产的机器人。
它可以替代人工进行重复性、高强度和危险性的工作,提高生产效率,减少人为错误,保证产品的质量。
工业机器人的发展历史可以追溯到20世纪50年代,第一个真正的工业机器人是由美国一家汽车公司于1961年开发出来的。
从那时起,工业机器人的发展就越来越快速,尤其是在信息技术、材料技术、传感器技术等方面的快速发展,更是推动了工业机器人的迅速发展。
二、工业机器人的技术发展1. 传感器技术的应用随着传感器技术的不断发展,工业机器人配备各种传感器已经成为一种常见的现象。
光电传感器可以实现对产品的精确定位,使得机器人可以准确地抓取产品;压力传感器可以帮助机器人更准确地进行力控操作,实现对细小零件的加工;视觉传感器则可以使得机器人具备了一定的“视觉”功能,可以对工作环境、产品进行识别及判断。
传感器技术的应用使工业机器人的应用范围更加广泛,工作精度得到了显著提高。
2. 人工智能技术的应用人工智能技术的快速发展,也大大促进了工业机器人的技术发展。
目前,许多工业机器人已经具备了一定程度的“智能”,它们可以通过图像识别、语音识别等技术,实现智能化操作;并且,还可以通过学习算法不断提升自己的智能水平。
这种智能化技术的应用,让工业机器人的操作更加灵活、高效,可以适应更多种类的生产工艺,这对于提高企业生产的灵活性非常重要。
3. 柔性制造技术的应用随着柔性制造技术的不断发展,工业机器人也逐渐向柔性制造理念转变。
传统工业机器人往往需要事先编写好固定的工艺程序,这样限制了它的灵活性。
对工业机器人的了解和认识工业机器人是一种具有高度智能化和自主性的现代化机器人。
它们能够在工业生产线上完成各种繁重、危险和重复性的工作任务,从而提高生产效率和质量,降低生产成本。
在本文中,我们将全面了解和认识工业机器人的基本概念、应用领域、工作原理以及发展趋势。
一、工业机器人的基本概念工业机器人是一种由电子技术、计算机技术以及机械工程技术等多种技术综合应用于制造业领域的机器人。
它们被设计用于代替人力完成工厂生产过程中的重复性、繁重或危险的任务,如车间装配、焊接、搬运、喷涂等。
工业机器人具备自主感知、决策和执行能力,能够根据预先设定的程序和条件自动执行任务。
二、工业机器人的应用领域工业机器人在许多制造业领域都有广泛的应用。
首先是汽车制造业,工业机器人在汽车生产线上扮演着重要的角色。
它们能够完成汽车零部件的组装、焊接、喷涂等工作,提高生产效率和产品质量。
其次是电子制造业,工业机器人在电子产品的生产过程中发挥着关键作用,如电路板组装和焊接。
此外,工业机器人还在食品加工、医药制造、塑料制品等领域得到广泛应用。
三、工业机器人的工作原理工业机器人通过感知、决策和执行三个关键步骤完成工作任务。
首先,它们通过传感器感知周围的环境和目标物体,获取必要的信息。
然后,机器人根据预先编写的程序和算法进行决策,确定如何执行任务。
最后,机器人根据决策结果,通过运动控制系统驱动执行器,完成任务。
四、工业机器人的发展趋势随着科学技术的进步和工业生产的要求,工业机器人正不断发展和演进。
首先,人机协作成为了一个重要的发展趋势,机器人能够与人类工作人员在同一工作区域内共同完成任务。
其次,机器人的智能化程度不断提高,能够通过学习和适应不同的工作环境和任务要求。
此外,机器人的柔性化和模块化设计也是未来发展的重点,能够满足不同生产情况下的需求。
综上所述,工业机器人是一种能够自主执行工作任务的现代化机器人。
它们在各个制造业领域都有广泛的应用,能够提高生产效率和产品质量。
工业机器人概述工业机器人是一种应用于工业制造领域的自动化设备,具备感知、决策和执行等功能。
随着技术的不断进步和应用场景的扩大,工业机器人在现代制造业中扮演着重要的角色。
本文将对工业机器人的概念、应用、发展历程以及未来趋势进行概述。
一、概念和类型工业机器人是一种具备多轴控制系统和各种传感器能力的机械设备,能够执行各种制造工序中的操作任务,大大提高了制造过程的效率和准确性。
根据其功能和应用领域的不同,工业机器人主要分为以下几类:1. 搬运机器人:主要用于搬运和装卸各种物料,如汽车制造中的零部件搬运等。
2. 拆卸机器人:用于拆解废弃物品,如废旧电子产品的拆解和分离。
3. 焊接机器人:广泛应用于汽车、航空航天等行业的焊接工艺,可以提高焊接效率和质量。
4. 组装机器人:主要用于产品的组装和装配过程,如手机、电子产品的组装线。
5. 检测机器人:用于产品质量检测和故障排查,可以准确、快速地完成复杂的检测任务。
6. 喷涂机器人:广泛应用于汽车、家具等行业的表面喷涂,可以节约人力资源,提高涂装的均匀性和一致性。
二、应用领域工业机器人在各个领域的应用越来越广泛,对于提高制造的效率、降低成本、改善安全性和质量控制起到了重要的作用。
以下是工业机器人在不同行业中的应用举例:1. 汽车制造:工业机器人广泛应用于汽车制造的各个环节,如焊接、装配、涂装等,提高了汽车制造的效率和产品质量。
2. 电子制造:工业机器人在电子产品制造中扮演着重要的角色,能够完成电子元件的焊接、组装、检测等任务。
3. 医疗行业:工业机器人在手术室和药品生产等领域具有广泛应用,例如辅助手术机器人可以提高手术准确度和安全性。
4. 快速消费品行业:工业机器人可以应用于各类商品的生产和包装过程,提高生产效率和产品一致性。
5. 食品加工业:工业机器人可以完成各种食品的搬运、包装、烹饪等工序,提高食品加工的效率和卫生标准。
三、发展历程工业机器人的发展历程可以追溯到20世纪50年代,随着计算机技术和自动化技术的迅速发展,工业机器人开始投入到实际的生产中。
工业机器人专业文化概论
工业机器人专业文化概论是一个重要的概念,它涉及到机器人技术的基础、应用和发展趋势。
这个专业领域涵盖了工业机器人的定义、历史、分类、组成和技术参数,以及其典型应用。
1.工业机器人定义:工业机器人是用来进行搬运材料、零件、工具
等可再编程的多功能机器,它集机械、电子、计算机、传感器、人工智能等多学科技术于一体,是现代工业自动化生产领域中最为重要的设备之一。
2.工业机器人历史:自20世纪50年代第一台工业机器人出现以来,
工业机器人技术经历了快速的发展。
从最初的机械式单轴机械臂,到现在的多轴、多自由度的机器人,其技术不断得到完善和提升。
3.工业机器人发展趋势:随着技术的不断进步,工业机器人的发展
趋势也在不断变化。
未来,工业机器人将会更加智能化、自主化、协同化,同时也会更加适应各种不同的生产环境和应用场景。
4.工业机器人分类:根据不同的分类标准,工业机器人可以有多种
分类方法。
例如,根据应用领域的不同,可以分为搬运机器人、焊接机器人、装配机器人等。
5.工业机器人组成及技术参数:工业机器人通常由机械系统、控制
系统和感知系统三部分组成。
其技术参数包括工作范围、速度、精度等。
6.工业机器人的典型应用:工业机器人在许多领域都有广泛的应用,
例如汽车制造、电子设备制造、塑料制品制造等。
它们在这些领
域中主要用于自动化生产线的操作,如物料搬运、加工、装配等。
总的来说,工业机器人专业文化概论是一个涵盖了众多领域的综合性学科,它的发展和应用不仅推动了工业自动化生产的进步,也促进了社会经济的发展。
⼯业机器⼈定义、特点、分类及典型应⽤⼯业机器⼈是⼀种通过重复编程和⾃动控制,能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多⾃由度的机电⼀体化⾃动机械装备和系统,它结合制造主机或⽣产线,可以组成单机或多机⾃动化系统,在⽆⼈参与下,实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种⽣产作业。
⼯业机器⼈特点有以下⼏个:(1)可编程。
⽣产⾃动化的进⼀步发展是柔性启动化。
⼯业机器⼈可随其⼯作环境变化的需要⽽再编程,因此它在⼩批量多品种具有均衡⾼效率的柔性制造过程中能发挥很好的功⽤,是柔性制造系统中的⼀个重要组成部分。
(2)拟⼈化。
⼯业机器⼈在机械结构上有类似⼈的⾏⾛、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的“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的⾃适应能⼒。
(3)通⽤性。
除了专门设计的专⽤的⼯业机器⼈外,⼀般⼯业机器⼈在执⾏不同的作业任务时具有较好的通⽤性。
⽐如,更换⼯业机器⼈⼿部末端操作器(⼿⽖、⼯具等)便可执⾏不同的作业任务。
(4)⼯业机器技术涉及的学科相当⼴泛,归纳起来是机械学和微电⼦学的结合-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的各种传感器,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,这些都是微电⼦技术的应⽤,特别是计算机技术的应⽤密切相关。
因此,机器⼈技术的发展必将带动其他技术的发展,机器⼈技术的发展和应⽤⽔平也可以验证⼀个国家科学技术和⼯业技术的发展⽔平。
分类及其典型应⽤ 1.移动机器⼈(AGV)移动机器⼈(AGV)是⼯业机器⼈的⼀种类型,它由计算机控制,具有移动、⾃动导航、多传感器控制、⽹络交互等功能,它可⼴泛应⽤于机械、电⼦、纺织、卷烟、医疗、⾷品、造纸等⾏业的柔性搬运、传输等功能,也⽤于⾃动化⽴体仓库、柔性加⼯系统、柔性装配系统(以AGV作为活动装配平台);同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输⼯具。
•工业机器人的概述和发展•工业机器人在工业生产中的应用•工业机器人在现代生活中的应用目•工业机器人的关键技术与挑战•工业机器人的未来展望录01定义特点工业机器人的定义与特点早期阶段随着技术的不断进步和成本的降低,工业机器人在20世纪80年代至90年代逐渐普及,应用领域也不断扩展。
发展壮大智能化时代工业机器人的发展历程技术现状控制器技术:工业机器人控制器逐渐采用高性能处理器,实现高速、高精度运动控制。
传感器技术:通过集成多种传感器(如力觉、视觉、距离等传感器),提高工业机器人的感知能力。
人工智能与机器学习:工业机器人将不断融合人工智能和机器学习技术,实现自主学习和优化,提高生产效率。
02提高生产效率降低人力成本减少人为错误030201自动化生产线与工业机器人高精度装配柔性生产提高装配速度工业机器人在装配作业中的应用工业机器人在焊接、切割等高精度作业中的应用03照料老人和儿童服务型机器人可用于照料老人和儿童,提供陪伴、安全监控、健康管理等服务,满足特定人群的关爱需求。
家务助手服务型机器人可帮助完成家务任务,如清洁、扫地、擦窗户等,减轻家庭负担,提高生活质量。
定制化服务根据用户需求,服务型机器人可提供个性化的服务,如定制餐饮、智能家居控制等,提升生活便捷度。
服务型机器人与家庭生活手术助手康复训练医疗服务管理医疗领域中的工业机器人应用娱乐产业文化产业教育培训教育、娱乐等领域的工业机器人应用0403神经网络01机器学习02深度学习SLAM技术同时定位与地图构建(SLAM)技术,使得工业机器人能够自主定位和导航,实现无人化操作。
路径规划通过路径规划算法,工业机器人能够在复杂环境中规划出最优路径,提高工作效率。
传感器融合利用多种传感器进行数据融合,提高机器人对环境感知的准确性和鲁棒性。
安全防护机制安全监控系统风险评估与预防技术成熟度成本效益人才培养与引进法规与政策工业机器人的应用挑战与解决方案05工业机器人在智能制造中的地位与作用地位工业机器人在智能制造中扮演着核心角色,它们是实现自动化、数字化和智能化的关键。
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1.1 工业机器人的定义及特点
1.2 工业机器人的分类
关于工业机器人的分类,国际上没有制定统一的标准,有的按负载重量分,有的按控制方式分,有的按自由度分,有的按结构分,有的按应用领域分。
下面依据几个有代表性的分类方法列举机器人的分类。
1.按工业机器人结构坐标系统特点方式分类
按结构坐标系统特点方式分,机器人可分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型(球面坐标型)机器人、关节坐标机器人、SCARA型水平关节机器人等五类。
2.按工业机器人执行机构的控制方式分类
(1)点位控制方式机器人
控制时只要求工业机器人快速准确地实现相邻各点之间的运动,而对达到目标点的运动轨迹不做任何规定。
(2)连续轨迹控制型机器人
控制时要求工业机器人严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动,并且速度可控,轨迹光滑,运动平稳。
(3)力(力矩)控制型机器人
在完成装配、抓放物体等工作时,除要准确定位之外,还要求使用适度的力或力矩进行工作。
(4)智能控制型机器人
机器人的智能控制是通过传感器获得周围环境的信息,并根据自身内部的知识库做出相应的决策的控制方式。
3.按程序输入方式分类
按程序输入方式可分为离线输入型和示教输入型两类。
(1)离线输入型机器人是将计算机上已编号的作业程序文件,通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制系统。
食品、饮料包装;搬运;真空包装塑料、轮胎上下料;去毛边
冶金、钢铁钢、合金锭搬运;码垛;铸件去毛刺;浇口切割
家电、家具装配;搬运;打磨;抛光;喷漆;玻璃制品切割、雕刻
海洋勘探深水勘探;海底维修;建造
航空航天空间站检修;飞行器修复;资料收集
军事防爆;排雷;兵器搬运;放射性检测
焊接机器人技术的新发展
将激光用于焊接机器人是激光焊接的一种重要形式。
焊接机器人具有多自由度、编程灵活、自动化程度高、柔性程度高等特点,是焊接生产线的重要组成部分。
将激光器安装在焊接机器人上进行焊接,大大提高了焊接机器人的焊接质量和适用范围,在船板、汽车生产线中激光焊接机器人具有越来越重要的地位。
图1所示为CO
2
激光焊接机器人。
图1 CO
激光焊接机器人
2
激光焊接具有焊缝深宽比大、热影响区窄、焊接速度快、焊接线能量低、焊接变形小、聚焦后的光斑直径小(0.2~0.6 mm)和能量密度高(106 W/cm2)的特点,但是对焊接接头装配精度和间隙要求高,焊缝易出现气孔、裂缝和咬边等缺陷,设备投资大,能量转换效率低。
而常规的熔化极电弧焊虽然焊接速度慢、焊接线能量大、熔深小、热影响区大、焊接变形大,但是设备投资小,对间隙不敏感,能填充金属。
因此,近年来激光焊接的发展趋势之一就是采用激光+电弧的联合焊接方法,将激光和电弧两种热源的优点集中起来,弥补单热源焊接工艺的不足,如图2所示。
图2 激光+电弧复合热源焊接示意图将三种焊接条件下的焊缝熔深做对比,结果如图3所示,图中从上至下依次为电弧焊的熔深、激光焊的熔深、激光+电弧复合热源的熔深。
从中可以看出,复合热源的焊缝具有很好的焊缝熔深和深宽比。
图3 三种焊接条件下的焊缝熔深
实训认识不同类型的工业机器人
1. 实训目的
在机器人实训室,教师为学生介绍并操作演示搬运、焊接等不同类型工业机器人,通过介绍、操作演示,使得学生能够初步了解不同类型工业机器人的使用方法、特点、作用、区别等,对工业机器人有初步认知。
2. 实训步骤
1)学生分组。
2)老师介绍实训工业机器人(焊接、搬运机器人)类型、品牌、应用等。
3)教师演示工业机器人的操作过程,并说明操作过程的注意事项等。
4)每组同学进行简单操作。
小结:
工业机器人是一种能自动定位控制并可重新编程予以变动的多功能机器。
它有多个自由度,可用来搬运材料、零件和握持工具,以完成各种不同的作业。
工业机器人的发展过程可分为三代。
第一代为示教再现型机器人,它可以按照预先设定的程序,自主完成规定动作或操作,当前工业中应用最多。
第二代为感知型机器人,如有力觉、触觉和视觉等,它具有对某些外界信息进行反馈调整的能力,目前已进入应用阶段。
第三代为智能型机器人,尚处于实验研究阶段。
工业机器人对于新兴产业的发展和传统产业的转型都起着非常重要的作用。
目前工业机器人在生产中应用范围越来越广,受市场需求等原因的驱动,也将直接推动机器人产业的快速发展。
机器人产业发展主要有三个驱动力。
经济结构转型的“推力”;人口构成造成未来劳动力短缺与制造业用人成本趋势性上升的“拉力”;政府政策扶持的“催化力”。
对于机器人代替人工,除人力成本(降低)、人力贡献(降低)以及新型定制化生产(的出现)等因素之外,更多的是全球制造业正处于再次升级阶段,即制造业自动化转型升级,高度的自动化生产将是今后的发展趋势。