一种新型工业抛光机器人设计

机器人打磨抛光智能控制系统研究与开发探讨作者：周营平来源：《工业设计》2017年第04期摘要：本文结合机器人打磨抛光项目，对机器人打磨抛光系统模块进行了阐述，并对机器人智能打磨抛光控制系统进行了研究与探讨。

论述了当今机器人打磨抛光现状，总结出以恒力打磨抛光装置和分布式控制方式提高工件打磨抛光质量的方法，为机器人智能打磨抛光的应用提供借鉴参考。

关键词：机器人；恒力打磨抛光；智能系统；探讨研究引言提高产品质量、提升生产率、降低生产成本，改善人工作业环境是机器人智能打磨抛光控制系统的出发点。

综合考虑市场环境和行业的需要，进行打磨抛光机器人智能控制系统研究与开发探讨是必要的。

1工业打磨抛光市场环境1.1工业打磨抛光现状传统制造行业，抛光打磨是最基础的一道工序，但是其成本占到总成本的30%。

打磨抛光件不但品种繁多而且绝大部分外观复杂，通常工业打磨抛光作业均由人工操作完成，作业劳动强度大，工作效率低，作业环境极差。

市场对少部分规则工件研发的抛光打磨专机仅能完成单一的工艺任务，基本完成不了除原始工艺之外的其他任务，开发过程繁琐且柔性利用性很差，成本昂贵。

1.2打磨抛光机器人需求工业机器人是面向工业领域的多关节、多自由度的机械一体化自动机械装备和系统，它可以接受人类指挥，可以按照预先编排的程序运行，也可根据人工智能技术制定的纲领行动，结合生产线组成单机或多机自动化系统，完成制造过程中某些操作任务，实现无人化作业。

随着人口红利的消失、产品成本降低和产品质量提高等要求因素，高工产研机器人研究所预计未来四年中国抛光打磨市场规模平均增速将超过30%。

使用机器人打磨抛光有如下优点：（1）提高打磨质量和产品光洁度，保证其一致性；（2）提高生产率，一天可24小时连续生产；（3）改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作；（4）降低对工人操作技术的要求；（5）缩短产品改型换代的周期，减少相应的投资设备；（6）可再开发性，用户可根据不同样件进行二次编程。

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哈工大成功研制出四种新型工业机器人
作者：
来源：《工业设计》2013年第01期
四种新型工业机器人最近在哈尔滨研制成功。

专家们认为这标志着我国已经掌握了第一代工业机器人的生产技术，新的机器人产业已经在我国诞生。

近日，四种新型工业机器人诞生，分别是哈尔滨工业大学和哈尔滨风华机器厂等单位研制的华宇Ⅱ型弧焊机器人，华宇Ⅰ型点焊机器人，哈尔滨工业大学与航天部811厂等单位联合研制的东方1号喷漆机器人和国营星光机器厂研制的星光Ⅰ型直角坐标点焊机器人。

这四种机器人都是示教再现型的第一代机器人，即只要操作人员手把“手”示范一次，它就能准确地重复再现出了故障能自动停机报警。

普通工人经过短期培训即可熟练使用。

华宇Ⅱ型弧焊机器人的技术性能也达到八十年代国际同类产品水平。

星光Ⅰ型直角坐标点焊机器人则具有简单实用、可靠性高、造价低廉的特点，比较适合我国使用。

东方1号喷漆机器人采用我国自行设计的“挠性手腕”、分离活塞油缸、功能齐全的控制软件等三项国内首创技术，使这个具有六个自由度的喷漆机器人处于国内领先地位。

华宇1型点焊机器人是第一个投入生产过程的国产机器人。

它消除了点焊过程中的喷溅现象，技术性能先进。

据悉，哈尔滨星光机器厂将在年底安装完毕我国第一条国产工业机器人汽车焊接生产线。

随着机器人产业的发展壮大，机器人将逐步进入汽车生产线。

图片仅供参考，以实际配置为准该系统依据国家相关职业工种培养及鉴定标准，结合中国当前制造业的岗位需求设计研发而成。

该系统由该系统涵盖了机、电、光、气一体化专业中所涉及的多学科、多专业综合知识，可最大程度缩短培训过程与实际生产过程的差距，涉及的技术包括： PLC 控制技术、传感器检测技术、气动技术、电机驱动技术、计算机组态监控及人机界面、机械结构与系统安装调试、故障检测技术技能、触摸屏技术、运动控制、计算机技术及系统工程等。

1、系统采用计算机仿真现代化信息技术手段，通过操作、模拟、仿真三个培训层面，解决专业培训理论、实验、实习和实际应用脱节的问题。

2、系统操作安全(多重人身、设备安全保护)、规范，使用灵活，富有现代感。

3、模块化结构，各任务模块可与机器人组合完成相应任务4、开放式设计：可根据实训内容选择机器人夹具及载体模型；并根据学员意愿选择在实训平台的安装位置及方向；且具有很好的延伸型，客户可根据自己的需求开发新模型及夹具。

1、三相四线380V±10% 50HZ2、工作环境：温度-10℃－+40℃，相对湿度<85％(25℃)，无水珠凝结海拔<4000m3、电源控制：自动空气开关通断电源，有过压保护、欠压保护、过流保护、漏电保护系统。

4、输出电源：(1)三相四线 380V±10% 50HZ(2)直流稳压电源： 24V/5A，7、机器人： ABB IRB26001、实训台实训台体采用优质钢板(板厚 1.2mm)制作，表面喷涂处理；实训台面采用型材结构搭建，可任意安装机器人或其它执行机构；并有不锈钢网孔电气安装板 (板厚 1.5mm)，用于安装控制器件与电源电路；实训台上配有相应的操作面板，采用内嵌按钮和指示灯，分别为“启动”、“停止”、“复位”，并且具备急停功能；可编程逻辑控制器安装于电气网孔板上，实现机器人与各任务模块的组合；实训台底脚上安装有脚轮，能够方便移动与定位。

新型工业机器人传动系统设计随着现代工业的快速发展，工业机器人作为一种新型的生产技术，越来越广泛地应用于各个领域。

而传动系统作为工业机器人的重要组成部分，其设计与研发，会直接影响到机器人的性能与效率。

本文主要分析了新型工业机器人传动系统的设计要求及其优化方案，并探讨了传动系统在工业机器人中的作用和意义。

一、新型工业机器人传动系统的设计要求1、高效性：由于工业机器人使用的时间一般会比传统机器更长，因此传动系统设计必须保证高效、稳定和耐用。

2、精度：精密的传动系统可以使工业机器人准确定位和运行，使机器人能够更精细地完成各种操作。

3、可靠性：传动系统的可靠性是机器人稳定性的重要因素，保障正常运转同时也能降低机器人运行故障率。

4、适应性：不同工业机器人有着不同的应用场景和工作条件，因此传动系统的设计必须兼顾不同环境的适应性，以满足不同需求。

二、新型工业机器人传动系统优化方案1、采用高精度齿轮传动方式：机器人的准确度是由它的传动系统决定的，现代工业机器人往往采用精度更高的齿轮传动方式来取代传统的传动方式，优化传动效果。

2、选用高性能电机：新型工业机器人传动系统中的电机是一个关键的元件，不仅需要选择高转矩的小型电机，还要考虑到选用功耗尽量低，转矩尽量大的电机，以保证工业机器人的高效性。

3、合理布局减速装置：传动系统中的减速装置，是一种重要的解决方案，可以减少机器人的工作噪音，在机器人操作中，合理布局减速装置的作用更为显著，同时不影响机器人整体结构的可用性。

4、引入行星摆线减速器：行星摆线减速器由于其结构设计的特殊性，在机器人传动装置中应用比较广泛，它可以大幅度提高机器人整体效率和准确度，降低整体成本。

三、传动系统在工业机器人中的作用和意义1、提高生产效率：传动系统在工业机器人中，担负着控制机器运动的角色，为工业机器人的高效生产提供了有力的动力支撑。

2、优化机器性能：传动系统对机器人的性能有着直接的影响，通过适当的优化，可以提高机器的工作速度、负载能力和准确度，以满足不同领域之间的应用要求。

《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的不断发展，机器人技术已经成为现代工业、军事、医疗等多个领域的重要应用。

其中，移动机器人技术更是机器人领域的重要研究方向。

传统轮式和腿式机器人各有优缺点，为了充分发挥两者的优势，本文提出了一种新型轮腿式机器人的设计与仿真。

该机器人具有轮式和腿式的双重特性，能够适应不同的地形环境，提高移动性能和作业效率。

二、新型轮腿式机器人的设计1. 结构设计新型轮腿式机器人采用模块化设计，主要包括底盘、轮腿模块、驱动系统等部分。

底盘采用轻量化材料制作，减轻了整体重量。

轮腿模块包括轮式和腿式两种形态，可以根据需要进行切换。

驱动系统采用电机驱动，实现了对机器人的精确控制。

2. 运动机制设计新型轮腿式机器人采用轮腿混合运动机制，在平坦地面上采用轮式运动，提高了移动速度和稳定性；在复杂地形环境下采用腿式运动，提高了机器人的越障能力和适应能力。

此外，机器人还具备一定程度的自主导航和避障能力，能够根据环境变化自动调整运动策略。

三、仿真实验与分析为了验证新型轮腿式机器人的性能，我们进行了仿真实验。

仿真实验主要包括运动学仿真和动力学仿真两部分。

1. 运动学仿真运动学仿真主要验证了机器人的运动性能。

我们在仿真环境中设置了不同的地形场景，包括平坦路面、坡道、障碍物等。

通过仿真实验，我们发现新型轮腿式机器人在各种地形环境下均能实现稳定的运动，且越障能力较强。

此外，我们还对机器人的运动速度、加速度等性能指标进行了分析，发现机器人具有较好的运动性能。

2. 动力学仿真动力学仿真主要验证了机器人的驱动力和耗能情况。

我们通过仿真实验测得了机器人在不同负载、不同地形条件下的驱动力和耗能情况。

实验结果表明，新型轮腿式机器人在轻负载条件下具有较低的能耗，且在复杂地形环境下仍能保持较高的驱动力。

此外，我们还对机器人的散热性能进行了分析，发现机器人的散热系统能够有效地降低工作温度，保证机器人的稳定运行。

1绪论1.1工业机器人概述工业机器人由操作机（机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，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。

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进化过程的产物，它是工业以及非工业领域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。

机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。

在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。

工业机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产，尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，由它代替人进行正常的工作，意义更为重大.因此，工业机械手在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用.工业机械手的结构形式开始比较简单专用性较强，仅为某台机床的上下料装置,是附属于该机床的专用机械手。

随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。

由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。

1.2工业机器人的组成和分类1。

埃夫特机器人在打磨抛光领域的应用摘要本文介绍打磨抛光机器人用于替代传统人工进行工件的打磨抛光工作，主要用于工件的表面打磨、棱角去毛刺、焊缝打磨、内腔内孔去毛刺、孔口螺纹口加工等工作，可应用于卫浴五金行业、IT行业、汽车零部件、工业零件、医疗器械、木材建材家具制造、民用产品等行业。

其主要优点：提高打磨质量和产品光洁度，保证其一致性；提高生产率，一天可24小时连续生产；改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作；降低对工人操作技术的要求；缩短产品改型换代的周期，减少相应的投资设备；可再开发性，用户可根据不同样件进行二次编程；具有可长期进行打磨作业、保证产品的高生产率、高质量和高稳定性等特点。

关键词：机器人，打磨抛光，生产率，稳定性0 引言在一些传统制造行业，抛光打磨是最基础的一道工序，但是其成本占到总成本的30%。

目前社会劳动力成本越来越高，这种不需要文化要求的岗位，其薪酬相对过去越来越高，有的甚至月薪超过1万元。

以卫浴行业为例，同样的岗位，如果使用抛光打磨机器人，三年可回收成本，而且产品品质更好，抛光打磨颜色更均匀。

因此，随着人口红利的消失、产品成本降低和产品质量提高等因素的要求，打磨抛光机器人的市场前景一片光明。

虽然在打磨抛光领域使用机器人有很多优点，但是在实际应用中仍然有一定的难度。

机器人的稳定性，外围设备是否满足机器人的生产要求，现场工艺等都会影响最终生产出来的产品质量。

对此，安徽埃夫特智能装备有限公司（以下简称埃夫特）设计出一台适用于卫浴行业的柔性打磨机器人，填补了国内同类工业机器人空白。

该机器人在市场上的成功应用，也标志着埃夫特公司在打磨抛光领域成功地迈出了第一步。

图1 工业机器人安装量图2 工业机器人保有量1 打磨抛光机器人需求现状各类权威数据表明，我国工业机器人的需求量以每年35%-45%的速度增长，具体销售量2013年为36560台，2014年为57096台，2015年为66000台，预计今年的安装量会突破70000台。

全自动打磨抛光工业机器人系统研发摘要：为实现工件的全自动打磨抛光，需通过Pro/E 建模设计工业机器人本体、上下料系统、打磨平台及机构，从而研发并控制自动打磨抛光工业机器人系统，通过以太网通讯关联 PLC 与控制柜。

关键词：打磨抛光机器人；数学建模；模糊变结构控制；Pro/E建模一、全自动打磨抛光工业机器人总体方案目前，研发全自动打磨抛光工业机器人有利也存在弊端，优势是可以充分展现机器人优于人工的生产稳定性、联系性以及优化性能，通过设定最优抛光动作，在一定程度上可以提升抛光质量及效率；而弊端是工业环境制约研发过程发展。

一方面，原有生产环境影响现有机械结构，因此所设计的机械结构需结合现有生产环境及尺寸；另一方面，设计机器人系统需满足金属抛光打磨所需的高灵活性以及高精准性设计要求[1]。

（一）全自动打磨抛光工业机器人整体结构布局其结构如下图所示，机器人本体、上下料系统、更换打磨工装机构等进行组合构成完整系统。

对于所设计结构布局要求如下：首先，设置合理尺寸配合机器人本体使用；其次，合理安排控制柜、辅助工装、传送带、上料机构、机器人以及工作台、线槽等位置，为实现全自动打磨抛光奠定有效基础。

全自动打磨抛光工业机器人系统整体结构布局Pro/E 建模打磨抛光工艺流程为：首先，带有真空吸盘的机器人打磨系统模块通过真空抓取待打磨抛光工件，并放置于打磨台中，大打磨头自动安装打磨砂布负责抛光打磨工件表面，小打磨头负责抛光打磨工件侧面，打磨好的工件会通过真空吸盘放置于传送带，完成工件抛光打磨过程。

打磨抛光机器人系统 Pro/E 建模二、全自动打磨抛光工业机器人及辅助系统设计（一）机器人主体研究全自动打磨抛光工业机器人，主要研究内容包含机器人控制算法、尺寸、机器人运动速度以及旋转半径等重要参数。

本文选用的全自动打磨抛光工艺机器人系统为 FUNAC M-10iA 型机器人，需要注意的是机器人的选择需根据工种类型，择优而选。

机械手自动化打磨和抛光应用机械手自动化打磨和抛光应用随着工业技术的不断发展，机械手自动化技术已经成为了现代制造业的重要组成部分。

机械手自动化打磨和抛光技术的应用，使得制造业的效率和质量都得到了显著的提升。

本文将介绍机械手自动化打磨和抛光技术的基本原理、应用场景以及未来发展趋势。

一、机械手自动化技术的基本原理机械手自动化技术主要是通过机械臂和控制系统来实现的。

机械臂是机械手自动化的核心部分，它具有多个自由度，可以灵活地移动和操作工具。

控制系统则是机械臂的“大脑”，它可以接收和处理来自外部的信号，然后通过控制机械臂的运动来实现自动化操作。

二、机械手自动化打磨和抛光技术1、自动化打磨技术自动化打磨技术主要是利用机械臂来操作打磨工具，对工件表面进行自动化打磨。

这种技术的应用可以显著提高打磨效率和打磨质量，同时也可以降低工人的劳动强度，减少人为因素对产品质量的影响。

2、自动化抛光技术自动化抛光技术主要是利用机械臂来操作抛光工具，对工件表面进行自动化抛光。

这种技术的应用可以显著提高抛光效率和抛光质量，同时也可以降低工人的劳动强度，减少人为因素对产品质量的影响。

三、机械手自动化打磨和抛光技术的应用场景机械手自动化打磨和抛光技术可以应用于许多行业，例如汽车制造、航空航天、电子、家具制造等。

在这些行业中，这种技术的应用可以显著提高生产效率和产品质量，同时也可以降低生产成本，提高企业的竞争力。

四、机械手自动化打磨和抛光技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，机械手自动化打磨和抛光技术也在不断发展。

未来，这种技术将更加智能化、精细化和个性化。

例如，通过引入人工智能技术，可以实现机械臂的自适应运动和智能优化，从而提高生产效率和产品质量。

同时，还可以通过改进机械臂的结构和材料，提高其耐磨性和使用寿命，从而降低生产成本。

此外，还可以根据不同的生产需求，定制个性化的机械臂，以满足不同行业的需求。

五、结论机械手自动化打磨和抛光技术的应用，对于提高制造业的效率和产品质量具有重要意义。

湖南科技大学毕业设计（论文）题目六自由度工业机器人结构设计作者学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号指导教师二〇一五年五月三十日湖南科技大学毕业设计（论文）任务书机电工程学院院机械设计制造及其自动化系（教研室）系（教研室）主任:（签名）年月日学生姓名: 学号: 专业: 机械设计制造及其自动化1 设计（论文）题目及专题：六自由度工业机器人结构设计2 学生设计（论文）时间：自 2015 年3 月 1 日开始至 2015 年 5 月 29 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：《工业机器人》、《机器人学》、《机器人运动学基础》、《Solidworks2013从入门到精通》4 设计（论文）应完成的主要内容：（1）介绍工业机器人的发展现状及前景；（2）工业机器人工作空间计算和简单的运动学分析；（3）工业机器人结构设计及关键零部件计算；（4）对关键零部件进行强度校核。

5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：（1）相关的计算、设计框图及仿真图；（2）论文不少于35页；（3）说明书中必须有与设计（论文）内容或专业相关的不少于1500字的外文资料翻译。

6 发题时间： 2015 年 3 月 1 日指导教师：学生：湖南科技大学毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]全套图纸，加153893706指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：学号：班级：题目：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要六自由度工业机器人是一种高精度的自动化机械，具有高度的灵活性以及平稳性。

2024年抛光打磨机器人市场分析现状概述抛光打磨机器人是一种自动化的工业机器人，用于对产品表面进行抛光和打磨。

它通过使用先进的传感器和精确的控制系统，能够实现高质量、高效率的表面处理。

随着制造业的发展和自动化程度的提高，抛光打磨机器人市场持续增长。

市场规模及增长趋势根据市场研究公司的数据，全球抛光打磨机器人市场在过去几年中呈现稳定增长的趋势。

预计到2025年，市场规模将超过XX亿美元，年复合增长率约为X%。

这一增长趋势主要受到制造业的需求增加、自动化技术的成熟以及劳动力成本上升的影响。

市场驱动因素分析1. 制造业需求增加随着全球制造业的发展，对产品的质量和外观要求越来越高。

抛光打磨作为一种常见的表面处理工艺，对产品的外观光洁度和平整度有着直接影响。

抛光打磨机器人能够实现高水平的质量控制和一致性，在满足制造商需求的同时提高生产效率。

2. 自动化技术成熟随着自动化技术的不断进步，抛光打磨机器人在精确度、稳定性和效率方面取得了显著的发展。

先进的传感器和控制系统使得机器人能够自动调整抛光力度和速度，实现高度精细的表面处理。

3. 劳动力成本上升在传统的抛光打磨工艺中，往往需要大量的人工参与，不仅费时费力，还容易出现质量不一致的问题。

然而，随着劳动力成本的上升，企业迫切需要寻找替代方案来降低成本并提高生产效率。

抛光打磨机器人作为自动化的解决方案，符合这一需求。

市场竞争格局目前，抛光打磨机器人市场存在着多家市场领导者和一些新进入者。

市场领导者通过不断创新和研发，积极拓展市场份额。

另一方面，新进入者通过技术的引入和价格优势，逐渐增加市场份额。

在竞争激烈的市场环境下，企业需要不断提升产品质量、拓展销售渠道以及加强售后服务，以保持竞争优势。

市场前景与机遇抛光打磨机器人市场未来的前景广阔。

随着全球制造业的发展和对产品质量的要求越来越高，抛光打磨机器人的需求将持续增长。

此外，随着人工智能、物联网等新技术的快速发展，抛光打磨机器人将进一步提高智能化水平，实现更高效、更精确的表面处理。