机器人技术在制造业中的应用

工业机器人在汽车制造业中的应用

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。

目前，国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。工业机器人已成为柔性制造系统（FMS）、工厂自动化（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动工具。

我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步，经过二十年余年的努力，已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右，年销售额在20亿元以上。统计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占全球总量的0.56%，其中完全国产工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占30%左右，其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主，年出口量为100台左右，年出口额为0.2亿以上。

工业机器人50%以上用在汽车领域，当前，工业机器人的应用领域主要有弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。

目前，国际上工业机器人技术在制造业应用范围越来越广阔，现已从传统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、建筑、农业、灾难救援等各种非制造行业。但汽车工业仍是工业机器人的主要应用领域。据了解，美国60%的工业机器人用于汽车生产；全世界用于汽车工业的工业机器人已经达到总用量的37%，用于汽车零部件的工业机器人约占24%。

在我国，工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业，主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。目前，由于机器人技术以及研发的落后，工业机器人还主要应用在制造业，非制造业使用的较少。据统计，近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业。可见，汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。

先进制造业中对机器人应用的考察与思考

1、先进制造业发展趋势

随着信息技术、材料技术、新能源技术等新技术与制造技术的相互交叉、渗透、融合，现在的制造业与过去相比有了许多重大而深刻的变化。日益增长的复杂性是现在制造业的一个重要特点，这不仅表现在制造系统中，还表现在所制造的产品，制造过程以及企业的结构中。这种复杂性对传统的控制和调度方法提出了严峻的挑战。先进制造技术，先进制造技术作为一个专有名词的提出始于20世纪80年代末期的美国，这个概念一经提出立即获得世界各国的积极响应，将制造技术的研究推向新的高潮。包括机器人、柔性制造系统以及它们所依赖的控制软件会给现代企业带来重大的冲击。

传统的计算机集成制造系统是适应规模生产的，它的层次控制适合于在稳定状态下的批量生产，可以通过批量规模以及标准化来节约硬件成本。因此，每一个制造系统都有自己固定的软硬件结构，但是它的缺点也是显而易见的，那就是无法适应动态变化环境下的小批量生产。为了解决当前日益复杂的制造业面临的问题，继柔性制造、计算机集成制造系统、精良生产及并行工程之后，各国政府、产业界及科技界纷纷研究和探索 “下一代制造系统”或者 “21世纪的制造模式”。许多企业正在采用先进制造技术，以提高自己的市场竞争力，使得企业能够在国内外激烈竞争的市场环境下生存和发展。1994年，我国国家科委组织的国家关键技术选择研究组提出了国家四大关键技术，AMT便是其中之一。

柔性制造系统FMS

柔性制造系统是60年代后期发展起来的一种先进制造系统，关于柔性制造的定义很多，但是一直未形成统一的认识。柔性生产主要依靠有高度柔性的制造设备来实现多品种小批量的生产。它的优势是明显的：如增强制造企业的灵活性和应变能力、缩短产品生产周期、提高设备使用效率和员工劳动生产率、改善产品质量等。

计算机集成制造系统CIMS

CIMS将制造系统中的各种自动化孤岛用计算机进行有机的集成，使制造系统适合于多品种，中小批量的生产，提高制造系统的总体效益。

贵州大学2011-2012第2学期

《矿山机械与设备》期末考试试题

学 校: 贵州大学

专 业: 矿业学院

班 级: 安全091班

学 号: 0908010014

姓 名: 陈秋吉

2012年 6 月 21日 星期四

机器人技术在矿山中的应用

摘要 机器人技术已经广泛应用于各种领域，矿山机器人在井下的作用也越来越变得重要，文章主要列出以及简要的介绍了机器人技术在煤矿采掘、凿岩、喷浆、巡检、抢险救灾这几个方面的应用。

主题词 机器人 技术 矿山应用

前言

我国是产煤大国，现年产量近38亿吨而居世界首位。我国又是以煤炭为第一能源的国家，近年来，随着国家经济的发展，对煤炭的需求量也在逐年增加，但由于煤炭生产多是在井下作业，井下环境恶劣、条件复杂、灾害严重。在井下采煤工作面以及掘进巷道，往往伴随着粉尘、潮湿、振动、噪声，甚至辐射等严重的环境污染问题。而且，这些施工作业不仅劳动强度大，有时还会使操作人员遭遇冒顶、透水、瓦斯爆炸、瓦斯突出等危险。

矿山中的机器人

伴随着经济和科技的飞速进步，机器人技术越来越广泛地应用到各种领域中开发未知及不确定环境。目前,国际上的机器人学者从应用环境出发将机器人分为2 类,即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。而煤矿机器人属于非制造环境下的特种机器人,也可称机器人化机器。根据井下作业的特殊条件和特点,机器人在煤矿中的应用主要有采掘、凿岩、喷浆、巡检、抢险救灾。

①采掘机器人

在采煤工作面会有采煤和移架产生的大量煤尘，而煤尘具有爆炸性就会存在隐患。煤层中溢出的瓦斯也具有威胁性。以及顶板支护处理不当则会造成冒顶事故。可以说采煤工作面的工作环境是十分恶劣和危险的，还是不太适宜人类工作。因此,采用通过采掘设备加装智能控制单元构成的遥控机器人进行煤层的采掘是不错的方法。这种采掘机器人可以应用现有合适的采掘设备通过加装有合适光源和视觉、听觉、振动等传感器,经处理单元人工智能化处理,进行自主采掘作业。

机器人技术的发展与在制造业中的应用

摘要: 介绍了机器人技术的发展现状、趋势和应用领域; 提出了在智能机器人方面, 首先应开发人机交互的智能机器人; 指出了在今后30

年内, 需要解决好机器人驱动器、蓄电池和信息处理等方面存在的问题。

关键词: 机器人技术; 柔性制造; 智能机器人; 人机交互系统

1 当代机器人技术的发展现状与趋势

自从20 世纪60 年代初世界第一台机器人在美国问世以后, 机器人便表现出很大的生命力。机器人首先被用于工业生产, 近半个世纪来机器人技术发展非常迅速, 工业机器人已在工业生产中得到了广泛的应用。机器人技术是一种综合了计算机、控制论、机构学、信息传感技术、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且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。工业机器人是一种对生产条件和生产环境适应性和灵活性很强的柔性自动化设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定提高产品品质、提高生产效率和改善劳动条件起着十分重要的作用。由于机器人是一种能适应产品迅速更新换代的柔性自动化设备, 所以它的应用大大缩短了新产品的换产周期, 从而提高了产品的市场竞争力。

目前全世界已拥有100 多万台工业机器人。在当代工业技术革命中,

工业生产日益趋向柔性自动化方向发展, 工业机器人技术已成为现代工业技术革命中的一个重要组成部分。许多国家都已将机器人技术列入高技术发展计划。工业机器人技术的发展必将对社会经济和生力的发展产生更加深远的影响。

进人20 世纪80 年代后, 我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。七五期间,国家投入资金, 对工业机器人及其零部件进行攻关, 完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发, 研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划( 863 计划) 开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿, 经过