工业机器人研究报告综述
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工业机器人可行性研究报告一、引言随着全球制造业的不断发展,工厂自动化生产已成为制造业发展的重要趋势。
其中,工业机器人作为自动化生产的核心装备,其在制造业中的应用已变得越来越广泛。
本报告旨在对工业机器人的可行性进行深入研究,分析其在制造业中的应用前景和市场需求,为相关企业的决策提供参考。
二、工业机器人的应用现状1、工业机器人的定义和分类工业机器人是指能够实现有限或无限的重复动作,以完成各种生产任务的自动操作装置。
根据其结构和功能,工业机器人可分为多轴机器人、SCARA机器人、Delta机器人等类型。
2、工业机器人的应用领域工业机器人的应用领域非常广泛,主要包括汽车制造、电子产品组装、金属加工等行业。
在汽车制造领域,工业机器人主要用于车身焊接、喷涂、组装等工艺;在电子产品组装领域,工业机器人主要用于半导体封装、手机组装等工艺;而在金属加工领域,工业机器人主要用于铸造、铣削、钻孔等工艺。
3、国内外工业机器人应用现状国外发达国家,如日本、德国、美国等,工业机器人的应用已比较成熟。
而在中国,工业机器人的应用也在不断增长,尤其是在汽车、电子、金属等行业。
三、工业机器人的优势1、提高生产效率工业机器人可以实现24小时不间断工作,且在重复性任务中的表现稳定,能够大大提高生产效率。
2、保障产品质量工业机器人的精度和稳定性高,能够保障产品的一致性和质量稳定性。
3、减少人力成本相比于传统的人工生产,工业机器人可以减少人力成本,同时避免了人为因素对产品质量的影响。
4、降低职业伤害风险在某些危险环境下,如高温、高压等场景,工业机器人可以替代人工实现生产任务,降低职业伤害风险。
四、工业机器人的可行性分析1、市场需求分析随着人为因素成本的不断上升,工业机器人在制造业中的应用需求呈现出增长趋势。
而在中国,由于制造业不断向高端、智能化方向转型,工业机器人的应用需求也在不断增加。
2、产品技术分析随着工业机器人技术的不断进步,其技术水平和性能逐渐成熟,适用于更多的制造场景。
机器人调研报告(共4篇)第1篇:工业机器人调研报告调研报告一、本课题的来源及意义本课题研究的是直角坐标电力控制机械手升降、伸缩部分的设计。
机械手是机器人的一个重要组成部分,它是随着机器人技术和传感器技术的不断成熟而不断发展的。
而机器人在现代生产中应用日益广泛,作用越来越重要,工业机械手尤其如此,因此设计实用高效的机械手对于机械设计者来说是个富有意义和挑战的课题。
通常机械手由多自由度机械臂和末端夹持器组成。
机械手通过多自由度机械臂的姿态调整和末端夹持器的动作完成操作任务。
球坐标机械手突出特点是具有较强的机动性、灵活性,机构承载能力强,具有较好的通用性,重复定位精度高,动作速度快,能够成功的应用于包装、上下料以及工业生产等广泛领域;而电力控制中步进电机可直接实现数字控制,控制结构简单,控制性能好,通常不需要反馈就能对位置和速度进行控制,位置误差不会累积;在机器人中,机械手起着连接和承受外力的作用,机械臂需要承受物料的重量和手部、手腕、手臂自身的重量,其结构、工作范围、灵活性以及抓重大小、定位精度等对机械手性能影响很大。
综上所述,设计球坐标步进电机驱动的机械手是个很有意义的课题。
二、国内外发展状况专用机械手经过几十年的发展,如今已进入以通用机械手为标志的年代。
通用机械手的应用和发展又促进了智能机器人的研制。
智能机器人涉及的知识内容不仅包括一般的机械、液压、气动等基础知识,而且还应用了一些电子技术、电视技术、通信技术、计算技术无线电控制、仿生学和假肢工艺等,因此它是一项综合性较强的新技术。
目前国内外对发展这一新技术都很重视。
几十年来,这项技术的研究和发展一直比较活跃,设计在不断修改,品种在不断增加,应用领域也在不断扩大。
早在20世纪40年代,随着原子能工业的发展,以出现了模拟关节式的第一代机械手。
50~60年代即制成了传送和装卸工件的通用机械手和数控示教再现型机械手。
这种机械手也称第二代机械手。
1968~1970年,又相继把通用机械手用于汽车车身的点焊和冲压生产自动线上,使第二代机械手这一新技术进入了应用阶段,70年代机械手可以说是处于技术发展阶段。
工业机器人技术的发展与应用综述近年来,随着科技的不断进步和工业化的不断深入,工业机器人技术成为了现代制造业中的重要组成部分。
本文将对工业机器人技术的发展与应用进行综述,以期更好地了解其在生产制造领域中的作用和意义。
一、工业机器人技术的发展历程工业机器人技术的发展可以追溯到20世纪60年代,当时的工业机器人主要采用传感器和程序控制的方式进行操作。
随着时间的推移,工业机器人技术从单一的重复操作向多样化、灵活化的方向发展。
现如今,工业机器人已经实现了传感器融合、自主决策、自我学习等高级功能,极大地提高了生产效率和产品质量。
二、工业机器人技术的应用领域1. 制造业:工业机器人在制造业中的应用广泛。
例如,汽车制造业中的焊接、喷涂、装配等工序都可以通过工业机器人完成,不仅提高了生产效率,还降低了劳动强度和人为错误的发生率。
2. 化工行业:在化工行业中,工业机器人可以承担危险和高温等工艺环境下的操作任务,能够确保工作人员的安全,并提高生产效率。
3. 食品加工业:由于工业机器人具有高精度和高速度的特点,因此在食品加工业中的分拣、包装和装卸等环节中广泛应用,大大提高了食品加工的效率和质量。
4. 医疗行业:工业机器人技术在医疗行业中也得到了应用。
例如,手术辅助机器人可以帮助医生进行精细的手术操作,提高手术准确性和安全性。
5. 物流行业:随着电子商务的飞速发展,物流行业对快速、准确地完成订单处理的要求越来越高。
工业机器人在物流行业中的应用可以大幅提高分拣、装卸和仓储等环节的效率。
三、工业机器人技术的优势和挑战1. 优势:工业机器人具有高精度、高速度和高重复性的特点,能够在短时间内完成大量的操作任务,提高生产效率。
此外,工业机器人还可以承担高危、高温和高精尖等工作环境下的操作任务,确保工作人员的安全。
2. 挑战:工业机器人技术的普及与推广面临一些挑战。
首先,高昂的价格限制了一部分中小企业的采用;其次,工业机器人的操作与维护需要专业人员,对企业员工的素质要求较高;最后,工业机器人在处理复杂、不确定性较高的任务时仍存在一定的局限性。
工业机器人调研报告工业机器人调研报告篇1工业机器人是智能制造的重要组成部分。
近年来,工业机器人产业持续快速发展,2013年,全球工业机器人销量再创新高。
日本、欧洲等地区的厂商加速规模扩张和技术创新。
2013年,中国成为全球第一大工业机器人市场,国内工业机器人产业园区建设持续升温,领军企业积极开展核心技术的攻关及其产业化应用。
但是,我国机器人产业仍存在产业基础薄弱、自主品牌市场占有率低等问题。
未来,我国应加强工业机器人产业规划、突破核心关键技术、强化配套支撑、推动自主品牌机器人的市场化应用。
一工业机器人产业概况(一)工业机器人简介1.工业机器人的定义工业机器人是集机械、电子、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备。
自20世纪60年代美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及产品迅速发展,已广泛应用于汽车制造业、电子电气制造业和金属制品业等领域。
不同的组织和机构对工业机器人的定义不完全相同,但均体现了工业机器人可编程、仿人功能、通用性的特点。
国际标准化组织(ISO)将工业机器人定义为一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机。
ISO8373进一步解释,工业机器人具有自动控制、再编程和多用途功能,有多个可编程轴,在工业自动化应用中可以固定或移动。
美国机器人协会(RIA)认为,工业机器人是搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手,通过调用不同程序来完成各种工作任务的特种装置。
日本机器人协会(JARA)认为,工业机器人是一种具有记忆装置和末端执行器的、能转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。
2.工业机器人的产品分类工业机器人的产品分类方式多种多样。
按臂部运动形式的不同,工业机器人可以分为四种:直角坐标型只有移动关节;圆柱坐标型有移动关节和一个转动关节,可做升降、回转和伸缩动作;球坐标型有移动关节和两个转动关节,可以回转、俯仰和伸缩;关节型有多个转动关节。
工业机器人调研报告工业机器人调研报告一、调研目的本次调研主要是为了了解工业机器人的发展现状和未来趋势,探讨其在制造业中的应用和影响。
二、调研方法1. 文献资料调研:通过阅读相关书籍、期刊论文和互联网上的文章,了解工业机器人的基本概念、技术发展和应用情况。
2. 实地参观:参观了某工业机器人生产厂家,了解了其生产线上的工业机器人应用情况,并与相关技术人员进行交流。
三、调研结果1. 工业机器人的概念和分类工业机器人是指能够执行各种重复性、繁琐性和高风险操作的自动化机器人。
根据其应用领域和功能特点,可以分为焊接机器人、装配机器人、搬运机器人等。
2. 工业机器人的技术发展随着科技进步和制造业的发展,工业机器人的技术不断创新和升级。
主要体现在以下几个方面:(1) 传感器技术:工业机器人普遍配备多种传感器,如视觉传感器、力传感器和声音传感器,可以实时感知周围环境和操作对象的状态。
(2) 控制算法:工业机器人的控制算法不断优化,能够实现更精准和高效的运动控制,并具备辨识和适应不同工作环境的能力。
(3) 人机交互技术:工业机器人的操作界面和人机交互方式得到改进,使得操作人员更容易学习和操作,提高了生产效率和质量。
3. 工业机器人在制造业中的应用包括汽车制造、电子产品制造、医药制造等各个领域。
其中,汽车制造是工业机器人应用最广泛的领域之一,主要用于焊接、装配和搬运等工序。
电子产品制造中,工业机器人主要用于PCB的装配和检测。
医药制造中,工业机器人可以用于药品的搬运和包装。
4. 工业机器人的发展趋势(1) 智能化:工业机器人将越来越智能化,具备自主学习和决策能力,能够适应不同任务和环境。
(2) 协作机器人:工业机器人将与人类进行更密切的合作,实现人机协同作业,提高生产效率和安全性。
(3) 数据化和互联网+: 工业机器人将更加注重数据的收集和分析,实现更高效的生产管理和控制,同时与互联网相结合,实现工业互联网的应用。
(4) 灵活化和个性化:工业机器人将更加灵活适应不同产品和工艺的要求,实现个性化生产和定制化制造。
工业机器人可行性研究报告1. 研究目的本报告旨在对工业机器人的可行性进行研究,评估工业机器人在生产制造领域的应用前景和潜在挑战,为企业决策提供科学的依据。
2. 研究背景工业机器人是一种用于协助和替代人类进行生产制造任务的智能设备。
随着科技的迅猛发展和工业自动化的不断推进,工业机器人在生产制造领域得到了广泛应用。
然而,投资和引入工业机器人也面临着一系列挑战和难题,如成本、技术可行性和对人力资源的影响等。
因此,对工业机器人的可行性进行研究具有重要意义。
3. 研究方法本研究采用多种方法进行可行性分析,包括文献综述、案例研究和数据分析等。
通过对相关文献的梳理,了解工业机器人的技术发展和应用现状;通过实地考察和案例研究,探讨工业机器人在实际生产环境中的应用效果和局限性;通过对数据的收集和分析,评估工业机器人引入对企业效益的影响。
4. 技术可行性分析4.1 工业机器人的发展趋势工业机器人的发展趋势是判断其技术可行性的关键因素之一。
当前,工业机器人的发展呈现以下几个趋势:•智能化:工业机器人不仅仅是机械设备,还具备智能控制和感知的能力。
智能化技术的应用将提升工业机器人的自主性和灵活性。
•协作功能:传统的工业机器人通常需要与人类保持一定的空间隔离,以确保安全。
但随着协作机器人的发展,工业机器人与人类之间的协作将成为可能,从而提高工作效率。
•数据分析与应用:工业机器人通过收集和分析大量的生产数据,能够进行实时监测和预测,以优化生产流程和设备维护。
4.2 技术挑战尽管工业机器人的技术不断发展,但仍然存在一些挑战:•成本限制:工业机器人的引入需要巨额的投资,包括设备购买、系统集成和人员培训等方面的费用。
这对中小型企业而言可能是一个不小的负担。
•适应性和灵活性:由于生产环境和任务的多样性,工业机器人需要具备较高的适应性和灵活性,以适应不同的生产需求。
目前,柔性机器人或许能够在一定程度上解决这个问题。
•数据安全性:工业机器人产生的大量数据可能包含敏感信息,在数据传输和存储过程中需要注意数据安全问题,以免被恶意攻击或泄露。
机器人研究报告机器人研究报告摘要:本报告主要研究了机器人的概念、发展历程、应用领域以及未来的发展趋势。
通过对机器人技术的研究和调查分析,得出了机器人在工业、医疗、军事等领域的广泛应用和未来发展的趋势。
一、概念和发展历程机器人是指能够执行预定程序、自动操作、可编程、自主行动、能够感知和协作的高科技装置。
机器人的发展历程可以追溯到20世纪50年代,随着计算机技术和人工智能的发展,机器人逐渐成为研究热点。
二、应用领域机器人在工业领域的应用较为广泛,如装配、焊接、搬运等。
此外,机器人在医疗领域的应用也日益增多,如手术机器人、康复机器人等,大大提高了医疗效率。
另外,机器人在军事、农业、服务业等领域也有重要应用。
三、未来发展趋势机器人技术未来的发展主要集中在以下几个方面:人机协作机器人的发展,将机器人与人类进行更紧密的协作,实现更高效、更安全的工作环境;仿生机器人的研究,模仿生物形态和智能,提高机器人的适应能力和自主行动能力;智能化和自主学习的发展,使机器人能够更智能地感知和学习,适应不同的环境和任务。
四、存在的问题和挑战随着机器人技术的迅猛发展,也带来了一些问题和挑战。
其中,安全性是一个重要的问题,如何保证机器人在工作中不对人类造成伤害是一个难题;伦理问题也是一个需要考虑的因素,例如在军事领域使用机器人是否符合道德标准等。
结论:机器人是一种具有广阔应用前景的高科技装置,通过不断的研究和发展,机器人将在各个领域发挥重要作用。
然而,需要解决的问题和挑战仍然存在。
为了促进机器人技术的发展和应用,我们需要加大研究投入,同时重视安全性和伦理问题。
机器人的发展将极大地改变我们的生活和工作方式,为人类带来更多福利和便利。
一、工业机器人的概念机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。
”工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人,它是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
工业机器人可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。
主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。
大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作;控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。
二、工业机器人的发展史及优点工业机器人诞生于20 世纪60 年代,在20 世纪90 年代得到迅速发展,是最先产业化的机器人技术。
它是综合了计算机、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。
自从20世纪60年代初人类制造出第一台工业机器人以后,机器人就显示出了极强的生命力。
经过四十年的迅速发展,在工业发达国家中,工业机器人已经广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等诸多领域中。
作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段,工业机器人已经成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。
工业机器人是现代制造业的基础设备,它属于自动化制造系统的物理层次。
机器人的过去、现在和未来都与制造业发展密切相关。
使用工业机器人可以降低废品率和产品成本,提高了机床的利用率,降低了工人误操作带来的残次零件风险等,其带来的一系列效益也是十分明显的,例如减少人工用量、减少机床损耗、加快技术创新速度、提高企业竞争力等。
机器人调研报告(通用5篇)机器人调研报告(通用5篇)机器人调研报告篇1当前新一轮科技革命蓄势待发,工业机器人及智能制造产业日益成为生产方式变革的重要方向。
20__年12月,工信部苗圩部长在全国工业和信息化工作会议上,强调智能制造是今后一个时期推动两化深度融合的核心目标,是制造业创新体系的关键。
20__年1月,省经信委徐一平主任在全省经济和信息化工作会议上,指出把智能制造作为战略重点,探究智能制造生产方式,建立信息化条件下的工业生态体系。
朱市长对进展工业机器人及智能制造产业高度关注,多次指示加快进行产业培育,乐观争取国家机器人产业进展专项扶持资金。
我委仔细落实市领导要求,全面开展产业调研、规划编制、企业培育、平台创建、示范应用,取得了肯定成效,并初步形成镇工业机器人及智能制造产业进展思路。
一、近期推动产业进展开展的主要工作1. 加强产业讨论,加快规划编制。
一是在全市范围内对具有工业机器人制造、配套力量的企业进行全面调研,摸清我市产业基础、研发平台、配套潜力、应用现状,形成镇工业机器人及智能制造产业重点企业库,目前入库企业20家。
排定20__年全市工业机器人及智能制造重点项目12个,总投资13.2亿元,今年方案完成投资7.5亿元。
二是连续邀请国内闻名的工业机器人产业专家、我市重点企业负责人、各辖市区发改经信委分管领导进行沟通座谈,汇合各方才智,广泛征求建议,制定出台了《镇工业机器人及智能制造产业进展三年行动方案重点任务1. 梯次培育重点企业。
采纳招商引资和本土培育相结合方式,培育重点企业,快速扩大产业规模,集聚配套企业。
一是以国内外知名制造企业为目标,开展全产业链招商引资,利用我市区位优势、配套优势等重点引进一批核心零部件及集成组装项目和研发设计机构。
二是实施工业机器人企业跟踪培育方案,加大对天宏机械等本土机器人生产企业扶持力度,关心企业扩大市场份额,扩大品牌效应,引导企业做大做强。
三是引导我市具有配套力量零部件企业进行技术改造和装备更新,主动开发工业机器人主机及配套产品,衍生出一批行业重点企业。
机器人调研报告范文
一、机器人调研报告概述
1.1研究背景
近年来,随着人工智能,机器视觉,机器学习,自动控制技术以及
3D打印等新兴技术的发展,机器人技术在越来越多的领域得到了快速发展,特别是在公共服务、商业、医疗、家庭服务等领域得到了广泛应用。
本报告旨在研究全球机器人的发展趋势和其在各个领域中的应用情况,以
期对未来机器人技术的发展提供一定的参考。
1.2研究方法
本报告主要通过文献综述的方法,利用网络引擎以及数据库等方式,
收集和研究相关文献,尤其是关于全球机器人技术发展趋势,各个领域的
机器人应用,以及未来机器人技术的趋势等方面的信息。
二、全球机器人技术发展趋势
2.1全球机器人数量增长
从国际机器人联合会(IFR)的数据来看,2024年全球有约174.2万
台工业机器人,2024年增加到217.6万台,2024年更是达到310.3万台,占全球工业机器人总数的比例从2024年的67%上升到2024年的79%,大
幅提升。
预计到2024年,全球工业机器人数量将达到438.4万台,用于
工业机器人的占比将达到83%。
2.2欧洲以及亚太地区的发展趋势
欧洲工业机器人数量在2024年达到40.2万台,2024年达到48.7万台,2024年达到66.7万台,2024年达到93.2万台。
工业机器人研究综述)摘要:介绍了工业机器人的三个组成部分——主体,控制系统,驱动系统。
探讨了目前工业机器人技术的驱动系统,并且分析了工业机器人控制策略的种类以及目前工业机器人控制系统的特点。
同时,基于工业机器人的三个组成部分,提出了工业机器人的技术发展展望,最后总结了目前工业机器人技术的发展。
关键词:工业机器人控制系统驱动系统Review of industrial robotsAbstract:Three components of industrial robots - body, control systems and drive systems are introduced. Explores the current industrial robot technology drive system,and analyzed the type of industrial robot control strategies and the current industrial robot control system characteristics.At the same time, Based on the three components of industrial robots, Proposed Technical Development Prospect of industrial robots, and finally summarizes the current industrial robot technology.1、工业机器人体系结构工业机器人一般由主体、控制系统和驱动系统三个部分构成,如图1.1所示。
主体即工业机器人的执行机构,包括手部、腕部和臂部,有的机器人甚至还有行走机构;控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制;驱动系统用以使执行机构产生相应的动作,主要包括动力装置和传动机构。
2、工业机器人的控制策略2.1 变结构控制变结构控制方法对于系统参数的时变规律、非线性程度以及外界干扰等不需要精确的数学模型,只要知道它们的变化范围,就能对系统进行精确的轨迹跟踪控制。
变结构控制方法设计过程本身就是解耦过程,因此在多输人多输出系统中,多个控制器设计可按各自独立系统进行,其参数选择也不是十分严格。
滑模变结构控制系统快速性好,无超调,计算量小,实时性强旧1。
变结构控制本身的不连续性以及控制器频繁的切换动作有可能造成跟踪误差在零点附近产生抖动现象,而不能收敛于零,这种抖动轻则会引起执行部件的机械磨损,重则会激励未建模的高频动态响应——特别是考虑到连杆柔性的时候,容易使控制失效。
2.2自适应控制自适应控制能认识环境的变化,并能自动改变控制器的参数和结构,自动调整控制作用,以保证系统达到满意的控制品质。
自适应控制不是一般的系统状态反馈或系统输出反馈控制,而是一种比较复杂的反馈控制,实时性要求严格,实现比较复杂,特别是当存在非参数不确定性时,自适应控制难以保证系统的稳定性。
即使线性定常的控制对象,其自适应控制也是非线性时变反馈控制系统。
2.3 鲁棒控制鲁棒控制可以在不确定因素的一定变化范围内,保证系统稳定和维持一定的性能指标,它是一种固定控制,比较容易实现。
一般鲁棒控制系统的设计是以一些最差的情况为基础,因此一般系统并不工作在最优状态。
鲁棒自适应控制对控制器实时性能要求比较严格。
2.4 智能控制智能控制整个控制结构由上往下分为3个层次,组织级、协调级和执行级。
其控制精度由下往上逐级递减,智能程度由下往上逐级增加。
根据机器人的任务分解,在面向设备的基础级可以采用常规的自动控制技术,如PID控制、前馈控制等。
在协调级和组织级,存在不确定性,控制模型往往无法建立或建立的模型不够精确,无法取得良好的控制效果。
因此,需要采用智能控制方法,如模糊控制、神经网络控制、专家控制以及集成智能控制。
3、工业机器人的控制系统工业机器人的控制主要包括:机器人动作的顺序控制,应实现的路径与位置控制;动作时间间隔以及作用于对象物上的作用控制。
其作用类似于人的大脑,是工业机器人的指挥系统,控制驱动系统使执行机构按照要求工作。
如果机器人不具备信息反馈特征.则该控制系统称为开环控制系统,如果机器人具备信息反馈特征,则该控制系统称为闭环控制系统。
工业机器人控制系统是以机器人的单轴或多轴运动协调为目的的控制系统,其结构要比一般自动机械复杂的多。
有如下特点:1.传统的自动机械是以自身的动作为重点,而工业机器人的控制系统更着重本体与操作对象的相互联系。
无论多么高的精度控制手臂,机器人必须能夹持并操作物体到达目的位置。
2.工业机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。
机器人手足的状态可以在各种坐标下描述,且能根据需要选择不同的基准坐标系,并做适当的坐标变换。
3.即便一个简单的工业机器人,至少也有3-5个自由度。
每个自由度一般包含一个伺服机构,它们必须协调起来,组成一个多变量控制系统。
4.描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,随着状态的不同和外力的变化,其参数也在变化,各变量之间还存在耦合。
因此,不仅要利用位置闭环,还要利用速度甚至加速度闭环。
系统中经常使用重力补偿、解耦和基于传感信息的控制盒最优PID控制等方法。
另外,工业机器人还有一种特有的控制方式——示教再现控制方式。
即是当需要工业机器人完成某作业时,可预先移动工业机器人的手臂,来示教该作业顺序、位置以及其他信息,在执行时,依靠工业机器人的动作再现功能,可重复进行该作业。
4、驱动系统4.1 驱动系统种类工业机器人驱动系统按动力源划分可分为液压驱动系统,气动驱动系统,电动驱动系统和新型驱动系统。
1.液压驱动系统由一般的发动机带动液压泵,液压泵转动形成高压液流(也就是动力),液压管路将高压液体(一般是液压油)接到液压马达,液压马达转动,形成驱动力。
2. 气动驱动系统则与液压驱动系统相似,不过传动介质不同,利用气体的抗挤压力来实现力的传递。
3. 电动驱动是一种将电信号转化为角位移或者线位移的驱动方法。
比如步进电机是将电脉冲信号转化为位移或者角位移的驱动方式。
4. 新型驱动系统利用压电陶瓷等材料上施加电压而产生变形的压电效应。
4.2 驱动方式的改变20世纪70年代后期,日木安川电动机公司研制开发出了第一台全电动的工业机器人,而此前的工业机器人基木上采用液压驱动方式。
与采用液压驱动的机器人相比,采用伺服电动机驱动的机器人在响应速度、精度、灵活性等方面都有很大提高,因此,也逐步代替了采用液压驱动的机器人,成为工业机器人驱动方式的主流。
在此过程中,谐波减速器、RV减速器等高性能减速机构的发展也功不可没。
近年来,交流伺服驱动已经逐渐代替传统的直流伺服驱动方式,直线电动机等新型驱动方式在许多应用领域也有了长足发展。
5. 工业机器人的技术展望5.1 工业机器人机械系统性能的提高机器人是一种多关节开链式结构,因此,机器人手臂的刚度一般都不高。
另外由于构件的尺寸误差和传动间隙的存在,以及机器人手臂末端误差的放大作用,使当前机器人的定位与运动还不能达到很高的精度。
度大.精度高的数控机床相比,机器人在工作精度上大为逊色。
因此,至今工业机器人在精密装配及其它精密作业中的应用仍受到了很大的限制。
除了精密作业要求高精度机器人以夕卜采用离线编程的工业机器人系统也要求该机器人要具有足够高的定位精度和运动精度。
进一步提高机器人工作精度的主要办法是:提高机器人的加工精度与装配精度,采用无隙传动的减速机构,采用直接驱动电机,通过标定进行机器人的5.2 误差补偿通过实时检侧对机器人运动误差进行实时修正,提高机器人手的灵活度和避障能力:当前常用的机器人手肴的灵活度的都不够高,即手臂末端达到某一工作点时。
手臂可能采取的姿态是有限的,有时要有很大的灵活度和很强的避障能力.例如。
当用喷涂机器人喷涂车身内表面时,要求机器人能将车身内表面的各个角落都喷上漆,必须要有高灵活度机器人手有才行。
另外,在有限空间及有障碍的复杂环境中作业的机器人,例如在核电站工作的机器人,也要求其具有高灵活度的机器人手臂。
为了提工业机器人手臂的灵活度,主要是采用具有冗余自由度的机器人手臂和在机器人手臂机构上采用膨铰关节及可双向弯曲的手臂。
5.3 提高机器人的运动速度和响应频率为了提高机器人作业效率,以及提高具有感知功能机器人的反应速度,就必须提高机器人运动速度和响应频率,这一点,对装配机器人来说尤为重要。
为此,一方面可以通过采用高强度材料或轻质材料(如碳纤维复合材料)制造机器人手臂,以达到减轻手臂重量和提高手臂动态特性的目的,另一方面,也可以通过采用直接驱动电机或其它高性能驱动电机,从控制和驱动方面提高机器人系统的运动速度与响应频率。
5.4 提高机器人手爪或手腕的操作能力、灵活性与快速反应能力为了使机器人能像人一样进行各种复杂作业,如装配作业、维修作业及设备操作,机器人就必须有一个运动灵活和动作灵敏的手腕和手爪。
这一点对装配作业机器人、核工业机器人和在空间站上作业的空间机器人来说是特别重要的。
5.5 采用模块化组合式机器人结构根据优化设计,制造出多种不同尺寸和规格的手臂和连接器模块。
用少量的模块可组合成多种机器人配置。
这种机器人能进行快速维修,可以实现自动修复。
所以,这种机器人结构最适用于空间机器人、核工业机器人等。
如这种积木结构能推广用于一般工业机器人,将使工业机器人的成木下降、生产周期及维修周期缩短。
6、结论工业机器人技术是感知、决策、行动和交互四大技术的结合。
随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术正源源不断地向人类活动的各个领域渗透。
结合这些领域的应用特点,人们发展了各种特种机器人和智能机器,如仿人机器人、仿生机器人、微机器人、医疗机器人、水下机器人、移动机器人、军用机器人、空间机器人、农林机器人等。
它们从外观上看已经远远脱离了最初工业机器人的形状,其智能和功能也大大超出了工业机器人的范围,更加符合应用领域的特殊要求。
传统的机器人是对人体的延伸,一般需要人来操作;而特种机器人和智能机器则是通过感知,由计算机推理进行响应和动作,是对人类智能的延伸。
相信随着工业机器人技术的发展,工业机器人将在我们的生活中扮演越来越重要的角色,承担越来越繁重和重要的任务,给我们的生活带来更大的利益!参考文献:[1] 周晓宏,刘红军.基于MATLAB的H。
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