機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用10(1)

1、第十章機(jī)器人的應(yīng)用第一節(jié)概述 第二節(jié)工業(yè)機(jī)器人 第三節(jié)軍用機(jī)器人 第四節(jié)水下機(jī)器人 第五節(jié)空間機(jī)器人 第六節(jié)服務(wù)機(jī)器人 第七節(jié)農(nóng)業(yè)機(jī)器人 第八節(jié)仿人機(jī)器人第一節(jié)概述機(jī)器人已廣泛地應(yīng)用于汽車、機(jī)械加工、電子 及塑料制品等工業(yè)等領(lǐng)域中，隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā) 展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也隨之不斷擴(kuò)大?，F(xiàn)在工業(yè) 機(jī)器人的應(yīng)用已開始擴(kuò)大到軍事、核能、采礦、冶 金、石油、化學(xué)、航空、航天、船舶、建筑、紡織、 制衣、醫(yī)藥、生化、食品、服務(wù)、娛樂、農(nóng)業(yè)、林 業(yè)、畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)等領(lǐng)域中。按應(yīng)用領(lǐng)域，機(jī)器人大致可分為工業(yè)機(jī)器人、 軍用機(jī)器人、水下機(jī)器人、空間機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器 人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人和仿人機(jī)器人七大類。第二節(jié)工業(yè)機(jī)

2、器人在工業(yè)生產(chǎn)中，弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、裝配 機(jī)器人、噴涂機(jī)器人及搬運(yùn)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已 被大量采用。由于機(jī)器人對生產(chǎn)環(huán)境和作業(yè)要求具有 很強(qiáng)的適應(yīng)性，用來完成不同生產(chǎn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人 的種類愈來愈多（例如拋光機(jī)器人、打毛刺機(jī)器人、 激光切割機(jī)器人等等），工業(yè)將實(shí)現(xiàn)高度自動化。機(jī) 器人將成為人類社會生產(chǎn)活動的“主勞力”，人類將 從繁重的、重復(fù)單調(diào)的、有害健康和危險(xiǎn)的生產(chǎn)勞動 中解放出來。、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的準(zhǔn)則1、從惡劣工種開始采用機(jī)器人2、在生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量落后的部門應(yīng)用機(jī)器人3、要估計(jì)長遠(yuǎn)需要4、機(jī)器人的投入和使用成本5、應(yīng)用機(jī)器人時(shí)需要人1、采用工業(yè)機(jī)器人的步驟1、全面考慮并明確自動

3、化要求。2、制訂機(jī)器人化技術(shù)3、探討采用機(jī)器人的條件。4、對輔助作業(yè)和機(jī)器人性能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。5、設(shè)計(jì)機(jī)器人化作業(yè)系統(tǒng)方案。6、選擇適宜的機(jī)器人系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)。7、詳細(xì)設(shè)計(jì)和具體實(shí)施。三、噴涂機(jī)器人噴涂機(jī)器人已廣泛用于汽車車體、家電產(chǎn)品和各 種塑料制品的噴涂作業(yè)。由于噴涂工序中霧狀漆料對人體有危害，噴涂環(huán) 境中照明、通風(fēng)等條件很差，而且不易從根本上改進(jìn)， 因此在這個(gè)領(lǐng)域中大量地使用了機(jī)器人。使用噴涂機(jī) 器人不僅可以改善勞動條件，而且還可以提高產(chǎn)品的 產(chǎn)量和質(zhì)量，降低成本。噴涂機(jī)器人在使用環(huán)境和動作要求上有如下特點(diǎn)：1）工作環(huán)境包含易爆的噴涂劑蒸汽；2）沿軌跡高速運(yùn)動，途徑各點(diǎn)均為作業(yè)點(diǎn)；3）多數(shù)的

4、被噴涂件都搭載在傳送帶上，邊移動邊噴涂。對噴涂機(jī)器人有如下要求：1）機(jī)器人的運(yùn)動鏈要有足夠的靈活性，以適應(yīng)噴槍 對工件表面的不同姿態(tài)要求；2）要求速度均勻，特別是在軌跡拐角處誤差要小， 以避免噴涂層不均；3）控制方式通常以手把手示教方式為多見，因此要 求在其整個(gè)工作空間內(nèi)示教時(shí)省力，要考慮重力平衡 問題；4）可能需要軌跡跟蹤裝置；5）一般均用連續(xù)軌跡控制方式；6）要有防爆要求。六軸多關(guān)節(jié)型液壓噴涂機(jī)器人系統(tǒng)油源軟管主電纜電纜駕駛室自動噴涂生產(chǎn)線四、焊接機(jī)器人1. 弧焊機(jī)器人弧焊機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣，除汽車行業(yè)之外， 在通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中都有應(yīng)用。弧焊 機(jī)器人應(yīng)是包括各種焊接附屬裝置

5、在內(nèi)的焊接系統(tǒng)， 而不只是以規(guī)劃的速度和姿態(tài)攜帶焊槍移動的單機(jī)。在弧焊作業(yè)中，要求焊槍跟蹤工件的焊道運(yùn)動， 并不斷填充金屬形成焊縫。因此，運(yùn)動過程中速度的 穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項(xiàng)重要的指標(biāo)。此外，弧焊機(jī) 器人還應(yīng)具有抖動功能、坡口填充功能、焊接異常（如斷弧、工件熔化等）檢測功能、焊接傳感器（起 始點(diǎn)檢測、焊道跟蹤等）的接口功能。焊接系統(tǒng)的基本組成弧焊機(jī)器人系統(tǒng)在鋁合金貯箱箱底拼焊中的應(yīng)用2. 點(diǎn)焊機(jī)器人點(diǎn)焊機(jī)器人被廣泛用來焊接薄板材料，它具有如 下特點(diǎn)：（1）高的加速度和減速度；（2）良好的靈活性，至少5個(gè)自由度；（3）良好的安全可靠性；（4）通常要求工作空間大，適應(yīng)焊接工作要求，承載能力咼；

6、（5）持重大，以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗；（6）定位精度高（0.25mm）,以確保焊接質(zhì)量；（7）重復(fù)性要求：可見焊點(diǎn)處小于等于1mm,不可見焊點(diǎn)處不大于3mm；（8）為避免與工件碰撞，通常要求小臂很長。IR761/125型點(diǎn)焊機(jī)器人五、裝配機(jī)器人裝配機(jī)器人已逐步用于裝配復(fù)雜部件，例如裝配發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、大規(guī)模集成電路板等，用機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)自動化裝配作業(yè)是現(xiàn)代化生產(chǎn)的必然趨勢。機(jī)器人進(jìn)行裝配作業(yè)時(shí)，除機(jī)器人主機(jī)、手爪、傳 感器外，零件供給裝置和工件搬運(yùn)裝置也至為重要。無 論從投資的角度還是從安裝占地面積的角度，他們往往 比機(jī)器人主機(jī)所占的比例大。周邊設(shè)備常由可編程控制 器控制，此外一般還要有臺架、

7、安全欄等。裝配機(jī)器人在吊扇電機(jī)自動裝配作業(yè)系統(tǒng)T蓋進(jìn)料機(jī)軸承送斡機(jī)定于送料機(jī)抽承邃料札機(jī)器A I定血詩機(jī)機(jī)器 人2機(jī)器人4線広腿幼機(jī)0 一=tWiffl三三專機(jī)o|席EflaaffionHmHnHDnm 線啊動機(jī)g.密品岀線! I 龍條胡出線|合套予旋專覘上證送料機(jī)0在上述裝配系統(tǒng)中，機(jī)器人應(yīng)完成如下操作: 利用機(jī)器人的堆垛功能,實(shí)現(xiàn)對零件的順序抓取,并運(yùn)送到裝配位置; 配合使用柔順定心裝置,實(shí)現(xiàn)零件在裝配位置上配合光電檢測裝置和識 定向和螺紋裝配；。 簡化設(shè)備安裝調(diào)整工的自動定心和軸孔插入；。 利用機(jī)器人及其控制器, 別微處理器，實(shí)現(xiàn)螺孔的識別、 利用機(jī)器人的示教功能, 作；O 使裝配系統(tǒng)容

8、易適應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格的變化，具有更大 的柔性。裝配機(jī)器人SRX-4C H型的機(jī)器人SRX-4XB型的機(jī)器人第三節(jié)軍用機(jī)器人在未來戰(zhàn)爭中，機(jī)器人將發(fā)揮重要作用。軍用機(jī) 器人可以是一個(gè)武器系統(tǒng)，如機(jī)器人坦克、自主式地 面車輛、掃雷機(jī)器人等，也可以是武器裝備上的一個(gè) 系統(tǒng)或裝置。作戰(zhàn)機(jī)器人、偵查機(jī)器人、哨兵機(jī)器人、 排雷機(jī)器人、布雷機(jī)器人等將會迅速發(fā)展。將來可能 出現(xiàn)機(jī)器人化部隊(duì)或兵團(tuán)，在未來戰(zhàn)爭中將會出現(xiàn)機(jī) 器人對機(jī)器人的戰(zhàn)斗。TR200排爆機(jī)器人SR2室內(nèi)保安機(jī)器人人第四節(jié)水下機(jī)器人水下機(jī)器人將用于海底探索與開發(fā)、海洋資源開發(fā) 與利用、水下作業(yè)與救生。水下機(jī)器人應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù) 如下：(1) 能源技術(shù)水

9、下機(jī)器人要比在空氣中消耗更多的能量，開發(fā)應(yīng) 用新的能源，將是自治潛水器向遠(yuǎn)程、大范圍作業(yè)發(fā)展 的關(guān)鍵。(2) 水下精確定位、通訊和零可見度導(dǎo)航技術(shù)無線電波在水中的衰減快，無線電通訊、無線電導(dǎo) 航及定位以及雷達(dá)等都無法使用。如何利用新的信息處 理技術(shù)研制出高精度、低誤碼率、作用距離更大的水聲 設(shè)備。(3) 材料技術(shù)高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐腐蝕的機(jī)構(gòu)材料和浮力材料是水 下機(jī)器人重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)問題。(4) 作業(yè)技術(shù)柔性水下機(jī)械手、專用水下作業(yè)工具以及臨場感、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，將使水下機(jī)器人在海洋開發(fā)中發(fā) 揮更大的作用。(5) 智能技術(shù)水下機(jī)器人在復(fù)雜的海洋環(huán)境中工作是危險(xiǎn)四伏。 這使得機(jī)器人的航行控制、自我保護(hù)、環(huán)境識別和建模 困難得多。(6) 回收技術(shù)水下機(jī)器人的吊放回收作業(yè)常受海況條件的限制而 成為影響水下機(jī)器人水下作業(yè)的主要因素?！疤剿髡摺碧?000m自治水下機(jī)器人飜:第五節(jié)空間機(jī)器人汽:占-&；：、機(jī)器人將成為人類探索與開發(fā)宇宙和外界未知世 界的有力工具。各種艙內(nèi)作業(yè)機(jī)器人、艙外作業(yè)機(jī)器 人、空間自由飛行機(jī)器人、登陸星球的探測車和作業(yè) 車等將被送上天空，去開發(fā)與利用空間、去發(fā)現(xiàn)與利 用外界星球的物質(zhì)資源。星球探測機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)如下：(1) 星球探測機(jī)器人在重量、尺寸和功耗等方面受 到的嚴(yán)格限制。(2) 星球探測機(jī)器人如何適應(yīng)