工業(yè)機(jī)器人的概念與典型應(yīng)用

1.1工業(yè)機(jī)器人的定義及特點(diǎn)1.2工業(yè)機(jī)器人的分類關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的分類，國(guó)際上沒(méi)有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有的按負(fù)載重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按結(jié)構(gòu)分，有的按應(yīng)用領(lǐng)域分。下面依據(jù)幾個(gè)有代表性的分類方法列舉機(jī)器人的分類。1.按工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系統(tǒng)特點(diǎn)方式分類按結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系統(tǒng)特點(diǎn)方式分，機(jī)器人可分為直角坐標(biāo)型機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人、極坐標(biāo)型（球面坐標(biāo)型）機(jī)器人、關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人、SCARA型水平關(guān)節(jié)機(jī)器人等五類。2.按工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方式分類（1）點(diǎn)位控制方式機(jī)器人控制時(shí)只要求工業(yè)機(jī)器人快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)相鄰各點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)，而對(duì)達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡不做任何規(guī)定。（2）連續(xù)軌跡控制型機(jī)器人控制時(shí)要求工業(yè)機(jī)器人嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并且速度可控，軌跡光滑，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。（3）力（力矩）控制型機(jī)器人在完成裝配、抓放物體等工作時(shí)，除要準(zhǔn)確定位之外，還要求使用適度的力或力矩進(jìn)行工作。（4）智能控制型機(jī)器人機(jī)器人的智能控制是通過(guò)傳感器獲得周圍環(huán)境的信息，并根據(jù)自身內(nèi)部的知識(shí)庫(kù)做出相應(yīng)的決策的控制方式。3.按程序輸入方式分類按程序輸入方式可分為離線輸入型和示教輸入型兩類。（1）離線輸入型機(jī)器人是將計(jì)算機(jī)上已編號(hào)的作業(yè)程序文件，通過(guò)RS232串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到機(jī)器人控制系統(tǒng)。（2）示教再現(xiàn)型機(jī)器人是一種可重復(fù)再現(xiàn)通過(guò)示教編程存儲(chǔ)起來(lái)的作業(yè)程序的機(jī)器人。示教方式有兩種：一種是由操作者用手動(dòng)操作示教器將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍；另一種是由操作者直接移動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍。4.按工業(yè)機(jī)器人用途分類按工業(yè)機(jī)器人用途分類，工業(yè)機(jī)器人可分為裝配機(jī)器人、焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、涂膠機(jī)器人等。1.3工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用自從20世紀(jì)50年代末人類創(chuàng)造了第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以后，機(jī)器人就顯示出它極大的生命力，在短短40多年的時(shí)間中，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人的使用不僅能將工人從繁重或有害的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，解決當(dāng)前勞動(dòng)力短缺問(wèn)題，而且能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力。服務(wù)型機(jī)器人通常是可移動(dòng)的，代替或協(xié)助人類完成為人類提供服務(wù)和安全保障的各種工作。工業(yè)機(jī)器人并不僅是簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，它可作為一個(gè)可編程的高度柔性、開(kāi)放的加工單元集成到先進(jìn)制造系統(tǒng)，適合于多品種大批量的柔性生產(chǎn)，可以提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，對(duì)提高制造業(yè)自動(dòng)化水平起到很大作用。使用工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)如下表。工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)內(nèi)容提高勞動(dòng)生產(chǎn)率機(jī)器人能高強(qiáng)度地、持久地在各種環(huán)境中從事重復(fù)的勞動(dòng)，改善勞動(dòng)條件，減少人工用量，提高了設(shè)備的利用率提高產(chǎn)品穩(wěn)定性機(jī)器人動(dòng)作準(zhǔn)確性、一致性高，可以降低制造中的廢品率，降低工人誤操作帶來(lái)的殘次零件風(fēng)險(xiǎn)等實(shí)現(xiàn)柔性制造機(jī)器人具有高度的柔性，可實(shí)現(xiàn)多品種、小批量的生產(chǎn)較強(qiáng)的通用性機(jī)器人具有廣泛的通用性，比一般自動(dòng)化設(shè)備有更廣泛的使用范圍加快產(chǎn)品更新周期機(jī)器人具有更強(qiáng)與可控的生產(chǎn)能力，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力工業(yè)機(jī)器人有以上優(yōu)點(diǎn)，使得工業(yè)機(jī)器人及成套設(shè)備廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。目前，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中，如下表所示。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、噴漆機(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。工業(yè)機(jī)器人在各行業(yè)中的應(yīng)用行業(yè)具體應(yīng)用汽車及其零部件弧焊；點(diǎn)焊；搬運(yùn)；裝配；沖壓；噴涂；切割（激光、離子）等電子、電氣搬運(yùn)；潔凈裝配；自動(dòng)傳輸；打磨；真空封裝；檢測(cè)；拾取等化工、紡織搬運(yùn)；包裝；碼垛；稱重；切割；檢測(cè)；上下料等機(jī)械基礎(chǔ)件工件搬運(yùn)；裝配；檢測(cè)；焊接；鑄件去毛刺；研磨；切割（激光、離子）；包裝；碼垛；自動(dòng)傳送等電力、核電布線；高壓檢查；核反應(yīng)堆檢修、拆卸等食品、飲料包裝；搬運(yùn)；真空包裝塑料、輪胎上下料；去毛邊冶金、鋼鐵鋼、合金錠搬運(yùn)；碼垛；鑄件去毛刺；澆口切割家電、家具裝配；搬運(yùn)；打磨；拋光；噴漆；玻璃制品切割、雕刻海洋勘探深水勘探；海底維修；建造航空航天空間站檢修；飛行器修復(fù)；資料收集在機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，教師為學(xué)生介紹并操作演示搬運(yùn)、焊接等不同類型工業(yè)機(jī)器人，通過(guò)介紹、操作演示，使得學(xué)生能夠初步了解不同類型工業(yè)機(jī)器人的使用方法、特點(diǎn)、作用、區(qū)別等，對(duì)工業(yè)機(jī)器人有初步認(rèn)知。2.實(shí)訓(xùn)步驟1）學(xué)生分組。2）老師介紹實(shí)訓(xùn)工業(yè)機(jī)器人（焊接、搬運(yùn)機(jī)器人）類型、品牌、應(yīng)用等。3）教師演示工業(yè)機(jī)器人的操作過(guò)程，并說(shuō)明操作過(guò)程的注意事項(xiàng)等。4）每組同學(xué)進(jìn)行簡(jiǎn)單操作。小結(jié)：工業(yè)機(jī)器人是一種能自動(dòng)定位控制并可重新編程予以變動(dòng)的多功能機(jī)器。它有多個(gè)自由度，可用來(lái)搬運(yùn)材料、零件和握持工具，以完成各種不同的作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展過(guò)程可分為三代。第一代為示教再現(xiàn)型機(jī)器人，它可以按照預(yù)先設(shè)定的程序，自主完成規(guī)定動(dòng)作或操作，當(dāng)前工業(yè)中應(yīng)用最多。第二代為感知型機(jī)器人，如有力覺(jué)、觸覺(jué)和視覺(jué)等，它具有對(duì)某些外界信息進(jìn)行反饋調(diào)整的能力，目前已進(jìn)入應(yīng)用階段。第三代為智能型機(jī)器人，尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段。工業(yè)機(jī)器人對(duì)于新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型都起著非常重要的作用。目前工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)中應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，受市場(chǎng)需求等原因的驅(qū)動(dòng)，也將直接推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要有三個(gè)驅(qū)動(dòng)力。經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的“推力”；人口構(gòu)成造成未來(lái)勞動(dòng)力短缺與制造業(yè)用人成