工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展研究研究論文

工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展研究研究論文工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展研究研究論文工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展研究研究論文 學(xué)業(yè)作品開題報告（2014屆）論文題目工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展討論學(xué)生姓名院（系）機(jī)電學(xué)院專業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)學(xué)號導(dǎo)師姓名

機(jī)電學(xué)院學(xué)業(yè)作品任務(wù)書專業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)同學(xué)學(xué)號學(xué)業(yè)作品題目工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展討論二、學(xué)業(yè)作品工作2016年9月1日起至2016年12月24日止三、學(xué)業(yè)作品進(jìn)行地點黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文的內(nèi)容：智能制造(IntelligentManufacturing，IM)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智研討會能系統(tǒng)，它在制造過程中能進(jìn)行智能活動，諸如分析、推理、推斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延長和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。請就工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用談一下自己的觀點。畢業(yè)論文的要求：撰寫論文，有自己的觀點和看法，論文內(nèi)容要正確，論據(jù)充分，概念要清楚。字?jǐn)?shù)不少于5000字。學(xué)業(yè)作品的教學(xué)目標(biāo)：1.綜合運用所學(xué)專業(yè)知識分析、解決實際問題的能力。2.掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法及獵取新知識的能力。3.書面和口頭表達(dá)的能力。4.協(xié)作協(xié)作工作的能力。進(jìn)度支配（以周為單位）：籌備周：依據(jù)論文題目查找資料。第1周：完成開題報告和寫作大綱。第2－4周：完成論文一稿。第5－7周：完成論文二稿。第8－9周：完成論文三稿。第10周：論文定稿打印、裝訂，交指導(dǎo)老師評審。第11周：籌備答辯。系主任（簽字）指導(dǎo)老師（簽字）注：1、本表任務(wù)指指導(dǎo)老師依據(jù)論文要求給同學(xué)下達(dá)的任務(wù)。2、本表一式二份：同學(xué)留存一份，院（系）留存一份。學(xué)業(yè)作品開題報告題目：工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展討論1、本課題的課題來源及選題依據(jù)：（1）此次討論是企業(yè)的實際需求而進(jìn)行的，主要是盼望能夠通過此次的學(xué)業(yè)作品更好的掌握工業(yè)機(jī)器人方面的基本知識和技能。（2）此次討論包括工業(yè)機(jī)器人和智能制造兩部分。（3）本課題來源于《機(jī)電工程技術(shù)》。本課題的討論意義：工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長時間作業(yè)，或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工和簡潔裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。廣泛采納工業(yè)機(jī)器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且可以保障人身平安，改善勞動環(huán)境，減輕勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)省原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本。因此，討論和設(shè)計各種用途的機(jī)器人格外是工業(yè)機(jī)器人、推廣機(jī)器人的應(yīng)用是有現(xiàn)實意義的。工業(yè)機(jī)器人作為高科技裝備，無論在推動國防軍事、智能制造、資源開發(fā)，還是在培育進(jìn)展將來機(jī)器人產(chǎn)業(yè)上都具有重要意義。目前一些新興的中低端市場也飛快擴(kuò)大，如工程機(jī)械領(lǐng)域，某些過去傳統(tǒng)的勞動密集型企業(yè)如石化、糧食、建材、化肥、飼料等領(lǐng)域市場需求也飛快進(jìn)展起來。近年來，通過拓展下游應(yīng)用服務(wù)，開拓傳統(tǒng)市場接納新興生產(chǎn)方式，家電、軌道交通、船舶等領(lǐng)域是機(jī)器人將來應(yīng)用的主戰(zhàn)場。在一般工業(yè)應(yīng)用的新領(lǐng)域，如光伏產(chǎn)業(yè)、動力電池制造業(yè)，包括酒類、飲料、乳業(yè)、糖等在內(nèi)的食品工業(yè)，以及化纖、玻璃纖維、五金打磨、冶金澆鑄、醫(yī)藥等行業(yè)，都有工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用空間。3、本課題的基本內(nèi)容、重點和難點，擬采納的實現(xiàn)手段：（1）查有關(guān)的資料，學(xué)習(xí)相關(guān)知識，完成開題報告；（2）工業(yè)機(jī)器人及智能制造的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀；（3）工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)的討論；（4）收集相關(guān)資料進(jìn)行篩選并分析討論；（5）完成學(xué)業(yè)作品說明書。4、文獻(xiàn)綜述：[1]張鐵，工業(yè)機(jī)器人及智能制造進(jìn)展現(xiàn)狀分析.廣東：機(jī)械工業(yè)出版社，2015[2]王海霞，李志宏，吳清鋒.工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用和進(jìn)展.機(jī)電工程技術(shù)，2015.10-0112-03。[3]杜祥瑛，工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2004[4]馬光，申桂英，工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀及進(jìn)展趨勢[J]，組合機(jī)床與自動加工技術(shù)，2004年第4期。[5]吳振彪，工業(yè)機(jī)器人[M]，華中科技高校出版社，2002[6]HanJianhai.Industrialrobot,HuazhongUniversityofScienceandTechnologypress,2009指導(dǎo)老師意見：指導(dǎo)老師：年月日系意見：蓋章年月日目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 1緒論 -1-頁工業(yè)機(jī)器人在智能制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展討論【摘要】隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷向智能化方向進(jìn)展，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和深化，工業(yè)機(jī)器人已成為一種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，為工業(yè)自動化發(fā)揮了巨大作用，將對將來生產(chǎn)和社會進(jìn)展起越來越重要的作用。隨著信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的高速進(jìn)展，我國智能制造裝備的進(jìn)展深度和廣度日益提升。以智能掌握系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動化成套生產(chǎn)線等為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成。一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重大智能制造裝備正在實現(xiàn)突破。到2015年，我國智能裝備制造業(yè)的銷售收入將超過1萬億元，年均增長率超過25％，工業(yè)增加值率達(dá)到35％，本土化智能制造裝備的國內(nèi)市場占有率將超過30％?！娟P(guān)鍵詞】工業(yè)機(jī)器人先進(jìn)制造技術(shù)智能制造智能掌握系統(tǒng)

Researchonthedevelopmentofindustrialrobotinintelligentmanufacturingindustry[Abstract]Withthecomputertechnologytotheintelligentdirection,expandinganddeepeningtheapplicationfieldoftherobot,industrialrobothasbecomeahigh-techindustry,playagreatroleinindustrialautomation,andsocialdevelopmentoffutureproductionwillplayamoreandmoreimportantrole.Withtherapiddevelopmentofinformationtechnologyandadvancedmanufacturingtechnology,thedevelopmentdepthandbreadthofintelligentmanufacturingequipmentinourcountryareincreasingdaybyday.Intelligentcontrolsystem,industrialrobot,automatedassemblyline,representedbytheintelligentmanufacturingequipmentindustrysysteminitiallyformed.Anumberofindependentintellectualpropertyrightsofmajorintelligentmanufacturingequipmentisabreakthrough.By2015,China'ssmartequipmentmanufacturingindustrysalesrevenuewillexceed1trillionyuan,theaverageannualgrowthrateofmorethan25%,theindustrialaddedvalueratereached35%,thelocalizationofintelligentmanufacturingequipmentinthedomesticmarketshareofmorethan30%.[Keyword]IndustrialrobotAdvancedmanufacturingtechnologyIntelligentmanufacturingIntelligentcontrolsystem

緒論機(jī)器人涉及多學(xué)科交叉綜合；人工智能、機(jī)器人技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息及編程技術(shù)、計算機(jī)學(xué)、材料學(xué)、電子技術(shù)、傳動技術(shù)、接口技術(shù)、單片機(jī)原理、精密機(jī)械技術(shù)、自動掌握理論、伺服傳動技術(shù)等諸多領(lǐng)域的技術(shù)集成。工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人的一種。機(jī)器人可以代替或者協(xié)助人類完成各種工作，凡是枯燥的、危險的、有毒的、有害的工作，都可由機(jī)器人大顯身手。機(jī)器人除了廣泛應(yīng)用于制造業(yè)領(lǐng)域外，還應(yīng)用于資源勘探開發(fā)、救災(zāi)排險、醫(yī)療服務(wù)、家庭娛樂、軍事和航天等其他領(lǐng)域。機(jī)器人是工業(yè)和非產(chǎn)業(yè)界的重大生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不行缺少的自動化設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人作為一種特殊的自動化設(shè)備，具備智能技術(shù)，所以工業(yè)機(jī)器人在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用將大大的提升企業(yè)產(chǎn)品的競爭力，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，對國家經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大的推動作用。而在科學(xué)討論，資源勘探方面，工業(yè)機(jī)器人可替代人的大部分工作，因此促進(jìn)了國家的可持續(xù)進(jìn)展，并增強(qiáng)了國家的國地位。在國防領(lǐng)域工業(yè)機(jī)器人的討論更是層出不窮，格外是在強(qiáng)調(diào)零傷亡戰(zhàn)爭的今日，機(jī)器人可替代士兵前往危險的前沿地區(qū)，而且沒有人性的一些弱點，增強(qiáng)了戰(zhàn)斗力，為國家制造了一個和平安定的環(huán)境。

1.工業(yè)機(jī)器人的起源1.1工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展歷史工業(yè)機(jī)器人誕生于20世紀(jì)60年月，在20世紀(jì)90年月得到飛快進(jìn)展，是最先產(chǎn)業(yè)化的機(jī)器人技術(shù).它是綜合了計算機(jī)，掌握論，機(jī)構(gòu)學(xué)，信息和傳感技術(shù)，人工智能，仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代討論十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。它的消滅是為了適應(yīng)制造業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)，解決單調(diào)，重復(fù)的體力勞動和提高生產(chǎn)質(zhì)量而代替人工作業(yè)。在我國，工業(yè)機(jī)器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng)接近20多年了，已經(jīng)基本實現(xiàn)了試驗，引進(jìn)到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了我國制造業(yè)，勘探業(yè)等行業(yè)的進(jìn)展。隨著我國改革開放的逐漸深化，國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面對越來越大的競爭與沖擊，因此，掌握國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場的實際情況，把握我國工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)與討論進(jìn)展，顯得十分重要。1.2工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀1.2.1工業(yè)機(jī)器人技術(shù)概念工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)，掌握器，伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動掌握，可重復(fù)編程，能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。格外適合于多品種，變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計算機(jī)，掌握論，機(jī)構(gòu)學(xué)，信息和傳感技術(shù)，人工智能，仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。是當(dāng)代討論十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡潔意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置。既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析推斷能力，又有機(jī)器可長時間持續(xù)工作，精確度高，抗惡劣環(huán)境的能力。從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不行缺少的自動化設(shè)備。1.2.2工業(yè)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)展現(xiàn)狀在普及第一代工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，其次代工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)推廣成為主流安裝機(jī)型，第三代智能機(jī)器人已占有肯定比重（占日本1998年安裝臺數(shù)的10%，銷售額的36%）。（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)：1）以關(guān)節(jié)型為主流，80年月發(fā)明的使用于裝配作業(yè)的平面關(guān)節(jié)機(jī)器人約占總量的1/3。90年月初開發(fā)的適應(yīng)于窄小空間，快節(jié)奏，60度全工作空間范圍的垂直關(guān)節(jié)機(jī)器人大量用于焊接和上下料。2）應(yīng)3K和汽車，建筑，橋梁等行業(yè)需求，超大型機(jī)器人應(yīng)運而生。如焊接樹10米長，10噸以上大構(gòu)件的弧焊機(jī)器人群，實行螞蟻啃骨頭的協(xié)作機(jī)構(gòu)。3）CAD，CAE等技術(shù)已普遍用于設(shè)計，仿真和制造中。（2）掌握技術(shù)：1）大多數(shù)采納32位CPU，掌握軸數(shù)多達(dá)27軸，NC技術(shù)，離線編程技術(shù)大量采納。2）協(xié)調(diào)掌握技術(shù)日趨成熟，實現(xiàn)了多手與變位機(jī)，多機(jī)器人的協(xié)調(diào)掌握，正逐步實現(xiàn)多智能體的協(xié)調(diào)掌握。采納基于PC的開放結(jié)構(gòu)的掌握系統(tǒng)已成為一股潮流。3）其成本低，具有標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)功能。（3）驅(qū)動技術(shù)：1）80年月進(jìn)展起來的AC侍服驅(qū)動已成為主流驅(qū)動技術(shù)用于工業(yè)機(jī)器人中，DD驅(qū)動技術(shù)則廣泛地用于裝配機(jī)器人中。2）新一代的侍服電機(jī)與基于微處理器的智能侍服掌握器相結(jié)合，已由FANUC等公司開發(fā)并用于工業(yè)機(jī)器人中，在遠(yuǎn)程掌握中已采納了分布式智能驅(qū)動新技術(shù)。應(yīng)用智能化的傳感器：裝有視覺傳感器的機(jī)器人數(shù)量呈上升趨勢，不少機(jī)器人裝有兩種傳感器，有些機(jī)器人留了多種傳感器接口。通用機(jī)器人編程語言：在ABB公司的20多個小型號產(chǎn)品中，采納了通用?；瘔K語言RAPID。最近美國“機(jī)器人工作空間技術(shù)公司”開發(fā)了RobotScriptV.10通用語言，運行于該公司的通用機(jī)器人掌握器URC的WinNT/95環(huán)境。該語言易學(xué)醫(yī)用，可用于各種開發(fā)環(huán)境，與大多數(shù)WINDOWS軟件產(chǎn)品兼容。網(wǎng)絡(luò)通用方式：大部分機(jī)器人采納了Ether網(wǎng)絡(luò)通訊方式，占總量的41.3，其它采納RS-232，RA-422，RS-485等通訊接口.。高速，高精度，多功能化：目前，最快的裝配機(jī)器人最大合成速度為16.5m/s，位置重復(fù)精度為正負(fù)0.01mm。但有一種速度競達(dá)到80m/s；而另一種并連機(jī)構(gòu)的NC機(jī)器人，其位置重復(fù)精度大1微秒。（8）集成化與系統(tǒng)化：當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的另一特點是應(yīng)用從單機(jī)單元向系統(tǒng)進(jìn)展，百臺以上的機(jī)器人群與微機(jī)及周邊智能設(shè)備和操作人員形成一個大群體(多智能體)?？鐕蠹瘓F(tuán)的壟斷和全球化的生產(chǎn)將世界眾多廠家的產(chǎn)品連接在一起，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，開放化，網(wǎng)絡(luò)化的“虛擬制造”為工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)化的進(jìn)展推波助瀾。工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及工作原理2.1概述機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和掌握系統(tǒng)和簡潔機(jī)械等組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)即機(jī)器人本體，其臂部一般采納空間開鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中的運動副（轉(zhuǎn)動副或移動副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個數(shù)通常即為機(jī)器人的自由度數(shù)。依據(jù)關(guān)節(jié)配置型式和運動坐標(biāo)形式的不同，機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、極坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)坐標(biāo)式等類型。驅(qū)動裝置是驅(qū)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動的機(jī)構(gòu)，依據(jù)掌握系統(tǒng)發(fā)出的指令信號，借助于動力元件使機(jī)器人進(jìn)行動作。它輸入的是電信號，輸出的是線、角位移量。機(jī)器人使用的驅(qū)動裝置主要是電力驅(qū)動裝置，如步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等，此外也有采納液壓、氣動等驅(qū)動裝置。檢測裝置的作用是實時檢測機(jī)器人的運動及工作情況，依據(jù)需要反饋給掌握系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動作符合預(yù)定的要求。掌握系統(tǒng)有兩種方式。一種是集中式掌握，即機(jī)器人的全部掌握由一臺微型計算機(jī)完成。另一種是分散式掌握，即采納多臺微機(jī)來分擔(dān)機(jī)器人的掌握，如當(dāng)采納上、下兩級微機(jī)共同完成機(jī)器人的掌握時，主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運動學(xué)和動力學(xué)計算，并向下級微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對應(yīng)一個CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運算和伺服掌握處理，實現(xiàn)給定的運動，并向主機(jī)反饋信息。機(jī)器人系統(tǒng)是由機(jī)器人和作業(yè)對象及環(huán)境共同組成的，其中包括機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)，掌握系統(tǒng)，和感知系統(tǒng)四的部分組成?？梢哉f機(jī)器人的組成部分與人類極為類似。一個典型的機(jī)器人有一套可移動的身體結(jié)構(gòu)、一部類似于馬達(dá)的裝置、一套傳感系統(tǒng)、一個電源和一個用來掌握全部這些要素的計算機(jī)“大腦”。從本質(zhì)上講，機(jī)器人是由人類制造的“動物”，它們是仿照人類和動物行為的機(jī)器。

2.2結(jié)構(gòu)

工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身，臂部，手腕，末端操作器和行走機(jī)構(gòu)等部分組成，每一部分都有若干自由度的機(jī)械系統(tǒng)。此外，有的機(jī)器人還具有行走機(jī)構(gòu)，若具有行走機(jī)構(gòu)則構(gòu)成行走機(jī)器人，若沒有則構(gòu)成單機(jī)器人手臂。工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械機(jī)械系統(tǒng)相當(dāng)于人的身體（骨骼，手，臂，腿等）。驅(qū)動系統(tǒng)主要是指驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)動作的驅(qū)動裝置。這部分的作用相當(dāng)于人的肌肉。依據(jù)驅(qū)動源的不同，驅(qū)動系統(tǒng)分為電氣，液壓，氣壓以及把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng)。電氣驅(qū)動在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用的最為廣泛，主要分為步進(jìn)電動機(jī)，直流伺服電機(jī)和溝通伺服電機(jī)三種。液壓驅(qū)動運動平穩(wěn)，且負(fù)載能力大，對于重載的搬運和零件加工機(jī)器人，采納液壓驅(qū)動比較合理。但液壓驅(qū)動管道簡潔，清潔困難，因此限制了在裝配作業(yè)中的作用。無論電氣還是液壓驅(qū)動的機(jī)器人，其手爪的開合都采納氣動形式。掌握系統(tǒng)的任務(wù)是依據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序及從傳感器反饋回來的信號，掌握機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其完成規(guī)定的運動和功能。如果機(jī)器人不具備信息反饋特征，則該掌握系統(tǒng)稱為開環(huán)掌握系統(tǒng)；如果機(jī)器人具備信息反饋特征，則還掌握系統(tǒng)稱為閉環(huán)掌握系統(tǒng)。該部分主要由計算機(jī)硬件和掌握軟件組成。軟件主要有人與機(jī)器人聯(lián)系的人機(jī)交互系統(tǒng)和掌握算法等組成。該部分的作用相當(dāng)于人的大腦。感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獵取機(jī)器人內(nèi)部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給掌握系統(tǒng)。內(nèi)部狀態(tài)傳感器用于檢測各個關(guān)節(jié)的位置，速度等變量，為閉環(huán)伺服掌握系統(tǒng)供應(yīng)反饋信息。外部狀態(tài)傳感器用于檢測機(jī)器人與周圍環(huán)境之間的一些狀態(tài)變量，如距離，接近程度和接觸情況等，用于引導(dǎo)機(jī)器人，便于其實別物體并作出相應(yīng)處理。該部分的作用相當(dāng)于人的五官。2.3工作原理機(jī)器人系統(tǒng)實際上是一個典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，其工作原理為：掌握系統(tǒng)發(fā)出動作指令，掌握驅(qū)動器動作，驅(qū)動器帶動機(jī)械系統(tǒng)運動，使末端操作器到達(dá)空間某一位置和實現(xiàn)某一姿態(tài)，實施肯定的作業(yè)任務(wù)。末端操作器在空間的實時位姿由感知系統(tǒng)反饋給掌握系統(tǒng)，掌握系統(tǒng)把實際位姿與目標(biāo)位姿相比較，發(fā)出下一個動作指令，如此循環(huán)，直到完成作業(yè)任務(wù)為止。3.關(guān)鍵技術(shù)1.開放性模塊化的掌握系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：采納分布式CPU計算機(jī)結(jié)構(gòu)，分為機(jī)器人掌握器(RC)，運動掌握器(MC)，光電隔離I/O掌握板、傳感器處理板和編程示教盒等。機(jī)器人掌握器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN總線進(jìn)行通訊。機(jī)器人掌握器(RC)的主計算機(jī)完成機(jī)器人的運動規(guī)劃、插補(bǔ)和位置伺服以及主控規(guī)律、數(shù)字I/O、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。2.模塊化層次化的掌握器軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)建立在基于開源的實時多任務(wù)操作系統(tǒng)Linux上，采納分層和模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開放性。整個掌握器軟件系統(tǒng)分為三個層次：硬件驅(qū)動層、核心層和應(yīng)用層。三個層次分別面對不同的功能需求，對應(yīng)不同層次的開發(fā)，系統(tǒng)中各個層次內(nèi)部由若干個功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協(xié)作共同實現(xiàn)該層次所供應(yīng)的功能。3.機(jī)器人的故障診斷與平安維護(hù)技術(shù)：通過各種信息，對機(jī)器人故障進(jìn)行診斷，并進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)，是保證機(jī)器人平安性的關(guān)鍵技術(shù)。4.網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人掌握器技術(shù)：目前機(jī)器人的應(yīng)用工程由單臺機(jī)器人工作站向機(jī)器人生產(chǎn)線進(jìn)展，機(jī)器人掌握器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得越來越重要。掌握器上具有串口、現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能?？捎糜跈C(jī)器人掌握器之間和機(jī)器人掌握器同上位機(jī)的通訊，便于對機(jī)器人生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控、診斷和管理。4.工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展趨勢靈敏制造策略的提出，為工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展供應(yīng)了新的機(jī)遇。靈敏制造的基本思想是企業(yè)能飛快將其組織和裝備重組，快速響應(yīng)市場變化，生產(chǎn)出滿意用戶需求的共性化產(chǎn)品。靈敏制造要求企業(yè)底層的生產(chǎn)設(shè)備具有柔性和可動態(tài)重組的能力。機(jī)器人是一種具有高度柔性的自動化生產(chǎn)設(shè)備。如果我們站在更高的層次，將機(jī)器人視為一種有“感知、思維和行動”的機(jī)器，那么，靈敏生產(chǎn)設(shè)備就應(yīng)當(dāng)是新一代機(jī)器人化的機(jī)器。這將為工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展提出更高的要求。4.1朝著標(biāo)準(zhǔn)化方向進(jìn)展提高運動速度和運動精度，減輕重量和削減安裝占用空間，必將導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人功能部件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊組合化(它可以分為機(jī)械模塊、信息檢測模塊、掌握模塊等)，以降低制造成本和提高牢靠性。近年來，世界各國注意進(jìn)展組合式機(jī)器人。它是采納標(biāo)準(zhǔn)化的組合件拼裝而成的。日前，國外己經(jīng)研制和生產(chǎn)了各種不同的標(biāo)準(zhǔn)組件。除了機(jī)器人用的各種伺服電機(jī)、傳感器外，手臂、手腕和機(jī)身的結(jié)構(gòu)也己經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，如臂仲縮軸、臂升降軸、臂俯仰軸、臂搖擺軸;手腕旋轉(zhuǎn)軸、搖擺軸、固定臺身、機(jī)座、移動軸等。4.2討論新型機(jī)器人結(jié)構(gòu)隨著工業(yè)機(jī)器人作業(yè)精度的提高和作業(yè)環(huán)境的簡潔化，應(yīng)開發(fā)新型微動機(jī)構(gòu)保證動作精度;開發(fā)多關(guān)節(jié)、多自由度的手臂和手指，研制新型的行走機(jī)構(gòu)等以適應(yīng)簡潔的作業(yè)的需要。4.3朝著智能化方向進(jìn)展在多品種，小批量生產(chǎn)的柔性制造自動化技術(shù)中，格外是機(jī)器人自動裝配技術(shù)中，要求工業(yè)機(jī)器人對外部環(huán)境和對象物體有自適應(yīng)能力，即具有肯定的“智能”，機(jī)器人的智能化是指機(jī)器人具有感覺、知覺等，即有很強(qiáng)的檢測功能和推斷功能。為此，必須開發(fā)類似人類感覺器官的傳感器(如觸覺傳感器、視覺傳感器、測距傳感器等)，進(jìn)展多傳感器的信息融合技術(shù)。通過各種傳感器得到關(guān)于工作對象和外部環(huán)境的信息，以及信息庫中存儲的數(shù)據(jù)、閱歷、規(guī)劃的資料，以完成模式識別，用“專家系統(tǒng)”等智能系統(tǒng)進(jìn)行問題求解，動作規(guī)劃。4.4討論機(jī)器人協(xié)作掌握先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)展對協(xié)作機(jī)器人學(xué)的討論與進(jìn)展起著樂觀的促進(jìn)作用。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)展，工業(yè)機(jī)器人己從當(dāng)時的柔性上、下料裝置正在成為高度柔性、高效率和可重組的裝配、制造和加工系統(tǒng)中的生產(chǎn)設(shè)備。在這樣的生產(chǎn)線上，機(jī)器人是作為一個群體工作的，不論每個機(jī)器人在生產(chǎn)線上起什么作用，它總是作為系統(tǒng)中的一員而存在。因此，要從組成靈敏制造生產(chǎn)系統(tǒng)的觀點動身，來討論工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)一步進(jìn)展。而面對先進(jìn)制造環(huán)境的機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)和機(jī)器人加工系統(tǒng)中，不僅有多機(jī)器人的集成，還有機(jī)器人與生產(chǎn)線、周邊設(shè)備、生產(chǎn)管理系統(tǒng)以及人的集成。因此，以系統(tǒng)的觀點來進(jìn)展新的機(jī)器人掌握系統(tǒng)，有大量的理論與實踐的工作要做。5.工業(yè)機(jī)器人及智能制造產(chǎn)業(yè)分析5.1工業(yè)機(jī)器人眾所周知，工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵零部件包括伺服電機(jī)、減速器、掌握器、傳感器和機(jī)械本體，廣東省在伺服電機(jī)、掌握器和傳感器領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，但是和國外發(fā)達(dá)國家的相關(guān)領(lǐng)域比較仍有很大的差距。從產(chǎn)品成本構(gòu)成分析，伺服電機(jī)產(chǎn)品占成本的20%左右，減速器占產(chǎn)品成本的25%左右，掌握器占產(chǎn)品成本的27%，因此工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問題是掌握這些關(guān)鍵部件的產(chǎn)業(yè)化。5.2智能制造智能制造實際是工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品的延長，不能將工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)當(dāng)作一個獨立的產(chǎn)業(yè)，而應(yīng)將工業(yè)機(jī)器人作為現(xiàn)代機(jī)械裝備制造業(yè)的一個核心單元之一。實際上智能制造就是在現(xiàn)代生產(chǎn)中，集成各種高技術(shù)產(chǎn)品，包括機(jī)器人、物流系統(tǒng)、智能傳感系統(tǒng)、掌握系統(tǒng)、計算機(jī)掌握軟件等高技術(shù)，實現(xiàn)在現(xiàn)代制造中將勞動者從簡潔重復(fù)的勞動中解放出來的目的，實施智能制造將使得集成生產(chǎn)廠商和用戶雙方獲益。5.3廣東省機(jī)器人現(xiàn)狀及制造業(yè)企業(yè)實施智能制造的分析廣東在我國的制造業(yè)具有領(lǐng)先地位，同時珠三角地區(qū)也是改革開放的前沿和窗口，是我國市場經(jīng)濟(jì)的核心地帶，毗鄰香港國際市場，又是國內(nèi)多層次資本市場建設(shè)的重心，進(jìn)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從技術(shù)引進(jìn)、產(chǎn)品銷售、企業(yè)融資、產(chǎn)業(yè)鏈整合都具有特殊的便利環(huán)境。廣東省機(jī)器人產(chǎn)業(yè)主要集中在珠江三角洲，其中深圳和東莞等地市由于在電子業(yè)、制造業(yè)具有良好的基礎(chǔ)，因此在機(jī)器人掌握器、伺服驅(qū)動、運動掌握等具有領(lǐng)先地位；廣州在金融、人才、制造業(yè)也具有較強(qiáng)的競爭力，廣州市的機(jī)器人整機(jī)、系統(tǒng)集成等方面具有良好的基礎(chǔ)；佛山、中山、珠海等集中了大量的中小型制造業(yè)企業(yè)，在智能制造及機(jī)器人集成示范應(yīng)用方面有很寬闊的前景。當(dāng)前廣東具有肯定知名度的有廣州數(shù)控設(shè)備有限公司、廣州諾信數(shù)控設(shè)備有限公司、深圳新松機(jī)器人公司、深圳眾為興科技有限公司、深圳固高科技有限公司、深圳富士康、深圳福士自動化有限公司、東莞松慶自動化設(shè)備有限公司、佛山利迅達(dá)機(jī)器人系統(tǒng)有限公司、佛山市嘉騰電子有限公司等。5.4在廣東加快推動機(jī)器人及智能制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)展的緊迫性當(dāng)前，國際國內(nèi)在經(jīng)過了金融危機(jī)洗禮后，廣東省制造業(yè)企業(yè)面臨的現(xiàn)狀是：面臨貼牌生產(chǎn)向自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變；傳統(tǒng)的勞動力密集型企業(yè)向資金密集型企業(yè)轉(zhuǎn)變。向資金密集型企業(yè)轉(zhuǎn)變，需要大量的資金投入，而珠三角企業(yè)大多是中小型企業(yè)，難以籌集大量的資金，且中小企業(yè)沒有試錯機(jī)會。但是由于廣東省制造業(yè)企業(yè)存在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、企業(yè)規(guī)模小和產(chǎn)品利潤空間越來越小的問題，在廣東企業(yè)加快推動機(jī)器人及智能制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)展是十分迫切的。（1）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理廣東省制造業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)多為勞動密集型產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)品的加工深度低，技術(shù)含量低，附加值低。同時，出口產(chǎn)品以低利潤率的產(chǎn)品為主，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，對市場影響比較敏感。此外，行業(yè)門檻較低，常以價格競爭為主，損害企業(yè)市場拓展、科研開發(fā)樂觀性。（2）企業(yè)規(guī)模較小廣東省制造業(yè)企業(yè)多為中小民營企業(yè)，企業(yè)規(guī)模偏小，未能形成一批占有較大市場份額、代表行業(yè)水平、具有國際競爭力的大型企業(yè)和企業(yè)集團(tuán)，未能形成一大批產(chǎn)品有特色并按規(guī)模經(jīng)濟(jì)組織聲場的專業(yè)化協(xié)作配套廠。同時，由于缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)和專業(yè)市場規(guī)劃，市場秩序不規(guī)范，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)業(yè)化程度低。（3）利潤空間越來越小受原材料成本上漲、招工難、勞動力成本上漲、土地資源稀缺等因素影響，廣東制造業(yè)成本不斷上升。面對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、產(chǎn)業(yè)化程度低、利潤空間削減等問題，廣東省制造業(yè)實施智能制造升級轉(zhuǎn)型刻不容緩?？偨Y(jié)我國工業(yè)機(jī)器人經(jīng)過20多年的進(jìn)展已經(jīng)初具規(guī)模。目前我國已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國內(nèi)諸多企業(yè)的生產(chǎn)線上；一批機(jī)器人技術(shù)的討論人才也涌現(xiàn)出來。一些相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計制造技術(shù)；工業(yè)機(jī)器人掌握、驅(qū)動系統(tǒng)的硬件設(shè)計技術(shù)；機(jī)器人軟件的設(shè)計和編程技術(shù)；運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)；弧焊、點焊及大型機(jī)器人自動生產(chǎn)線與周邊配套設(shè)備的開發(fā)和制備技等。某些關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到或接近世界水平。雖然中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在不斷的進(jìn)步中，但和國際同行相比，差距照舊明顯。從市場占有率來說，更無法相提并論。工業(yè)機(jī)器人很多核心技術(shù)，目前我們尚未掌握，這是影響我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)展的一個重要瓶頸。在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動扮裝備的主流及將來的進(jìn)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時避開了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高社會生產(chǎn)效率，推動企業(yè)和社會生產(chǎn)力進(jìn)展的有效手段。機(jī)器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。國際電氣電子工程師協(xié)會IEEE的科學(xué)家在對將來科技進(jìn)展方向進(jìn)行猜測中提出了4個重點進(jìn)展方向，機(jī)器人技術(shù)就是其中之一。工業(yè)機(jī)器人的誕生和機(jī)器人學(xué)的建立，無疑是20世紀(jì)人類科學(xué)技術(shù)的重大成就。要縮短我國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用及討論與國外的差距，必須利用自己的優(yōu)勢走產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展道路。同時，在現(xiàn)代制造技術(shù)快速進(jìn)展的今日，還必須在討論和開發(fā)上跟蹤機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)展趨勢。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的進(jìn)展必將大大加速我國制造業(yè)的崛起。

致謝辭本論文在金老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到簡略設(shè)計，無不分散著金老師的心血和汗水，在校三年的學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，機(jī)電系的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷８咝Ｉ罴磳⒋颐γγΦ剡^去，但我卻能無悔地說：“我曾經(jīng)來過?！备咝Ｈ?，但它給我的影響卻不能用時間來衡量，這三年以來，經(jīng)歷過的全部事，全部人，都將是我以后生活回味的一部分，是我為人處事的指南針。就要離開學(xué)校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的又一個起點，在這里祝福高校里跟我風(fēng)雨同舟的伴侶們，一路走好，將來總會是絢爛繽紛。

參考文獻(xiàn)：[1]吳瑞詳.機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用.北京:北京航空航天高校出版社，1994[2]朱世強(qiáng)、王宣銀.機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用.杭州:浙江高校出版社，2000[3]徐元宣.工業(yè)機(jī)器人.北京:中國輕工業(yè)出版社，1999[4]廣東省人民政府.廣東省國民經(jīng)濟(jì)和社會進(jìn)展第十二個五年規(guī)劃綱要［EB/OL］./006939748/201105/t20110513_86534.html.[5]廣東省人民政府.廣東省先進(jìn)制造業(yè)重點產(chǎn)業(yè)進(jìn)展“十二五”規(guī)劃［EB/OL］./006939748/201211/t20121108_353036.html.[6]鄭芳華.工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)或迎爆發(fā)期［EB/OL］./wzgk/wy/289524.shtml.[7]孟慶鑫、王曉東.《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》.哈爾濱工業(yè)高校出版社，2006[8]董華梁、彭文生.《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》.高等教育出版社，2007[9]周伯英.《工業(yè)機(jī)械人設(shè)計》.機(jī)械工業(yè)出版社，1995[10]DuZhijun.Applicationanddevelopmenttrendofindustrialrobots,mechanicalengineer,2002[11]ZhuShiqiang,WangYiyin.Robotanditsapplication,ZhejiangUniversitypress,2000[12]ZhangYanglin.Domesticindustrialrobotmarketanddevelopmenttre