第一篇：工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展

工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展

班級：07機(jī)械2班 姓名：陳明潔 學(xué)號：200730861235

摘要：工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)在制造技術(shù)中起著舉足輕重的作用。本文介紹了國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，指出了我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展影

響因素，闡述了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢。引言

機(jī)器人學(xué)是一門綜合性的新興學(xué)科，它涉及機(jī)械工程學(xué)、電器工程學(xué)、微電子工程學(xué)、計算機(jī)工程學(xué)、控制工程學(xué)、信息傳感工程學(xué)、聲學(xué)工程學(xué)、仿生學(xué)以及人工智能工程學(xué)等多門尖端學(xué)科。工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)的一個分支，它代表了機(jī)電一體化的最高成就。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已成為柔性制造系統(tǒng)、自動化工廠、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的自動化工具。廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，而且對于保障人身安全，改善勞動環(huán)境，減輕勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，對促進(jìn)我國制造業(yè)的崛起有著十分重要的意義。

2工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

我國工業(yè)機(jī)器人起步于20世紀(jì)70年代初期過30多年的發(fā)展，大致可以分為3各階段：70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期，90年代的實(shí)用化期。在高技術(shù)發(fā)展的推動下，隨著改革開放方針的實(shí)習(xí)，我國機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展得到政府的重視和支持。在80年代中期，國家組織了對工業(yè)機(jī)器人需求的行業(yè)調(diào)研，結(jié)果表明，對第一代工業(yè)機(jī)器人的需求主要集中在汽車行業(yè)（占總需求的60~70%）。在眾多專家的建議和規(guī)劃下，于“七五”期間，由機(jī)電部主持，中央各部委、中科院及地方科研院所和大學(xué)參加，國家投入相當(dāng)資金，進(jìn)行了工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)元器件、幾類工業(yè)機(jī)器人整機(jī)及應(yīng)用工程的開發(fā)研究。經(jīng)過五年攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)（包括機(jī)械手、控制系統(tǒng)、驅(qū)動轉(zhuǎn)動單元、測試系統(tǒng)的設(shè)計、制造、應(yīng)用和小批量生產(chǎn)的工藝技術(shù)等）的開發(fā)，研制出噴漆，弧焊，點(diǎn)焊和搬運(yùn)等作業(yè)機(jī)器人整機(jī)，幾類專用和通用控制系統(tǒng)及幾類關(guān)鍵元部件的主要性能指標(biāo)達(dá)到80年代初國外同類產(chǎn)品的水平，并且形成小批量的生產(chǎn)能力。經(jīng)過80年代尤其是后五年的努力，我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展基本上可以立足國內(nèi)。90年代中期，國家已選擇以焊接機(jī)器人的工程應(yīng)用為重點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)研究，從而迅速掌握焊接機(jī)器人應(yīng)用工程成套開發(fā)技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備制造、工程配套、現(xiàn)場運(yùn)行等技術(shù)。目前已有500臺左右的焊接機(jī)器人分布于大陸各大中城市的汽車、摩托車、工程機(jī)械等制造業(yè)，其中55%左右為弧焊機(jī)器人，45%左右為點(diǎn)焊機(jī)器人，已建成的機(jī)器人焊接

柔性生產(chǎn)線5條，機(jī)器人焊接工作站300個。90年代后半期是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)國產(chǎn)機(jī)器人的商品化，為產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)的時期。目前，我國（指大陸地區(qū)，不包括港、臺、澳）工業(yè)機(jī)器人數(shù)量只有約2500臺，還沒達(dá)到1997年新加坡（3000多臺）和我國臺灣省（5000多臺）的水平。產(chǎn)業(yè)化是我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的必由之路從國內(nèi)外的現(xiàn)狀分析可以看出，我國的工業(yè)機(jī)器人的裝機(jī)臺數(shù)和技術(shù)水平與國外還有一定的差距。隨著我國加入世界貿(mào)易組織（WTO），我國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面臨著新的發(fā)展機(jī)遇和來自國外的挑戰(zhàn)。要把握這一機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，取得快速發(fā)展的必由之路是走產(chǎn)業(yè)化道路。

3.1 產(chǎn)業(yè)化的影響因素

1）市場方面我國大力推行國企改革，推行市場經(jīng)濟(jì)，工業(yè)企業(yè)

大都在進(jìn)行重組，并正用先進(jìn)制造技術(shù)來改造傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，提高基層的柔性生產(chǎn)水平是技術(shù)改造的重點(diǎn)。大量的企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)型生產(chǎn)夏改造與擴(kuò)建為機(jī)器人提供了市場，企業(yè)可毫無顧慮的在人與機(jī)器人之間做出選擇，以獲得高質(zhì)量、高效率、低成本的產(chǎn)品。同時，生產(chǎn)的全球化和競爭的國際化，以及產(chǎn)品的個性化不斷發(fā)展創(chuàng)新，要求許多行業(yè)必須使用機(jī)器人和機(jī)械手才能參與國際市場的競爭，包括氣沉、家用電器制造業(yè)等行業(yè)。這些行業(yè)目前使用的機(jī)器人太少，將成為機(jī)器人未來潛在的巨大市場。機(jī)器人價格將大幅度降低。最近幾年，機(jī)器人本身的價格下降了30%，隨著高速處理器、大功率晶體管和永磁電機(jī)的高速發(fā)展，機(jī)器人同計算機(jī)一樣，功能越來越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)越來越簡單，而價格越來越低，機(jī)器人日益成為大眾化的具有廣泛用途的機(jī)器，低價高性能使機(jī)器人在我國將具有非常好的前景。

2）技術(shù)方面

我國于 1972年開始研究工業(yè)機(jī)器人，上海、天津、北京、沈陽、哈爾濱、廣州、昆明等研究單位和院校分別開發(fā)了固定程序、組合式、液壓伺服型通用機(jī)器人，并開始了機(jī)構(gòu)學(xué)、計算機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)的研究。我國的機(jī)器人研究開發(fā)工作雖然起步較晚，但在國家有關(guān)部門的支持和廣大機(jī)器人學(xué)科技和教育工作者的努力下，進(jìn)展較快。已在工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人和智能機(jī)器人各方面取得成績，其中，國家 “863” 計劃智能機(jī)器人主題的研究更是令人目，成果層出。這些成就已為發(fā)展工業(yè)機(jī)器人和智能機(jī)器人儲備了許多重要的技術(shù)，跟蹤了國際先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)，將大大加快中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

3）人員方面

隨著國內(nèi)外機(jī)器人學(xué)的快速發(fā)展，國內(nèi)許多大學(xué)開設(shè)了機(jī)器人學(xué)課程，很多碩士研究生和博士研究生在從事機(jī)器人的開發(fā)和研究工作同時，國家 “863” 計劃從 ,1987 年開始實(shí)施以來，組織和培養(yǎng)了一支2000多人的機(jī)器人研究開發(fā)隊伍。另外，國家正逐步制定必要的政策，吸引在機(jī)器人技術(shù)方面學(xué)有所長的留學(xué)人員回國服務(wù)。雖然這支隊伍還不夠大、也不夠強(qiáng)，需要繼續(xù)鍛煉，發(fā)展壯大，但他們將成為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的主力軍。

4）觀念方面

機(jī)器人能提供穩(wěn)定的高效率與高質(zhì)量的產(chǎn)品，是人無法提供的，尤其在生產(chǎn)節(jié)拍高的自動化生產(chǎn)線和惡劣的環(huán)境中，人無法取代機(jī)器人，市場日益全球化，不使用機(jī)器人，難以提高競爭力。中國人口眾多，勞動力廉價，不需要機(jī)器人的觀念正在改變。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢

敏捷制造策略的提出，為工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。敏捷制造的基本思想是企業(yè)能迅速將其組織和裝備重組，快速響應(yīng)市場變化，生產(chǎn)出滿足用戶需求的個性化產(chǎn)品。敏捷制造要求企業(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，敏捷生產(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)器人的發(fā)展提出更高的要求。

4．1）朝著標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展

提高運(yùn)動速度和運(yùn)動精度，減輕重量和減少安裝占用空間，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、和控制模塊等），以降低制造成本和提高可靠性。近年來，世界各國注意發(fā)展組合式機(jī)器人。它是采用標(biāo)準(zhǔn)

化的組合件拼裝而成的。目前，國外已經(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)也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，如臂伸縮軸、臂升降軸、臂俯仰軸、臂擺動軸； 手腕旋轉(zhuǎn)軸、擺動軸、固定臺身、機(jī)座、移動軸等。

4.2）研究新型機(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)境的復(fù)雜化，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)復(fù)雜的作業(yè)的需要。

4.3）朝著智能化方向發(fā)展

在多品種，小批量生產(chǎn)的柔性制造自動化技術(shù)中，特別是機(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，即具有一定的 “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)的檢測功能和判斷功能。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），發(fā)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)、經(jīng)驗(yàn)、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)研究機(jī)器人協(xié)作控制

先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展對協(xié)作機(jī)器人學(xué)的研究與發(fā)展起著積極的促進(jìn)作用。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已從當(dāng)初的柔性上、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，要從組成敏捷制造生產(chǎn)系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，來研究工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)一步發(fā)展。而面向先進(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(diǎn)來發(fā)展新的機(jī)器人控制系統(tǒng)，有大量的理論與實(shí)踐的工作要做。結(jié)束語

要縮短我國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用及研究與國外的差距，必須利用自己的優(yōu)勢走產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展道路。同時，在現(xiàn)代制造技術(shù)快速發(fā)展的今天，還必須在研究和開發(fā)上跟蹤機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢。我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)要快速發(fā)展，不能只靠幾家科研單位的單方面努力，機(jī)器人不應(yīng)該只作為展覽會上的表演者。研制單位必須與市場需求緊密結(jié)合，讓機(jī)器人走進(jìn)工廠和家庭，實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化。同時，應(yīng)當(dāng)把發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)納入政府重要產(chǎn)業(yè)政策中，引導(dǎo)和扶持企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，加速機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

第二篇：中國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

3中國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

我國工業(yè)機(jī)器人從二十世紀(jì) 80 年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，863 機(jī)器人技術(shù)主題對機(jī)器人技術(shù)發(fā)展作了重要戰(zhàn)略調(diào)整，從單純的研發(fā)機(jī)器人技術(shù)向機(jī)器人技術(shù)與自動化工藝裝備擴(kuò)展，將中心任務(wù)定義為“研究和開發(fā)面向先進(jìn)制造的機(jī)器人制造單元及系統(tǒng)，自動化裝備、特種機(jī)器人，促進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)器的智能化和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高我國自動化技術(shù)的整體水平”。

（王田苗．國家863計劃先進(jìn)制造與自動化技術(shù)領(lǐng)域機(jī)器人技術(shù)主題發(fā)展戰(zhàn)略的若干思考[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用, 2002,(3): 2-7.）

通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計制造技術(shù)，解決了工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)，機(jī)器人軟件的設(shè)計和編程等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握了弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動生產(chǎn)線（工作站）與周邊配套設(shè)備的開發(fā)和制造技術(shù)，掌握了運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。其中有 130 多臺套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30 條自動噴漆生產(chǎn)線上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。

“十五”期間，根據(jù)“有所為，有所不為”，“重創(chuàng)新、抓應(yīng)用、建環(huán)境、促發(fā)展、見效益”的指導(dǎo)思想，顯現(xiàn)了有以機(jī)器人技術(shù)為主向基礎(chǔ)裝備和成套裝備研發(fā)方向的轉(zhuǎn)移。

（原魁.工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用, 2007,(1):34-38.）

總體來看，我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品；機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國已安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人，約占全球已安裝臺數(shù)的 0.5%。

以上原因主要是沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，“一客戶，一次重新設(shè)計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)問題，對產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞好標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、模塊化設(shè)計，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

縱觀目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，我國機(jī)器人市場增長非常迅猛，從銷售量上更是充分說明了這個不爭的事實(shí)。在中國市場上占有 35% 的市場份額的ABB 公司 2004年在中國賣出了 600 臺機(jī)器人。而該公司在過去 9 年中一共才在中國大陸市場銷售2000 臺機(jī)器人。專家預(yù)測，中國機(jī)器人到2010 年擁有量將達(dá)到 17300 臺，到 2015 年，市場容量將達(dá)到十幾萬臺（套）。汽車制造、工程機(jī)械及電機(jī)、電子等行業(yè)的企業(yè)是中國今后對機(jī)器人需求最大的產(chǎn)業(yè)，其中所需機(jī)器人的品種以點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、裝配、搬運(yùn)、沖壓等為主。

我國的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人在“863”計劃的支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機(jī)器人，6000米水下無纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種；在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)，但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、智能裝配機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國外先進(jìn)水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點(diǎn)地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實(shí)用的技術(shù)和產(chǎn)品。（劉進(jìn)長.抓住機(jī)遇促成飛躍一我國機(jī)器入產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干思考[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用, 2007,(3):7-9.）

第三篇：淺談工業(yè)機(jī)器人

蘇 州 市 職 業(yè) 大 學(xué)

課程報告

名 稱

現(xiàn)代制造技術(shù)

院

系

機(jī)電工程學(xué)院

班

級

12機(jī)電3班

姓

名

戴

亮

學(xué)

號

125307306

淺談工業(yè)機(jī)器人

戴 亮

（蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)

機(jī)電一體化12級3班）

【摘要】：

本文對工業(yè)機(jī)器人的定義和所涉及到的技術(shù)進(jìn)行了概述，然后從其組成及分類、控制技術(shù)、發(fā)展歷程、現(xiàn)狀、發(fā)展前景、產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式以及主要研究內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，最后分析了其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】：發(fā)展

現(xiàn)狀

前景

應(yīng)用

序言

工業(yè)機(jī)器人是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，可用于安裝、制造、檢測、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件、電氣電子、化工、工程機(jī)械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

近年來，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，種種跡象表明工業(yè)自動化時代已經(jīng)到來，工業(yè)機(jī)器人極有可能成為下一個迎來爆發(fā)式增長的新興產(chǎn)業(yè)。另一方面，中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于前所未有的機(jī)遇期，政策紅利、工業(yè)轉(zhuǎn)型升級需求釋放等機(jī)遇疊加，但中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展卻不盡如人意，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程發(fā)展緩慢。

一、工業(yè)機(jī)器人的定義及技術(shù)概述

1.定義

工業(yè)機(jī)器人是一種可重復(fù)編程的多自由度的自動控制操作機(jī)，是涉及機(jī)械學(xué)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能、計算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)為一體的現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備。2.技術(shù)概述

機(jī)器人技術(shù)是綜合了計算機(jī)、控制論、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)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人并不是在簡單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)和分析判斷能力，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)域不可缺少的自動化設(shè)備。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。

二、工業(yè)機(jī)器人的組成及分類

1.工業(yè)機(jī)器人的組成

工業(yè)機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)以及位置檢測機(jī)構(gòu)組成。（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一組具有與人手腳功能相似的機(jī)械機(jī)構(gòu)，俗稱操作機(jī)，通常由手部、腕部、臂部、機(jī)身、機(jī)座及行走機(jī)構(gòu)組成。（2）控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，控制與支配機(jī)器人按給定的程序動作，并記憶人們示教的指令信息，如動作順序、運(yùn)動軌跡、運(yùn)動速度等，可再實(shí)現(xiàn)控制所儲存的示教信息。（3）驅(qū)動系統(tǒng)

驅(qū)動系統(tǒng)是機(jī)器人執(zhí)行作業(yè)的動力源，按照控制系統(tǒng)發(fā)出的控制指令驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成規(guī)定的作業(yè)。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有機(jī)械式、液壓式、氣動式以及電氣驅(qū)動等不同的驅(qū)動形式。（4）位置檢測裝置

通過附設(shè)的力、位移、觸覺、視覺等不同的傳感器，檢測機(jī)器人的運(yùn)動位置和工作狀態(tài)，并隨時反饋給控制系統(tǒng)，以便執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度和速度達(dá)到設(shè)定的位置。

2.工業(yè)機(jī)器人的分類

機(jī)器人的分類方法有很多，這里僅按機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式、驅(qū)動方式以及系統(tǒng)功能進(jìn)行分類。

（1）按結(jié)構(gòu)形式分類

①直角坐標(biāo)機(jī)器人 ②圓柱坐標(biāo)機(jī)器人 ③球坐標(biāo)機(jī)器人 ④關(guān)節(jié)機(jī)器人（2）按驅(qū)動方式分類

①氣壓傳動機(jī)器人 ②液壓傳動機(jī)器人 ③電氣傳動機(jī)器人（3）按系統(tǒng)功能分類

①專用機(jī)器人 ②通用機(jī)器人 ③示教再現(xiàn)式機(jī)器人 ④智能機(jī)器人

三、工業(yè)機(jī)器人的控制技術(shù)

1.工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類

（1）按照控制回路的不同分，可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。

（2）按照控制系統(tǒng)的硬件分，可分為機(jī)械控制、液壓控制、射流控制、順序控制、計算機(jī)控制。

（3）按自動化程度分，可分為順序控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)。

（4）按編程方式分，可分為物理設(shè)置編程控制系統(tǒng)、示教編程控制系統(tǒng)、離線編程控制系統(tǒng)。

（5）按機(jī)器人末端運(yùn)動控制軌跡分，可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)輪廓控制。2.工業(yè)機(jī)器人的位置伺服控制（1）關(guān)節(jié)伺服控制

關(guān)節(jié)伺服控制是以大多數(shù)非直角坐標(biāo)機(jī)器人為控制對象，它把每一個關(guān)節(jié)作為單獨(dú)的單輸入單輸出系統(tǒng)來處理，且獨(dú)立構(gòu)成一個個伺服系統(tǒng)。這種關(guān)節(jié)伺服

結(jié)構(gòu)簡單，目前大部分關(guān)節(jié)機(jī)器人都由這種關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)來控制。以前這種伺服系統(tǒng)通常采用模擬電路構(gòu)成，而隨著微電子和信號處理技術(shù)的發(fā)展，關(guān)節(jié)伺服控制系統(tǒng)已普遍采用了數(shù)字電路形式。（2）坐標(biāo)伺服控制

由于關(guān)節(jié)伺服控制結(jié)構(gòu)簡單，被較多的機(jī)器人所采用，但在三維空間對手臂進(jìn)行控制時，很多場合都要求直接給定手臂末端運(yùn)動的位置和姿態(tài)，而關(guān)節(jié)伺服控制系統(tǒng)中的各個關(guān)節(jié)是獨(dú)立進(jìn)行控制的，難以預(yù)測有各個關(guān)節(jié)實(shí)際控制結(jié)果所得到的末端位置狀態(tài)的響應(yīng)，且難以調(diào)節(jié)各個關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的增益。因而，將末端位置矢量作為指令目標(biāo)值所構(gòu)成的伺服控制系統(tǒng)，稱為作業(yè)坐標(biāo)伺服系統(tǒng)。3.工業(yè)機(jī)器人的自適應(yīng)控制（1）模型參考自適應(yīng)控制

這種方法控制器的作用是使得系統(tǒng)的輸出響應(yīng)趨近于某指定的參考模型，因而必須設(shè)計相應(yīng)的參數(shù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。Dubowsky等人在這個參考系統(tǒng)中采用二維弱衰減模型，然后采用最陡下降法調(diào)整局部比例和微分伺服可變增益，使實(shí)際系統(tǒng)的輸出和參考模型的輸出之差為最小。然而該方法從本質(zhì)上忽略了實(shí)際機(jī)器人系統(tǒng)的非線性項(xiàng)和耦合項(xiàng)，是對單自由度的單輸出系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的。此外，該方法也不能保證適用于實(shí)際系統(tǒng)時調(diào)整律的穩(wěn)定性。（2）自校正適應(yīng)控制

自校正適應(yīng)控制由表現(xiàn)機(jī)器人動力學(xué)離散時間模型各參數(shù)的估計機(jī)構(gòu)與用其結(jié)果來決定控制器增益或控制輸入的部分組成，采用輸入輸出數(shù)與機(jī)器人自由度相同的模型，把自校正適應(yīng)控制法用于機(jī)器人。

四、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展

1.工業(yè)機(jī)器人的誕生至今（1）工業(yè)機(jī)器人的誕生

日本是當(dāng)今的工業(yè)機(jī)器人王國，既是工業(yè)機(jī)器人的最大制造國也是最大消費(fèi)國，但實(shí)際上工業(yè)機(jī)器人的誕生地是美國。機(jī)器人的啟蒙思想其實(shí)很早就出現(xiàn)了，1920年捷克作家卡雷爾·恰佩克發(fā)表了劇本《羅薩姆的萬能機(jī)器人》，劇中敘述了一個叫做羅薩姆的公司將機(jī)器人作為替代人類勞動的工業(yè)品推向市場的故事，引起了世人的廣泛關(guān)注。于是在1959年美國的一家汽車公司，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。美國人英格伯格和德奧爾制造出了世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人，他們發(fā)現(xiàn)可以讓機(jī)器人去代替工人一些簡單重復(fù)的勞動，而且不需要報酬和休息，任勞任怨。接著他們兩人合辦了世界上第一家機(jī)器人制造工廠，生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人。（2）工業(yè)機(jī)器人在日本發(fā)展

與此同時，十九世紀(jì)七十年代的日本正面臨著嚴(yán)重的勞動力短缺，這個問題已成為制約其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個主要問題。毫無疑問，在美國誕生并已投入生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人給日本帶來了福音。1967年日本川崎重工業(yè)公司首先從美國引進(jìn)機(jī)器人及技術(shù)，建立生產(chǎn)廠房，并于1968年試制出第一臺日本產(chǎn)機(jī)器人。經(jīng)過短暫的搖籃階段，日本的工業(yè)機(jī)器人很快進(jìn)入實(shí)用階段，并由汽車業(yè)逐步擴(kuò)大到其它制造業(yè)以及非制造業(yè)。1980年被稱為日本的“機(jī)器人普及元年”，日本開始在各個領(lǐng)域推廣使用機(jī)器人，這大大緩解了市場勞動力嚴(yán)重短缺的社會矛盾。再加上日本政府采取的多方面鼓勵政策，這些機(jī)器人收到了廣大企業(yè)的歡迎。1980-1990年日本的工業(yè)機(jī)器人處于鼎盛時期，后來國際市場曾一度轉(zhuǎn)向歐洲和北美，但日本經(jīng)過短暫的低迷期又恢復(fù)其昔日的輝煌。

1993年末，全世界安裝的工業(yè)機(jī)器人有61萬臺，其中日本占60%，美國占8%，歐洲占17%，俄羅斯和東歐占12%。是什么使得日本的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有如此快速的發(fā)展，現(xiàn)理出幾點(diǎn)原因：

① 根本原因是日本的基本國情，人口少，勞動力嚴(yán)重短缺。日本每年的人口增長率在1.1%左右，而日本人都想接受高等教育導(dǎo)致其勞動力的增長速度卻始終停留在0.7%。為了滿足國民經(jīng)濟(jì)3%的增長要求，必須提高生產(chǎn)效率。

② 1973年十月爆發(fā)的第一次石油危機(jī)提高了勞動力成本，日本政府不得不鼓勵私營企業(yè)向自動化領(lǐng)域投資，提高生產(chǎn)效率，以抑制由石油危機(jī)帶來的成本型通貨膨脹。

③ 工業(yè)機(jī)器人可以代替勞動者從事可能危害身體健康的勞動，避免了大量 的工傷事故和職業(yè)病，受到了人們的歡迎。

④ 日本自80年代起就采用推動工業(yè)機(jī)器人的普及和促進(jìn)研究與發(fā)展的政策。

（3）工業(yè)機(jī)器人在世界其他主要國家的發(fā)展

美國是工業(yè)機(jī)器人的誕生地，基礎(chǔ)雄厚，技術(shù)先進(jìn)。現(xiàn)今美國有著一批具有國際影響力的工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商，像Adept Technologe、American Robot、Emersom Industrial Automation 等。

德國工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量占世界第三，僅次于日本和美國，其智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用在世界上處于領(lǐng)先地位。目前在普及第一代工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，第二代工業(yè)機(jī)器人經(jīng)推廣應(yīng)用成為主流安裝機(jī)型，而第三代智能機(jī)器人已占有一定比重并成為發(fā)展的方向。

世界上的機(jī)器人供應(yīng)商分為日系和歐系。瑞典的ABB公司是世界上最大機(jī)器人制造公司之一。1974年研發(fā)了世界上第一臺全電控式工業(yè)機(jī)器人IRB6，主要應(yīng)用于工件的取放和物料搬運(yùn)。1975年生產(chǎn)出第一臺焊接機(jī)器人。到1980年兼并traflla噴漆機(jī)器人公司后，其機(jī)器人產(chǎn)品趨于完備。ABB公司制造的工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用在焊接、裝配鑄造、密封涂膠、材料處理、包裝、噴漆、水切割等領(lǐng)域。

德國的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上幾家頂級工業(yè)機(jī)器人制造商之一。1973年研制開發(fā)了KUKA的第一臺工業(yè)機(jī)器人。年產(chǎn)量達(dá)到一萬臺左右。所生產(chǎn)的機(jī)器人廣泛應(yīng)用在儀器、汽車、航天、食品、制藥、醫(yī)學(xué)、鑄造、塑料等工業(yè)，主要用于材料處理、機(jī)床裝備、包裝、堆垛、焊接、表面休整等領(lǐng)域。

意大利COMAU公司從1978年開始研制和生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人，至今已有30多年的歷史。其機(jī)器人產(chǎn)品包括Smart系列多功能機(jī)器人和MASK系列龍門焊接機(jī)器人。廣泛應(yīng)用于汽車制造、鑄造、家具、食品、化工、航天、印刷等領(lǐng)域。

日系是工業(yè)機(jī)器人制造的主要派系，其代表有FANUC、安川、川崎、OTC、松下、不二越等國際知名公司。2.工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀

聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)局（UNECE）估計，2004年全球至少安裝了10萬臺新的工業(yè)機(jī)器人。其中：歐盟31100臺(比2003年增加15％，但比2001年的記錄僅增加1％)；北美16100臺(比2003年增加27％，比2000年的記錄高24％)；亞洲51400臺，主要在日本，但中國市場增長迅速(比2003年增長24％)。據(jù)電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）統(tǒng)計，至2008年底，世界各地已經(jīng)部署了100萬

臺各種工業(yè)機(jī)器人。其中，日本機(jī)器人數(shù)量據(jù)世界首位。他們的算法基于制造工人與機(jī)器人的比例，即每萬名工人擁有多少臺制造機(jī)器人。其中日本的工業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到了世界平均水平的10倍，也比排在第二位的新加坡多出了一倍。其中日本每萬名工人擁有295臺工業(yè)機(jī)器人，新加坡169臺，韓國164臺，德國163臺。雖然排在前三位的國家都在亞洲，不過歐洲卻是世界上工業(yè)機(jī)器人密度最大的地區(qū)。歐洲國家工業(yè)機(jī)器人密度為每萬名工人50臺，美洲為平均31臺，亞洲平均27臺。3.工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景

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)備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)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，同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)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)力發(fā)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。電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）的科學(xué)家在對未來科技發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測中提出了4個重點(diǎn)發(fā)展方向，機(jī)器人技術(shù)就是其中之一。1990年10月，國際機(jī)器人工業(yè)人士在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_了一次工業(yè)機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn)大會，并在這次大會上通過了一個文件，把工業(yè)機(jī)器人分為四類：⑴順序型。這類機(jī)器人擁有規(guī)定的程序動作控制系統(tǒng)；⑵沿軌跡作業(yè)型。這類機(jī)器人執(zhí)行某種移動作業(yè)，如焊接、噴漆等；⑶遠(yuǎn)距作業(yè)型。比如在月球上自動工作的機(jī)器人；⑷智能型。這類機(jī)器人具有感知、適應(yīng)及思維和人機(jī)通信機(jī)能。

4.工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式

縱觀世界各國發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的過程，可歸納為三種不同的發(fā)展模式，即日本模式、歐洲模式和美國模式。（1）日本模式

日本模式的特點(diǎn)是：各司其職，分層面完成交鑰匙工程。即機(jī)器人制造廠商以開發(fā)新型機(jī)器人和批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為主要目標(biāo)，并由其子公司或社會上的工程公司來設(shè)計制造各行業(yè)所需要的機(jī)器人成套系統(tǒng)，并完成交鑰匙工程。

（2）歐洲模式

歐洲模式的特點(diǎn)是：一攬子交鑰匙工程。即機(jī)器人的生產(chǎn)和用戶所需要的系統(tǒng)設(shè)計制造，全部由機(jī)器人制造廠商自己完成。（3）美國模式

美國模式的特點(diǎn)是：采購與成套設(shè)計相結(jié)合。美國國內(nèi)基本上不生產(chǎn)普通的工業(yè)機(jī)器人，企業(yè)需要機(jī)器人通常由工程公司進(jìn)口，再自行設(shè)計、制造配套的外圍設(shè)備，完成交鑰匙工程。（4）中國模式的走向

中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)走什么道路、如何建立自己的發(fā)展模式確實(shí)值得探討。中國工程院在《我國制造業(yè)焊接生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略研究總結(jié)報告》中認(rèn)為，我國應(yīng)從“美國模式”著手，在條件成熟后逐步向“日本模式”靠近。

五、工業(yè)機(jī)器人的主要研究內(nèi)容

1.示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究

（1）關(guān)節(jié)式、側(cè)噴式、頂噴式、龍門式噴涂機(jī)器人產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計。

（2）柔性仿形噴涂機(jī)器人開發(fā)：柔性仿形復(fù)合機(jī)構(gòu)開發(fā)，仿形伺服軸軌跡規(guī)劃研究，控制系統(tǒng)開發(fā)，整機(jī)安全防爆、防護(hù)技術(shù)開發(fā)，高速噴杯噴涂工藝研究。（3）焊接機(jī)器人（把弧焊與點(diǎn)焊機(jī)器人作為負(fù)載不同的一個系列機(jī)器人，可兼作弧焊、點(diǎn)焊、搬運(yùn)、裝配、切割作業(yè)）產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計。

（4）弧焊機(jī)器人用激光視覺焊縫跟蹤裝置的開發(fā)：激光發(fā)射器的選用，CCD成象系統(tǒng)，視覺圖象處理技術(shù)，視覺跟蹤與機(jī)器人協(xié)調(diào)控制。（5）焊接機(jī)器人的離線示教編程及工作站系統(tǒng)動態(tài)仿真。

（6）電子行業(yè)用裝配機(jī)器人產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計。（7）批量生產(chǎn)機(jī)器人所需的專用制造、裝配、測試設(shè)備和工具的研究開發(fā)。2.智能機(jī)器人開發(fā)研究

（1）遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成和控制策略研究

包括建模－遙控機(jī)器人模型，人行為模型，人控制動態(tài)建模，圖形仿真建模，虛擬工具和虛擬傳感器建模；以人為主體的人機(jī)共享規(guī)劃與控制；局部自治控制；多傳感融合技術(shù)；雙向力反應(yīng)控制；知識庫的建立，學(xué)習(xí)與推理方法；人機(jī)交互的高級控制技術(shù)；虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）控制與真實(shí)世界控制的相互關(guān)系；監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

（2）智能移動機(jī)器人的導(dǎo)航和定位技術(shù)研究

包括導(dǎo)航和定位系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；在結(jié)構(gòu)環(huán)境或非結(jié)構(gòu)環(huán)境中導(dǎo)航和定位方法研究；感知系統(tǒng)的傳感器和信息處理系統(tǒng)的構(gòu)成；根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)建立環(huán)境模型的方法；模糊邏輯的推理方法用于移動機(jī)器人導(dǎo)航的研究。（3）面向遙控機(jī)器人的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

包括人機(jī)交互圖形生成及其程序設(shè)計；遙控機(jī)器人（載體和機(jī)械手）幾何動態(tài)圖形建模；遙控操作環(huán)境圖形建模；遙控機(jī)器人操作與數(shù)據(jù)的獲取；虛擬傳感器及基于虛擬傳感器的雙向力反應(yīng)、反饋控制；面向任務(wù)的虛擬工具；基于虛擬現(xiàn)實(shí)的遙控操作的理論與方法；基于VR模型操作和真實(shí)世界操作的可切換、相容性和可交換性；VR監(jiān)控系統(tǒng)。（4）人機(jī)交互環(huán)境建模系統(tǒng)

包括CAD建模中的人機(jī)交互技術(shù)；求知模型工件的反示過程中的交互技術(shù)；機(jī)器人與環(huán)境的布局及功能驗(yàn)證中的交互技術(shù)；傳感器數(shù)據(jù)處理中的交互技術(shù)；機(jī)器人標(biāo)定、運(yùn)動學(xué)建模、動力學(xué)建模中的交互技術(shù)。（5）基于計算機(jī)屏幕的多機(jī)器人遙控技術(shù)

包括三維立體視覺建模；模型的計算機(jī)顯示；遙控機(jī)器人模型的控制；人機(jī)接口；網(wǎng)絡(luò)通訊。

3.機(jī)器人化機(jī)械研究開發(fā)

（1）并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床（VMT）與機(jī)器人化加工中心（RMC）開發(fā)研究

包括VMT與RMC智能化結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)技術(shù)；VMT與RMC關(guān)鍵傳動實(shí)現(xiàn)技術(shù)；VMT與RMC加工、裝配、擺放、涂膠、檢測作業(yè)技術(shù)；VMT與RMC監(jiān)控檢測技術(shù)開發(fā)；VMT與MRC智能化開式CMC控制系統(tǒng)開發(fā)；系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件開發(fā)；智能化機(jī)構(gòu)、材料機(jī)電一體化技術(shù)；作業(yè)狀態(tài)變量智能化傳感技術(shù)；機(jī)電一體化的多功能及靈巧作業(yè)終端；通用智能化開式CNC控制硬軟件系統(tǒng)；并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)理論；RMC智能控制理論；VMT與RMC典型應(yīng)用工程開發(fā)。

（2）機(jī)器人化無人值守和具有自適應(yīng)能力的多機(jī)遙控操作的大型散料輸送設(shè)備

包括散料輸送系統(tǒng)監(jiān)控和遙控操作的傳感器融合和配置技術(shù)；采用智能傳感器的現(xiàn)場總線技術(shù)；機(jī)器人運(yùn)動規(guī)劃在等量堆取料、自主操作中的應(yīng)用；基于廣域網(wǎng)的遠(yuǎn)程實(shí)時通訊；具有監(jiān)測和管理功能的故障診斷系統(tǒng)。4.以機(jī)器人為基礎(chǔ)的重組裝配系統(tǒng)（1）開放式模塊化裝配機(jī)器人

包括通用要素的提取；專用件標(biāo)準(zhǔn)化；裝配機(jī)器人模塊CAD設(shè)計；通用主流計算機(jī)構(gòu)造的控制器；人機(jī)界面方式；網(wǎng)絡(luò)功能。（2）面向機(jī)器人裝配的設(shè)計技術(shù)

包括數(shù)字化裝配與CAD集成技術(shù)；產(chǎn)品機(jī)器人化裝配規(guī)劃生成技術(shù)；產(chǎn)品可裝配性模糊評價。

（3）機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)

其中單元技術(shù)：供料系統(tǒng)智能化設(shè)計、末端執(zhí)行器快速執(zhí)行、物流傳輸及其控制與通訊；集成技術(shù)：柔性裝配線仿真軟件、管理系統(tǒng)。（4）可重構(gòu)機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)

開展基于任務(wù)和環(huán)境的動態(tài)重構(gòu)機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)理論研究；系統(tǒng)基于自治體（Agent）的分布式控制技術(shù)及系統(tǒng)各單元體間的協(xié)作規(guī)劃。（5）裝配力覺、視覺技術(shù)

包括高精度、高集成化六維腕力傳感技術(shù)；視覺識別與定位技術(shù)。（6）智能裝配策略及其控制

包括裝配狀態(tài)實(shí)時檢測和監(jiān)控；裝配順序和路徑智能規(guī)劃及控制技術(shù)。5.多傳感器信息融合與配置技術(shù)

（1）機(jī)器人的傳感器配置和融合技術(shù)在水泥生產(chǎn)過程控制和污水處理自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

包括面向工藝過程的多傳感器融合和配置技術(shù)；采用智能傳感器的現(xiàn)場總線技術(shù)；面向工藝要求的新型傳感器研制。（2）機(jī)電一體化智能傳感器

包括具有感知、自主運(yùn)動、自清污（自調(diào)整、自適應(yīng)）的機(jī)電一體化傳感器研究；面向工藝要求的運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計、實(shí)現(xiàn)檢測和清污的自主運(yùn)動；調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)；

機(jī)器人機(jī)構(gòu)和控制技術(shù)在傳感器設(shè)計中的應(yīng)用。

六、工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用

所謂工業(yè)機(jī)器人，就是具有簡單記憶和可變控制程序的自動機(jī)械。它是在機(jī)械手的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，國外稱為industrial robot。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)將人類從繁重單一的勞動中解放出來，而且它還能夠從事一些不適合人類甚至超越人類的勞動，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，避免工傷事故和提高生產(chǎn)效率。隨著世界生產(chǎn)力的發(fā)展，必然促進(jìn)相應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人能夠極大地提高生產(chǎn)效率，已經(jīng)廣泛地進(jìn)入人們的生活生產(chǎn)領(lǐng)域。

1.提高自動化生產(chǎn)效率和自動化程度：據(jù)美國J.B Day通過大量的定后發(fā)現(xiàn)：在生產(chǎn)過程中，機(jī)器人在機(jī)床或其它設(shè)備上做上下料工作，以及在設(shè)備之間做短途搬運(yùn)工作所花時間占了整個生產(chǎn)時間的80%以上，搬運(yùn)費(fèi)占了加工費(fèi)的30%-40%，而且有85%的生產(chǎn)事故發(fā)生在搬運(yùn)上，因此工業(yè)機(jī)器人的使用解決了很多難題。2.直接從事廣泛的生產(chǎn)勞動：例如噴漆、焊接、熱處理、冶煉、電鍍、沖壓、注塑成型、砂型鑄造以及鍛造等。比如我國灘坊磚廠制造了一只有260個指頭的機(jī)械手。

3.進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锲费b配：通過圖紙識別零件并加以組裝，首先取得成功的是美國加利福尼亞的斯坦福大學(xué)。此外還有日本日立制作的Hivip，列寧格勒的“變壓器裝配小組”。

4.倉庫管理自動化：最早出現(xiàn)在法國，現(xiàn)已遍及世界各地，例如芬蘭的漢基亞公司（漢基亞倉庫是歐洲十大倉庫之一）。

5.從事特殊環(huán)境下的勞動：核輻射、無毒氣氛、強(qiáng)噪聲、超低溫或高溫環(huán)境等不合適人工作的環(huán)境，甚至超越人能力范圍的環(huán)境。比如用于發(fā)現(xiàn)輸油管裂縫的機(jī)器人，日本生產(chǎn)了一種用于救火的“神奈川”機(jī)器人。

6.從事教育衛(wèi)生等服務(wù)：例如美國Centurion公司生產(chǎn)的“機(jī)器人教師”已成功為學(xué)生開設(shè)了“邏輯學(xué)”、“概率論”等課程，美國德克薩斯儀表公司制造的微型翻譯機(jī)器人，日本稻田大學(xué)研究出的“乳腺檢診機(jī)器人”。

參考文獻(xiàn)：

【1】 王握文.世界機(jī)器人發(fā)展歷程[J].國防科技, 2001,(01)【2】 陳愛珍.日本工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀[J].機(jī)械工程師, 2008,(07)【3】 陳愛珍.國內(nèi)外機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀[J].機(jī)械工程師, 2008,(07)【4】 陳佩云.日本振興工業(yè)機(jī)器人的政策[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用, 1994,(01)【5】 陳佩云.與應(yīng)用, 1994 我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的歷史_現(xiàn)狀與展望[J].機(jī)器人技術(shù)

第四篇：工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展外文翻譯

The development of industrial robots

Industrial robot is a robot, it consists of a CaoZuoJi.Controller.Servo drive system and detection sensor device composition, it is a kind of humanoid operating automatic control, can repeat programming, can finish all kinds of assignments in three difficulties in authorship space the electromechanical integration automation production equipment, especially suitable for many varieties, become batch flexible production.It to stabilize and improve the product quality, raise efficiency in production, improve working conditions of the rapid renewal plays an extremely important role.Widely used industrial robots can gradually improve working conditions, stronger and controllable production capacity, speed up product updating and upgrading.Improve production efficiency and guarantee the quality of its products, eliminate dull work, save labor, provide a safe working environment, reduces the labor intensity, and reduce labor risk, improve the machine tool, reduce the workload and reduce process production time and inventory, enhance the competitiveness of enterprises.As technology advances, the development of industrial robot, the process can be divided into three generations--generation, for demonstration reproduce, and it mainly consists of robot hand controller and demonstration teaching machines composed, can press advance box to record information guide action, the current industry repeated reappearance application of execution most.The second to feel robot, such as powerful sleep touch and vision, it has for some outside information feedback adjustment ability, currently has entered the application stage.Third generation of intelligent robot it has sense and understanding ability, in the external environment for the working environment changed circumstances, can also successfully complete the task, it is still in the experimental research phase.The United States is the birthplace of the robot, as early as in 1961, America's ConsolidedControlCorp and AMF companies developed the first practical demonstration emersion robot.After 40 years of development, the United States in the world of robotics has been in the lead position.Still Its technology comprehensive, advanced, adaptability is strong.Japan imported from America in 1967, the first robot in 1976 later, with the rapid development of the microelectronics and the market demand has increased dramatically, Japan was labor significant deficiencies in

enterprise, industrial robots by “savior”'s welcome, make its Japanese industrial robots get fast development, the number of now whether robots or robot densities are top of the world, known as the “robot kingdom,” said.The robot introduced from Germany time than Britain and Sweden about late 1956, but the Labour shortages caused by war, national technical level is higher social environment, but for the development and application of industrial robot provides favorable conditions.In addition, in Germany, for some dangerous prescribed, poisonous or harmful jobs, robot instead of ordinary people to the labor.This is the use of robots exploit a wide range of markets, and promote the development of the industrial robot technology.At present, the German industrial robots total of the world, which only behind to Japan.The French government has been more important robot technology, and through a series of research program, support established a complete science and technology system, make the development of the French robot smoothly.In government organization project, pay special attention to the robot research based technique, the focus is on the application research on in robot.And by industry support the development application and development of work, both supplement each other, make robots in France enterprises develop rapidly and popularize and make France in the international industrial machine with indispensable if position.British jamie since the late 1970s, promote and implement a department measures listed support the development of policies and make robots British industrial robots than today's robot powers started to early, and once in Japan has made the early brilliance.However, at this time the government for industrial robots implemented the constraining errors.This mistake in Britain dust, the robot industry in Western Europe was almost in the bottom of it.In recent years, Italy, Sweden, Spain, Finland, Denmark and other countries because of its own domestic robots market in great demand, development at a very fast pace.At present, the international on industrial robot company mainly divided into Japanese and European series.In AnChuan of Japanese are mainly the ethical products, the oTC, panasonic, FANLUC, not two more, etc.The products of the company kawasaki The main Asiatic KUKA, German CLOOS, Sweden's ABB, Italy CO work pelatiah U and Austria GM company.Industrial robot in China started in early 1970s, after 30 years development, roughly experienced three stages: in the 1970s and 1980s budding transplanter and the application of the 1990s initialization period.With the 20th century 70's world technology rapid development, the application of industrial robots in world created a climax, in this context, our country in 1972 start developing their industrial robots.Enter after the 1980s, with the further reform and opening, in high technology waves pound, our research and development of robot technology from the government's attention and support, “during the seventh state funds, thanked the parts were set robot and research, completed demonstration emersion type industrial robot complete technology development, developed spray paint, welding, arc welding and handling robot., the national high technology research and development program begin to carry out, after several years research and made a large number of scientific research.Successfully developed a batch of special robot.From 9O 2O century since the early, China's national economy achieve two fundamental period of transformation into a a new round of economic restructuring and technological progress, China's industrial robots upsurge in practice and have made strides, and have developed spot welding, welding, assembling, paint, cutting, handling, palletizing etc various USES of industrial robot, and implement a batch of robot application engineering, formed a batch of industrial robots for our country industrialization base, the industrial robot soar laid a foundation.But compared with the developed countries, China also has the very big disparity of industrial robots.Along with the development of industrial robot depth and the breadth and raise the level of robot, industrial robots are has been applied in many fields.From the traditional automobile manufacturing sector to the manufacturing extensions.Such as mining robots, building robots and hydropower system used for maintenance robots, etc.In defense of military, medicine and health, food processing and life service areas such as the application of industrial robots will be more and more.The manufacturing of automobiles is a technology and capital intensive industry, is also the most widely used of industrial robots, accounting for almost to the industry for more than half of the industrial robots.In China, the industrial robot first is also used in automobile and engineering machinery industries.In car production of industrial robot is a major in the equipment, the brake parts and whole production of arc welding, spot welding, painting, handling, glue, stamping process used in large amounts.Our country is forecast to rise period, entered the automobile ownership in the next few years, car will still growing at around 15 percent annually.So the next few years the industrial robot demand will show high growth trend, about 50% in growth, industrial robots in our automobile industry application will get a rapid development.Industrial robot in addition to the wide application of in the automotive industry in electronic, food processing, nonmetal processing, daily consumer goods and wood furniture processing industries for

industrial robots demand is growing rapidly.In Asia, 2005 72,600 sets, installation industrial robots, compared with 2004 grew by 40%, and application in electronic industry accounted for about 31%.In Europe, according to statistics, since 2004 and 2005 in l: tI industry robot in the food processing industry increased 17% the application of left and right sides, in the application of nonmetal processing industry increased 20%, and daily necessities in consumption industries increased by 32% in wood furniture processing industry, up 18% or so.Industrial robot in oil has a wide application in, such as sea oil drilling, oil platforms, pipeline detection, refinery, large oil tank and tank welding etc all can use robots to complete.In the next few years, sensing technology, laser technology, engineering network technology will be widely used in industrial robots work areas, these technologies can cause the industrial robot application more efficient, high quality, lower cost.It is predicted that future robots will in medical and health care, biological technology and industry, education, relief, ocean exploitation, machine maintenance, transportation and agriculture and aquatic products applied field.In China, the industrial robot market share are mostly foreign industrial robots enterprise holds.Before the gunman in the international, domestic industrial robots enterprise facing great pressure of competition.Now China is from a ”manufacturing power“ to ”manufacturing power forward,“ Chinese manufacturing industry faces and the international community, participate in the international division of labor in the great challenge of industrial automation increase immediate, government must can increase the funds for robots and policy support, will give the industry of industrial robots development into new momentum.With independent brand ”devil robot" MoShi special technology company dedicated to providing solutions to the mainboard and robot, is willing with all my colleagues a build domestic industrial robot happy tomorrow!

References Electronic Measurement and Intrumenttations,Cambridge University Press,1996

工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展

工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人的一種，它由操作機(jī)．控制器．伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感器裝置構(gòu)成，是一種仿人操作自動控制，可重復(fù)編程，能在三難空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化的自動化生產(chǎn)設(shè)備，特別適合于多品種，變批量柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件的快速更新?lián)Q代起著十分重要作用。

廣泛的應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，可以逐步改善勞動條件，更強(qiáng)與可控的生產(chǎn)能力，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代。提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量，消除枯燥無味的工作，節(jié)約勞動力，提供更安全的工作環(huán)境，降低工人的勞動強(qiáng)度，減少勞動風(fēng)險，提高機(jī)床，減少工藝過程中的工作量及降低停產(chǎn)時間和庫存，提高企業(yè)競爭力。

隨著科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展過程可分為三代，第—代，為示教再現(xiàn)型機(jī)器人，它主要由機(jī)器手控制器和示教盒組成，可按預(yù)先引導(dǎo)動作記錄下信息重復(fù)再現(xiàn)執(zhí)行，當(dāng)前工業(yè)中應(yīng)用最多。第二代為感覺型機(jī)器人，如有力覺觸覺和視覺等，它具有對某些外界信息進(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)器人它具有感知和理解外部環(huán)境的能力，在工作環(huán)境改變的情況下，也能夠成功地完成任務(wù)，它尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段。

美國是機(jī)器人的誕生地，早在1961年，美國的ConsolidedControlCorp和AMF公司聯(lián)合研制了第一臺實(shí)用的示教再現(xiàn)機(jī)器人。經(jīng)過40多年的發(fā)展，美國的機(jī)器人技術(shù)在國際上仍一直處于領(lǐng)先地位。其技術(shù)全面、先進(jìn)，適應(yīng)性也很強(qiáng)。

日本在1967年從美國引進(jìn)第一臺機(jī)器人，1976年以后，隨著微電子的快速發(fā)展和市場需求急劇增加，日本當(dāng)時勞動力顯著不足，工業(yè)機(jī)器人在企業(yè)里受到了“救世主”般的歡迎，使其日本工業(yè)機(jī)器人得到快速發(fā)展，現(xiàn)在無論機(jī)器人的數(shù)量還是機(jī)器人的密度都位居世界第一，素有“機(jī)器人王國”之稱。德國引進(jìn)機(jī)器人的時間比英國和瑞典大約晚了五六年，但戰(zhàn)爭所導(dǎo)致的勞動力短缺，國民的技術(shù)水平較高等社會環(huán)境，卻為工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展、應(yīng)用提供了有利條件。此外，在德國規(guī)定，對于一些危險、有毒、有害的工作崗位，必須以機(jī)器人來代替普通人的勞動。這為機(jī)器人的應(yīng)用開拓了廣泛的市場，并推動了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。目前，德國工業(yè)機(jī)器人的總數(shù)占世界第二位，僅次于日本。

法國政府一直比較重視機(jī)器人技術(shù)，通過大力支持一系列研究計劃，建立了一個完整的科學(xué)技術(shù)體系，使法國機(jī)器人的發(fā)展比較順利。在政府組織的項(xiàng)目中，特別注重機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)方面的研究，把重點(diǎn)放在開展機(jī)器人的應(yīng)用研究上。而由工業(yè)界支持開展應(yīng)用和開發(fā)方面的工作，兩者相輔相成，使機(jī)器人在法國企業(yè)界得以迅速發(fā)展和普及，從而使法國在國際工業(yè)機(jī)器人界擁有不可或缺的一席之地。

英國紀(jì)70年代末開始，推行并實(shí)施了一系措施列支持機(jī)器人發(fā)展的政策，使英國工業(yè)機(jī)器人起步比當(dāng)今的機(jī)器人大國日本還要早，并曾經(jīng)取得了早期的輝煌。然而，這時候政府對工業(yè)機(jī)器人實(shí)行了限制發(fā)展的錯誤。這個錯誤導(dǎo)致英國的機(jī)器人工業(yè)一蹶不振，在西歐幾乎處于末位。近些年，意大利、瑞典、西班牙、芬蘭、丹麥等國家由于自身國內(nèi)機(jī)器人市場的大量需求，發(fā)展速度非常迅速。目前，國際上的工業(yè)機(jī)器人公司主要分為日系和歐系。日系中主要有安川、oTC、松下、FANLUC、不二越、川崎等公司的產(chǎn)品。歐系中主要有德國的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的CO毗U及奧地利的工GM公司。

我國工業(yè)機(jī)器人起步于20世紀(jì)70年代初期，經(jīng)過30多年發(fā)展，大致經(jīng)歷

了3個階段：70年代萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的應(yīng)用化期。隨著20世紀(jì)70年代世界科技快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用在世界掀起了一個高潮，在這種背景下，我國于1972年開始研制自己的工業(yè)機(jī)器人。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，隨著改革開放的不斷深入，在高技術(shù)浪潮的沖擊下，我國機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)與研究得到了政府的重視與支持，“七五”期間，國家投入資金，對工定機(jī)器人及零部件進(jìn)行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)的開發(fā)，研制出了噴漆，點(diǎn)焊，弧焊和搬運(yùn)機(jī)器人。，國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃開始實(shí)施，經(jīng)過幾年研究，取得了一大批科研成果。成功地研制出了一批特種機(jī)器人。

從2O世紀(jì)9O年代初期起，我國的國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入實(shí)現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變期，掀起了新一輪的經(jīng)濟(jì)體制改革和技術(shù)進(jìn)步熱潮，我國的工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)了一大步，先后研制了點(diǎn)焊，弧焊，裝配，噴漆，切割，搬運(yùn)，碼垛等各種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程，形成了一批工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。但是與發(fā)達(dá)國家相比，我國工業(yè)機(jī)器人還有很大差距。

隨著工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的深度和廣度以及機(jī)器人智能水平的提高，工業(yè)機(jī)器人已在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。從傳統(tǒng)的汽車制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域延伸。如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)用于維護(hù)維修的機(jī)器人等。在國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、生活服務(wù)等領(lǐng)域工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也越來越多。汽車制造是一個技術(shù)和資金高度密集的產(chǎn)業(yè)，也是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，幾乎占到整個工業(yè)機(jī)器人的一半以上。在我國，工業(yè)機(jī)器人最初也是應(yīng)用于汽車和工程機(jī)械行業(yè)中。在汽車生產(chǎn)中工業(yè)機(jī)器人是一種主要的制動化設(shè)備，在整車及零部件生產(chǎn)的弧焊、點(diǎn)焊、噴涂、搬運(yùn)、涂膠、沖壓等工藝中大量使用。據(jù)預(yù)測我國正在進(jìn)入汽車擁有率上升時期，在未來幾年里，汽車仍將每年15％左右的速度增長。所以未來幾年工業(yè)機(jī)器人的需求將會呈現(xiàn)出高速增長趨勢，年增幅達(dá)到50％左右，工業(yè)機(jī)器人在我國汽車行業(yè)的應(yīng)用將得到快速發(fā)展。

工業(yè)機(jī)器人除了在汽車行業(yè)的廣泛應(yīng)用，在電子，食品加工，非金屬加工，日用消費(fèi)品和木材家具加工等行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求也快速增長。在亞洲，2005年安裝工業(yè)機(jī)器人72，600臺，與2004年相比，增長了40％，而應(yīng)用在電子行業(yè)的就占了31％左右。在歐洲地區(qū)，據(jù)統(tǒng)計2005年與2004年相l(xiāng)：tI業(yè)機(jī)器人在食品加工行業(yè)的應(yīng)用增長了17％左右，在非金屬加工行業(yè)的應(yīng)用增長了20％左右，在日用品消費(fèi)行業(yè)增長了32％，在木材家具加工行業(yè)增長了18％左右。工業(yè)機(jī)器人在石油方面也有廣泛的應(yīng)用，如海上石油鉆井、采油平臺、管道的檢測、煉油廠、大型油罐和儲罐的焊接等均可使用機(jī)器人來完成。在未來幾年，傳感技術(shù)，激光技術(shù)，工程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會被廣泛應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人工作領(lǐng)域，這些技術(shù)會使工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用更為高效，高質(zhì)，運(yùn)行成本低。據(jù)預(yù)測，今后機(jī)器人將在醫(yī)療、保健、生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、教育、救災(zāi)、海洋開發(fā)、機(jī)器維修、交通運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)水產(chǎn)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

在我國，工業(yè)機(jī)器人市場份額大部分被國外工業(yè)機(jī)器人企業(yè)占據(jù)著。在國際強(qiáng)手面前，國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)面臨著相當(dāng)大的競爭壓力。如今我國正從一個“制造大國”向“制造強(qiáng)國”邁進(jìn)，中國制造業(yè)面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰(zhàn)，對我國工業(yè)自動化的提高迫在眉睫，政府務(wù)必會加大對機(jī)器人的資金投入和政策支持，將會給工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的動力。擁有自主品牌“妖怪機(jī)器人”的莫士特科技公司致力于提供機(jī)器人主板和解決方案，愿與各界同仁一道打造國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的美好明天！

第五篇：《工業(yè)機(jī)器人》復(fù)習(xí)題

《工業(yè)機(jī)器人 》

一、填空題

1、按坐標(biāo)形式分類，機(jī)器人可分為、、球坐標(biāo)型 和 四種基本類型。

2、作為一個機(jī)器人，一般由三個部分組成，分別是、和。

3、機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)一般有、、、重復(fù)定位精度、、承載能力及最大速度等。

4、自由度是指機(jī)器人所具有的 的數(shù)目，不包括 的開合自由度。

5、機(jī)器人分辨率分為 和，統(tǒng)稱為。

6、重復(fù)定位精度是關(guān)于 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

7、根據(jù)真空產(chǎn)生的原理真空式吸盤可分為、和 等三種基本類型。

8、機(jī)器人運(yùn)動軌跡的生成方式有、、和空間曲線運(yùn)動。

9、機(jī)器人傳感器的主要性能指標(biāo)有、、、重復(fù)性、、分辨率、響應(yīng)時間和抗干擾能力等。

10、自由度是指機(jī)器人所具有的 的數(shù)目。

11、機(jī)器人的重復(fù)定位精度是指。

12、機(jī)器人的驅(qū)動方式主要有、和 三種。

13、機(jī)器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有 測速發(fā)電機(jī) 和 增量式碼盤。

14、機(jī)器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為 控制方式、控制方式和 控制方式。

15、按幾何結(jié)構(gòu)分劃分機(jī)器人分為： 串聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人。

二、單項(xiàng)選擇題(請在每小題的四個備選答案中，選出一個最佳答案。)

1、工作范圍是指機(jī)器人 或手腕中心所能到達(dá)的點(diǎn)的集合。A 機(jī)械手 B 手臂末端 C 手臂 D 行走部分。

2、機(jī)器人的精度主要依存于、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。A傳動誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性

3、滾轉(zhuǎn)能實(shí)現(xiàn)360°無障礙旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)運(yùn)動，通常用 來標(biāo)記。A R B W C B

4、RRR型手腕是 自由度手腕。A 1 B 2

C 3

D 4

D L

5、真空吸盤要求工件表面、干燥清潔，同時氣密性好。A 粗糙 B 凸凹不平C平緩?fù)黄?D平整光滑

6、同步帶傳動屬于 傳動，適合于在電動機(jī)和高速比減速器之間使用。A 高慣性 B 低慣性 C 高速比 D 大轉(zhuǎn)矩

7、機(jī)器人外部傳感器不包括 傳感器。

A 力或力矩 B 接近覺 C 觸覺 D 位置

8、手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和 工件。A 固定 B 定位 C 釋放 D 觸摸。

9、機(jī)器人的精度主要依存于、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。A傳動誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性

10、機(jī)器人的控制方式分為點(diǎn)位控制和。

A 點(diǎn)對點(diǎn)控制 B點(diǎn)到點(diǎn)控制 C 連續(xù)軌跡控制 D 任意位置控制

11、焊接機(jī)器人的焊接作業(yè)主要包括。

A 點(diǎn)焊和弧焊 B 間斷焊和連續(xù)焊 C平焊和豎焊 D氣體保護(hù)焊和氬弧焊

12、作業(yè)路徑通常用 坐標(biāo)系相對于工件坐標(biāo)系的運(yùn)動來描述。A 手爪 B 固定 C 運(yùn)動 D工具

13、諧波傳動的缺點(diǎn)是。

A扭轉(zhuǎn)剛度低 B 傳動側(cè)隙小 C慣量低 D 精度高

14、機(jī)器人三原則是由誰提出的。（D）

A 森政弘 B 約瑟夫·英格伯格 C 托莫維奇 D 阿西莫夫

15、當(dāng)代機(jī)器人大軍中最主要的機(jī)器人為：（A）

A 工業(yè)機(jī)器人 B 軍用機(jī)器人 C 服務(wù)機(jī)器人 D 特種機(jī)器人

16、手部的位姿是由哪兩部分變量構(gòu)成的？（B）A 位置與速度 B 姿態(tài)與位置 C 位置與運(yùn)行狀態(tài) D 姿態(tài)與速度

17、用于檢測物體接觸面之間相對運(yùn)動大小和方向的傳感器是：C A接近覺傳感器 B接觸覺傳感器 C滑動覺傳感器 D壓覺傳感器

18、示教-再現(xiàn)控制為一種在線編程方式，它的最大問題是：B A操作人員勞動強(qiáng)度大 B占用生產(chǎn)時間 C操作人員安全問題 D容易產(chǎn)生廢品

19、下面哪個國家被稱為 “機(jī)器人王國”？C A 中國 B 英國 C 日本 D 美國

三、是非題（對劃“√”，錯劃“×”）

1、示教編程用于示教－再現(xiàn)型機(jī)器人中。（）

2、機(jī)器人軌跡泛指工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動過程中的運(yùn)動軌跡，即運(yùn)動點(diǎn)的位移、速度和加速度。

3、關(guān)節(jié)型機(jī)器人主要由立柱、前臂和后臂組成。

4、到目前為止，機(jī)器人已發(fā)展到第四代。

（）（）（）

5、磁力吸盤能夠吸住所有金屬材料制成的工件。

6、諧波減速機(jī)的名稱來源是因?yàn)閯傒嘄X圈上任一點(diǎn)的徑向位移呈近似于余弦波形的變化。N（）

8、由電阻應(yīng)變片組成電橋可以構(gòu)成測量重量的傳感器。Y

9、激光測距儀可以進(jìn)行散裝物料重量的檢測。Y（）

10、機(jī)械手亦可稱之為機(jī)器人。Y（）

四、簡答題

1、機(jī)器人手腕有幾種？試述每種手腕結(jié)構(gòu)。答：機(jī)器人的手臂按結(jié)構(gòu)形式分可分為單臂式，雙臂式及懸掛式按手臂的運(yùn)動形式區(qū)分，手臂有直線運(yùn)動的。如手臂的伸縮，升降及橫向移動，有回轉(zhuǎn)運(yùn)動的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動有復(fù)合運(yùn)動如直線運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動的組合。2直線運(yùn)動的組合2回轉(zhuǎn)運(yùn)動的組合。手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸，齒輪轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，鏈輪傳動和連桿機(jī)構(gòu)手臂俯仰運(yùn)動機(jī)構(gòu)，一般采用活塞油（氣）缸與連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)用來實(shí)現(xiàn)手臂復(fù)合運(yùn)動機(jī)構(gòu)，多數(shù)用于動作程度固定不變的專用機(jī)器人。

2、工業(yè)機(jī)器人控制方式有幾種？ 工業(yè)機(jī)器人的控制方式多種多樣，根據(jù)作業(yè)任務(wù)的不同，主要分為點(diǎn)位控制方式、連續(xù)軌跡控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。答： 1）點(diǎn)位控制方式（PTP）

這種控制方式的特點(diǎn)是只控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點(diǎn)上的位姿。控制時只要求工業(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，而對達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡則不作任何規(guī)定。這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)是定位精度和運(yùn)動所需的時間。2）連續(xù)軌跡控制方式（CP）

這種控制方式的特點(diǎn)是連續(xù)的控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間的位姿，要求其嚴(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，而且速度可控，軌跡光滑，運(yùn)動平穩(wěn)，以完成工作任務(wù)。3）力（力矩）控制方式

在完成裝配、抓放物體等工作時，除要準(zhǔn)確定位外，還要求使用適度的力或力矩進(jìn)行工作，這時就要利用力（力矩）伺服方式。這種方式的控制原理與位置伺服控制原理基本相同，只不過輸入量和反饋量不是位置信號，而是力（力矩）信號，因此系統(tǒng)中必須有力（力矩）傳感器。有時也利用接近、滑動等傳感功能進(jìn)行自適應(yīng)式控制。4）智能控制方式

機(jī)器人的智能控制時通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識，并根據(jù)自身內(nèi)部的知識庫做出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù)，使機(jī)器人具有了較強(qiáng)的適應(yīng)性及自學(xué)習(xí)功能。智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等人工智能的迅速發(fā)展。

4、機(jī)器人參數(shù)坐標(biāo)系有哪些？各參數(shù)坐標(biāo)系有何作用？ 答:工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)坐標(biāo)型和平面關(guān)節(jié)型。1）直角坐標(biāo)/笛卡兒坐標(biāo)/臺架型（3P）

這種機(jī)器人由三個線性關(guān)節(jié)組成，這三個關(guān)節(jié)用來確定末端操作器的位置，通常還帶有附加道德旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機(jī)器人在X、Y、Z軸上的運(yùn)動是獨(dú)立的，運(yùn)動方程可獨(dú)立處理，且方程是線性的，因此，很容易通過計算機(jī)實(shí)現(xiàn)；它可以兩端支撐，對于給定的結(jié)構(gòu)長度，剛性最大：它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化，容易達(dá)到高精度。但是，它的操作范圍小，手臂收縮的同時又向相反的方向伸出，即妨礙工作，且占地面積大，運(yùn)動速度低，密封性不好。

2）圓柱坐標(biāo)型（R3P）

圓柱坐標(biāo)機(jī)器人由兩個滑動關(guān)節(jié)和一個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置，再附加一個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的姿態(tài)。這種機(jī)器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)一個角，工作范圍可以擴(kuò)大，且計算簡單；直線部分可采用液壓驅(qū)動，可輸出較大的動力；能夠伸入型腔式機(jī)器內(nèi)部。但是，它的手臂可以到達(dá)的空間受到限制，不能到達(dá)近立柱或近地面的空間；直線驅(qū)動器部分難以密封、防塵；后臂工作時，手臂后端會碰到工作范圍內(nèi)的其它物體。3）球坐標(biāo)型（2RP）

5、人手爪有哪些種類，各有什么特點(diǎn)？ 答：（1）機(jī)械手爪：依靠傳動機(jī)構(gòu)來抓持工件；

（2）磁力吸盤：通過磁場吸力抓持鐵磁類工件，要求工件表面清潔、平整、干燥，以保證可靠地吸附，不適宜高溫條件；

（3）真空式吸盤：利用真空原理來抓持工件，要求工件表面平整光滑、干燥清潔，同時氣密性要好。

6、編碼器有哪兩種基本形式？各自特點(diǎn)是什么？ 兩種基本形式：增量式、絕對式

增量式：用來測量角位置和直線位置的變化，但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中，都必須在系統(tǒng)開始運(yùn)行時進(jìn)行復(fù)位。

絕對式：每個位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合，這種確定組合有惟一的特征。通過這特征，在任意時刻都可以確定碼盤的精確位置。

7、工業(yè)機(jī)器人常用的驅(qū)動器有那些類型，并簡要說明其特點(diǎn)。

（1）電動驅(qū)動器的能源簡單，速度變化范圍大，效率高，轉(zhuǎn)動慣性小，速度和位置精度都很高，但它們多與減速裝置相聯(lián)，直接驅(qū)動比較困難。

（2）液壓驅(qū)動器的優(yōu)點(diǎn)是功率大，可省去減速裝置而直接與被驅(qū)動的桿件相連，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，響應(yīng)快，伺服驅(qū)動具有較高的精度。但需要增設(shè)液壓源，易產(chǎn)生液體泄漏，不適合高、低溫及有潔凈要求的場合。故液壓驅(qū)動器目前多用于特大功率的操作機(jī)器人系統(tǒng)或機(jī)器人化工程機(jī)械。

（3）氣動驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)簡單，清潔，動作靈敏，具有緩沖作用。但也需要增設(shè)氣壓源，且與液壓驅(qū)動器相比，功率較小，剛度差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高、但有潔凈、防爆等要求的點(diǎn)位控制機(jī)器人。

8、常用的工業(yè)機(jī)器人的傳動系統(tǒng)有那些？

齒輪傳動，蝸桿傳動，滾珠絲桿出傳動，同步齒形帶傳動，鏈傳動和行星齒輪傳動

9、在機(jī)器人系統(tǒng)中為什么往往需要一個傳動（減速）系統(tǒng)？

因?yàn)楝F(xiàn)在的電機(jī)一般速度較高，力矩較小，需要通過傳動系統(tǒng)降低轉(zhuǎn)速、提高力矩。

10、機(jī)器人上常用的距離與接近覺傳感器有哪些？。超聲波，激光、紅外，霍爾傳感器

11、按機(jī)器人的用途分類，可以將機(jī)器人分為哪幾大類？試簡述之。1)工業(yè)機(jī)器人或產(chǎn)業(yè)機(jī)器人 應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，主要用在制造業(yè)，進(jìn)行焊接、噴漆、裝配、搬運(yùn)、檢驗(yàn)、農(nóng)產(chǎn)品的加工等產(chǎn)業(yè)。

2)探索機(jī)器人 用于進(jìn)行太空和海洋探索，也可用于地面和地下探索。3)服務(wù)機(jī)器人 一種半自主或全自主的機(jī)器人，其所從事的服務(wù)工作可使人類生存的更好，使制造業(yè)以外的設(shè)備工作的更好。

4)軍用機(jī)器人 用于軍事目的，或進(jìn)攻性的，或防御性的。

12、什么是示教再現(xiàn)式機(jī)器人？

答：先由人驅(qū)動操作機(jī)，再以示教動作作業(yè)，將示教作業(yè)程序、位置及其他信息存儲起來，然后讓機(jī)器人重現(xiàn)這些動作。

13、編碼器有哪兩種基本形式？各自特點(diǎn)是什么？ 兩種基本形式：增量式、絕對式

增量式：用來測量角位置和直線位置的變化，但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中，都必須在系統(tǒng)開始運(yùn)行時進(jìn)行復(fù)位。

絕對式：每個位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合，這種確定組合有惟一的特征。通過這特征，在任意時刻都可以確定碼盤的精確位置。

五、按照下圖中給定的運(yùn)動軌跡，編寫一段符合要求的運(yùn)動控制指令。

六、請解讀下列程序，并寫出注釋。

1、主程序 PROC main()rInitAll;WHILE TRUE DO

IF di1=1 THEN rMoveRoutine;rHome;ENDIF WaitTime 0.3;ENDWHILE ENDPROC

2、PROC rModPos()!示教目標(biāo)點(diǎn)程序

MoveL pPick,v10,fine,tGripperWObj:=WobjCNV;MoveL pPlaceBase,v10,fine,tGripperWObj:=WobjBuffer;MoveL pHome,v10,fine,tGripper;ENDPROC ENDMODULE

3、理解下面指令并畫出機(jī)器人的運(yùn)動軌跡圖。PROC Routine1（）MoveL p10,v1000,fine,tool1WOBj:=wobj1;MoveC p30,p40,v1000,z1,tool1WOBj:=wobj1;ENDPROC