工业机器人结课论文.docx
- 文档编号:12346799
- 上传时间:2023-06-05
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:21.43KB
工业机器人结课论文.docx
《工业机器人结课论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工业机器人结课论文.docx(7页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
工业机器人结课论文
工业机器人结课论文
班级:
机械1105
学号:
A********
姓名:
***
工业机器人结课论文
摘要:
机器人的应用越来越广泛,需求越来越大,其技术研究与发展越来越深入。
这将提高社会生产率与产品质量,为社会创造巨大的财富!
关键词:
工业机器人技术、市场需求、技术应用、研究进展、发展趋势
一、引言
工业机器人诞生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。
它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。
在我国,工业机器人的真正使用到现在已经接近20多年了,已经基本实现了试验、引进到自主开发的转变,促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。
随着我国改革开放的逐渐深入,国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击,因此,掌握国内工业机器人市场的实际情况,把握我国工业机器人的相关技术与研究进展,显得十分重要。
二、工业机器人技术现状与发展
2.1工业机器人技术概念
工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、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。
机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
2.2技术发展趋势
随着计算机技术的不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化以及在系统(FMS、CIMS)中的群体应用,工业机器人也在不断向智能化方向发展,以适应“敏捷制造”,满足多样化、个性化的需要,并适应多变的非结构环境作业,向非制造领域进军。
(1)感觉功能:
感觉功能方面将实现多传感器信息的融合,以检测多变的外部环境,做出判断和决策,其实质类似于人的五官和身体的综合感觉功能,包括视觉、触觉、力觉、滑觉、接近觉、压觉、听觉、味觉、臭觉、温觉等。
研究包括各类传感信息的采集及融合处理、传感器与驱动器一体化技术、感觉功能继承模块等。
(2)控制智能化:
由引导教向NC,离线编程发展,进而发展到进一步应用。
随着系统化、集成化生产的发展,基于PC的开放式控制系统将机器人控制和车间一级控制的发展方向,国外专家预测,2007年它将占30%。
(3)移动功能的智能化:
为解决长距离搬运作业、大作业对象、多作业对象及极限作业等问题,需开发自主移动系统(包括滑动、滚动、行走、爬行、跳跃、飞行等)。
(4)系统应用与集成化:
支持以人为核心的生产系统,实现生产系统中机器人群体协调功能、群智能和多机通讯协议,开发能理解人的意志的“同事机器人”。
国外专家预测,2000你后有可能IMS要走向MA(R)S(多智能体系统),而该系统中的“同事机器人”将成为操作人员不可或缺的伙伴。
围绕着各种机器人与人共存的诸多课题,正在兴起一门新学科“软机器人学”。
三、国外工业机器人现状
机器人是最典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。
国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的新的大型高技术产业。
据国际机器人联合会(IFR)统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。
进入90年代,机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右,2000年增长率上升到15%,预计21世纪初,工作在各领域的工业机器人将突破100万台。
正如《2l世纪日本创建机器人社会技术发展战略报告》指出,“机器人技术(RT)与信息技术(IT)一样,在强化产业竞争力方面是极为重要的战略高技术领域。
培育未来机器人产业是支撑2l世纪日本产业竞争力的产业战略之一,具有非常重要的意义。
”最近,韩国也将智能机器人作为十大战略产业之一列入国家发展规划(2003~2007年),现正在实施中。
机器人广泛应用于各行各业。
主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作业。
目前,全球现役工业机器人83万台。
过去10年,机器人的价格降低约80%,现在继续下降,而欧美劳动力成本上涨了40%。
现役机器人的平均寿命在10年以上,可能高达15年,它们还易于重新使用。
四、国内工业机器人现状
我国的机器人研究开发工作始于20世纪70年代初,到现在已经历了30年的历程。
前10年处于研究单位自行开展研究工作状态,发展比较缓慢。
1985年后开始列入国家有关计划,发展比较快。
特别是在“七五”、“八五”、“九五”机器人技术国家攻关、“863”
高技术发展计划的重点支持下,我国的机器人技术取得了重大发展。
在机器人基础技术方面:
诸如机器人机构的运动学、动力学分析与综合研究,机器人运动的控制算法及机器人编程语言的研究,机器人内外部传感器的研究与开发,具有多传感器控制系统的研究,离线编程技术、遥控机器人的控制技术等均取得长足进展,并在实际工作中得到应用。
在机器人的单元技术和基础元部件的研究开发方面:
诸如交直流伺服电机及其驱动系统、测速发电机、光电编码器、液压(气动)元部件、滚珠丝杠、直线滚动导轨、谐波减速器、RV减速器、十字交叉滚子轴承、薄壁轴承等均开发出一些样机或产品。
但这些元部件距批量化生产还有一段距离。
在机器人控制装置的研制方面:
已开发出具有双CPU、多CPU和分级分层控制的机器人控制装置多台,主控计算机的档次也逐渐升级。
在机器人操作机研制方面:
已开发出一些先进的操作机和特种机器人,如AGV(自动导引车),壁面爬行机器人,重复定位精度为±O.024mm的装配机器人,可潜入海底6000m的水下机器人,移动机器人,移动遥控机器人,主从操作机器人等,有些已达实用化水平并用于实际工程。
在机器人的应用工程方面:
目前国内已建立了多条弧焊机器人生产线,装配机器人生产线,喷涂生产线和焊装生产线。
五、工业机器人市场现状
5.1工业机器人的需求情况
工业机器人发展长期以来受限于成本较高与国内劳动力价格低廉的状况,随着中国经济持续快速的发展,近几年的国民生产总值年平均增长率更是保持在9%左右,人民生活水平不断地提高,劳动力供应格局已经逐步从“买方”市场转为“卖方”市场、由供远大于求转向供求平衡。
作为制造业主力的农民工也从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的要求。
这些情况使得许多劳动密集型企业为了提高劳动生产率所采用的增加工人数量、延长工人劳动时间的方法变得成本高昂,同时也受到法律的限制和政策的阻碍。
无论是企业还是社会都认识到必须采取从改善机器设备入手,提高技术和资金的密集度来减少用工量以应对这种改变。
5.2工业机器人的销售情况
国家863机器人技术主题自成立以来一直重视机器人技术在产业中的推广和应用,长期以来推进机器人技术以提升传统产业,利用机器人技术发展高新产业。
目前,政府正在使用各种办法加大中国装备制造业在市场中占据的份额,并提供优惠措施鼓励更多企业使用机器人及技术以提升技术水平。
国内越来越多的企业在生产中采用了工业机器人,各种机器人生产厂家的销售量都有大幅度的提高。
根据我国海关统计,最近4年来许多企业在华的销售量甚至是前面十几年销售量的几倍,年平均增长率超过40%。
2001年我国工业机器人海关进出口数量不过是3774台,国内生产数量约700台左右。
2004年市场规模已经增长到万台左右,数量和金额相对于2001年都增长了两倍。
2004年国产工业机器人数量突破了1400台,产值突破8亿元人民币。
进口机器人数量超过9000台,其中多功能机器人约1700台,简易机器人7500台,进口额约25亿美元。
德国CLOOS公司在华焊接机器人销售量2000年以前为47台,2000年以后已经突破121台,销售量翻了近3倍。
可以预见,中国的工业机器人产业不久后将会作为一种在国民经济中占据重要地位的产业而存在。
5.3国内工业机器人的市场特征
1.以汽车制造业为主的制造业发展促进了工业机器人的发展。
汽车制造业属于技术、资金密集型产业,也是工业机器人应用最广泛的行业。
在我国,工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业,主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。
2000年开始,受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响,我国汽车工业进入了个高速增长期。
面对这种局面,国际汽车巨头纷纷进入中国市场并与我国企业合资设厂或扩大原有生产规模,国内企业也纷纷转型或加大对汽车行业的投资,整个行业增产扩能增加了对工业机器人需求。
据不完全统计,最近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业的,海关进出口增长数据与汽车行业增长数据具有较高的相关度。
可知,汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。
2.沿海经济发达地区是工业机器人的主要市场。
我国工业机器人的使用集中在广东、江苏、上海、北京等地,工业机器人的拥有量占全国的一半以上,这种分布态势和增长趋势符合我国现阶段经济发展状况。
我国经济最具活力的地区已经从珠江三角洲地区扩展到长江三角洲地区,而且长江三角洲地区在制造业中所占的比重越来越大。
六、工业机器人产业未来发展
目前国际机器人界都在加大科研力度,进行机器人共性技术的研究,并朝着智能化和多样化方向发展。
主要研究内容集中在以下10个方面:
1.工业机器人操作机结构的优化设计技术:
探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比,同时机构向着模块化、可重构方向发展。
2.机器人控制技术:
重点研究开放式,模块化控制系统,人机界面更加友好,语言、图形编程界面正在研制之中。
机器人控制器的标准化和网络化,以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。
编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外,离线编程的实用化将成为研究重点。
3.多传感系统:
为进一步提高机器人的智能和适应性,多种传感器的使用是其问题解决的关键。
其研究热点在于有效可行的多传感器融合算法,特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。
另一问题就是传感系统的实用化。
4.机器人的结构灵巧,控制系统愈来愈小,二者正朝着一体化方向发展。
5.机器人遥控及监控技术,机器人半自主和自主技术,多机器人和操作者之间的协调控制,通过网络建立大范围内的机器人遥控系统,在有时延的情况下,建立预先显示进行遥控等。
6.虚拟机器人技术:
基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术,实现机器人的虚拟遥操作和人机交互。
7.多智能体(multi-agent)调控制技术:
这是目前机器人研究的一个崭新领域。
主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理,感知与学习方法,建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。
8.微型和微小机器人技术(micro/miniaturerobotics):
这是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向。
微小型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。
9.软机器人技术(softrobotics):
主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。
传统机器人设计未考虑与人紧密共处,因此其结构材料多为金属或硬性材料,软机器人技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的,机器人对人是友好的。
10.仿人和仿生技术:
这是机器人技术发展的最高境界,目前仅在某些方面进行一些基础研究。
七、结语
工业机器人市场竞争越来越激烈,中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战,加快工业机器人技术的研究开发与生产是我们抓住这个历史机遇的主要途径。
因此我国工业机器人行业要认识到以下几点情况:
第一,工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段和途径,政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持,参考国外先进经验,加大技术投入与改造;第二,在国家的科技发展计划中,应该继续对智能机器人研究开发与应用给予大力支持,形成产品和自动化制造装备同步协调的新局面;第三,部分国产工业机器人已经与国外相当,企业采购工业机器人时不要盲目进口,应该综合评估,立足国产。
参考文献:
1、吴瑞详.机器人技术与应用.北京:
北京航空航天大学出版社,1994
2、朱世强,王宣银.机器人技术及其应用.杭州:
浙江大学出版社,2000
3、徐元宣.工业机器人.北京:
中国轻工业出版社,1999
4、蒋新松.机器人与工业自动化.石家庄:
河北教育出版社,2003
5、王田苗.走向产业化的先进机器人技术.中国制造业信息化
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工业 机器人 论文