机械制造装备设计大作业docx.docx

1、机械制造装备设计大作业docx机械制造装备设计大作业题目一：机器人现状及发展趋势班级：09级机械一班姓名：李友民学号：091310122 授课老师：黄博就在两个多月前，在中央电视台 2012龙年春节晚会上，由哈尔滨工业大学自主研发的机器人舞蹈节目 机器人总动员 受到了观众的一致好评，作为一个新兴的科研成果，机器人，这个 看似神秘的“怪物”，日益被人们所了解和熟悉，今天正好要做 关于工业机器人现状及发展趋势的课题， 就抛砖引玉，开始正式的谈谈我对这个问题的看法。改革开放以后，随着我国经济的迅猛发展， 工业机器人日益 成为工业方面重要的辅助工具。 特别是在极端条件下能更好的帮 助工业人员完成特定的

2、任务，其在机械装备，军事，航空航天， 化工，采矿，自动化生产线等一系列工业过程中均发挥着不可替 代的作用。汽车喷涂机器人“机器骡子”军用搬运机器人消防机器人中国作为亚洲第三大的工业机器人需求国，市场发展稳 定，汽车及其零部件制造仍然是工业机器人的主要应用领 域，随着我国产业结构调整升级不断深入和国际制造业中心 向中国的转移，我国的机器人市场会进一步加大，市场扩展 的速度也会进一步提高。对于国外的先发、领先优势，我国的机 器人产业的研发远远落后于美、 日两国，甚至比起韩国也落后一步，尤其是在青少年中远未开展机器人的组装、 制作的科学活动, 这将关系到二、三十年后我国的产业发展。近年来，我们在研究

3、文化创造性产业时，发现国外正在 兴起一个与文化产业、科学技术有紧密关系的未来产业一一 机器人的研究、开发及制造，参与者除了传统从事学术研究 的科技工作者、大学研究梯队、企业产品的专门研究人员之 外，更有一大批的青少年积极加入此一个新兴的科学技术新潮流之中。以下是我们对国外此类产业的发展状况的考察及 思考。1,工业机器人现状分析关于这个问题，我想从分别从国外发展现状和国内发展 现状两个方面谈谈看法。(1),国外机器人现状；工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、 人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自 动化装备。在国外，工业机器人技术日趋成熟，已经成为一 种标准设备而得到工业

4、界广泛应用，从而也形成了一批在国 际上较有影响力的、知名工业机器人公司。目前，国际上的工业机器人公司主要分为 日系和欧系。日系中主要有安川、OTG松下、FANUC川崎等公司的产品。 欧系中主要有德国的 KUKA CLOOS瑞典的ABB意大利的 COMA及奥地利的IGM公司。工业机器人已成为柔性制造系统 (FMS)、工厂自动化(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自 动工具。2002年至2004年，根据联合国欧洲经济委员会 (UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计，世界工业机器人 市场前景看好，年增长率平均在 10%左右。2005年增长率达到创记录的30%，其中亚洲工业机器人增长幅度

5、最为突出， 高达45%。2007年，全球新安装工业机器人的数量将超过十万套。图I 世界各国主要行业对工业机器人的需求分布在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套装备已成 为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电 子电器行业、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化 生产线，以保证产品质量和生产高效率。目前，典型的成套 装备有.大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备、大 型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子电器等 机器人柔性自动化装配及检测成套技术和装备、机器人发动 机、变速箱装配自动化系统技术成套装备以及板材激光拼焊 成套装备等。这些机器人自动化成套装备的使用，大大推动

6、 了其行业的快速发展，提升了其行业的制造技术水平。与此同时，随着工业机器人向更深更广的方向发展以及 智能化水平的提高，工业机器人的应用已从传统制造业推广 到其他制造业，进而推广到诸如采矿、建筑、农业、灾难救援等各种非制造行业。此外，在国防军事、医疗卫生、生活 服务等领域，机器人的应用也越来越多，如无人侦察机 （飞行器）、警备机器人、医疗机器人、家用服务机器人等均有 应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着越来越 重要的作用，已经成为世界各国抢占的高科技至高点。，国内机器人现状；我国的工业机器人从2 0世纪8 0年代“七五”科技攻关 开始起步，在国家科技攻关项目的支持下，特别是在“ 863

7、计划的支持下，经过十几年的研制、生产和应用，使中国的 机器人产业从无到有，跨出了一大步。通过“八五”、“九 五”科技攻关，我国基本掌握了工业机器人的设计制造技术、 控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生 产了部分机器人关键元器件，并进入实用化阶段，开发出弧 焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。 目前，国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作 机的优化设计制造技术，解决了工业机器人控制、驱动系统 的设计技术，机器人软件的设计和编程等关键技周边配套设 备的开发和制备技术。从技术方面来看，中国的工业机器人 技术在世界工业机器人领域已占有 一席之地，从而奠定了独立自主

8、发展中国工业机器人事业的 基础。从社会经济角度来看，中国工业机器人技术的发展，为中外工业机器人产品打开中国市场准备了物质和人员条 件。现在，我国从事机器人研发的单位有 200 多家，专业从 事机器人产业开发的企业有 50家以上。“九五”期间，国家 “863”高技术计划已将沈阳新松机器人自动化股份有限公 司、哈尔滨博实自动化设备有限责任公司、一汽集团涂装技 术开发中心、北京机械工业自动化所、上海机电一体工程有 限公司、四川绵阳四维焊接自动化设备有限公司等确立为智 能机器人主题产业化基地。大连组合机床所、上海富安工厂 自动化公司、东风汽车公司、昆明船舶公司、哈尔滨焊接研 究所、安川北科公司等单位，

9、也都凭借自己开发生产的特色 机器人或应用工程项目活跃在当今国内工业机器人市场上。 此外，一些科研院所和大学也均在进行机器人技术及应用项 目方面的研发工作。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产 线相关产品的年产销额已突破十亿元。“十五，是中国工 业机器人产业发展的一个关键转折点，市场需求也有一个井 喷式的发展，需求量每年以 15-20 的速度增长。如今国 内市场年需求量在 3000 台左右，年销售额在 20亿元以上。统 计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占 全球总量的 056，其中完全国产工业机器人 （ 行业内规模 比较大的前三家工业机器人企业 ） 行业集中度占 30

10、左右，其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等 20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主，年出口量为100台左右，年出口额为 0. 2亿以上禺2世界各闵工业瓠器人应用类型打比例2,工业机器人发展趋势；对于这个问题，我认为，工业机器人的发展趋势必然是 向着自动化，智能化，高集成化的趋势发展。伴随着计算机 科学与技术的迅猛发展，工业机器人也会随之快速发展， 它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、 通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的 综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关。 一方面，机器人在制造业应用的范围越来越广阔， 其标准化、模块化

11、、网络化和智能化的程度也越来越高，功能越来越强，并向着 成套技术和装备的方向发展；另一方面，机器人向着非制造 业应用发展以及微小型方向发展，并将服务于人类活动的各个领域。总体趋势是，从狭义的机器人概念向广义的机器人 技术（RT）概念转移，从工业机器人产业向解决方案业务的 机器人技术产业发展。机器人技术（ RT）的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有在实世界动作功能的智能化系 统”。主要体现在以下几个方面。1 .机器人机构技术目前已经开发出了多种类型机器人机构，运动自由度从3自由度到7或8自由度不等，其结构有串联、并联及垂直 关节和平面关节多种。目前研究重点是机器人新的结构、功 能及可实现性，

12、其目的是使机器功能更强、柔性更大、满足 不同目的的需求。另外研究机器人一些新的设计方法，探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比。同时机器人机构向着模块化、可重构方向发展。2.机器人控制技术21现已实现了机器人的全数字化控制，控制能力可达轴的协调运动控制；基于传感器的控制技术已取得了重大进 展。目前重点研究开放式、模块化控制系统，人机界面更加 友好，具有良好的语言及图形编辑界面。同时机器人的控制 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重点研究内容。3.数字伺服驱动技术机器人已经实现了全数字交流伺服

13、驱动控制，绝对位置 反馈。目前正研究利用计算机技术，探索高效的控制驱动算 法，提高系统的响应速度和控制精度；同时利用现场总线(FILDBUS)技术，实现的分布式控制。4.多传感系统技术为进一步提高机器人的智能和适应性，多种传感器的应用是其问题解决的关键。目前视觉传感器、激光传感器等已 在机器人中成功应用。下一步的研究热点集中在有效可行的(特别是在非线性及非平稳非正态分布的情形下)多传感器融合算法，以及解决传感系统的实用化问题。5.机器人应用技术机器人应用技术主要包括机器人工作环境的优化设计和智能作业。优化设计主要利用各种先进的计算机手段，实 现设计的动态分析和仿真，提高设计效率和优化。智能作业

14、 则是利用传感器技术和控制方法，实现机器人作业的高度柔 性和对环境的适应性，同时降低操作人员参与的复杂性。目 前，机器人的作业主要靠人的参与实现示教，缺乏自我学习 和自我完善的能力。这方面的研究工作刚刚开始。6.机器人网络化技术网络化使机器人由独立的系统向群体系统发展，使远距 离操作监控、维护及遥控脑型工厂成为可能，这是机器人技 术发展的一个里程碑。目前，机器人仅仅实现了简单的网络 通讯和控制，网络化机器人是目前机器人研究中的热点之。7.机器人灵巧化和智能化发展机器人结构越来越灵巧，控制系统愈来愈小，其智能也 越来越高，并正朝着一体化方向发展哈尔滨工业大学作为中国机器人发展的先行者和领路 人，在工业机器人的领域里培养出一批高素质，业务硬的机 器人方面的工程师和学者 ,所以，我们作为哈工大的一份子， 要努力学习专业知识，争取沿着前辈的足迹，在工业机器人 方面，奉献出自己的一份力量 !