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開題+文獻綜述+設(shè)計說明書+CAD設(shè)計圖


第一章 緒論
1.1工業(yè)機器人研究的目的和意義
工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。自從1962年美國研制出世界上第一臺工業(yè)機器人以來,機器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快,已成為柔性制造系統(tǒng)( FMS) 、自動化工廠( FA) 、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動化工具。廣泛采用工業(yè)機器人,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與數(shù)量,而且保障人身安全、改善勞動環(huán)境、減輕勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有著十分重要的意義。和計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣,工業(yè)機器人的廣泛應用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。
20世紀80年代以來，工業(yè)機器人技術(shù)逐漸成熟，并很快得到推廣，目前已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域得到應用。在工業(yè)機器人逐漸得到推廣和普及的過程中，下面三個方面的技術(shù)進步起著非常重要的作用。
1. 驅(qū)動方式的改變
20世紀70年代后期，日本安川電動機公司研制開發(fā)出了第一臺全電動的工業(yè)機器人，而此前的工業(yè)機器人基本上采用液壓驅(qū)動方式。與采用液壓驅(qū)動的機器人相比，采用伺服電動機驅(qū)動的機器人在響應速度、精度、靈活性等方面都有很大提高，因此，也逐步代替了采用液壓驅(qū)動的機器人，成為工業(yè)機器人驅(qū)動方式的主流。在此過程中，諧波減速器、R V減速器等高性能減速機構(gòu)的發(fā)展也功不可沒。近年來，交流伺服驅(qū)動已經(jīng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流伺服驅(qū)動方式，直線電動機等新型驅(qū)動方式在許多應用領(lǐng)域也有了長足發(fā)展。
2. 信息處理速度的提高
機器人的動作通常是通過機器人各個關(guān)節(jié)的驅(qū)動電動機的運動而實現(xiàn)的。為了使機器人完成各種復雜動作，機器人控制器需要進行大量計算，并在此基礎(chǔ)上向機器人的各個關(guān)節(jié)的驅(qū)動電動機發(fā)出必要的控制指令。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，C P U的計算能力有了很大提高，機器人控制器的性能也有了很大提高，高性能機器人控制器甚至可以同時控制20多個關(guān)節(jié)。機器人控制器性能的提高也進一步促進了工業(yè)機器人本身性能的提高，并擴大了工業(yè)機器人的應用范圍。近年來，隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了多臺機器人通過網(wǎng)絡(luò)共享信息，并在此基礎(chǔ)上進行協(xié)調(diào)控制的技術(shù)趨勢。
3. 傳感器技術(shù)的發(fā)展
機器人技術(shù)發(fā)展初期，工業(yè)機器人只具備檢測自身位置、角度和速度的內(nèi)部傳感器。近年來，隨著信息處理技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，觸覺、力覺、視覺等外部傳感器已經(jīng)在工業(yè)機器人中得到廣泛應用。各種新型傳感器的使用不但提高了工業(yè)機器人的智能程度，也進一步拓寬了工業(yè)機器人的應用范圍。
1.2工業(yè)機器人在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
目前，工業(yè)機器人有很大一部分應用于制造業(yè)的物流搬運中。極大的促進物流自動化，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，搬運機器人的各方面的性能都得到了很大的改善和提高。氣動機械手大量的應用到物流搬運機器人領(lǐng)域。在手爪的機械結(jié)構(gòu)方面根據(jù)所應用場合的不同以及對工件夾持的特殊要求，采取了多種形式的機械結(jié)構(gòu)來完成對工件的夾緊和防止工件脫落的鎖緊措施。在針對同樣的目標任務，采取多種運動方式相結(jié)合的方式來達到預定的目的。驅(qū)動方面采用了一臺工業(yè)機器人多種驅(qū)動方式的情況，有液壓驅(qū)動，氣壓驅(qū)動，步進電機驅(qū)動，伺服電機驅(qū)動等等。愈來愈多的搬運機器人是采用混合驅(qū)動系統(tǒng)的，這樣能夠更好的發(fā)揮各驅(qū)動方式的優(yōu)點，避免缺點。并且在它的控制精度方面和搬運效率方面有了很大的提高。在搬運機械手的控制方面，出現(xiàn)了多種控制方式。如：由原始的電控的機械手，較先進的基于工控機控制的，基于PC控制的，進一步的嵌入式PC控制技術(shù)，還有采用PLC可編程控制的。
在物料搬運方面近年來呈現(xiàn)出的趨勢就是系統(tǒng)化。無論是我國還是國外，物料搬運的發(fā)展都是由單一設(shè)備走向成套設(shè)備，由單機走向系統(tǒng)。在制造業(yè)方面，隨著JIT, FMS, CIMS等現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，對物料搬運系統(tǒng)也提出了新的要求。其特點是力求減少庫存、壓縮等待和輔助時間，使多品種、少批量的物料準時到達要求的地點。這一趨勢在機械工業(yè)方面得到了很大的應用。其中采用了機器人等先進的物料搬運技術(shù)，促進了機械工業(yè)的技術(shù)進步和生產(chǎn)水平提高。
當代工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展一方面表現(xiàn)在工業(yè)機器人應用領(lǐng)城的擴大和機器人種類的增多。另一方面表現(xiàn)在機器人機械系統(tǒng)性能的提高和控制系統(tǒng)的智能化。前者是指應用領(lǐng)域的橫向拓寬，后者是在性能及水平上的縱向提高。機器人應用領(lǐng)城的拓寬和性能水平的提高二者相輔相承、相互促進。應用領(lǐng)城的擴大對機器人不斷提出斷的要求，推動機器人技術(shù)水平的提高.反過來，機器人性能與智能水乎的提高，又使擴大機器人應用領(lǐng)域成為可能。


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