工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
特点:
1、可编程。
生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。
2、拟人化。
工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。
此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高机器人工业照了工业机器人对周围环境的自适应能力。
3、通用性。
除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。
4、工业机器技术涉及的学科相当广泛,归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。
第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能。
这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。因此,机器人技术的发展必将带动其机器人工业照他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。
扩展资料:
一、组成结构
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。
大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作;控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。
工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动;圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作;球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩;关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能,又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位,适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业;连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动,适用于连续焊接和涂装等作业。
工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件,通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
示教输入型的示教方法有两种:一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒),将指令信号传给驱动系统,使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍;另一种是由操作者直接领动执行机构,按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。
在示教过程的同时,工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时,控制系统从程序存储器中检出相应信息,将指令信号传给驱动机构,使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人,能在较为复杂的环境下工作;如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能,即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境,并自动完成更为复杂的工作。
二、技术原理
1、开放性模块化的控制系统体系结构:
采用分布式CPU计算机结构,分为机器人控制器(RC),运动控制器(MC),光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。
机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能,而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。
2、模块化层次化的控制器软件系统:
软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上,采用分层和模块化结构设计,以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次:硬件驱动层、核心层和应用层。
三个层次分别面对不同的功能需求,对应不同层次的开发,系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成,这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。
3、机器人的故障诊断与安全维护技术:
通过各种信息,对机器人故障进行诊断,并进行相应维护,是保证机器人安全性的关键技术。
4、网络化机器人控制器技术:
当前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线发展,机器人控制器的联网技术变得越来越重要。
控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯,便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。
参考资料:
百度百科-工业机器人
工业机器人指由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和传感装置构成的一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的光机电一体化生产设备,特别适合于多品种、变批量的弹性制造系统。
一、工业机器人按臂部的运动形式分为四种:
1、直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动;
2、圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作;
3、球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩;
4、关节型的臂部有多个转动关节。
二、工业机器人按执行机构运动的控制机能又可分点位型和连续轨迹型。
1、点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位,适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业;
2、连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动,适用于连续焊接和涂装等作业。
三、工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类:
1、编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件,通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
2、示教输入型的示教方法有两种:
一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒),将指令信号传给驱动系统,使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍;
另一种是由操作者直接领动执行机构,按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时,工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时,控制系统从程序存储器中检出相应信息,将指令信号传给驱动机构,使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
四、智能工业机器人
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人,能在较为复杂的环境下工作;如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能,即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境,并自动完成更为复杂的工作。
二、工业机器人的特点
自20世纪60年代初第一代机器人在美国问世以来,工业机器人的研制和应用有了飞速的发展,但工业机器人最显著的特点归纳有以下几个。
1.可编程。生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统(FMS)中的一个重要组成部分。
2.拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。
3.通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。
4.机电一体化。工业机器人技术涉及的学科相当广泛,但是归纳起来是机械学和微电子学的结合——机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都和微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。因此,机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展和水平。
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工业机器人是世纪重大高科技成果之一,机器人产品已在社会的许多领域得到广泛应用,为提高世界工业自动化水平发挥机器人工业照了重要作用.
随着工业机器人的发展,以及机器人智能水平的提高,工业机器人已在众多领域得到了应用。目前,中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业,弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人等在生产中被大量采用。
工业机器人的应用,使工业产品的生产效率、生产成本及产品质量均有所的提高,也在一定程度上促进了机器人工业照我国制造业的转型升级。同时随着中国人口红利的消失,中国经济发展步入“新常态”,制造业由“低端制造”向“高端制造”转移等现象的出现,也增加了工业机器人的使用。
未来全球工业机器人主要有以下趋势机器人工业照:
(1)机器人与信息技术深入融合
大数据和云存储技术使得机器人逐步成为物联网的终端和节点。信息技术的快速发展将工业机器人与网络融合,组成复杂性强的生产系统,各种算法如蚁群算法、免疫算法等可以逐步应用于机器人应用中,使其具有类人的学习能力,多台机器人协同技术使一套生产解决方案成为可能。
(2)机器人产品易用性与稳定性提升
随着机器人标准化结构、集成一体化关节、自组装与自修复等技术的改善,机器人的易用性与稳定性不断被提高。
一是机器人的应用领域已经从较为成熟的汽车、电子产业延展至食品、、化工等更广泛的制造领域,服务领域和服务对象不断增加,机器人本体向体积小、应用广的特点发展。
二是机器人成本快速下降。和工艺日趋成熟,机器人初期投资相较于传统专用设备的价格差距缩小,在个性化程度高、工艺和流程繁琐的产品制造中替代传统专用设备具有更高的经济效率。
三是人机关系发生深刻改变。例如,工人和机器人共同完成目标时,机器人能够通过简易的感应方式理解人类语言、图形、身体指令,利用其模块化的插头和生产组件,免除工人复杂的操作。现有阶段的人机协作存在较大的安全问题,尽管具有视觉和先进传感器的轻型工业机器人已经被开发出来,但是目前仍然缺乏可靠安全的工业机器人协作的技术规范。
工业相机与普通相机的区别:
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件机器人工业照,其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节机器人工业照,相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统的运行模式直接相关。
1、工业相机的性能稳定可靠易于安装,相机结构紧凑结实不易损坏,连续工作时间长,可在较差的环境下使用,一般的数码相机是做不到这些的。例如:让民用数码相机一天工作24小时或连续工作几天肯定会受不了的。
2、工业相机的快门时间非常短,可以抓拍高速运动的物体。
例如,把名片贴在电风扇扇叶上,以最大速度旋转,设置合适的快门时间,用工业相机抓拍一张图像,仍能够清晰辨别名片上的字体。用普通的相机来抓拍,是不可能达到同样效果的。
3、工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而普通的相机的图像传感器是隔行扫描的, 逐行扫描的图像传感器生产工艺比较复杂,成品率低,出货量少,世界上只有少数公司能够提供这类产品,例如Dalsa、Sony,而且价格昂贵。
4、工业相机的帧率远远高于普通相机。
工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅图片,而普通相机只能拍摄2-3幅图像,相差较大。
5、工业相机输出的是裸数据(raw data),其光谱范围也往往比较宽,比较适合进行高质量的图像处理算法,例如机器视觉(Machine Vision)应用。而普通相机拍摄的图片,其光谱范围只适合人眼视觉,并且经过了mjpeg压缩,图像质量较差,不利于分析处理。
6、 工业相机(Industrial Camera)相对普通相机(DSC)来说价格较贵。
工业相机有多个名称,例如,工业摄像机、工业摄像头、视觉传感器等。当其在工业环境下拍照时,取名为工业照相机;当其在工业环境下录像时,参照对普通民用摄像机的叫法,取名为工业摄像机;当其用于工业环境下的监控时,取名为工业摄像头或工业探头;当其用于工业机器人时,取名为视觉传感器。
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世界上第一个机器人Elektro发明的。
1939年美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制,可以行走,会说77个字,甚至可以抽烟,不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。
机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。
扩展资料:
约瑟夫·恩格尔享有“机器人之父”的称号。恩格尔伯格在1925年出生于纽约的一个德国移民家庭,从小便是一个科幻小说爱好者,他在1950年的时候读到了一本阿西莫夫的小说《我,机器人》,正是这本小说给了他灵感,刚开始读的时候,恩格尔伯格对这本书爱不释手,读了几遍之后他开始萌生了自己制造一个机器人的想法。
恩格尔伯格知道研发机器人需要很高的成本,所以他把方向定在了为大公司服务的重型制造业方面,他想让机器人代替人类做一些有危险的工作。
1958年的时候恩格尔伯格先生在美国创建了自己的公司,第二年便研制出了世界上第一台工业机器人。这台机器人的成本是6万美元。
他把全美最大的通用汽车公司作为目标客户,可是在当时机器人是个新鲜产物,通用汽车公司并不想轻易尝试,最终只得以两万五千美元的价格售出。
这台工业机器人并没有让人失望,它们可以代替工人们完成容易中毒的高温焊接工作,尝到了甜头的通用汽车公司开始追加订单,其他汽车公司也纷纷效仿,也开始像恩格尔伯格先生订购机器人。
渐渐的,机器人成为了全球性产业,恩格尔伯格的这项发明彻底改变了现代工业和汽车制造的流程。无疑,恩格尔伯格对机器人领域做出了巨大的贡献,他也被《星期日泰晤士报》评为“20世纪最伟大的1000名创造者”之一。
参考资料来源:百度百科-机器人