工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)說明書總文

1、第一章緒論1.1引言工業(yè)機(jī)器人，一般指的是在工廠車間環(huán)境中，配合自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，代替人來完成材料或零件的搬運(yùn)、加工、裝配等操作的一種機(jī)器人。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在對(duì)工業(yè)機(jī)器人所下的定義是“機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用設(shè)備，以執(zhí)行種種任務(wù)”。隨著科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，在過去的幾個(gè)世紀(jì)里，人類在許多方面都取得了重大的進(jìn)展。機(jī)器人技

2、術(shù)作為人類最偉大的發(fā)明之一，自20世紀(jì)60年代初問世以來，經(jīng)歷了短短的40年，已取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。工業(yè)機(jī)器人在經(jīng)歷了誕生、成長(zhǎng)、成熟期后，已成為制造業(yè)中必不可少的核心裝備，而且工業(yè)機(jī)器人不僅在工廠里成了工人必不可少的伙伴，而且正在以驚人的速度向航空航天、軍事、服務(wù)、娛樂等人類生活的各個(gè)領(lǐng)域滲透。據(jù)聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)和國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)去年關(guān)于世界機(jī)器人的報(bào)告，僅2003年新投入使用的機(jī)器人接近10萬個(gè)，使世界目前使用的機(jī)器人總數(shù)超過75萬。世

3、界使用機(jī)器人最多的國(guó)家是日本，約38.9萬；其次為德國(guó)(9.1萬)、美國(guó)(9萬)、意大利(3.9萬)、韓國(guó)(3.8萬)、法國(guó)(2.1萬)、西班牙(1.3萬)和英國(guó)(1.2萬)，并且報(bào)告估計(jì)2004年，全世界使用的機(jī)器人總數(shù)將超過100萬。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的歷史已經(jīng)有20多年，從“七五”科技攻關(guān)開始，正式列入國(guó)家計(jì)劃，在國(guó)家的組織和支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，不僅在機(jī)器人的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破，而且在工業(yè)機(jī)器

4、人整機(jī)方面，己經(jīng)陸續(xù)掌握了噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配和搬運(yùn)等不同用途、典型的工業(yè)機(jī)器人整機(jī)技術(shù)，并成功的應(yīng)用于生產(chǎn)，掌握了相關(guān)的應(yīng)用工程知識(shí)。但總的看來，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外的相比還有一定的距離。我國(guó)目前大約有4000臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，其中僅有15是國(guó)產(chǎn)的，其余的則是從40多個(gè)國(guó)外廠商進(jìn)口的機(jī)器人?？傊鞣N各樣機(jī)器人的出現(xiàn)和應(yīng)用是人類走向文明和發(fā)展的一個(gè)巨大進(jìn)步和標(biāo)志，在未來社會(huì)中，機(jī)器人的廣泛應(yīng)用和發(fā)展是一個(gè)必然的發(fā)

5、展趨勢(shì)。相信在不遠(yuǎn)的將來，機(jī)器人技術(shù)將一定能夠?yàn)槿祟悗砀嗟姆奖?，為人類的文明和發(fā)展帶來更大的機(jī)會(huì)。工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)的一個(gè)分支，它代表了機(jī)電一體化的最高成就。自1962年美國(guó)推出世界上第一臺(tái)Unimation型和Versatran型工業(yè)機(jī)器人以來，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)迅猛發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)綜合了機(jī)械工程學(xué)、電氣工程學(xué)、微電子工程學(xué)、計(jì)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，是感知、決

6、策、行動(dòng)和交互四大技術(shù)的綜合的高新技術(shù)，具有廣泛的研究和應(yīng)用價(jià)值，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用水平代表了國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平。圖12噴漆機(jī)器人1.1.11.1.1工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展過程及其應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展過程及其應(yīng)用20世紀(jì)50年代是工業(yè)機(jī)器人的萌芽時(shí)期，1954年美國(guó)戴沃爾發(fā)表了“通用重復(fù)型機(jī)器人”的專利論文，第一次提出了“工業(yè)機(jī)器人”的概念。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)數(shù)控工業(yè)機(jī)器人原型。1959年美國(guó)UNIMATION公司推出第一臺(tái)工

7、業(yè)機(jī)器人。美國(guó)是機(jī)器人的故鄉(xiāng)。20世紀(jì)60年代隨著傳感技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入發(fā)展期，機(jī)器人開始向適用化發(fā)展，并被用于電焊和噴涂作業(yè)。20世紀(jì)70年代隨著計(jì)算機(jī)和人工智能的發(fā)展，機(jī)器人進(jìn)入適用化時(shí)代。日本雖起步較晚，但結(jié)合國(guó)情，面向中小企業(yè)，采取了一系列鼓勵(lì)使用機(jī)器人的措施。其機(jī)器人擁有量很快超過了美國(guó)，一舉成為“機(jī)器人王國(guó)”。20世紀(jì)80年代工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入普及時(shí)代，汽車、電子等行業(yè)開始大量使用工業(yè)機(jī)器人，推動(dòng)了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

8、的發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用滿足了人們特性化的要求，產(chǎn)品的批量越來越大，品種越來越多，而且產(chǎn)品的一致性也大大提高，為商家占有了更多的市場(chǎng)份額，獲得了更多的市場(chǎng)利潤(rùn)。20世紀(jì)90年代初期，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)與需求達(dá)到了一個(gè)高峰期。1990年世界上新裝備工業(yè)機(jī)器人80943臺(tái)，1991年裝備了76443臺(tái)，到1991年底世界上己有53萬臺(tái)工業(yè)機(jī)器人工作在各條戰(zhàn)線上。目前工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、金屬加工以及