《工業(yè)機器人控制系統(tǒng)工業(yè)機器人的發(fā)展與分類研究論文.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第一章緒論1.1工業(yè)機器人的發(fā)展及分類1.1.1工業(yè)機器人的發(fā)展工業(yè)機器人的發(fā)展通?？梢?guī)劃分為三代：第一代工業(yè)機器人：通常是指目前國際上商品化與使用化的“可編程的工業(yè)機器人”，又稱“示教再現(xiàn)工業(yè)機器人”，即為了讓工業(yè)機器人完成某項作業(yè)，首先由操作者將完成該作業(yè)所需要的各種知識（如運動軌跡、作業(yè)條件、作業(yè)順序和作業(yè)時間等），通過直接或間接手段，對工業(yè)機器人進行“示教”，工業(yè)機器人將這些知識記憶下來后，即可根據(jù)“再現(xiàn)”指令，在一定精度圍，忠實的重復再現(xiàn)各種被示教的動作。1962年美國萬能自動化公司的第一臺Unimate工業(yè)機器人在美國通用汽車公司投入使用，標志著第一代工業(yè)機器人的誕生。

2、第二代工業(yè)機器人：通常是指具有某種智能（如觸覺、力覺、視覺等）功能的“智能機器人”。即有傳感器得到觸覺、力覺和視覺等信息計算機處理后，控制機器人的操作機完成相應的適當操作。1982年美國通用汽車在裝配線上為工業(yè)機器人裝備了視覺系統(tǒng)，從而宣布了新一代智能工業(yè)機器人的問世。第三代工業(yè)機器人：即所謂的“只治式工業(yè)機器人”。它不僅具有感知功能，而且還有一定的決策及規(guī)劃能力。第一代工業(yè)機器人目前仍處在實驗室研究階段。工業(yè)機器人經(jīng)歷了誕生---成長---成熟期后，已成為制造業(yè)中不可缺少的核心裝備，世界上有約75萬臺工業(yè)機器人正與工人朋友并肩戰(zhàn)斗在個條生產(chǎn)線上，特種機器人作為機器人家族的后起之秀

3、，由于其用途廣泛而大有后來居上之勢，仿人機器人、農(nóng)業(yè)機器人、服務機器人、水下機器人、醫(yī)療機器人、軍用機器人、娛樂機器人等各種用途發(fā)特種機器人紛紛面世，而且正以飛快的速度向?qū)嵱没~進。我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關，目前已基本掌握了機器人的操作機的設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術、生產(chǎn)了部分機器人的關鍵元器件，開發(fā)出噴漆、焊弧、點焊、裝配、搬運等機器人；其中有130多臺配套噴漆機器人在二十與家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線上獲得規(guī)模應用，弧焊機器人已應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，

4、我國的工業(yè)機器人技術及其工程應用水平和國外比還有一定的距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品；機器人應工程起步較晚，應用領域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術與國外比有差距；在應用規(guī)模上，我國已安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當前我國的機器人生產(chǎn)都是應用戶的要求，“一客戶，一次重新設計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關鍵技術，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、?；O計，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。1.1.2工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人按不同的方法可分下述類型工業(yè)

5、機器人按操作機坐標形式分以下幾類：（坐標形式是指操作機的手臂在運動時所取的參考坐標系的形式。）（1）直角坐標型工業(yè)機器人其運動部分由三個相互垂直的直線移動（即PPP）組成，其工作空間圖形為長方形。它在各個軸向的移動距離，可在各個坐標軸上直接讀出，直觀性強，易于位置和姿態(tài)的編程計算，定位精度高，控制無耦合，結構簡單，但機體所占空間體積大，動作圍小，靈活性差，難與其他工業(yè)機器人協(xié)調(diào)工作。（2）圓柱坐標型工業(yè)機器人其運動形式是通過一個轉(zhuǎn)動和兩個移動組成的運動系統(tǒng)來實現(xiàn)的，其工作空間圖形為圓柱，與直角坐標型工業(yè)機器人相比，在相同的工作空間條件下，機體所占體積小，而運動圍大，其位置精度僅次于

6、直角坐標型機器人，難與其他工業(yè)機器人協(xié)調(diào)工作。（3）球坐標型工業(yè)機器人又稱極坐標型工業(yè)機器人，其手臂的運動由兩個轉(zhuǎn)動和一個直線移動（即RRP,一個回轉(zhuǎn)，一個俯仰和一個伸縮運動）所組成，其工作空間為一球體，它可以作上下俯仰動作并能抓取地面上或教低位置的協(xié)調(diào)工件，其位置精度高，位置誤差與臂長成正比。（4）多關節(jié)型工業(yè)機器人又稱回轉(zhuǎn)坐標型工業(yè)機器人，這種工業(yè)機器人的手臂與人一體上肢類似，其前三個關節(jié)是回轉(zhuǎn)副（即RRR），該工業(yè)機器人一般由立柱和大小臂組成，立柱與大臂見形成肩關節(jié)，大臂和小臂間形成肘關節(jié)，可使大臂做回轉(zhuǎn)運動和俯仰擺動，小臂做仰俯擺動。其結構最緊湊，靈活性大，占地面積最小，能

7、與其他工業(yè)機器人協(xié)調(diào)工作，但位置精度教低，有平衡問題，控制耦合，這種工業(yè)機器人應用越來越廣泛。（5）平面關節(jié)型工業(yè)機器人它采用一個移動關節(jié)和兩個回轉(zhuǎn)關節(jié)（即PRR），移動關節(jié)實現(xiàn)上下運動，而兩個回轉(zhuǎn)關節(jié)則控制前后、左右運動。這種形式的工業(yè)機器人又稱（SCARA(SeletiveComplianceAssemblyRobotArm)裝配機器人。在水平方向則具有柔順性，而在垂直方向則有教大的剛性。它結構簡單，動作靈活，多用于裝配作業(yè)中，特別適合小規(guī)格零件的插接裝配，如在電