【正文】 12m/min。特征。特征 :高生產(chǎn)率高生產(chǎn)率和剛性結(jié)構(gòu)，很難實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變。和剛性結(jié)構(gòu)，很難實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變。 世界數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展特征世界數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展特征 ◆◆ 高速、高效高速、高效 數(shù)控機床的發(fā)展歷程數(shù)控機床的發(fā)展歷程25216。普通級數(shù)控機床的加工精度已由普通級數(shù)控機床的加工精度已由 177。10μm提高到提高到 177。5μm；；216。精密級加工中心的加工精度則從精密級加工中心的加工精度則從 177。3~5μm，提高到，提高到 177。 1~，甚至更高；，甚至更高；216。超精密加工精度進入納米級超精密加工精度進入納米級 ( )，主軸回轉(zhuǎn)精度要，主軸回轉(zhuǎn)精度要求達到求達到 ~，加工圓度為微米，加工圓度為 ，加工表面微米，加工表面 粗糙粗糙度度 Ra=。微米等。◆◆ 高精度高精度◆◆ 高可靠性高可靠性 當(dāng)前國外數(shù)控裝置的當(dāng)前國外數(shù)控裝置的 MTBF值已達值已達 6000小時以上，驅(qū)動小時以上，驅(qū)動裝置達裝置達 30000小時以上。小時以上。 數(shù)控機床的發(fā)展歷程數(shù)控機床的發(fā)展歷程26◆◆ 復(fù)合化復(fù)合化◆◆ 多軸化多軸化 5軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個開發(fā)熱點，軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個開發(fā)熱點，最近，國外還在研究最近，國外還在研究 6軸聯(lián)動控制使用非旋轉(zhuǎn)刀具的加工中心。軸聯(lián)動控制使用非旋轉(zhuǎn)刀具的加工中心。 數(shù)控機床的發(fā)展歷程數(shù)控機床的發(fā)展歷程 機床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加機床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復(fù)雜以完成一個復(fù)雜 形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。 ◆◆ 智能化智能化 智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的 智能活動，以智能活動，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題 。 27216。以機床框架為固定平臺的若干桿件組成空間并聯(lián)機構(gòu)，以機床框架為固定平臺的若干桿件組成空間并聯(lián)機構(gòu)，主軸部件安裝在并聯(lián)機構(gòu)的動平臺上，改變桿件的長度主軸部件安裝在并聯(lián)機構(gòu)的動平臺上，改變桿件的長度或移動桿件的支點，按照并聯(lián)運動學(xué)原理形成刀頭點的或移動桿件的支點，按照并聯(lián)運動學(xué)原理形成刀頭點的加工表面軌跡。加工表面軌跡。并聯(lián)機床的基本結(jié)構(gòu)并聯(lián)機床的基本結(jié)構(gòu)◆◆ 布局特點布局特點◆◆ 基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)形式216。它的結(jié)構(gòu)完全不同于傳統(tǒng)機床，看不到明顯的床身、導(dǎo)它的結(jié)構(gòu)完全不同于傳統(tǒng)機床，看不到明顯的床身、導(dǎo)軌、立柱和橫梁等結(jié)構(gòu)，它的基本結(jié)構(gòu)是一個活動平臺。軌、立柱和橫梁等結(jié)構(gòu)，它的基本結(jié)構(gòu)是一個活動平臺。216。有六桿、三桿、立式、臥式并聯(lián)機床，結(jié)構(gòu)形式為并聯(lián)、有六桿、三桿、立式、臥式并聯(lián)機床，結(jié)構(gòu)形式為并聯(lián)、串聯(lián)和混合結(jié)構(gòu)，可采用直線電機和電主軸。串聯(lián)和混合結(jié)構(gòu)，可采用直線電機和電主軸。 并聯(lián)運動機床并聯(lián)運動機床28 并聯(lián)運動機床并聯(lián)運動機床并聯(lián)機床 HexaM簡圖 并聯(lián)機床結(jié)構(gòu)示意簡圖（ 6SPS機構(gòu) ）該機床的運動路線為: 6個伺服電機的運動通過絲杠 (驅(qū)動軸 ) 、螺母和連桿傳給裝有電主軸的刀具夾板，從而帶動刀具作任意空間曲線運動 。該并聯(lián)機床由運動平臺、固定平臺以及能伸縮的若干驅(qū)動桿組成 ， 運動平臺與固定平臺由 6根驅(qū)動桿（伸縮桿）相連 ， 每個驅(qū)動桿兩端都是球鉸副 ， 中間有一個移動副 。 驅(qū)動器驅(qū)動移動副作相對運動 ， 改變伸縮桿的長度 ， 便可改變運動平臺的位姿 ， 若將刀具安裝在運動平臺上 ， 則通過控制六桿長度的變化 ， 便可改變刀具在空間的位置與姿態(tài) ， 滿足加工要求 .29◆◆ 傳統(tǒng)機床：傳統(tǒng)機床： 以床身、立柱、橫梁等作為支撐部件，主軸部以床身、立柱、橫梁等作為支撐部件，主軸部件和工作臺沿支撐部件上的直線導(dǎo)軌移動，按照件和工作臺沿支撐部件上的直線導(dǎo)軌移動，按照 XYZ坐標(biāo)運坐標(biāo)運動疊加的串聯(lián)運動學(xué)原理，形成刀具相對于加工工件的運動動疊加的串聯(lián)運動學(xué)原理，形成刀具相對于加工工件的運動軌跡。軌跡。 并聯(lián)運動機床并聯(lián)運動機床并聯(lián)機床與傳統(tǒng)機床的比較并聯(lián)機床與傳統(tǒng)機床的比較ZXY 圖 45 傳統(tǒng)機床30◆◆ 并聯(lián)運動機床：并聯(lián)運動機床： 以機床框架為固定平臺的若干個桿件組以機床框架為固定平臺的若干個桿件組成空間并聯(lián)機構(gòu)，主軸部件安裝在并聯(lián)機構(gòu)的動平臺上，成空間并聯(lián)機構(gòu)，主軸部件安裝在并聯(lián)機構(gòu)的動平臺上，工作臺與機床框架連接在一起，改變桿件的長度或移動桿工作臺與機床框架連接在一起，改變桿件的長度或移動桿件的支點，按照并聯(lián)運動學(xué)原理形成刀具相對于加工零件件的支點，按照并聯(lián)運動學(xué)原理形成刀具相對于加工零件的運動軌跡。的運動軌跡。 并聯(lián)運動機床并聯(lián)運動機床機床框架桿件動平臺 圖 46 并聯(lián)機床31并聯(lián)機床的優(yōu)點并聯(lián)機床的優(yōu)點 并聯(lián)運動機床并聯(lián)運動機床216。運動精度高： 有效地減少了運動鏈的長度，將支撐與傳動功能集成一體216?？蓪崿F(xiàn)高速加工： 運動部件少，質(zhì)量輕，有利于獲得高的進給速度216。機床剛性好： 消除了懸臂結(jié)構(gòu)，沒有橫梁、立柱等承受彎曲的載荷部件216。結(jié)構(gòu)簡單P800M型并聯(lián)運動機床工業(yè)機器人技術(shù)工業(yè)機器人技術(shù)32第第 4章章 制造自動化技術(shù)制造自動化技術(shù)Manufacturing Automation Technology 工業(yè)機器人技術(shù)工業(yè)機器人技術(shù) Industrial Robotic Technology課程課程 “先進制造技術(shù)先進制造技術(shù) ”33216。生命系統(tǒng)（平衡、步行、發(fā)聲、身體擺動、感覺、表情、生命系統(tǒng)（平衡、步行、發(fā)聲、身體擺動、感覺、表情、調(diào)節(jié)運動等）調(diào)節(jié)運動等）216。造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運動的金屬覆蓋體，一種盔甲造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運動的金屬覆蓋體，一種盔甲 )216。人造肌肉（在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各人造肌肉（在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態(tài)種形態(tài) ) 216。人造皮膚（含有膚色、機理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、人造皮膚（含有膚色、機理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等手爪等 )機器人的起源機器人的起源◆◆ 1886年法國作家利爾亞當(dāng)在他的小說年法國作家利爾亞當(dāng)在他的小說 《《 未來夏娃未來夏娃 》》 中將外中將外表像人的機器起名為表像人的機器起名為 “安德羅丁安德羅丁 ”（（ android），它由），它由 4部分組成部分組成：： 概述概述◆◆ 1920年捷克作家卡雷爾年捷克作家卡雷爾 卡佩克的科幻劇本卡佩克的科幻劇本 《《 羅薩姆的萬能羅薩姆的萬能機器人機器人 》》 中中 的主人公的主人公 “Robota” （在捷克語中是奴隸的意思）（在捷克語中是奴隸的意思）是一個具有人的外表、特征與功能，并為人服務(wù)的機器人。是一個具有人的外表、特征與功能，并為人服務(wù)的機器人。 英語的英語的 “Robot” 由此而來。由此而來。 34216。森政弘與合田周平：森政弘與合田周平： “機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等 7個特征的柔性機器個特征的柔性機器 ”。216。加藤一郎提出，機器人具有：加藤一郎提出，機器人具有： ①① 具有腦、手、腳等三要素的個體；具有腦、手、腳等三要素的個體； ②② 具具有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠方信息）和接觸傳感器；有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠方信息）和接觸傳感器； ③③ 具有平衡具有平衡覺和固有覺的傳感器。覺和固有覺的傳感器。 機器人的定義機器人的定義◆◆ 1967年日本召開的第一屆機器人學(xué)術(shù)會議上，就提出了兩年日本召開的第一屆機器人學(xué)術(shù)會議上，就提出了兩個有代表性的定義：個有代表性的定義： 概述概述◆◆ 1987年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對工業(yè)機器人進行了定義：年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對工業(yè)機器人進行了定義： “工業(yè)機工業(yè)機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機。的可編程操作機。 ”◆◆ 我國科學(xué)家對機器人的定義是：我國科學(xué)家對機器人的定義是： “機器人是一種自動化的機機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器具有高度靈活性的自動化機器 ”。 35機器人的分類機器人的分類分 類 名稱 簡 要解 釋操作型機器人 能自 動 控制，可重復(fù) 編 程，多功能，有幾個自由度，可固定或運 動 ，用于相關(guān)自 動 化系 統(tǒng) 中。程控型機器人 按 預(yù) 先要求的 順 序及條件，依次控制機器人的機械動 作。示教再現(xiàn)型機器人 通 過 引 導(dǎo) 或其它方式，先教會機器人 動 作， 輸 入工作程序，機器人 則 自 動 重復(fù) 進 行作 業(yè) 。數(shù)控型機器人 不必使機器人 動 作，通 過 數(shù) 值 、 語 言等 對 機器人 進行示教，機器人根據(jù)示教后的信息 進 行作 業(yè) 。感覺控制型機器人 利用 傳 感器 獲 取的信息控制機器人的 動 作。適應(yīng)控制型機器人 機器人能適 應(yīng)環(huán) 境的 變 化，控制其自身的行 動 。學(xué)習(xí)控制型機器人 機器人能 “體會 ”工作的 經(jīng)驗 ，具有一定的學(xué) 習(xí) 功能，并將所 “學(xué) ”的 經(jīng)驗 用于工作中。智能機器人 以人工智能決定其行 動 的機器人。 概述概述3637216。工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人器人 216。特種機器人用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進機器人，特種機器人用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進機器人，包括：服務(wù)機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器包括：服務(wù)機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人、機器人化機器等。人、農(nóng)業(yè)機器人、機器人化機器等。 工業(yè)機器人技術(shù)概念工業(yè)機器人技術(shù)概念◆◆ 機器人分為兩大類，即工業(yè)機器人和特種機器人。機器人分為兩大類，即工業(yè)機器人和特種機器人。 ◆◆ 工業(yè)機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)工業(yè)機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。備。 ◆◆ 機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學(xué)、信息和傳感機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應(yīng)用情況，是一研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應(yīng)用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。 概述概述38◆◆ 通常是由安裝在機體上的若干個回轉(zhuǎn)（或移動）關(guān)節(jié)與桿通常是由安裝在機體上的若干個回轉(zhuǎn)（或移動）關(guān)節(jié)與桿件相互聯(lián)接構(gòu)成的多自由度主動機構(gòu)組成，人們力圖把它設(shè)件相互聯(lián)接構(gòu)成的多自由度主動機