【正文】 工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知 工業(yè)機(jī)器人技術(shù) 王建博 微信： WANGJIANBOXX 電話： 18584580956 要求 可以帶早飯，但是不能在教室吃 座位第一排開始坐滿，不夠后邊往前補(bǔ) 可以請(qǐng)假，以輔導(dǎo)員為準(zhǔn)。不能遲到早退 手機(jī)！左邊第一、二列（手機(jī)專用位） 上課帶筆記本！這門課，不需要課本 我想到再補(bǔ)充（游戲規(guī)則，必須遵守） 學(xué)習(xí)目標(biāo) ? ； ? 、現(xiàn)狀和發(fā)展； ? ； ? ，能進(jìn)行示教基本操作； ? 。 一、工業(yè)機(jī)器人的基本概念 ? 機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器 裝置 。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以 人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、 建筑業(yè) ，或是危險(xiǎn)的工作。機(jī)器人是高級(jí)整合 控制論 、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和 仿生學(xué)的產(chǎn)物。目前在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、軍事，甚至日常生活等領(lǐng)域中均等有重要用途。機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下的定義： “一種可編程和多功能的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)。 ? 工業(yè) 機(jī)器人 是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動(dòng)執(zhí)行工作，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù) 人工智能技術(shù) 制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。 二、工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn) ? 。生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性自動(dòng)化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。 ? 。工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業(yè)機(jī)器人還有許多類似人類的 “生物傳感器 ”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語(yǔ)言功能等。傳感器提高了工業(yè)機(jī)器人對(duì)周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。 ? 。除了專門設(shè)計(jì)的專用的工業(yè)機(jī)器人外，一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。 ? ，歸納起來是機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合，也就是機(jī)電一體化技術(shù)。第三代智能機(jī)器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語(yǔ)言理解能力、圖像識(shí)別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術(shù)的應(yīng)用，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動(dòng)其他技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗(yàn)證一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平。 三、工業(yè)機(jī)器人的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展 ? ? 機(jī)器人的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)成長(zhǎng)階段，也即三個(gè)時(shí)代。第一代為簡(jiǎn)單個(gè)體機(jī)器人， 第二代為群體勞動(dòng)機(jī)器人，第三代為類似人類的智能機(jī)器人，它的未來發(fā)展方向是有知覺、有思維、能與人對(duì)話。第一代機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型 , 第二代則具備了感覺能力 , 第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人 , 它不僅具有感覺能力 , 而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng)的能力。 ? 1959年美國(guó)英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，機(jī)器人的歷史才真正開始。英格伯格在大學(xué)攻讀伺服理論，這是一種研究運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何才能更好地跟蹤控制信號(hào)的理論。德沃爾曾于 1946 年發(fā)明了一種系統(tǒng)，可以“重演”所記錄的機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。 1954 年 , 德沃爾又獲得可編程機(jī)械手專利，這種機(jī)械手臂按程序進(jìn)行工作，可以根據(jù)不同的工作需要編制不同的程序，因此具有通用性和靈活性，英格伯格和德沃爾都在研究機(jī)器人，認(rèn)為汽車工業(yè)最適于用機(jī)器人干活，因?yàn)槭怯弥匦蜋C(jī)器進(jìn)行工作，生產(chǎn)過程較為穩(wěn)定。此后英格伯格和德沃爾成立了“尤尼梅遜”公司，興辦了世界上第一家機(jī)器人制造工廠。第一批工業(yè)機(jī)器人被稱為“尤尼梅特”，意思是“萬(wàn)能自動(dòng)”。 他們因此被稱為機(jī)器人之父。 1962 年美國(guó)機(jī)械與鑄造公司也制造出工業(yè)機(jī)器人，稱為“沃爾薩特蘭”，意思是“萬(wàn)能搬動(dòng)”?！庇饶崦诽亍焙汀拔譅査_特蘭”就成為世界上最早的、至今仍在使用的工業(yè)機(jī)器人。英格伯格和德沃爾制造的工業(yè)機(jī)器人是第一代機(jī)器人，屬于示教再現(xiàn)型，即人手把著機(jī)械手，把應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)做一遍，或者人用“示教控制盒”發(fā)出指令，讓機(jī)器人的機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)，一步步完成它應(yīng)當(dāng)完成的各個(gè)動(dòng)作 。 ? 圖 11尤尼梅特 ? 第二代是有感覺的機(jī)器人，它們對(duì)外界環(huán)境有一定感知能力，并具有聽覺、視覺、觸覺等功能。機(jī)器人工作時(shí)，根據(jù)感覺器官（傳感器）獲得的信息，靈活調(diào)整自己的工作狀態(tài)，保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作。如：有觸覺的機(jī)械手可輕松自如地抓取雞蛋，具有嗅覺的機(jī)器人能分辨出不同飲料和酒類。排爆機(jī)器人屬于第二代機(jī)器人。 20世紀(jì) 70年代，第二代機(jī)器人開始有了較大發(fā)展，第二代機(jī)器人則對(duì)外界環(huán)境實(shí)用階段，并開始普及。 2022年 9月 28日，在西班牙的巴塞羅那，第二代“阿西莫”雙腳步行機(jī)器人亮相并表演踢足球和上樓梯。 圖 12 排爆機(jī)器人 圖 13阿西莫 第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人 ， 它不僅具有感覺能力 ， 而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng)的能力 ， 并具有記憶 、 推理和決策的能力 ， 因而能夠完成更加復(fù)雜的動(dòng)作 ， 如機(jī)器人下棋 。第三代機(jī)器人的中央電腦控制手臂和行走裝置 ， 使機(jī)器人的手完成作業(yè) ， 腳完成移動(dòng) ， 機(jī)器人能夠用自然語(yǔ)言與人對(duì)話 。 智能機(jī)器人在發(fā)生故障時(shí) ， 通過自我診斷裝置能自我診斷出故障部位 ， 并能自我修復(fù) 。 今天 ， 智能機(jī)器人的應(yīng)用范圍大大地?cái)U(kuò)展了 ， 除工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外 ， 機(jī)器人應(yīng)用到各行各業(yè) ， 機(jī)器人已具備了人類的特點(diǎn) 。 機(jī)器人向著智能化 、 擬人化方向發(fā)展的道路 ， 是沒有止境的 。 圖 14 機(jī)器人下棋 ? 機(jī)器人雖然外表可能不像人，也不以人類的方式操作，但可以代替人力自動(dòng)工作的機(jī)器。從機(jī)器人的用途來分，可以分為兩大類：軍用機(jī)器人和民用機(jī)器人。 ? 當(dāng)今 工業(yè)機(jī)器人技術(shù) 正逐漸向著具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強(qiáng)的對(duì)作業(yè)環(huán)境的自適應(yīng)能力的方向發(fā)展。智能機(jī)器人的功能與人更接近了，但是它與人相比還相差很遠(yuǎn)。人有智力、情感和意識(shí)。目前最高級(jí)機(jī)器人的智力也只相當(dāng)于小孩子的智力，但沒有感情和意識(shí)。有的機(jī)器人有表情，但還沒有感情。 ? 目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)器人大多還是第一代機(jī)器人。有資料顯示我國(guó)在用的工業(yè)機(jī)器人的比例分配如圖 15所示。全球工業(yè)機(jī)器人的四大家族是ABB、庫(kù)卡（ KUKA，德國(guó)）、發(fā)那科（ FANUC，日本）和安川電機(jī)（ YASKAWA，日本）。此外還有松下（ Panasonic，日本）、川崎（ Kawasaki robot，日本）、那智不二越（ NACHI，日本）、現(xiàn)代（ HYUNDAI，韓國(guó)）、史陶比爾（ STAUBIL，法國(guó)）、艾默生（ Emerson，美國(guó)）、優(yōu)傲（ Universal Robots，丹麥）等國(guó)外機(jī)器人具有較高的知名度。 ABB(Asea Brown Boveri)，是一家瑞士 瑞典的跨國(guó)公司，專長(zhǎng)于重電機(jī)、能源、自動(dòng)化等領(lǐng)域。在全球一百多國(guó)設(shè)有分公司或辦事處?？偣驹O(shè)于瑞士的蘇黎世。 ABB的股票分別在蘇黎世、斯德哥爾摩及紐約的股票市場(chǎng)上上市買賣。 ABB是機(jī)器人技術(shù)的開拓者和領(lǐng)導(dǎo)者。ABB擁有當(dāng)今最多種類的機(jī)器人產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)。目前， ABB機(jī)器人業(yè)務(wù)部的全球裝機(jī)量已超過 16萬(wàn)臺(tái)，是全球裝機(jī)量最大的工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商。德國(guó)的庫(kù)卡公司 1973年公司研發(fā)了其名為 FAMULUS第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。 ? 1995年庫(kù)卡機(jī)器人技術(shù)脫離庫(kù)卡焊接及機(jī)器人有限公司獨(dú)立成立有限公司?，F(xiàn)今庫(kù)卡專注于向工業(yè)生產(chǎn)過程提供先進(jìn)的自動(dòng)化解決方案。庫(kù)卡機(jī)器人可用于物料搬運(yùn)、加工、堆垛、點(diǎn)焊和弧焊，涉及到自動(dòng)化、金屬加工、食品和塑料等行業(yè)。 庫(kù)卡工業(yè)機(jī)器人的用戶包括：通用汽車、克萊斯勒、福特、保時(shí)捷、寶馬、奧迪、奔馳、大眾、法拉利、哈雷戴維森、一汽 大眾、波音、西門子、宜家、施華洛世奇、沃爾瑪、百威啤酒、 BSN Medical、可口可樂等等。 ? 中國(guó)制造 2025策略中十大領(lǐng)域包括高檔數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。近幾年國(guó)內(nèi)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。新松機(jī)器人機(jī)器人產(chǎn)品線涵蓋 工業(yè)機(jī)器人 、潔凈（真空）機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人、特種機(jī)器人及智能服務(wù)機(jī)器人五大系列，其中工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品填補(bǔ)多項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白，創(chuàng)造了中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上 88項(xiàng)第一的突破；潔凈（真空）機(jī)器人多次打破國(guó)外 技術(shù)壟斷 與封鎖，大量替代進(jìn)口；移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在國(guó)際上處于領(lǐng)先水平，被 美國(guó)通用 等眾多國(guó)際知名企業(yè)列為重點(diǎn)采購(gòu)目標(biāo)；特種機(jī)器人在國(guó)防重點(diǎn)領(lǐng)域得到批量應(yīng)用。在高端智能裝備方面已形成智能物流、自動(dòng)化成套裝備、潔凈裝備、激光技術(shù)裝備、軌道交通、節(jié)能環(huán)保裝備、能源裝備、特種裝備產(chǎn)業(yè)群組化發(fā)展。國(guó)內(nèi)機(jī)器人的發(fā)展存在著的瓶頸是精密減速器和伺服系統(tǒng)的成本過高。 ? 隨著技術(shù)的進(jìn)步， 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用 領(lǐng)域也在快速擴(kuò)張，其應(yīng)用的主要領(lǐng)域如圖 16所示。 圖 16 工業(yè)機(jī)器人在中國(guó)應(yīng)用的主要領(lǐng)域 ? 在中國(guó) 61%的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車制造業(yè)，其中 24%為零部件工業(yè)；在發(fā)達(dá)國(guó)家，汽車工業(yè)機(jī)器人占機(jī)器人總保有量的 53%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各大汽車制造廠，年產(chǎn)每萬(wàn)輛汽車所擁有的機(jī)器人數(shù)量為 10臺(tái)以上。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和日臻完善，工業(yè)機(jī)器人必將對(duì)汽車制造業(yè)的發(fā)展起到極大的促進(jìn)作用。而中國(guó)正由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，