【正文】 年 1月 8日，北京郊區(qū)農(nóng)民 吳玉祿 （音譯）在自家附近操作由他自制的行走機(jī)器人拉著的人力車(chē)溜達(dá)。3極式分配器 1裝卸運(yùn)輸機(jī) 手腕為伺服控制型。856RP關(guān)節(jié)式噴漆機(jī)器人。％是由點(diǎn)焊機(jī)器人完成的。用于感受和測(cè)量外部環(huán)境信息和作業(yè)對(duì)象工況的傳感器，用于感受和測(cè)量外部環(huán)境信息和作業(yè)對(duì)象工況的傳感器，稱(chēng)外部傳感器。適用于中小負(fù)載、要求具有較高位置控制精度和軌跡控制精適用于中小負(fù)載、要求具有較高位置控制精度和軌跡控制精度、速度較高的機(jī)器人，如噴涂機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊度、速度較高的機(jī)器人，如噴涂機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人和裝配機(jī)器人。41216。功率功率 /質(zhì)量比大，結(jié)構(gòu)緊湊；質(zhì)量比大，結(jié)構(gòu)緊湊；216。適用于重載、低速傳動(dòng)，如噴涂機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人和適用于重載、低速傳動(dòng)，如噴涂機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人和托運(yùn)機(jī)器人。輸出功率大，可無(wú)級(jí)調(diào)速，控制精度較高；輸出功率大，可無(wú)級(jí)調(diào)速，控制精度較高；216。動(dòng)式的機(jī)器。機(jī)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(jī)器人分為兩大類(lèi)，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人器人 216。適應(yīng)控制型機(jī)器人 機(jī)器人能適 應(yīng)環(huán) 境的 變 化，控制其自身的行 動(dòng) 。程控型機(jī)器人 按 預(yù) 先要求的 順 序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng) 作。 機(jī)器人的定義機(jī)器人的定義◆◆ 1967年日本召開(kāi)的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議上，就提出了兩年日本召開(kāi)的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議上，就提出了兩個(gè)有代表性的定義：個(gè)有代表性的定義： 概述概述◆◆ 1987年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義： “工業(yè)機(jī)工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。森政弘與合田周平：森政弘與合田周平： “機(jī)器人是一種具有移動(dòng)性、個(gè)體性、智能性、通機(jī)器人是一種具有移動(dòng)性、個(gè)體性、智能性、通用性、半機(jī)械半人性、自動(dòng)性、奴隸性等用性、半機(jī)械半人性、自動(dòng)性、奴隸性等 7個(gè)特征的柔性機(jī)器個(gè)特征的柔性機(jī)器 ”。是一個(gè)具有人的外表、特征與功能，并為人服務(wù)的機(jī)器人。造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運(yùn)動(dòng)的金屬覆蓋體，一種盔甲造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運(yùn)動(dòng)的金屬覆蓋體，一種盔甲 )216。可實(shí)現(xiàn)高速加工： 運(yùn)動(dòng)部件少，質(zhì)量輕，有利于獲得高的進(jìn)給速度216。 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床的比較并聯(lián)機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床的比較ZXY 圖 45 傳統(tǒng)機(jī)床30◆◆ 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床：并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床： 以機(jī)床框架為固定平臺(tái)的若干個(gè)桿件組以機(jī)床框架為固定平臺(tái)的若干個(gè)桿件組成空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，主軸部件安裝在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)上，成空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，主軸部件安裝在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)上，工作臺(tái)與機(jī)床框架連接在一起，改變桿件的長(zhǎng)度或移動(dòng)桿工作臺(tái)與機(jī)床框架連接在一起，改變桿件的長(zhǎng)度或移動(dòng)桿件的支點(diǎn)，按照并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理形成刀具相對(duì)于加工零件件的支點(diǎn)，按照并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理形成刀具相對(duì)于加工零件的運(yùn)動(dòng)軌跡。 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床28 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床 HexaM簡(jiǎn)圖 并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖（ 6SPS機(jī)構(gòu) ）該機(jī)床的運(yùn)動(dòng)路線為: 6個(gè)伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)通過(guò)絲杠 (驅(qū)動(dòng)軸 ) 、螺母和連桿傳給裝有電主軸的刀具夾板，從而帶動(dòng)刀具作任意空間曲線運(yùn)動(dòng) 。軌、立柱和橫梁等結(jié)構(gòu)，它的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)活動(dòng)平臺(tái)。以機(jī)床框架為固定平臺(tái)的若干桿件組成空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，以機(jī)床框架為固定平臺(tái)的若干桿件組成空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，主軸部件安裝在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)上，改變桿件的長(zhǎng)度主軸部件安裝在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)上，改變桿件的長(zhǎng)度或移動(dòng)桿件的支點(diǎn)，按照并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理形成刀頭點(diǎn)的或移動(dòng)桿件的支點(diǎn)，按照并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理形成刀頭點(diǎn)的加工表面軌跡。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程 機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序，自動(dòng)進(jìn)行同一類(lèi)工藝方法或不同類(lèi)工藝方法的多工序加工，工程序，自動(dòng)進(jìn)行同一類(lèi)工藝方法或不同類(lèi)工藝方法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)雜以完成一個(gè)復(fù)雜 形狀零件的主要乃至全部車(chē)、銑、鉆、鏜、磨、攻形狀零件的主要乃至全部車(chē)、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴(kuò)孔等多種加工工序。小時(shí)以上。超精密加工精度進(jìn)入納米級(jí)超精密加工精度進(jìn)入納米級(jí) ( )，主軸回轉(zhuǎn)精度要，主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到求達(dá)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=。5μm；；216。 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 目前，在超高速加工中，車(chē)削和銑削的切削速度已達(dá)到目前，在超高速加工中，車(chē)削和銑削的切削速度已達(dá)到5000~8000 m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在 30000 r/min(有的高達(dá)有的高達(dá)10萬(wàn)萬(wàn) r/min)以上；工以上；工 作臺(tái)的移動(dòng)速度作臺(tái)的移動(dòng)速度 (進(jìn)給速度進(jìn)給速度 )：在分辨：在分辨率為率為 1微米時(shí)，在微米時(shí)，在 100m/min(有的到有的到 200m/min)以上，在分以上，在分辨率為辨率為 ，在微米時(shí)，在 24m/min以上；以上； 自動(dòng)換刀速度在自動(dòng)換刀速度在 1秒秒以?xún)?nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到以?xún)?nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到 12m/min。機(jī)床 I/O電路和裝置：實(shí)現(xiàn) I/O控制的執(zhí)行部件 (由繼電器、電磁閥、行程開(kāi)關(guān)、接觸器等 )組成的邏輯電路；17 數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床全功能數(shù)控車(chē)床18 數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型車(chē)削中心雙主軸數(shù)控車(chē)削中心19 數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型立式數(shù)控銑床 臥式數(shù)控銑床龍門(mén)數(shù)控銑床20 數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床高速數(shù)控銑床21 數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型立式 加工中心臥式 加工中心22 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程硬線數(shù)控G1: 1952~1955，電子管 G2: 1955~1959，晶體管G3:1959~1965，小規(guī)模集成電路 23 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)數(shù)控G4: 1970s (1970~1974)，小型計(jì)算機(jī) G5: 1974微處理器 (MCNC) 1979超大規(guī)模集成電路 (VLIC)G6: 1994~ 基于 PCNC.24216。是數(shù)控裝置和機(jī)床主機(jī)之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，接受數(shù)控裝置的生成的進(jìn)給信號(hào)，經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)主機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)。是用計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)字信息來(lái)自動(dòng)控制機(jī)械加工的機(jī)床。 ◆◆ 制造綠色化智能制造技術(shù)的宗旨在于通過(guò)人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類(lèi)專(zhuān)家在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的優(yōu)化。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)異地制造。216。制造環(huán)境內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的集成。近年來(lái)隨著 Inter技術(shù)的發(fā)展，制造全球化的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速。◆◆ 第三階段 (1965) ：柔性制造 智能制造、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造、全球制造和綠色制造。 216。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程 ◆◆ 第一階段第一階段 (1913) ：剛性自動(dòng)化：剛性自動(dòng)化◆◆ 第二階段第二階段 (1930) ：數(shù)控加工：數(shù)控加工216。高生產(chǎn)率和剛性結(jié)構(gòu)，很難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變。自動(dòng)單機(jī)和剛性自動(dòng)線；本階段在自動(dòng)單機(jī)和剛性自動(dòng)線；本階段在 20世紀(jì)世紀(jì) 40～～ 50年代已年代已相當(dāng)成熟。計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（ CAPP））216。計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品工程（計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品工程（ CAE）） 216。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD））216。包括各種計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，如包括各種計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，如 CNC、 DNC、自動(dòng)存儲(chǔ)和、自動(dòng)存儲(chǔ)和運(yùn)輸設(shè)備、自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)控設(shè)備等運(yùn)輸設(shè)備、自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)控設(shè)備等 ◆◆ 質(zhì)量控制自動(dòng)化質(zhì)量控制自動(dòng)化 216。制造系統(tǒng)的自動(dòng)化制造系統(tǒng)的自動(dòng)化 4216。特征特征 :高生產(chǎn)率和剛性結(jié)構(gòu)，很難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變。引入的新技術(shù)有繼電器程序控制、組合機(jī)床等。特征特征 :柔性好、加工質(zhì)量高，適應(yīng)于多品種、中小批量柔性好、加工質(zhì)量高，適應(yīng)于多品種、中小批量 (包括單件包括單件 )產(chǎn)品的生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn) 。 制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵5主要技術(shù)：成組技術(shù) (GT)、計(jì)算機(jī)直接數(shù)控和分布式數(shù)控 (DNC)、柔性制造單元 (FMC)、柔性制造系統(tǒng) (FMS)、柔性加工線 (FML)、離散系統(tǒng)理論和方法、仿真技術(shù)、車(chē)間計(jì)劃與控制、制造過(guò)程監(jiān)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制與通信網(wǎng)絡(luò)等?！簟? 第四階段 (1973) ：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) (CIMS) 制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵6 表 11 三種自動(dòng)化形式比較比較項(xiàng)目 剛性自動(dòng)化 柔性自動(dòng)化 綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力，保證加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力，保證加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品制造周期 除左外，提高設(shè)計(jì)工作與管理工作效率和質(zhì)量， 提高對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)能力控制對(duì)象 物流 物流 物流， 信息流特點(diǎn) 通過(guò)機(jī)、電、液氣等 硬件控制 方式實(shí)現(xiàn)，因而是剛性的，變動(dòng)困難 以 硬件為基礎(chǔ)，以軟件為支持 ，改變程序即可實(shí)現(xiàn)所需的轉(zhuǎn)變，因而是柔性的 不僅針對(duì)具體操作和工人的體力勞動(dòng)，而且涉及腦力勞動(dòng)以及設(shè)計(jì)、經(jīng)營(yíng)管理 等各方面典型系統(tǒng)與裝備 自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床，機(jī)械手， 自動(dòng)生產(chǎn)線 NC機(jī)床，加工中心，工業(yè)機(jī)器人， DNC，F(xiàn)MC， FMS CAD/CAM系統(tǒng)，MRPⅡ ， CIMS應(yīng)用范圍 大批大量生產(chǎn) 多品種、中小批量生產(chǎn) 各種生產(chǎn)類(lèi)型關(guān)鍵技術(shù) 繼電器程序控制技術(shù)， 經(jīng)典控制論 數(shù)控技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制， GT， 現(xiàn)代控制論 系統(tǒng)工程，信息技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，管理技術(shù) 制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵7 圖 41 汽車(chē)后橋齒輪箱加工自動(dòng)線剛性自動(dòng)化20年代 制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵8 柔性自動(dòng)化50年代圖 42 焊接機(jī)器人綜合自動(dòng)化70年代圖 73 綜合自動(dòng)化 制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵9制造全球化的概念出于美日歐等發(fā)達(dá)國(guó)家的智能系統(tǒng)計(jì)劃。制造環(huán)境內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的集成。業(yè)中工程設(shè)計(jì)、管理信息系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的集成。216?！簟?制造虛擬化綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響 (負(fù)作用 )最小，資源效率最高。數(shù)控機(jī)床的誕生數(shù)控機(jī)床的誕生圖圖 43 麻省理工學(xué)院（麻省理工學(xué)院（ MIT））伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室 13 數(shù)控機(jī)床的基本概念數(shù)控機(jī)床的基本概念這是一種借助數(shù)字、字符或其它符號(hào)對(duì)某一工作過(guò)程（如加工、測(cè)量、裝配等）進(jìn)行控制的自動(dòng)化方法。數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床14 圖 44 數(shù)控機(jī)床組成框圖 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的組成15◆◆ 數(shù)控裝置數(shù)控裝置◆◆ 伺服驅(qū)動(dòng)裝置◆◆ 檢測(cè)反饋裝置 數(shù)控機(jī)床的組成