【正文】 國(guó)家要引入高技術(shù)并將其轉(zhuǎn) 移 為 產(chǎn) 業(yè) 技 術(shù) （ 產(chǎn) 業(yè) 化 ）， 必 須 具 備 5 個(gè) 要 素 即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。它有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，和其他技術(shù)一樣，需要不斷地設(shè)計(jì)應(yīng)用修改和完善。 二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 專用機(jī)械手經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的年代。 1968～ 1970 年，又相繼把通用機(jī)械手用于汽車車身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)線上，使第二代機(jī)械手這一新技術(shù)進(jìn)入了應(yīng)用階段， 70 年代機(jī)械手可以說(shuō)是處于技術(shù)發(fā)展階段。但與先進(jìn)的國(guó)家相比，還有很大距離，從總體上看，我國(guó)機(jī)器手的研究仍然任重道遠(yuǎn)。經(jīng)過(guò)近 20 年努力，特別是經(jīng)過(guò)“七 11.”攻關(guān)、“ 863”計(jì)劃，取得 了一批重要成果，已經(jīng)系統(tǒng)掌握了機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、機(jī)器人語(yǔ)言等技術(shù)。 第二周：通過(guò)實(shí)地調(diào)查研究和查閱相關(guān)資料，完成實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告；完成外文翻譯，并對(duì)其進(jìn)行完善。 第十周：對(duì)機(jī)械手控制部分，分析動(dòng)作順利，畫梯形圖。先后經(jīng)歷了二十世紀(jì) 70 年代的萌芽期， 80 年代的開發(fā)期和 90 年代的實(shí)用化期。它的研制成功，標(biāo)志著我國(guó)水下機(jī)器人技術(shù)已走向成熟。產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)給產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)了希望，為發(fā)展我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。雖然已經(jīng)擁有一批企業(yè)從事機(jī)器人的開發(fā)，但是都沒有形成較大的規(guī)模，缺乏市場(chǎng)的品牌認(rèn)知度，在機(jī)器人市場(chǎng)方面一直面臨國(guó)外機(jī)器人品牌的打壓?！? 奇瑞已經(jīng)制定了 2021 年年產(chǎn) 100 臺(tái)焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。在工業(yè)生產(chǎn)中，弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、分配機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴漆機(jī)器人及搬運(yùn)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用。電子元、器件生產(chǎn)加快增長(zhǎng)，通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)增速繼續(xù)放緩。而且，隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩，未來(lái)各種專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和家庭用消費(fèi)機(jī)器人將不斷貼近人類生活，其市場(chǎng)將繁榮興旺。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，特別是汽車業(yè)的高速發(fā)展，每年新增工業(yè)機(jī)器人的臺(tái)數(shù)和總量都在快速增長(zhǎng)。 二、從事機(jī)器人研發(fā)和制造的單位多：目前我國(guó)從事機(jī)器人研究與制造的技術(shù)力量相對(duì)分散，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，沒有形成一個(gè)研發(fā)中心、產(chǎn)業(yè)集群、規(guī)模企業(yè)與知名品牌。在制造業(yè)中誕生的工業(yè)機(jī)器人是繼動(dòng)力機(jī)、計(jì)算機(jī)之后而出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具。國(guó)外機(jī)器人產(chǎn)品不僅價(jià)格昂貴，而且使用效果不理想，這為我們自主生產(chǎn)機(jī)器人，滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，發(fā)展中國(guó)機(jī)器 人及其自動(dòng)化成套裝備產(chǎn)業(yè)提供了良好的機(jī)遇。目前 ,政府正在使用各種辦法加大中國(guó)裝備制造業(yè)在市場(chǎng)中占據(jù)的份額 ,并提供優(yōu)惠措施鼓勵(lì)更多企業(yè)使用機(jī)器人及技術(shù)以提升技術(shù)水平?？梢灶A(yù)見 ,中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)不久后將會(huì)作為 一種在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位的產(chǎn)業(yè)而存在。從汽車工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì) 2021 年11 月提供的具體數(shù)據(jù)看，日本和意大利分別達(dá)到 1710 和 1600，德國(guó)為 1180，法國(guó) 1120 臺(tái)，西班牙 950 臺(tái)，美國(guó) 770 臺(tái)，英國(guó) 610 臺(tái) ，瑞典 630 臺(tái)，我國(guó)還不到 90 臺(tái) (08 年我國(guó)汽車從業(yè)工人約為 356 萬(wàn) )，即使我國(guó)達(dá)到 600臺(tái)的密度，則擁有 213600 臺(tái)的市場(chǎng)潛力。 五是勞動(dòng)力成本的不斷提高促使工業(yè)機(jī)器人不斷進(jìn)入企業(yè)。美國(guó)國(guó)內(nèi)基本不生產(chǎn)普通工業(yè)機(jī)器人，企業(yè)需要的機(jī)器人通常由工程公司進(jìn)口，再自行設(shè)計(jì)制造配套的外圍設(shè)備，完成交鑰匙工程。 三是盡快改變關(guān)鍵元器件主要依賴進(jìn)口的局面。 七是機(jī)器人知識(shí)的普及程度對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程起著很大的制約作用，因此，要進(jìn)一步加大工業(yè)機(jī)器人宣傳力度。 在 中，書中給我講了一下機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中直線驅(qū)動(dòng)可以直接由氣缸或液壓缸和活塞產(chǎn)生，也可以采用齒輪齒條、絲杠、螺母等傳動(dòng)元件由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換而得到。手臂在總重量 G 的作用下，產(chǎn)生偏重力矩，導(dǎo)致立柱傾斜。一般將手腕的翻轉(zhuǎn)稱為 Roll，用 R 表示；將手腕的俯仰稱為 Pitch，用 P 表示；將手腕的偏轉(zhuǎn)稱為 Yaw，用 Y 表示，圖（ d）所示的手腕即可實(shí)現(xiàn) RPY 運(yùn)動(dòng)。手部的分類主要有以下幾種 方法： ：可分為手爪、工具。手部、工件，另一方面還根據(jù)工作任務(wù)的要求，帶動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在廣闊的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)。高端系統(tǒng)具有明顯的仿生和智能特征，其性能不斷提高，功能不斷擴(kuò)展和完善；各種機(jī)器人系統(tǒng)便逐步向具有更高智能和更密切與人類社會(huì)融洽的方向發(fā)展。他成功地創(chuàng)造出“木牛流馬”，可以運(yùn)送軍用物資，可成為最早的陸地軍用機(jī)器人。瓦克遜，于 1738 年發(fā)明了一直機(jī)器鴨，他會(huì)游泳。 二、近代機(jī)器人的發(fā)展 1920 年，原捷克斯洛伐克劇作家卡雷爾 wps_clip_image16453 圖一第一代機(jī)器人 通?？蓪C(jī)器人分為三代。wps_clip_image30784 圖二第二代機(jī)器人 今日工業(yè)機(jī)器人的最早研究可追溯到第二次大戰(zhàn)后不久。這是一臺(tái)用于壓鑄的五軸液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，手臂的控制由一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成。隨后，美國(guó) Unimation 公司研制出球坐標(biāo) 的 UNIMATE 型機(jī)器人，它采用電液伺候驅(qū)動(dòng)，磁鼓存儲(chǔ)，可完成近 200 種示教在線動(dòng)作。此研究項(xiàng)目后來(lái)成為 MAC 計(jì)劃的一部分，在機(jī)械手上又增加了電視攝像機(jī)，開始進(jìn)行機(jī)器感覺研究。早在 1968 年，日本川崎重工業(yè)公司與 Unimation 公司談判，購(gòu)買了其機(jī)器人專利。他們表演了一套能識(shí)別語(yǔ)音命令、“看見”散放在桌面上的方塊和按指令進(jìn)行操作的系統(tǒng)。 60 年代早期， 1962 年介紹了帶有觸覺傳感器的計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手的研制情況。該機(jī)器人的手臂可以繞底座回轉(zhuǎn)，沿垂直方向升降，也可以沿半徑方向伸縮。 50 年代中期，機(jī)械手中的機(jī)械耦合被液壓裝置所取代，如通用電氣公司的“巧手人”機(jī)器人和通用制造廠的“怪物” I 型機(jī)器人。第二代是感知機(jī)器人（如圖二），即自適應(yīng)機(jī)器人，它是在第一代機(jī)器人的基 礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有不同程度的“感知”能力。他們不知道即將問世的機(jī)器人將是個(gè)寵兒，還是個(gè)怪物。同時(shí)，還有德國(guó)梅林制造的巨型泥塑偶人“巨龍哥雷姆”，日本物理學(xué)家細(xì)川半藏設(shè)計(jì)的各種自動(dòng)機(jī)械圖形，法國(guó)杰夸特設(shè)計(jì)的機(jī)械式可編程織造機(jī)等。 公元前 2 世紀(jì)，古希臘人發(fā)明了一個(gè)機(jī)器人，它是用水、空氣和蒸汽壓力作為動(dòng)力，能夠動(dòng)作，會(huì)自己開門，可以借助蒸汽唱歌。早在我國(guó)西周時(shí)代（公元前 1066 年 ~前 771 年 ），就流傳著有關(guān)巧匠偃師獻(xiàn)給周穆王一個(gè)藝妓（歌舞機(jī)器人）的故事。 第五篇：工業(yè)機(jī)器人 引言 機(jī)器人的誕生和機(jī)器人學(xué)的建立及發(fā)展，是 20 世紀(jì)自動(dòng)控制領(lǐng)域最具說(shuō)服力的成就，是 20 世紀(jì)人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重大成果。 這一節(jié)，書中主要給我們著重介紹了一下車輪式行走機(jī)構(gòu)和履帶式行走機(jī)構(gòu)、步行機(jī)構(gòu)，并簡(jiǎn)單介紹了一下其他行走機(jī)構(gòu)。工業(yè)機(jī)器人 的手部也稱末端操作器，是裝在工業(yè)機(jī)器人手腕上直接抓握工件或執(zhí)行作業(yè)的部件。要使立柱在導(dǎo)套內(nèi)自由 下降，則臂部總重量必須大于導(dǎo)套與立柱之間的摩擦力，這就是升降立柱靠自重下降而不卡死的條件：在 中，書中給我們講的是機(jī)器人的腕部設(shè)計(jì)。通常工業(yè)機(jī)器人的機(jī)身具有具有回轉(zhuǎn)、升降、回轉(zhuǎn)與升降、回轉(zhuǎn)與俯仰、回轉(zhuǎn)與升降及俯仰 等 5 種運(yùn)動(dòng)方式，采用哪一種方式由工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)來(lái)確定。缺點(diǎn)是： ~，要想獲得較大的壓力，結(jié)構(gòu)就要增大； ，工作平穩(wěn)性差，速度控制困難，要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的位置控制更困難； 水比較麻煩； 。 在 中，書中主要給我們講了一下工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)思路。 五是努力進(jìn)入汽車領(lǐng)域，并積極開拓新的應(yīng)用市場(chǎng)。 一是國(guó)家政策支持，是加速高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要前提，機(jī)器人屬于國(guó)家戰(zhàn)略性高技術(shù)，是多項(xiàng)前沿技術(shù)和綜合實(shí)力的體現(xiàn)，國(guó)家應(yīng)該制定長(zhǎng)遠(yuǎn)政策加以規(guī)劃和發(fā)展。中國(guó)是 ABB在全球的第一大市場(chǎng)和意大利機(jī)器人的第一大進(jìn)口國(guó)。 三是外商獨(dú)資企業(yè)、中外合資企業(yè)是目前工業(yè)機(jī)器人的主要用戶。近幾年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，特別是汽車業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)每年新增的工業(yè)機(jī)器人臺(tái)數(shù)以及總安裝量都在快速增長(zhǎng)。 2021 年市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)增長(zhǎng)到萬(wàn)臺(tái)左右 ,數(shù)量和金額相對(duì)于 2021 年都增長(zhǎng)了兩倍。 九、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化步伐緩慢：我國(guó)機(jī)器人研究和制造的單位多，還沒有一家大規(guī)模進(jìn)行機(jī)器人生產(chǎn)的企業(yè)，致使我國(guó)工業(yè)機(jī)器人長(zhǎng)期大量依賴進(jìn)口，僅 1992 年至 1995 年（調(diào)查統(tǒng)計(jì) 68 家用戶）的３年時(shí)間，我國(guó)就從國(guó)外進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人 566 臺(tái)、機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線 11條，耗資 億美元。因此，國(guó)家重視并加大對(duì)機(jī)器人研發(fā)的支持力度是必然趨勢(shì)。 三、機(jī)器人市場(chǎng)容量大：據(jù)預(yù)測(cè)，目前我國(guó)僅汽車行業(yè)、電子和家電行業(yè)、煙草行業(yè)、新能源電池行業(yè)等，年需求機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線裝備線就達(dá) 300 多條，產(chǎn)值約為 60 多億元，這些自動(dòng)化生產(chǎn)線需要配套大量的工業(yè)機(jī)器人。 僅從汽車工業(yè)每百萬(wàn)名生產(chǎn)工人占有的機(jī)器人來(lái)講，（日本 1710臺(tái)、意大利 1600 臺(tái)、美國(guó) 770 臺(tái)、英國(guó) 610 臺(tái)、瑞典 630 臺(tái)，而我國(guó)還不到 90 臺(tái)），中國(guó)仍然是世界上相對(duì)比較落后的國(guó)家。 發(fā)達(dá)國(guó)家的使用經(jīng)驗(yàn)表明 :使用工業(yè)機(jī)器人可以降低廢品率和產(chǎn)品成本 ,提高了機(jī)床的利用率 ,降低了工人誤操作帶來(lái)的殘次零件風(fēng)險(xiǎn)等 ,其帶來(lái)的一系列效益也是十分明顯的 ,例如減少人工用量、減少機(jī)床損耗、加快技術(shù)創(chuàng)新速度、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等。產(chǎn)銷率為 %，比上年同期降低 ，處于近年來(lái)較低水平。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明 2021年 19 月份我國(guó)汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷 。 二、我國(guó)工業(yè)機(jī)器人研發(fā)歷程與現(xiàn)狀 剛才談到了日本在 20 世紀(jì) 60 年代和美國(guó)都在開始進(jìn)行機(jī)器人的研究，由于我們國(guó)家存在很多其他的各種因素、 問題。 據(jù)了解，日本戰(zhàn)后對(duì)機(jī)器人采取 的一系列相關(guān)政策，極大地推動(dòng)了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前，日本已是世界上工業(yè)機(jī)器人的第一生產(chǎn)大國(guó)。 首先，我國(guó)基礎(chǔ)零部件制造能力差。 2021 年，我國(guó)又研制成功世界最大潛深載人潛水器“海極一號(hào)”，7000 米的工作潛深，可以達(dá)到世界 %的海底，比世界上另外 5 臺(tái)同類產(chǎn)品深 500米。隨后，我國(guó)研制的機(jī)器人相繼問世：中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研制成功了體重 36 公斤，身高 1 米的纜浮游作業(yè)輕型“金魚二號(hào)”水下機(jī)器人；中科院長(zhǎng)春光機(jī)所發(fā)明的“四足遙控仿生載重步行機(jī)器人”，在 1986年中國(guó)第二屆發(fā)明展覽會(huì)上獲金牌獎(jiǎng)； 1987 年又獲第 15 屆日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明與新技術(shù)展覽會(huì)銀牌獎(jiǎng)。第十四周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。第六周：確定具體的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，著手畫裝配圖。 通過(guò)調(diào)研，我知道直角坐標(biāo)型機(jī)器人能夠在空間中的任意兩點(diǎn)距離中移動(dòng)，所以能夠抓取離地面較高，或者中間有障礙的工件，其位置精度高，位置誤差與臂長(zhǎng)成正比等。研究手段：首先是前期準(zhǔn)備，收集相關(guān)資料，查閱中外文獻(xiàn)，請(qǐng)教老師和同學(xué)；同時(shí)學(xué)習(xí)使用 AutoCAD 軟件。為此，“柔性生產(chǎn)”的概念及其試驗(yàn)性的設(shè)計(jì)就誕生了。幾十年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷修改，品種在不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。 通常機(jī)械手由多自由度機(jī)械臂和末端夾持器組成。但是正如前所述，廣泛使用機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化，提高社會(huì)生產(chǎn)效率的一種十分重要的途徑。目前我國(guó)已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、碼垛、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。這類機(jī)器人具有感知、適應(yīng)及思維和人機(jī)通信機(jī)能。全球諸多國(guó)家近半個(gè)世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高社會(huì)生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。 (3)控制器的小型化技術(shù)：根據(jù)潔凈室建造和運(yùn)營(yíng)成本高，通過(guò)控制器小型化技術(shù)減小潔凈機(jī)器人的占用空 間。 (4)動(dòng)態(tài)軌跡修正技術(shù)：通過(guò)傳感器信息和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)信 息的融合，檢測(cè)出晶圓與手指之間基準(zhǔn)位置之間的偏移，通過(guò)動(dòng)態(tài)修正運(yùn)動(dòng)軌跡，保證機(jī)器人準(zhǔn)確地將晶圓從真空腔室中的一個(gè)工位傳送到另一個(gè)工位。 (5)網(wǎng)絡(luò)通訊和離線編程技術(shù)：具有串口、 CAN 等網(wǎng)絡(luò)通訊功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人生產(chǎn)線的監(jiān)控和管理；并實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)機(jī)器人的離線編程控制。 (3)精確焊縫軌跡跟蹤技術(shù)：結(jié)合激光傳感器和視覺傳感器離線工作方式的優(yōu)點(diǎn)，采用激光傳感器實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中的焊縫跟蹤，提升焊接機(jī)器人對(duì)復(fù)雜工件進(jìn)行焊接的柔性和適應(yīng)性，結(jié)合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟 蹤的殘余偏差，基于偏差統(tǒng)計(jì)獲得補(bǔ)償數(shù)據(jù)并進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的修正，在各種工況下都能獲得最佳的焊接質(zhì)量。 2021年 9 月，機(jī)器人研究所研制完成國(guó)內(nèi)首臺(tái) 165 公斤級(jí)點(diǎn)焊機(jī)器人，并成功應(yīng)用于奇瑞汽車焊接車間。在示教過(guò)程的同時(shí)，工作程序的信息即自動(dòng)存入程序存儲(chǔ)器中在機(jī)器人自動(dòng) 工作時(shí)，控制系統(tǒng)從程序存儲(chǔ)器中檢出相應(yīng)信息，將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)再現(xiàn)示教的各種動(dòng)作。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有 3～ 6 個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，其中腕部通常有 1～ 3 個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。這種機(jī)器人還可以接受示教而完成各種簡(jiǎn)單的重復(fù)動(dòng)作，示教過(guò)程中，機(jī)械手可依次通過(guò)工作任務(wù)的各個(gè)位置，這些位置序列全部記錄在存儲(chǔ)器內(nèi)，任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中，機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)