弧焊机器人简介
燕山大学职业技术学院
XXXX机器人系统有限公司
实习报告
题目弧焊机器人简介、应用实例
专业焊接技术及自动化
班级 09级1班
姓名 X X X
QQ 号 358698916
完成日期：2012年5月27日
目次
第一章引言 (1)
第二章我国机器人[1]发展现状及发展方向 (1)
第三章神钢机器人组成及功能特点 (2)
3.1 神钢机器人的分类 (2)
3.2 神钢机器人的组成 (4)
3.3 神钢机器人的功能特点 (5)
3.3.1 接触传感[3]功能 (5)
1.1三方向传感[3]功能: (6)
1.2圆弧传感[3]功能: (6)
1.3间隙检测[3]功能： (7)
3.3.2 电弧跟踪[3]功能 (7)
3.3.3 数据库[3]功能 (8)
3.3.4 坡口宽度[3]跟踪 (8)
3.3.5双丝焊接功能 (8)
3.3.6高熔敷效率[2] (9)
第四章神钢机器人应用举例 (9)
4.1水平角焊[3] (9)
4.2船型焊[3] (11)
参考文献 (13)
摘要
随着我国工业化的发展，我国焊接机器行业整体技术水平和综合实力已有显著提高，国家大型工程项目的相继启动，将促使行业向研发高技术含量、高附加值的大型焊接设备、焊接辅机具、专用成套焊接设备方向发展。但相对于发达国家而言，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；应用规模小，没有形成机器人产业。
针对以上情况，我们应如何引进、消化、吸收世界先进焊接技术，以及在焊接过程中对焊接缺陷问题的分析，已成为焊接工作者不得不面对的问题，这次实习报告主要针对日本神户制钢焊接机器人功能及应用进行介绍，并举例实习期间机器人焊接的工艺参数。
从X月X号开始在XXXX机器人系统有限公司实习的过程中，不仅对手工操作CO2气体保护焊有很大提高，同时掌握了焊接机器人基本知识，能独立进行操作。并进行了水平角焊和船型焊的实际焊接，多次调整参数使自己的焊接知识、焊接分析能力有很大提高。
关键词：神户制钢机器人焊接功能特点焊接分析
第一章引言
随着我国工业化的发展，我国焊接机器行业整体技术水平和综合实力已有显著提高，国家大型工程项目的相继启动，将促使行业向研发高技术含量、高附加值的大型焊接设备、焊接辅机具、专用成套焊接设备方向发展。我所实习的单位——XXXX机器人系统有限公司——正是一家以生产焊接机器人的专业公司。该公司通过引进、消化、吸收日本神户制钢焊接机器人技术，逐渐形成了自己独有的特色产业链。
从X月X号开始在XXXX机器人系统有限公司实习的过程中，不仅对手工操作CO2气体保护焊有很大提高，同时掌握了焊接机器人基本知识，能独立进行操作。并进行了水平角焊和船型焊的实际焊接，多次调整参数使自己的焊接知识、焊接分析能力有很大提高。
第二章我国机器人[1]发展现状及发展方向
随着科技与生产力的发展，人力劳动已经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。
据美国电气和电子工程师协会（IEEE）统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，至2008年底，世界各地已经部署了100万台各种工业机器人。其中，日本机器人数量据世界首位。
我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；应用规模小，没有形成机器人产业。
当前我国的机器人生产都是应用户的要求，单户单次重新设计，品种规格多、批量小、零
部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程。
根据国内外机器人发展的经验、现状及近几年的动态，结合当前国内经济发展的具体情况，“十一五”期间机器人技术应重点开展智能机器人、机器人化机械及其相关技术的开发及应用；开展以机器人为基础的重组装配系统及其相关技术的开发研究及加强多传感器融合及决策、控制一体化技术及应用的研究。重点解决我国已研制应用多年的示教再现型工业机器人的产业化前期关键技术，大力推进其产业化进程，同时机器人研究又不断向智能化、模块化、多功能化以及高性能、自诊断、自修复趋势发展，以适应市场对“敏捷制造”、多样化、个性化的需求，适应多变的机器人作业环境，向更大更宽广的制造与非制造业进军。力争在“十一五”末期实现焊接机器人的产业化。
我国的工业机器人研制虽然起步晚，但是有着广大的市场潜力，有着众多的人才和资源基础。在十一五规划纲要等国家政策的鼓励支持下，在市场经济和国际竞争愈演愈烈的未来，我们一定能够完全自主制造出自己的工业机器人，并且将工业机器人推广应用到制作与非制造等广大的行业中，提高我国劳动力成本，提高我国企业的生产效率和国际竞争力，从整体上提高我国社会生产的安全高效，为实现伟大祖国的复兴贡献力量。
第三章神钢机器人组成及功能特点
日本神户制钢所是一家综合性的焊接公司,也是国际焊接领域三强企业之一,其专门针对中厚板焊接领域的焊接机器人以其丰富的软件功能及高适应性、高可靠性赢得用户的广泛好评。2007年XXXX与神户制钢在中厚板焊接机器人领域展开技术合作,充分发挥了XXXX的非标焊接设备领域多年积累的优势及神钢焊接机器人的技术优势,共同致力于中国焊接自动化事业。目前既能为用户提供优良的机器人焊接系统,又能为用户提供全面的技术支持,为用户实现焊接自动化、提高产品质量及生产效率从而提高企业综合竞争力做出最大贡献
3.1 神钢机器人的分类
神钢机器人按照机器人本体大小，可分为XL超大型（图1）、MP中型（图2）、SR小型（图
3）三种型号。如下图所示。按腕部加持能力，可分为NL规格（普通型,加持能力为10Kg）、HL 规格（腕部加强型，加持能力为14Kg）。按机器人本体位置可分为水平式、天吊式、悬壁式。
图1 XL（超大型）图2 MP（中型）图3 SR（小型）神钢机器人本体有6个轴（即6个自由度），其各轴所在位置如图4所示，各轴的旋转角度如表1所示。神钢机器人系统最多可控制13个轴，即机器人本体6个轴，移动装置3各轴，双工位变位机232个轴。具有6个关节的机器人基本上能满足焊枪的位置和空间姿态的控制要求，其中3个自由度用于控制焊枪端部的空间位置，另外3个自由度用于控制焊枪的空间姿态。对于有些焊接场合，工件由于过大或空间几何形状过于复杂，使焊接机器人的焊枪无法到达指定的焊缝位置或焊枪姿态，这时必须通过增加1～7个外部轴的办法增加机器人的自由度。通常有两种做法：一是把机器人装于可以移动的轨道小车或龙门架上（即移动装置），扩大机器人本身的作业空间；二是让工件移动或转动（即变位机），使工件上的焊接部位进入机器人的作业空间。也有的同时采用上述两种办法，让工件的焊接部位和机器人都处于最佳焊接位置。
表1
3.2 神钢机器人的组成
神钢机器人由机器人本体、控制箱、示教器、电弧焊机、移动装置、变位机以及其他辅助装置（冷却装置、变压器、送气装置、送丝装置、清枪箭丝装置）等部分组成，如下图所示。
图5 机器人本体图6 控制箱图7 示教器
图8 电弧焊机图9 移动装置图10 变位机
图11清枪箭丝装置图12 冷却水箱图13 变压器
机器人本体，又称作机械手臂，是弧焊机器人的操作部分，是机器人为完成焊接任务而传递力或力矩并执行各种动作和操作的机械结构。它主要包括机器人的机身、臂、腕、手（焊枪）等。
示教器是遥控操作机器人的工具，进行命令设定、编辑以及移动轨迹中点的位置记忆。
控制箱是机器人的控制系统，是负责控制机械结构按所规定的程序和所要求的轨迹，在规定的位置（点）之间完成焊接作业的电子、电气元件和计算机系统。另外，控制系统还必须能与焊接电源通信，设定焊接参数，对引弧、通气、断气及焊丝用完等状态进行检测，对焊缝进行跟踪，并不断填充金属形成焊缝。神钢机器人重复定位精度可高达±0.1mm。
电弧焊机，即焊接电源，采用UC500型号，由于神钢机器人一级电压为200V，故需要用变压器将380V电压转变为200V后，才能正常使用。
移动装置和变位机，一是把机器人装于可以移动的轨道小车或龙门架上（即移动装置），扩大机器人本身的作业空间；二是让工件移动或转动（即变位机），使工件上的焊接部位进入机器人的作业空间。也有的同时采用上述两种办法，让工件的焊接部位和机器人都处于最佳焊接位置。
3.3 神钢机器人的功能特点
焊接机器人功能介绍:1、丰富的专家数据库功能及传感、焊接条件自动生成功能使操作变得更加简单、易学;2、高性能的电弧传感功能、多层多道焊接功能及坡口宽度跟踪功能,提高焊接质量,提高产品适应性。3、供选择的双丝焊接及高速焊接可大大缩短生产节拍;4、传感重试功能、再引弧功能、引弧点转移、喷嘴接触回避及粘丝自动解除功能为设备的连续运转提供保障。现对神钢机器人常用的接触传感功能、电弧跟踪功能、数据库功能作简要介绍。
3.3.1 接触传感[3]功能
接触传感功能，是通过焊丝接触检测位置，由此计算出工件的偏移纠正量，边纠正示教位置边进行动作的机能，其原理如下图所示。接触传感的电压可高达250V，对于工件表面有油污、铁锈的情况下也能准确的检测出工件偏移位置。接触传感功能主要包括三方向传感、圆弧传感、间隙传感、焊接长传感、开始点传感、多点传感和接触探测等7项内容。
图 14 接触传感原理图
下面就对常用的三方向传感功能、圆弧传感功能、间隙传感功能进行介绍：
1.1三方向传感[3]
功能:
三方向传感机能是检测工件全体的平行偏移，纠正示教
位置的机能。 示意如图15。
利用焊丝接触工件，检测工件X 、Y 、Z 三个方向的 参考点位置，计算出检测点位置的偏移量，加算
到程序中，准确定位焊缝位置。
图15
1.2圆弧传感[3]
功能:
圆弧传感功能，是检测具有一定弯曲率的圆弧形状 工件的基准面（省略设定中水平面（ＸＹ平面）） 内的平行偏移，纠正示教位置的机能。示意如图16。 是三方向传感的扩展功能，通过检测圆周上的三个 点，确定圆弧中心的位置。
图16
预先在焊丝端部加上一个检测电压值，在与母材接触时会产生电压降，由此可检测出接触位置。
示教时的位置
圆弧中心
所谓的间隙传感功能，是在焊接坡口底部间隙连续变化的工
件时，预先测量好底部间隙，在实际焊接时根据测量的结果对
焊接条件（焊接速度、摆动条件）进行补偿的功能。示意如图
17。
方法简介：将焊丝伸入坡口内部，检测坡口宽度的变化，
并在实际焊接时根据测量的结果，对焊接条件（焊接速度，摆
动宽度、频率）进行补偿的功能。图17
3.3.2 电弧跟踪[3]功能
电弧跟踪功能，是在焊接过程中自动检测焊接线的位置追踪位置偏移的功能。在电弧追踪中有焊接线追踪（左右方向追踪和上下方向追踪）和坡口宽度追踪。其原理如图18所示，在焊接过程中，由于焊接线的变化，导致焊丝伸出长度变化，从而导致焊接电流的变化，通过电流变化反馈，补偿摆宽，达到电弧追踪的目的。长度为500mm的焊缝，电弧追踪直线插入范围为±3°，圆弧插入为±1.5°。
图18 电弧跟踪原理图
，
数据库功能是事先设定2登陆焊接条件，通过数据库命令呼出设定的焊接条件的功能。此外，在数据库中可以设定每层的焊接条件，通过设定必要层次的焊接条件可以进行多层焊接。示意如图19。
图19
3.3.4 坡口宽度[3]跟踪
所谓坡口宽度的跟踪功能，是在焊接的过程中使用电弧
传感器检测出坡口的宽度，在根据检测到的坡口宽度自
动补偿摆动条件、焊接速度的功能。利用该功能，即
使焊接坡口宽度发生变化的工件时，也能将堆高焊接
的比较均匀。
图 20
3.3.5双丝焊接功能
双丝焊接最大焊接速度可以达到传统焊接技术的4倍
新型控制电源与新型脉冲焊接电源，使操作和生产效
率大幅度提高
厚板焊接所必须的电弧传感功能在双丝焊接中也可
以正常使用实现带跟踪的高速焊接
图 21
3.3.6高熔敷效率[2]
高熔敷效率对应400A以上的高电流区间的新电弧传感，
不需要特殊的焊枪，焊接电流最大可比
以前提高2倍以上的速度
图22
第四章神钢机器人应用举例
神钢焊接机器人是专门针对中厚板焊接领域的焊接机器人，工程机械、煤炭机械、铁路车辆、风电、机床、钢结构、桥梁及其他中厚板行业。以其丰富的软件功能及高适应性、高可靠性赢得用户的广泛好评。
4.1水平角焊[3]
在焊接前，要对个层（道）的大小有初步的概念，并绘制出个层次焊角的大小，再根据绘制的图形，对数据库中焊接线进行平移（数据库中的焊接线平移均是以第一层为基准，即焊枪尖端示教时所走的轨迹），以达到多层多道焊的目的。
表 2 表3
焊接后效果图：
图23 K=6 图24 K=8
焊接数据库DBK [3]206
参数
1 焊接电流（0-500）A 250 焊接电压(80%-120%) 100 焊接速度(cm/min) 40 基准面(0-2) 0 摆动宽度(0-30mm) 4 摆动次数(1-300) 180 停止时间(0-30)0.1s 0 焊接线左右(±150mm) 0 焊接线上下(±150mm) 0 起弧左右(±150mm) 0 起弧上下(±150mm) 0 收弧时间（0-999）0.1s 20 收弧电流0-500A 200 收弧电压(80%-120%) 100 焊枪倾斜角(±90) 0 电弧状态（0.OFF/1.ON ）
1
焊接数据库DBK 208
参数
1 焊接电流（0-500）A 250 焊接电压(80%-120%) 100 焊接速度(cm/min) 26 基准面(0-2) 0 摆动宽度(0-30mm) 4 摆动次数(1-300) 180 停止时间(0-30)0.1s 0 焊接线左右(±150mm) 0 焊接线上下(±150mm) 0 起弧左右(±150mm) 0 起弧上下(±150mm) 0 收弧时间（0-999）0.1s 20 收弧电流0-500A 200 收弧电压(80%-120%) 100 焊枪倾斜角(±90) 0 电弧状态（0.OFF/1.ON ）
1
表4 表5
焊接后效果图：
图25 K=10 图26 K=12
4.2船型焊[3]
船型焊各层次间的控制以及起弧、收弧时的处理，与水平角焊大致相同，不同的是，在进行船型焊的第二道、第三道时，由于焊枪倾斜角变化，在起弧和收弧时，由于焊接方向不同，故
焊接数据库DBK 212
参数
1 2 3 焊接电流（0-500）A 250 250 250 焊接电压(80%-120%) 100 100 100 焊接速度(cm/min) 38 38 38 基准面(0-2) 0 0 0 摆动宽度(0-30mm) 3 0 0 摆动次数(1-300) 180 180 180 停止时间(0-30)0.1s 0 20 20 焊接线左右(±150mm) 0 6.5 1.0 焊接线上下(±150mm) 0 1.0 6 起弧左右(±150mm) 0 6.5 1 起弧上下(±150mm) 0 0 6 收弧时间（0-999）0.1s 20 25 25 收弧电流0-500A 200 200 200 收弧电压(80%-120%) 100 100 100 焊枪倾斜角(±90) 0 0 0 电弧状态（0.OFF/1.ON ）
1
1
1
焊接数据库DBK 210
参数
1 2 焊接电流（0-500）A 250 250 焊接电压(80%-120%) 100 100 焊接速度(cm/min) 35 35 基准面(0-2) 0 0 摆动宽度(0-30mm) 3 6 摆动次数(1-300) 180 120 停止时间(0-30)0.1s 0 0 焊接线左右(±150mm) 0 4.0 焊接线上下(±150mm) 0 4.0 起弧左右(±150mm) 0 4.0 起弧上下(±150mm) 0 4.0 收弧时间（0-999）0.1s 20 25 收弧电流0-500A 200 200 收弧电压(80%-120%) 100 100 焊枪倾斜角(±90) 0 -10 电弧状态（0.OFF/1.ON ）
1
1
引起焊枪角度发生变化，此时应对焊接过程中进行壁方向指定，使焊枪在同一道焊缝中，焊枪角度不发生变化。船型焊焊接数据库（焊接参数）如下表：
表6 表7
焊接后效果图
图27 K=8 图28 K=12
焊接数据库DBK108
参数 1
焊接电流（0-500）A300
焊接电压(80%-120%) 100
焊接速度(cm/min) 36
基准面(0-2) 0
摆动宽度(0-30mm) 4
摆动次数(1-300) 180
停止时间(0-30)0.1s 0
焊接线左右(±150mm) 0
焊接线上下(±150mm) 0
起弧左右(±150mm) 0
起弧上下(±150mm) 0
收弧时间（0-999）0.1s 20
收弧电流0-500A 200
收弧电压(80%-120%) 100
焊枪倾斜角(±90) 0
电弧状态（0.OFF/1.ON） 1
焊接数据库DBK112
参数 1 2
焊接电流（0-500）A300 300
焊接电压(80%-120%) 100 100
焊接速度(cm/min) 45 24
基准面(0-2) 0 0
摆动宽度(0-30mm) 3 9
摆动次数(1-300) 180 60
停止时间(0-30)0.1s 0 20
焊接线左右(±150mm) 0 0
焊接线上下(±150mm) 0 6.0
起弧左右(±150mm) 0 0
起弧上下(±150mm) 0 6.0
收弧时间（0-999）0.1s 20 25
收弧电流0-500A 200 200
收弧电压(80%-120%) 100 100
焊枪倾斜角(±90) 0 0
电弧状态（0.OFF/1.ON） 1 1
参考文献
[1]、《神钢机器人操作说明书》
[2]、刘会杰《焊接冶金与焊接性》机械工业出版社
[3]、《ARCMAN弧焊机器人初级培训资料》
[4]、《焊工取证上岗培训教材》第二版
机器人研究现状及发展趋势
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
工业机器人发展现状与趋势
工业机器人发展现状与趋势 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 一、工业机器人技术现状及国内外发展的趋势 工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代，机器人产品发展速度加快，年增长率平均在10％左右。2004年增长率达到创记录的20％。其中，亚洲机器人增长幅度最为突出，高达43%，如图1所示。
各区域用户工业机器人定购指数（以1996年作为100） 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： 1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可*性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。 2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。 3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可*性、易操作性和可维修性。 4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。
机器人发展现状及未来趋势
机器人发展现状及未来趋势
一、机器人现状及国内外发展趋势 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： 1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便 于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年 的10．3万美元降至97年的6．5万美元。 2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服 电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块 用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品 问市。 3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且 采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维 修性。 4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等 传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传 感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配 置技术在产品化系统中已有成熟应用。 5．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于 过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中 的感觉来操纵机器人。
6．当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。 7．机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可
《机器人的概论》
机器人的概论 摘要：机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人能力的评价标准包括：智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能，指变通性、通用性或空间占有性等；物理能，指力、速度、可靠性、联用性和寿命等。因此，可以说机器人就是具有生物功能的实际空间运行工具，可以代替人类完成一些危险或难以进行的劳作、任务等。 关键字:机器人，人类，智能机器人 正文：如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明。 中国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。 随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器，如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人所具有的形状，更加符合各种不同应用领域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增强，从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。 在人们感到自己在不断异化，各种职业病逐渐产生，于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作，因此人们研制出了机器人，用以代替人们去完成那些单调、枯燥或是危险的工作。由于机器人的问世，使一部分工人失去了原来的工作，于是有人对机器人产生了敌意。“机器人上岗，人将下岗。”不仅在中国，即使在一些发达国家如美国，也有人持这种观念。其实这种担心是多余的，任何先进的机器设备，都会提高劳动生产率和产品质量，创造出更多的社会财富，也就必然提供更多的就业机会，这已被人类生产发展史所证明。任何新事物的出现都有利有弊，只不过利大于弊，很快就得到了人们的认可。比如汽车的出现，它不仅夺了一部分人力车夫、挑夫的生意，还常常出车祸，给人类生命财产带来威胁。虽然人们都看到了汽车的这些弊端，但它还是成了人们日常生活中必不可少的交通工具。英国一位著名的政治家针对关于工业机器人的这一问题说过这样一段话：“日本机器人的数量居世界首位，而失业人口最少，英国机器人数量在发达国家中最少，而失业人口居高不下”，这也从另一个侧面说明了机器人是不会抢人饭碗的。美国是机器人的发源地，机器人的拥有量远远少于日本，其中部分原因就是因为美国有些工人不欢迎机器人，从而抑制了机器人的发展。日本之所以能迅速成为机器人大国，原因是多方面的，但其中很重要的一条就是当时日本劳动力
焊接机器人的行业中广泛应用
焊接机器人的行业中广泛应用 焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，它主要包括机器人和焊接设备两部分。其中，机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成；而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人，还应配有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。 1、点焊机器人的特点 由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以点焊机器人的变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流，而对于容量较大的变压器，工业上已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600～700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600～700Hz交流电焊接，也可以再进行二次整流，用直流电焊接，焊接参数由定时器调节。目前，新型定时器已经微机化，因此机器人控制柜可以直接控制定时器，无需另配接口。点焊机器人的焊钳，用电伺服点焊钳，焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动，码盘反馈，使焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置，而且电极间的压紧力也可以无级调节。 电伺服点焊钳具有如下优点： （1）每个焊点的焊接周期可大幅度降低，因为焊钳的张开程度是由机器人精确控制的，机器人在点与点之间的移动过程，焊钳就可以开始闭合；而焊完一点后，焊钳一边张开，机器人就可以一边位移，不必等机器人到位后，焊钳才闭合或焊钳完全张开后机器人再移动。 （2）焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整，只要不发生碰撞或干涉，可尽可能减少张开度，以节省焊钳开度，节省焊钳开合所占的时间。 （3）焊钳闭合加压时，不仅压力大小可以调节，而且在闭合时两电极是轻轻闭合，可减少撞击变形和噪声。 2、弧焊机器人的特点 弧焊机器人多采用气体保护焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制，而焊接电源多为模拟控制，所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。 近年来，国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备，在这些焊接设备内已经插入相应的接口板，所以弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。应该指出的是，在弧焊
机器人发展历史及未来发展趋势
机器人的发展历史及未来发展趋势 【摘要】随着科技的发展，机器人在越来越多的领域发挥着越来越重要的作用。机器人也已不是仅仅在科幻小说和科幻电影里出现，在很多领域里我们都可以看到机器人 的身影。我们相信，随着科学技术的不断发展，在不远的将来，机器人会变得更加普遍。同时，它们所具有的功能也会越来越多。 接下来，本文将具体介绍机器人的发展历史，同时也会根据科技的最新发展分析 机器人未来的发展趋势。 【关键词】机器人发展历史发展趋势 一、机器人的定义 机器人是在怎样的情况下产生的？ 机器人形象和机器人一词，最早出现在科幻和文学作品中。1920年，一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本，剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司 把机器人作为人类生产的工业品推向市场，让它充当劳动力代替人类劳动的故事。作 者根据小说中Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik(波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。 那机器人的定义到底是什么呢？ 在科技界，科学家会给每一个科技术语一个明确的定义，机器人问世已有几十年，但对机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有一个统一的意见。原因之一是机器 人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人 的概念，成为一个难以回答的哲学问题。就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样，人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的 想像和创造空间。 在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，人们提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发，森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象；另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人： 1．具有脑、手、脚等三要素的个体； 2．具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器；
焊接机器人的应用
焊接机器人的应用 焊接机器人技术的发展 我国开发工业机器人晚于美国和日本，起于20世纪70年代，早期是大学和科研院所的自发性的研究。到80年代中期，全国没有一台工业机器人问世。而在国外，工业机器人已经是个非常成熟的工业产品，在汽车行业得到了广泛的应用。鉴于当时的国内外形势，国家“七五”攻关计划将工业机器人的开发列入了计划，对工业机器人进行了攻关，特别是把应用作为考核的重要内容，这样就把机器人技术和用户紧密结合起来，使中国机器人在起步阶段就瞄准了实用化的方向。与此同时于1986年将发展机器人列入国家"863"高科技计划。在国家"863"计划实施五周年之际，邓小平同志提出了"发展高科技，实现产业化"的目标。在国内市场发展的推动下，以及对机器人技术研究的技术储备的基础上，863主题专家组及时对主攻方向进行了调整和延伸，将工业机器人及应用工程作为研究开发重点之一，提出了以应用带动关键技术和基础研究的发展方针，以后又列入国家"八五"和"九五"中。经过十几年的持续努力，在国家的组织和支持下，我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展，并已进入使用化阶段，形成了点焊、弧焊机器人系列产品，能够实现小批量生产。 焊接机器人的应用状况 我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早用户。早在70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。一汽是我国最早引进焊接机器人的企业，1984年起先后从KUKA公司引进了3台点焊机器人，用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。1986年成功将焊接机器人应用于前围总成的焊接，并于1988年开发了机器人车身总焊线。80年代末和90年代初，德国大众公司分别与上海和一汽成立合资汽车厂生产轿车，虽然是国外的二手设备，但其焊接自
机器人发展现状及趋势分析
机器人发展现状及趋势分析 一、机器人创新发展概述 机器人是集机械、电子、控制、传感、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备。自1956年机器人产业诞生后，经过近60年发展，机器人已经被广泛应用在装备制造、新材料、生物医药、智慧新能源等高新产业。机器人与人工智能技术、先进制造技术和移动互联网技术的融合发展，推动了人类社会生活方式的变革。 当前，我国机器人市场进入高速增长期，工业机器人连续五年成为全球第一大应用市场，服务机器人需求潜力巨大，核心零部件国产化进程不断加快，创新型企业大量涌现，部分技术已可形成规模化产品，并在某些领域具有明显优势。下面一起随着云里物里科技来看下。 （一）机器人创新发展进程 图1机器人创新发展进程 第一阶段，发展萌芽期。1954年，第一台可编程的机器人在美国诞生。1958年，美国发明家恩格尔伯格建立了Unimation公司，并于1959年研制出了世界上第一台工业机器人。这一阶段，随着机构理论和伺服理论的发展，机器人进入了实用阶段。 第二阶段，产业孕育期。1962年，美国AMF公司生产出第一台圆柱坐标型机器人。1969年，日本研发出第一台以双臂走路的机器人。同时日本、德国等国家面临劳动力短缺等问题，因而投入巨资研发机器人，技术迅速发展，成为机器人强国。这一阶段，随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展，机器人也得到了迅速的发展。这一时期的机器人属于“示教再现”（Teach-in/Playback）型机器人，只具有记忆、存储能力，按相应程序重复作业，对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。
第三阶段，快速发展期。1984年，美国推出医疗服务机器人Help Mate，可在医院里为病人送饭、送药、送邮件。1999年，日本索尼公司推出大型机器人爱宝（AIBO）。这一阶段，随着传感技术，包括视觉传感器、非视觉传感器（力觉、触觉、接近觉等）以及信息处理技术的发展，出现了有感觉的机器人。焊接、喷涂、搬运等机器人被广泛应用于工业行业。2002年，丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人，是目前世界上销量最大的家用机器人。2006年起，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显。近五年来，全球工业机器人销量年均增速超过17%，与此同时，服务机器人发展迅速，应用范围日趋广泛，以手术机器人为代表的医疗康复机器人形成了较大产业规模，空间机器人、仿生机器人和反恐防暴机器人等特种作业机器人实现了应用。 第四阶段，智能应用期。这一阶段，随着感知、计算、控制等技术的迭代升级和图像识别、自然语音处理、深度认知学习等人工智能技术在机器人领域的深入应用，机器人领域的服务化趋势日益明显，逐渐渗透到社会生产生活的每一个角落。 （二）机器人产业规模加速增长 根据IDC预测，在全球机器人区域分布中，亚太市场处于绝对领先地位，预计其2020年支出将达1330亿美元，全球占比达71%；欧洲、中东和非洲为第二大区域；美洲是第三大市场。 图22020年全球机器人市场占比 近年来，中国各地发展机器人积极性较高，行业应用得到快速推广，市场规模增速明显。2017年，我国机器人市场规模达到62.8亿美元，2020年，预计超过100亿美元。
机器人课程介绍讲课教案
机器人课程介绍
第1课机器人简介 目的意义概述：本课以科普的形式介绍机器人的发展及应用，并在此基础上初步给出机器人的定义；机器人的分类和机器人的基本组成；最后向学生介绍了款教学机器人。 1．1什么是机器人？ 本节以科普的形式机器人的诞生及其广泛应用，并简单地给出了“机器人的定义”。教学中让学生在自学的基础上，通过上网了解更多的机器人诞生的背景，目前的应用范围以及科学家目前的努力方向。关于机器人的定义目前国际上还没有准确的定义，因此让学生理解什么是机器人，机器人与普通机器人的主要区别是什么就可以了。 1．2 机器人的分类 与计算机的分类一样，机器人按照不同的分类方式有着多种不同类别的机器人，教材中介绍了多种分类机器人。同样建议在教学中采用自学和上网探究的学习方式，主要是了解各种不同类型的机器人的应用情况，以及在我国现阶段机器人工业机器人、服务机器人以及仿人型机器人主要有哪些方面的应用。 1．3常见教学机器人简介 教材在介绍各种教学机器人的基础上，主要介绍了乐高机器人和纳英特机器人的特点。有条件的情况下，一定要向学生展示和演示教学机器人完成任务的过程，以提高学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。 1．4机器人的基本组成
本节教学中应让学生明白，机器人系统与计算机系统一样，包括硬件和软件两部份。机器人硬件包括思维器官、动作器官和感应器官，而软件系统包括操作系统和高级计算机语言编程系统。 同时应让学生明白机器人学习中，主要是学习科学家是如何分析问题，并针对问题设计和搭建机器人来解决问题的。重点应落实到分析问题和解决问题的方法上。上学生树立信心：随着机器人的技术的不断提高，设计和制作自己的机器人是完全可行的。 第2课机器人的编程系统 目的意义概述：本课通过实际操作纳英特机器人和乐高机器人了解和学习机器人的编程系统。教学时可根据学校的实际，选用一种类型的教学机器人实施教学，教师应尽可能的创造条件让学生有机会亲自操作，至少应能给同学演示。本课的重点是机器人与机器人的连接方法、为机器人下载操作系统。学生的兴奋点在如何让“机器人前进”的任务上。 概述：首先让同学明确，机器人的微处理器实际是一台微型计算机，它只懂得机器语言，不同类型的机器人一般都有自己专门的操作系统。另外，由于机器人的微处理器体积小，功能简单，一般不提供直接编程。因为大多数情况下人们都需要在计算机上为机器人编写程序，再通用下载线将程序下载到机器人内存中，以便控制机器人的行为。 2．1纳英特机器人编程系统 本节重点介绍纳英特机器人编程环境，纳英特机器人与计算机的连接方式以及如何为纳英特机器人下载操作系统和程序，最后通过一个简单的实例——让机
国内外机器人发展现状及发展动向
一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展：增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起，全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达万台。2012年全球工业机器人销量为万台，略有回落，主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑，但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升，特别是中国制造业升级，我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台，年复合增长率%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元，本体加集成市场容量按本体大约三倍算，估计1600亿元。 估计2013年至2017年，包含本体和集成在内的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据，2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元，公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面，市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%，公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年，全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人，服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局：日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达%，销量达%。 截至2012年底，全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年，最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看，亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动，因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看，日本是唯一的工业机器人净出口国，拥有全球最大的机器人产能，占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区，占比约34%，而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在
国产焊接机器人的应用与案例
一、前景: 1.1 低成本竞争的加剧，环境法规的日趋严格，以及从业人员生产技能的降低，致使制造商承受着越来越大的压力。此外，制造商还面临提高生产力、产品质量及安全水平的挑战。在这种形式下，采取可持续的制造解决方案是一条成本效益显著的途径，可实现经济效益、环境效益乃至工厂总体绩效的全面改善。由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在眉睫。单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。其中工业机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在制造行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的焊接、搬运、装卸，尤其是在工作环境高温辐射恶劣焊接使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把焊机设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。 1.2焊接机械手应用及发展现状和趋势 目前，我国大多数工厂的生产线上工件的焊接成型仍由人工完成，其劳动强度大、生产效率低，而且具有一定的危
险性，已经满足不了生产自动化的发展趋势。为了提高工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代机械行业自动化生产的要求,针对具体生产工艺,结合加工工件的实际结构，利用机械手技术，设计用一台焊接机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。本机械手主要与焊接辅机组合最终形成焊接生产工作站，实现加工过程的自动化和无人化。目前，国内外各种机械手和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下： a．机械结构向模块化、可重构化发展。 b．工业机械手控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化、智能化；器件集成度提高，结构小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性，而且维修方便。 c．支持各种焊接工艺（氩弧焊接,CO2焊接等）。 1.支持示教编辑，编程更方便。 2.XYZU动作及其各气动部件逻辑关系清晰明了，轴及IO 可独立或并联控制（支持直线、圆弧插补功能）。 3：完善的工艺设置参数及指令集，系统运行更平滑顺畅。本系统支持直线,圆弧,螺旋, 三轴空间圆弧插补,四轴空间圆弧插补，支持三轴圆弧跟随U轴，摆焊。2路0-10V电压信号输出。8路0-10v电压输入。跟多电压输出要求.可以扩展。 4：控制系统经过严格多项可靠性测试，如EFT（电快速瞬变/脉冲群）、EMC（电磁兼容性）、ESD（静电放电测试）、高低
国内外工业机器人发展现状
国内外工业机器人发展现状 近年，随着劳动力成本不断上涨，工业领域“机器换人”现象普遍工业机器人市场与产业也因此逐渐发展起来，高成本劳动力施压下，利用工业机器人转型智能制造成为发展趋势。同时，对于打造中国制造新优势，推动工业转型升级，加快制造强国建设，改善人民生活水平具有重要意义。 一、中国工业机器人的发展 目前，机器人产业正在全球范围内加速发展，2017年的全球工业机器人销量仍然以两位数大幅增长，销量全年或将达到28.5万台。2015年全球工业机器人销量同比增长12％，而全球正在使用的工业机器人已超过150万台。到2018年，其使用量将突破230万台，其中，140万台在亚洲，占比超过一半。 自2013年以来，中国已成为全球最大的机器人消费国。2014年消费5.6万台机器人，同比增长超55％，占全球总消费量的1／4，相较于2006年的5800台，猛增近10倍。2016年全年产量达7.2万台累计增长34.3％。中国的制造业正面临着向高端转变的挑战，工业机器人的发展成为其中非常关键的一个环节。在政策上，2016年推出了多个利好行业发展的新政法规，将工业机器人作为一大重要发展方向。 2017年中国工业机器人市场发展前景在政策等多方面的推动下，
预计到年末，中国机器人保有量将有超过40万台。未来将有越来越多的中国机器人供应商进入市场。外资和中国本土机器人供应商之间竞争将会越来越激烈。未来中国市场各种机器人的增长潜力巨大。另外，随着我国工业转型升级、劳动力成本不断攀升及机器人生产成本下降，未来“十三五”期间，机器人是重点发展对象之一，国内机器人产业正面临加速增长拐点。相对于服务机器人和商用机器人在国内市场还处于探索期，工业机器人有了一定的发展基础，目前正进入全面普及的阶段。预计到2021年末，我国工业机器人产量将达到11.15万台；销售量将达到23.04万台以及保有量将达到136.04万台。工业机器人未来在中国的发展潜力将是相当可观。 二、国内外工业机器人发展情况对比 在2008 年全球金融危机之后，工业机器人作为高端装备制造业的代表，再次受到了各国普遍重视。各国为提振本国制造业的竞争力，纷纷推出了机器人产业发展战略，加速布局及推动本国工业机器人产业发展。接下来从多个角度对美国、日本、德国、韩国、中国等5 个国家的工业机器人发展战略进行对比分析，梳理五国工业机器人产业发展战略的思路。 （1）五国机器人发展情况介绍 美国是工业机器人的诞生地，机器人研发历史最长，市场竞争充分，拥有许多创新能力强的机器人公司。美国《机器人商业评论》公布的2016 年度全球最具影响力50家机器人公司名单中，美国公司有
机器人概论1
1.下列哪个机器人不是工业机器人？（6.0分）A. 焊 接 机 器 人 B. 娱 乐 机 器 人 C. 码 垛 机 器 人 D. 真 空 机 器 人 我的答案：B √答对 2.下列哪个机器人是服务机器人？（6.0分）A. 激 光 加 工 机 器 人 B. 喷 涂 机 器 人 C.
配 机 器 人 D. 厨 师 机 器 人 我的答案：D √答对 3.机器人技术是什么年代问世的？（6.0分） A.20世纪 40年代 B.20世纪 50年代 C.20世纪 60年代 D.20世纪 70年代 我的答案：B ×答错 4.圆柱坐标型机器人的臀部不可以作哪些动作？（6.0分）A. 升 降 B. 回 转 C. 伸 缩 D. 俯 仰 我的答案：D √答对 5.以下哪个不是卡佩克提出的机器人的问题？（ 6.0分）A. 破 坏 力 B.
全 C. 感 知 D. 自 我 繁 殖 我的答案：D ×答错 1.科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”，分别是（8.0分）） A.机 器人 不应 伤害 人类 B.机 器人 要保 护同 类 C.机 器人 应遵 守人 类的 命 令， 与第 一条 违背 的命 令除 外 D.机 器人 应能 保护 自 己， 与第
相抵 触者 除外 我的答案：ACD √答对 2.按程序输入方式分类，机器人可以分类为两类，分别为（8.0分））A. 工 业 机 器 人 B. 编 程 输 入 型 机 器 人 C. 示 教 输 入 型 机 器 人 D. 特 种 机 器 人 我的答案：BC √答对 3.加藤一郎提出的机器人应具有的三个条件为（8.0分）） A.具 有 脑、 手、
仿生机器人的应用及发展
仿生机器人的应用及发展 1、仿生机器人发展概述 首先，模仿某些昆虫而制造出来的机器人并非简单。比如，国外有的科学家观察发现，蚂蚁的大脑很小，视力极差，但它的导航能力高超：当蚂蚁发现食物源后回去召唤同伴时，是把这一食物的映像始终存储在它的大脑里，并利用大脑里的映像与眼前真实的景像相匹配的方法，循原路返回。科学家认为，模仿蚂蚁这一功能，可使机器人在陌生的环境中具有高超的探路能力。 其次，不论何时，对仿生机械（器）的研究，都是多方面的，也就是既要发展模仿人的机器人，又要发展模仿其他生物的机械（器）。机器人未问世之前，人们除研究制造自动偶人外，对机械动物非常感兴趣，如传说诸葛亮制造木牛流马，现代计算机先驱巴贝吉设计的鸡与羊玩具，法国著名工程师鲍堪松制造的凫水的铁鸭子等，都非常有名。 在机器人向智能机器人发展的时程中，就有人提出“反对机器人必须先会思考才能做事”的观点，并认为，用许多简单的机器人也可以完成复杂的任务。20世纪90年代初，美国麻省理工学院的教授布鲁克斯在学生的帮助下，制造出一批蚊型机器人，取名昆虫机器人，这些小东西的习惯和蟑螂十分相近。它们不会思考，只能按照人编制的程序动作。 几年前，科技工作者为圣地亚哥市动物园制造电子机器鸟，它能模仿母兀鹰，准时给小兀鹰喂食；日本和俄罗斯制造了一种电子机器蟹，能进行深海控测，采集岩样，捕捉海底生物，进行海下电焊等作业。美国研制出一条名叫查理的机器金枪鱼，长1.32米，由2843个零件组成。通过摆动躯体和尾巴，能像真的鱼一样游动，速度为7.2千米/小时。可以利用它在海下连续工作数个月，由它测绘海洋地图和检测水下污染，也可以用它来拍摄生物，因为它模仿金枪鱼惟妙惟肖。有的科学家正在设计金枪鱼潜艇，其实就是金枪鱼机器人，行驶速度可达20节，是名副其实的水下游动机器。它的灵活性远远高于现有的潜艇，几乎可以达到水下任何区域，由人遥控，它可轻而易举地进入海底深处的海沟和洞穴，悄悄地溜进敌方的港口，进行侦察而不被发觉。作为军用侦察和科学探索工具，其发展和应用的前景十分广阔。 同样，研究制造昆虫机器人，其前景也是非常美好的。例如，有人研制一种有弹性腿的机器昆虫，大小只有一张信用卡的1/3左右，可以像蟋蟀一样轻松地跳过障碍，一小时几乎可前进37米。这种机器昆虫最特殊的地方是突破了“牵动关节必须加发动机”的观念。发明家用的新方法是：由铅、锆、钛等金属条构成一个双压电晶片调节器。当充电时，调节器弯曲，充完电了它又弹回原状，反复充电，它就成了振动条。在振动条上装有昆虫肢体，振动条振动就成了机器昆虫
机器人研究现状及发展趋势剖析
学校代码： 10904 学年论文 机器人研究现状及发展趋势 姓 名： 学 号：
指导教 师： 院系（部所）：机电工程学院 机械设计制造及其自动化专 业： 完成日 2015年9月2日期：
机器人研究现状及发展趋势 摘要 随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展状况并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人; 发展历程; 现状; 发展趋势 1．机器人的发展历程 自1954 年美国戴沃尔最早提出了机器人的概念以来，机器人就得以不断地发展。概括起来，机器人的发展历程为 3 代： 第 1 代：示教再现型机器人，但不具备反馈能力。如郭勇等人[1]研制的挖掘机手柄自动操作机构，该机构结构简单，能够实现动作示教再现。 第 2 代：有感觉的机器人，不仅具有内部传感器，而且具有外部传感器，能获得外部环境信息。如P.lLiljeb.ck 等人研制的蛇形机器人就装有内部测转速的传感器，以及外部测力的传感器，该机器人能够在不规则环境中具有一定的运动能力。 第 3 代：智能机器人。定义为“可自动控制的装置，能理解指示命令，感知环境，识别对象，规划自身操作程序来完成任务”。如John Vannoy 等人采用实时可适应性的运动规划（RAMP）算法的PUMA560 机械臂，它能在复杂动态环境中自动识别来自不同方向的移动或静止的障碍物，主动规划路径，进而完成预定任务。
2. 国外机器人的研究现状 2.1 仿生机器人与新型机构 对人的研究，国外侧重于对人行走时的步态分析，通过对人脚形状的分析，得出具有圆形截面的脚趾和脚后跟以及具有扁平截面的连接脚趾和脚后跟的中间部分具有最佳的动力学性能。对人形机器人步态规划问题，Xia Zeyang 等人提出了一种基于样品的决定性的脚步规划方法，该方法综合考虑了自身独特的运动能力和稳定性。对于在不同类型障碍的复杂环境中脚步规划，Yasar Ayaz 采用与人走近障碍物时绕过的方法，通过脚步实时的生成成功避开障碍物。此外，对于双足步行机器人的复杂地面运动的研究也有新的进展，研究出一种新型的双足机构，能实现不平区域稳定地行走，该足由4 个分别带光学传感器的鞋钉组成，总重 1.5 kg。对动物的研究则表现为对诸如蛇、鱼的结构以及运动性能的研究。仿蛇机器人不仅可以作为管道检测装置，也可以作为地震或矿难探索装置，更可以当作极地探测器来进行科研活动。Shigeo 和HiroyaYamada 就将仿蛇机器人的机械结构分为 5 种类型：活动的弯曲关节式；活动的弯曲和拉伸关节式；活动的弯曲关节和活动的车轮式；被动弯曲关节和活动车轮式；活动的弯曲关节和履带式。Aksel Andreas Transeth 等采用摩擦力模型方法建立了一蛇形机器人模型，该机器人能与包括地面的障碍物以外的物体接触，对地震或矿区救援很有帮助。Kristin Y.Pettersen 等人对蛇形机器人在存在障碍物环境中运动进行了复合建模，仿真结构证明该模型能实现不规则环境中的一般运动。但蛇形机器人目前要真正达到在复杂环境中畅通无阻地运动，还有待进一步研究。对海洋的开发，相对于其它的水下自动化装置，仿生鱼具有更好的推进力和流体适应性。其研究主要体现在结构和运动特性上。JunGao 和K.H.Low 等人对胸鳍驱动和尾鳍驱动鱼形机器人进行了分析，讨论了鱼结构和运动各参数的关系。Yu Zhong 等人对由阀体与尾鳍构成的机器人鱼的运动性能进行了研究，采用量纲分析方法，建立了一种能预测运动的机器鱼模型。Giuseppe Tortora 等人设计了类水母微型机器人，它由磁体驱动自身的运动,具有较好的运动性能。但机器鱼在结构仿生度、性能如直线游泳与拐弯半径等方面还有待进一步的研究。此外，Kazuya Kobayashi 等人对用于抓掐、旋转细小物体的手指尖进行了设计和分析，并进行了抓取USB 插头的实验，验证了该设计的可行性，但其抓取策略还有待进一步的优化。Jian S.Dai 等人第一次提出了可变构手掌，并设计了多指可变构手Metahand,该手可折叠也可展开，具有相当高的灵活性。
机器人学概论论文
机器人概论 内容提要：在当今社会中，机器人越来越受到人们的广泛关注。此文从机器人的发展史说起，着重于机器人的分类与应用和关键技术。 关键词：发展史分类与应用关键技术 班级： 姓名：唱双截棍的他 学号：
正文： 一、机器人的发展史 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。 早在三千多年前的西周时代，我国就出现了能歌善舞的木偶，称为“倡者”，这可能是世界上最早的“机器人”。 在近代，随着第一次、第二次工业革命，各种机械装置的发明与应用，世界各地出现了许多“机器人”玩具和工艺品。这些装置大多由时钟机构驱动，用凸轮和杠杆传递运动。 1920年，捷克作家K.凯比克在一科幻剧本中首次提出了ROBOT（汉语前译为“劳伯”）这个名词。现在已被人们作为机器人的专用名词。 1950年美国作家I.阿西莫夫提出了机器人学（Robotics）这一概念，并提出了所谓的“机器人三原则”，即：1.机器人不可伤人； 2.机器人必须服从人给与，但不和（1）矛盾的指令； 3.在与（1）、（2）原则不相矛盾的前提下，机器人可维护自身不受伤害。 1954年美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。 本世纪50、60年代，随着机构理论和伺服理论的发展，机器人进入了使用化阶段。1954年美国的G.C.Devol发表了“通用机器人”专利；1960年美国AMF公司生产了柱坐标型Versatran机器人，可作点位和轨迹控制，这是世界上第一种用于工业生产上的机器人。 1962年-1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括1961年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在1964年，帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。 1968年美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木，不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。 1969年日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为“仿人机器人之父”。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长，后来更进一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。 1973年世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。 70年代，随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展，机器人得到了迅速发展。1974年CincinnatiMilacron公司开发成功多关节机器人；1979年，Unimation公司又推出了PUMA机器人，它是一种多关节、全电动驱动、多CPU二级控制；采用VAL专用语言；可配视觉、触觉、力觉传感器，在当时是一种技术先进的工业机器人。现在的工业机器人结构大体上是以此为基础的。这一时期的机器人属于“示教再现”（Teach-in/Playback）型机器人。只具有记忆、存储能力，按相应程序重复作业，但对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。这种机器人被称作第一代机器人。 进入80年代，随着传感技术，包括视觉传感器、非视觉传感器（力觉、触觉、接近觉等）以及信息处理技术的发展，出现了第二代机器人—有感觉的机器人。它能够获得作
工业机器人常见五大应用领域及关键技术【最新整理】
工业机器人常见五大应用领域及关键技术 去年全球工业机器人销量达到24万台，同比增长8%。其中，我国工业机器人市场销量超过6.6万台，继续保持全球第一大工业机器人市场的地位。但是，按机器人密度来看，即每万名员工对应的机器人保有量，我国不足30台，远低于全球约为50多台的平均水平。 前瞻产业研究院《2016-2021年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示：2015年我国工业机器人产量为32996台，同比增长21.7%。2016年机器人产业将继续保持快速增长，今年一季度我国工业机器人产量为11497台，同比增长19.9%。此外，数据显示，2015年我国自主品牌工业机器人生产销售达22257台，同比增长31.3%。国产自主品牌得到了一定程度的发展，但与发达国家相比，仍有一定差距。 2016年未来全球工业机器人市场趋势包括：大国政策主导，促使工业与服务机器人市场增长；汽车工业仍为工业机器人主要用户；双臂协力型机器人为工业机器人市场新亮点。 一、什么是工业机器人 工业机器人是一种通过重复编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统，它结合制造主机或生产线，可以组成单机或多机自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。 当前，工业机器人技术和产业迅速发展，在生产中应用日益广泛，已成为现代制造生产中重要的高度自动化装备。
二、工业机器人的特点 自20世纪60年代初第一代机器人在美国问世以来，工业机器人的研制和应用有了飞速的发展，但工业机器人最显著的特点归纳有以下几个。 1.可编程。生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统（ＦＭＳ）中的一个重要组成部分。 2.拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。 3.通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。 4.机电一体化。工业机器人技术涉及的学科相当广泛，但是归纳起来是机械学和微电子学的结合——机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都和微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展和水平。 三、工业机器人常见的五大应用领域 1.机械加工应用（2%） 机械加工行业机器人应用量并不高，只占了2%，原因大概也是因为市面上有许多