工业机器人上下料机械系统设计文献综述
2020-04-10 16:28:10
日本工业机器人协会是这样定义工业机器人:一种装备记忆装置和末端执行装置的,能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。
一、 工业机器人的发展过程
机器人一词最早于1920年由捷克作家卡雷尔#183;查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中提出。而工业机器人这一概念则在1954年由美国人戴沃尔提出,并由戴沃尔申请了专利,该专利的特点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人惊醒动作示教,机器人能完全实现动作的记录和再现,现有的机器人都差不多是采用这种控制方式。世界上第一台工业机器人于1959年在美国UNIMATION公司诞生,这一事件开创了机器人发展的新纪元。与此同时,UNIMATION公司开发的VAL语言也成为了机器人领域最早的变成语言在世界范围内传播,也是各个机器人品牌的最基本的范本,其机械结构也成为了行业的模板。
工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适用于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人的应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志,机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和及其特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有及其课长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说塔也是及其的进化工程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
二、 工业机器人的应用
目前,工业机器人的应用领域主要在以下几个方面:
1.自动化工业领域
早期工业机器人在生产上主要用于:机床上下料、点焊和喷漆。随着柔性自动化的出现,机器人扮演了更重要的角色,如下。(1) 焊接机器人。焊接工艺是工业机器人应用的重要领域,它使人从灼热的、不舒服的、有时是危险的工作环境中解脱出来。在焊接工艺中,机器人主要用于点焊和弧焊作业。点焊机器人能保证复杂空间结构件上焊接点位置和数量的正确性,而人工作业往往在诸多的焊点中会遗漏。(2)材料搬运机器人。材料搬运机器人可用来上下料、码垛、卸货以及抓取零件重新定向等作业。一个简单抓放作业机器人只需要较少的自由度;一个给零件定向作业的机器人要求具有更多的自由度,增加其灵巧性。(3)检测机器人。零件制造过程中的检测以及成品检测都是保证产品质量的关键问题。它主要有两个工作内容:确认零件尺寸是否在允许的公差馁;零件质量控制上的分类。(4)装配机器人。装配是一个比较复杂的作业过程,不仅要检测装备作业过程中的误差,还要使徒纠正这种误差。因此,装配机器人应用了许多传感器,如接触传感器、视觉传感器、接近觉传感器、听觉传感器等。听觉传感器用来判断压入件或划入件是否到位。(5)喷漆和喷涂。喷漆作业机器人的应用范围越来越广泛,除了在汽车、家用电器和仪表壳体的喷涂作业中大量采用机器人工作外,还在涂胶、铸型涂料、耐火饰面材料、陶瓷制品釉料、粉状涂料等作业中展开应用,并在高层建筑墙壁的喷涂、船舶保护层的涂覆和焦炼内水泥喷射等作业开展了应用研究工作。2.恶劣工作环境,危险工作场合
这个领域的作业是一种有害于健康,并危及生命或不安全因素很大而不宜于人去干的作业,用工业机器人去干最适宜。比如核电站蒸汽发生器检测机器人,可在有核污染并危及生命的环境下替人进行作业。