机器人发展说明

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第一篇:机器人发展说明

机器人王国日本图片说明

1、有机器人情结的日本人一直在思索着如何更好地利用机器人帮助自己。在政府的支持下,日本研发制造了越来越人性化、智能化的仿人机器人。这些像人一样的服务、娱乐型机器人逐渐成为日本人生活的一部分。编辑/蔡捷文 2、1942年,美国科幻作家阿西莫夫提出“机器人三定律”之后,引发了人类对机器人的畅想。20世纪60年代,人们试着在机器人上安装各种传感器,机器人开始由工业机器人向仿人机器人发展。图为当地时间1964年2月29日,日本东京,一家玩具开发公司设计了一个五英尺高的机器人“五郎”,推着童车步行是他唯一的一个技能。在收音机辅助下,五郎也变得能够讲话。AP Photo

3、模仿人的形态和行为而设计制造的机器人即仿人机器人,一般分别或同时具有仿人的四肢和头部。图为当地时间1966年8月23日,日本东京,一支由九个机器人打造的乐队在百货公司进行表演,吸引了学校里放暑假的孩子前来观看。AP Photo/Mitsunori Chigita 4、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仿人机器人。加藤一郎也被誉为“仿人机器人之父”。以加藤一郎先生为首,日本正式开始了仿人机器人的研究。图为当地时间1966年12月13日,日本东京,一个有着奇怪形状的机器人在百货公司里扭动跳舞,唱歌说话吸引圣诞节前来扫货的顾客。Gamma-Keystone/Getty Images5、日本有关机器人题材的漫画打造了诸如阿童木、机器猫等善良正义的机器人形象,也影响了一代又一代的日本人,成为日本机器人发展的文化动力。图为当地时间1981年9月15日,日本东京,一名儿童在百货商场围观一个贩卖纪念品的机器人。这些机器人和工业机器人不同,有着或多或少人类的模样,被称为“仿人机器人”。AP Photo/Sadayuki Mikami6、有机器人情结的日本人一直在思索着如何开发利用机器人。和中国民间高手DIY机器人不同,日本的机器人从研发到制造形成了专业化产业链。当地时间1982年9月18日,日本筑波,英国首相撒切尔夫人微笑地和一个机器人握手。政府在东京东北部投建了科学城。AP Photo/S.Mikam7、计算机技术推动了仿人机器人的研究。当地时间1982年6月25日,日本筑波科学城,一名工程师在机械工程实验室内演示了一只机械手,可以拿起球、螺栓和握住铅笔。AP Photo/Y.J.Ishizaki8、当地时间1997年11月1日,日本东京,早稻田大学的实验,人形机器人“Hadaly 2”跟着一只10岁母猴所照的光移动。“Hadaly 2”是一只具有人类视觉识别功能的机器人,通过电脑传导,他能够自主辨别光线。该团队30年来一直致力于仿人机器人的研究,举办了世界上第一次关于机器人和猴子的实验。AP Photo/Katsumi Kasahara9、当地时间2009年3月31日,日本东京,本田汽车公司的一名员工戴上头盔进行实验,本田已经开发出一种技术来读取人类思考四个简单动作——移动右手、左手活动、小跑和吃时,头皮层的电流变化和脑血流量数据。本田成功地分析了人类的这种思维模式,然后将此当作它的人形机器人“阿西莫”的无线指令。AP Photo/Koji Sasahara10、日本机器人的发展离不开日本政府的支持。安倍晋三曾在2014年夏天接受采访时称,“要让机器人成为经济增长战略的重要支柱……我们计划成立专门的委员会,将机器人革命变成现实。”图为当地时间2008年4月21日,德国汉诺威,安倍晋三和默克尔在德国汉诺威工业博览会上观看一个仿人机器人HRP-2。此次工业博览会共有60个国家的参展商,合作方是日本。AP Photo/Joerg Sarbach11、日本政府希望更多的机器人进入老年护理服务业。据VICE杂志2015年报道,过去几年,日本政府投入超1亿美元研究新型老年服务机器人。政府官员相信,如果由机器人来照顾老年人,他们能在十年内节省210亿美元。图为当地时间2015年2月23日,日本名古屋,日本理化学研究所和住友公司的科学家研发出一款新的实验护理机器人“ROBEAR”,可以将病人从床上搬到轮椅上,或帮助病人站起来。AFP PHOTO / JIJI PRESS12、当地时间2015年1月26日,日本“婴儿机器人”Smiby的生产厂。Smiby,是由日本中京大学的机器人系和Togo Seisakusyo Corporation共同开发,面向老年人,已于1月21日上市。它类似一个人类婴儿,需要人去照顾它。如果长时间没有人理睬它,它会开始啼哭。它内置的感应器能够识别主人的动作。当它感觉高兴的时候,它会像个真的婴儿一样笑起来,并且脸上的LED灯发出粉色的光;而当它不高兴的时候,脸上的LED则会发出蓝色光,代表眼泪。CFP

13、由于日本生育率低,加上日本人的寿命越来越长,人口老龄化的问题日趋严重,医护型的仿人机器人可以缓解医护人员不足的问题。慰藉孤独老人、减轻老年痴呆症患者焦虑感的“海豹机器人”等安慰型机器人由此诞生。图为当地时间2011年7月28日,日本福岛,84岁的Satsuko Yatsuzaka拥有一只治疗机器人“Paro”。这款海豹型机器人“Paro”安慰了日本地震和海啸的老年幸存者。REUTERS/Kim14、当地时间2010年1月6日,日本京都,由日本机器人研究机构ATR开发的机器人“Robovie-II”在杂货店进行一个辅助购物的实验,基于无处不在的网络技术平台利用机器人。机器人在商店门口迎接购物者,之后跟随他道货架上拿篮子并提醒顾客购物清单。实验的目的是收集数据,以便日后使用机器人技术和网络技术为老年人提供生活支援。REUTERS/Yuriko Nakao15、巨大的老年护理市场需求促使企业竞相研发小型家用机器人。图为当地时间2007年11月28日,日本,仿人机器人Twendy-One从烤吐司机拿起面包,为早稻田大学学生藤井裕久准备早餐。这款高1.5米、111公斤、电池供电型的机器人由早稻田大学的机械工程系Shigeki Sugano教授研发。AP Photo/Koji Sasahara

16、日本很注重对外交流,通过举办国际机器人展展示最新的机器人技术与产品,向外开拓机器人产业市场,并提供商业洽谈与技术交流平台。这也使得他们一直走在机器人研发的前沿。图为当地时间2000年9月2日,日本东京,远航公司的工作人员访问日本,一个仿人机器人在展示它的功能。Thierry Esch/Paris Match via Getty Images17、日本的仿人机器人逐渐逐渐渗透到各行各业,成为一种相对平常的设备。图为当地时间2007年6月25日,日本会津若松,护士、医生,和一名“接待员机器人”在医院走廊行走。这家医院购买了三个“接待员机器人”,它们在等候室向病人慰问,对病人进行简单的测试,引导人们乘坐电梯以及提供娱乐表演。AP Photo/David Guttenfelder18、当地时间2012年8月1日,日本东京,东京塔开发出新的导游机器人名字叫“Tawabo”,是日本第一个室内导游机器人。它可以说日语,英语,汉语和韩语。身高160cm体重200kg。CFP

19、各种各样职能的机器人也随之出现。图为当地时间2010年5月16日,东京日比谷公园,一对日本新人在机器人牧师i-Fairy的见证下举行结婚典礼。REUTERS/Yuriko Nakao

20、当地时间2011年8月16日,日本东京,猫头机器人 “Mecha-Najavu” 在经营刨冰。这只机器人由日本安川电机生产,用以吸引日常游客。AFP PHOTO / Yoshikazu TSUNO

21、松下、丰田、本田……日本的大企业相继涉足看似和主营业务无关的仿人机器人开发。图为当地时间2007年12月11日,日本东京,日本汽车巨头本田的仿人机器人Asimo在为其员工服务。AFP PHOTO/JIJI PRESS

22、当地时间2006年3月6日,日本浦安,酒店大堂前,日本电子产品制造商日立公司的轮子机器人 EMIEW为顾客提行李,展示它作为一名酒店员工的工作技能。EMIEW 机器人可以避开障碍物、回应简单的语音要求和报读天气预告、表演和迎接客人。AP Photo/Katsumi Kasahara

23、日本仿人机器人一直充当着外交使者,向其他国家展示日本机器人的研发水平。图为当地时间2014年4月24日,日本东京,正在日本访问的奥巴马参观“新兴科学和创新国家博物馆(Miraikan)”并与本田机器人“阿西莫”(ASIMO)打招呼。REUTERS/Larry Downing

24、救灾类的仿人机器人备受看好。大地震之后,日本专门研发了可以前往福岛核辐射地区清理核废料的机器人。图为当地时间2005年6月23日,日本东京,日本崇光证券推出新的警卫机器人“Guardrobo D1”,配备干粉灭火器,能够对建筑物进行巡查预防火灾。该机器人由玻璃钢体制造,身高一米,体重90公斤,将于明年投入使用。AFP PHOTO/Yoshikazu TSUNO

25、仿人机器人也用于太空领域。太空机器人KIROBO高约34公分,重量约1千克,外形设计灵感来源于日本著名漫画家手冢治虫笔下的经典动画人物“铁臂阿童木”。Kirobo具有面部识别功能,并可与人类对话,用于在太空中陪伴宇航员。图为当地时间2014年5月13日,日本,宇航员Koichi Wakata和“机器航天员”KIROBO在国际空间站交流。AP Photo/KIBO ROBOT PROJECT

26、娱乐型机器人也是日本人的专长。图为当地时间2006年6月17日,日本东京,仿人机器人 “Wabot”穿着传统服饰进行舞蹈表演,高35厘米、重1.3公斤。AFP PHOTO/Yoshikazu TSUNO

27、这些能歌善舞的小型机器人受到日本民众的喜爱。图为当地时间2011年1月30日,日本东京,孩子在看猫型机器人“索马里”跳舞。AFP PHOTO / TOSHIFUMI KITAMURA

28、当地时间2007年10月20日,日本东京,秋叶原电子区举办机器人运动赛,日本工学院的仿人机器人“Karfe Lady” 在和人玩“剪刀石头布”游戏。REUTERS/Toru Hanai

29、当地时间2015年1月20日,日本东京,100个洛比(Robi)仿人机器人参加《洛比》周刊新系列杂志促销活动,集体同步舞蹈。CFP 30、当地时间2013年11月2日,日本东京,一名机器人吉他手正在演奏一只高科技电吉他;这名机器人共有78根“手指”。当天举行的“设计师东京展”中,这套人力机器人外衣格外显眼,它由超轻铝制材料做成,将用于电影拍摄。在东京举办的艺术及科技展上,机器人摇滚新组合“Z-Machines”闪亮登场。其中“吉它手”有78根手指和12块拨片,每分钟能够拨动琴弦1184下。REUTERS/Toru Hanai31、随着计算机的发展,仿人机器人也逐渐走向智能,具备了图像处理、甚至与人交流等高端技能。图为当地时间2006年5月2日,日本东京,东京工业大学研发了绘画机器人“Dot-cyan”,可以识别物体并用水彩进行复制。AFP PHOTO/YOSHIKAZU TSUNO

32、当地时间2014年3月22日,日本东京,“第三届日本将棋电王战”第二轮比赛举行,由日本Denso制造商打造的依靠YaneuraOu软件运行的机器人手臂同日本将棋选手Shinya Sato对阵。在15日举行的第一轮比赛中,机器人成功战胜了棋手Tatsuya Sugai。AFP PHOTO / Yoshikazu TSUNO 33、2014年6月7日,日本软银公司和法国阿德巴兰机器人公司联合研发了仿人机器人“Pepper”,称之为全世界第一台可以感知人类情绪、与人类交谈的机器人。图为当地时间2015年2月22日,日本东京,仿人机器人“Pepper”和一名男子合影。“pepper”搭载有感情引擎和高水平的人工智能系统,不仅可以学习人类的生活习惯,还可以“偷来”其他机器人的学习成果,上传到云端的人工智能系统,加速自身能力的提高。“pepper”售价为198000日元。AFP PHOTO / Toru YAMANAKA

34、日本的仿人机器人走向高仿真,打造外形和人类一样的机器人。图为当地时间2013年11月19日,日本东京新闻发布会上,日本演员Ken Matsudaira穿着机器人套装和他的双胞胎安卓机器人合影。AFP PHOTO / YOSHIKAZU TSUNO

35、机器人研发者不断探索人类的情感系统和交流模式,试图复制一个“真人”。这些高仿真的机器人或许将充当人类的忠实伴侣,解决孤独的问题。图为当地时间2010年10月17日,日本东京,日本先进工业科学和技术(AIST)研发的1.58米高仿人机器人“HRP-4C” 在数字内容博览会上表演跳舞。这是一款娱乐型高仿真机器人。AFP PHOTO / Yoshikazu TSUNO 36、2014年5月5日,北京,2014全球移动互联网大会,日本大阪大学智能机器人研究所所长石黑浩(左)示了新款智能机器人,外形逼真,能够完成点头、眨眼等动作,并可以进行简单的交谈。人工智能主要在机器人、语言图像识别、自然语言识别、智能运算和控制系统等领域对类人类行为和思维的计算机系统展开研发。麦田/CFP

37、当地时间2014年10月22日,日本东京,《超能陆战队》新闻发布会上,导演和“大白”出场。这只超大号充气机器人在剧中是个医疗伴侣。而现实中,日本也不断在研发类似的医护型机器人,机器人总动员正在日本上演。AP Photo/Eugene Hoshiko

第二篇:机器人的发展

工业机器人的发展

一、机器人发展历程

1.国外机器人发展历史

美国是机器人的诞生地,早在1962年就研制出世界上第一台工业机器人,比起号称“机器人王国”的日本起步至少要早五六年。经过30多年的发展,美国现已成为世界上的机器人强国之一,基础雄厚,技术先进。

进入80年代之后,美国政府和企业界才对机器人真正重视起来,政策上也有所体现,一方面鼓励工业界发展和应用机器人,另一方面制订计划、提高投资,增加机器人的研究经费,使美国的机器人迅速发展。

80年代中后期,随着应用机器人的技术日臻成熟,第一代机器人的技术性能越来越满足不了实际需要,美国开始生产带有视觉、力觉的第二代机器人,并很快占领了美国60%的机器人市场。

美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进,适应性也很强。具体表现在:

(1)性能可靠,功能全面,精确度高;

(2)机器人语言研究发展较快,语言类型多、应用广,水平高居世界之首;

(3)智能技术发展快,其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用;

(4)高智能、高难度的军用机器人、太空机器人等发展迅速,主要用于扫雷、布雷、侦察、站岗及太空探测方面。

法国不仅在机器人拥有量上居于世界前列,而且在机器人应用水平和应用范围上处于世界先进水平。

法国机器人的发展比较顺利,主要原因是通过政府大力支持的研究计划,建立起一个完整的科学技术体系。即由政府组织一些机器人基础技术方面的研究项目,而由工业界支持开展应用和开发方面的工作,两者相辅相成,使机器人在法国企业界很快发展和普及.德国工业机器人的总数占世界第三位,仅次于日本和美国。这里所说的德国,主要指的是原联邦德国。它比英国和瑞典引进机器人大约晚了五六年。德国的社会环境是有利于机器人工业发展的。因为战争,导致劳动力短缺,以及国民技术水平高,都是实现使用机器人的有利条件。到了70年代中后期,政府采用行政手段为机器人的推广开辟道路;在“改善劳动条件计划”中规定,对于一些有危险、有毒、有害的工作岗位,必须以机器人来代替普通人的劳动。这个计划为机器人的应用开拓了广泛的市场,并推动了工业机器人技术的发展。

与此同时,德国看到了机器人等先进自动化技术对工业生产的作用,提出了1985年以后要向高级的、带感觉的智能型机器人转移的目标。经过近十年的努力,其智能机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位。

在前苏联(主要是在俄罗斯),从理论和实践上探讨机器人技术是从50年代

后半期开始的。到了50年代后期开始了机器人样机的研究工作。1968年成功地试制出一台深水作业机器人。1971年研制出工厂用的万能机器人。早在前苏联第九个五年计划(1970年一1975年)开始时,就把发展机器人列入国家科学技术发展纲领之中。到1975年,已研制出30个型号的120台机器人,经过20年的努力,前苏联的机器人在数量、质量水乎上均处于世界前列地位。

日本在60年代末正处于经济高度发展时期,年增长率达11%。并于1968年试制出第一台川崎的“尤尼曼特”机器人。

正是由于日本当时劳动力显著不足,机器人在企业里受到了“救世主”般的欢迎。这样的环境,使日本机器人产业迅速发展起来,经过短短的十几年,到80年代中期,已一跃而为“机器人王国”,其机器人的产量和安装的台数在国际上跃居首位。

2.中国机器人发展历史

我国工业机器人起步于70年代初,其发展过程大致可分为三个阶段:70年代的萌芽期;80年代的开发期;90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上;一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术;工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术;机器人软件的设计和编程技术;运动学和轨迹规划技术;弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。

我国已在“七五”计划中把机器人列人国家重点科研规划内容,拨巨款在沈阳建立了全国第一个机器人研究示范工程,全面展开了机器人基础理论与基础元器件研究。十几年来,相继研制出示教再现型的搬运、点焊、弧焊、喷漆、装配等门类齐全的工业机器人及水下作业、军用和特种机器人。目前,示教再现型机器人技术已基本成熟,并在工厂中推广应用。我国自行生产的机器人喷漆流水线在长春第一汽车厂及东风汽车厂投入运行。1986年3月开始的国家863高科技发展规划已列入研究、开发智能机器人的内容。

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造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。

二、机器人发展现状

据美国电气和电子工程师协会(IEEE)统计,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。

他们的算法基于制造工人与机器人的比例,即每万名工人拥有多少台制造机器人。其中日本的工业机器人密度达到了世界平均水平的10倍,也比排在第二位的新加坡多出了一倍。其中日本每万名工人拥有295台工业机器人,新加坡169台,韩国164台,德国163台。虽然排在前三位的国家都在亚洲,不过欧洲却是世界上工业机器人密度最大的地区。欧洲国家工业机器人密度为每万名工人50台,美洲为平均31台,亚洲平均27台。

我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下,也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人,6000米水下无缆机器人的成果居世界领先水平,还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种;在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作,有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步,与国外先进水平差距较大,需要在原有成绩的基础上,有重点地系统攻关,才能形成系统配套可供实用的技术和产品,以期在“十五”后期立于世界先进行列之中。

三、机器人发展未来前景

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。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明,工业机器人的普及是实现自动化生产,提高社会生产效率,推动企业和社会生产力发展的有效手段。

机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向,机器人技术就是其中之一。

1990年10月,国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会,并在这次大会上通过了一个文件,把工业机器人分为四类:⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统;⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业,如焊接。喷漆等;⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人;⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。

日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人,并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有:低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。

根据日本政府2007年指定的一份计划,日本2050年工业机器人产业规模将

达到1.4兆日元,拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准,百万工业机器人相当于千万劳动力,是目前日本全部劳动人口的15%。

一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术(产业化),必须具备5个要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有着“机器人王国”之称的日本相比,我国有着截然不同的基本国情,那就是人口多,劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以,我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述,广泛使用机器人是实现工业自动化,提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业,引进国外技术和设备,培养人才,打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策,我国在十一五纲要中也体现出了对发

参考文献:

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[2]陈爱珍.日本工业机器人的发展历史及现状[J].机械工程师, 2008,(07)

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[4]陈佩云.日本振兴工业机器人的政策[J].机器人技术与应用, 1994,(01)

[5]陈佩云.我国工业机器人技术发展的历史_现状与展望[J].机器人技术与应用, 1994,(02)

[6]李红.日本的工业机器人为什么发展特别快[J].机器人技术与应用, 1995,(02)

[7]吕学诗.工业机器人在生产和生活中的应用[J].机械制造, 1980,(07)

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[9]刘进长.日本工业机器人协会[J].机器人技术与应用, 1994,(01)

[10]李湘洲等.机器人趣谈[M].北京:新时代出版社 2000.1

第三篇:ABB机器人固定信号说明

MotorOn-机器人电机上电。

? MotorOff-机器人电机下电。

当机器人正在运行时,系统先自动停止机器人运行,再使电机下电;如果此输入信号为1,机器人将无法使电机上电。? Start-运行机器人程序。

从程序指针当前位置运行机器人程序。? StartMain-重新运行机器人程序。

从主程序第一行运行机器人程序,如果机器人正在运行,此功能无效。? Stop-停止运行机器人程序

当此输入信号值为1,机器人将无法运行机器人程序。? StopCycle-停止运行机器人程序循环。

当程序运行完主程序最后一行后机器人将自动停止运行,此时,输入信号值为1,机器人将无法再次运行机器人程序。? SysReset-热启动机器人。? ? AckErrDialog-确认示教器错误信息。Interrupt-中断。

在系统输入Argument项,直接填入服务例行程序名称,例如:routine1。无论程序指针处在什么位置,机器人直接运行相应得服务例行程序,运行完成后,程序指针自动回到原位置,如果机器人正在运行,此功能无效。

? LoadStart-载入程序并运行。

在系统输入Argument项,填入所载入程序路径与名称,例如:flp1:ABB.prg。如果机器人正在运行,此功能无效。

? ResetEstop-机器人急停复位。

? ResetError-复位机器人系统输出Error。? SyncExtAx-同步机器人外轴。

在系统输入Argument项,填入相应外轴名称,例如:orbit 1,对于S4系统机器人此信号为必须的。

? MotOnStart-机器人上电并运行。

机器人电机上电后,自动从程序指针当前位置运行机器人程序。? StopInstr-当前指令后,停止运行。

完成当前指令后,停止运行机器人程序,当此输入信号值为1,机器人将无法运行机器人程序。

? QuickStop-快速停止运行。

快速停止运行机器人程序,当此输入信号值为1,机器人将无法运行机器人程序。? StiffStop-强行停止运行。

强行停止运行机器人程序,当此输入信号值为1,机器人将无法运行机器人程序。

系统输出功能

? MotorOn-机器人电机上电

如果机器人未同步,此信号将闪烁。? MotorOff-机器人电机下电 如果机器人安全链打开,此信号将闪烁。

? CycleOn-机器人程序正在运行,包括预制程序 机器人程序正在运行,包括预制程序。? EmStop-急停

机器人处于急停状态,拔出急停按钮,重新复位急停后,信号才复位。? ? AutoOn-机器人处在自动模式。RunchOk-机器人安全链闭合。

? TCPSpeed-机器人运行数度。

此系统输出必须连接至一个模拟量输出信号,其逻辑量为2,代表机器人当前速度为2000mm/s。? Error-机器人故障。

由于机器人故障,造成正在运行的机器人停止,如果故障发生时,机器人没有被运行,此信号将没有输出。

? MotOnState-机器人电机上电。信号稳定,不会闪烁。

? MotOffState-机器人电机下电。

信号稳定,不会闪烁。? PFError-电源故障。

热启动后,机器人程序无法立即再运行,一般情况下,程序将被重置,从主程序第一行开始运行,这种情况下,此信号将被输出。

? MotSupTrigg-机器人运行监控被触发。

? MotSupOn-机器人运行监控被触发。? RegDistErr-机器人无法运行。

机器人运行位置超出工作范围,并且已经启动过一次,机器人无法再次运行,这种状态下,此信号被输出。

去除ABB机器人用户密码,把CF卡USER盘里,再窗口里显示所有文件 进入到已IN***开头的文件里面 删除所有 AVF文件

第四篇:天津机器人产业发展

天津市机器人产业发展 三年行动方案(2018-2020年)

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自动化装备,代表着未来智能装备的发展方向。推进机器人的应用和发展,对于改善劳动条件,提高产品质量和劳动生产率,带动相关学科发展和技术创新能力提升,促进产业结构调整、发展方式转变和工业转型升级具有重要意义。为贯彻落实好《中国制造2025》将机器人作为重点发展领域的总体部署,推进我国机器人产业快速健康可持续发展,特制定本行动方案,期限为2018-2020年。

一、发展现状

按国际机器人联合会(IFR)描述,机器人是自动执行工作的机器装置,包括控制、感知、执行三大模块,缺一不可。机器人分为工业机器人、服务机器人和特种机器人。工业机器人服务于工业生产过程,如焊接机器人、打磨机器人、装配机器人等;服务机器人服务个人或家庭,如助老助残机器人、康复机器人、清洁机器人、护理机器人、教育娱乐机器人;特种机器人服务于特殊环境,如核工业机器人、反恐机器人、军用机器人、救援机器人、医疗机器人。

机器人产业链包括核心零部件生产、机器人本体制造、系统集成以及行业应用四大环节。其中,核心零部件又包括减速器、控制器、驱动器、伺服电机和传感器。

机器人作为现代工业发展的重要基础,已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。同时,随着机器人需求快速增长,机器人产业发展也成为科技研发和经济增长的新亮点。

(一)我国机器人产业发展情况

由于机器人涉及学科门类较多,是现代科学综合水平体现,所以机器人是衡量国家创新能力和产业竞争力的重要标志之一。同时,机器人作为智能装备制造代表,大力发展有助于推动整个国家制造业提质增效,促进国家整体装备制造业产业升级,为经济发展注入强劲动力。我国大力发展机器人产业的意义重大。一是机器人技术的创新应用有利于推动我国智能产业的兴起;二是机器人产业应用促进我国工业制造业从人力密集型向自动化生产转型,提高生产效率,降低人口红利对产业发展的影响;三是机器人产业能够有效弥补我国逐步淘汰的高能耗、高污染产业带来的财政冲击。

在国家一系列政策的引导和支持下,我国机器人得到了一定发展。根据国际工业机器人联合会(IFR)的数据显示,2016年,全球工业机器人销量达到25.9万台,同比增长4.4%,增长速度有所放缓。其中,中国市场机器人年销量达到8.5万台,同比增长23.5%,占全球总销量的32.8%。2017年我国工业机器人产量首次突破10万台。预计到2019年,全球机器人销量将达到41.4万台,中国市场机器人销量可达28.5万台。全球制造业机器人密度(每万名工人使用工业机器人数量)平均值由5年前的50提高到66(工业发达国家机器人密度普遍超过200),我国机器人密度由5年前的11增加到36,预计到2020年,将升至150台/万人,挤进世界前十。

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。

(二)天津市机器人产业发展现状 1.产业基础

天津装备制造业传承了近150年的历史积淀,特别是建国后历经半个多世纪发展,形成了具有一定规模和水平的制造业体系。2016年,我市装备制造业规模以上工业产值总计10978.8亿元,同比增长6.9%,占全市工业总产值37.3%。2017年我市机器人产业年产值达57亿元,较上一年增加近40%。我市装备工业逐步呈现出设计信息化、装备智能化、流程自动化、管理现代化的态势,为机器人产业发展提供良好生态环境。

目前,我市以机器人作为主营业务企业百余家,产品门类齐全,包括工业机器人、服务机器人、特种机器人,形成整机规模约30亿元,考虑相关软件、零部件及系统集成应用整体产业规模约100亿元。

2.技术条件和创新平台

我市现有机器人专家百余名,技术处全国领先水平。天津大学、南开大学、河北工业大学、中国民航大学、天津职业技术师范大学、天津中德应用技术大学等高校均建有机器人研究所,在机器人领域有较为深入的研究。

天津大学机器人与自主系统研究所(电气与自动化工程学院)和机械学院分别在视觉测控、医疗机器人、并联机器人等领域有深入研究,在国内保持领先地位。攻克复合想象动作信息解析与处理等技术,开发全球首台适用于全肢体中风康复的“纯意念控制”人工神经机器人系统;研发了具有中国完全自主知识产权的高速并联机器人关键技术,2016年获国家科技发明二等奖;自主研发微创手术机器人系统“妙手S”,已在湖南实现临床试验,部分指标已超越最高水平,填补了国内领域的空白。南开大学机器人与信息自动化研究所,下设机器人微纳级操作研究室等8个专业研究室,现有教授、海归等高级专业研发人员30余人,拥有 “智能机器人控制理论与方法网点开放实验室”,在机器人控制领域处国内领先地位。天津中德应用技术大学成立智能制造学院,设有机器人研究所,数控加工工艺研究所,与西安交通大学建设国家智能装备协同创新中心天津中德基地,联合固高科技有限公司着力研发工业机器人关键技术。

在国家京津冀一体化协同发展战略、天津建设全国先进制造研发基地大背景下,清华大学天津高端装备研究院、天津中科智能技术研究院有限公司、天津中科智能识别产业研究院、浙江大学滨海产业研究院等各地创新资源集聚天津,已经成为天津在高端装备领域的最重要研发机构。

3.应用环境 天津作为北方工业超大城市,工业基础雄厚。在汽车制造、电子信息、能源装备等工业机器人主要应用行业中,形成了全覆盖。

——汽车制造。目前天津拥有一汽丰田、一汽夏利、长城汽车、清源汽车等23家具有生产资质的整车企业,大众变速器、爱达变速器、天海同步、天汽模等二百多家零部件配套企业,形成从外资到内资、从加工制造到销售,从国际品牌到自主品牌的完整汽车链条,形成包括天津经济开发区、天津西青工业园区、天津武清汽车零部件产业园、天津专用汽车产业园在内的四大汽车制造产业聚集区。预计在十三五末期天津汽车产业将超过三千亿元,整车产量达到150万辆以上。

——电子信息产业。电子信息产业是天津支柱产业,作为国家首批电子信息产业基地,天津电子信息产业基地和产业园建设成效显著,移动通信、片式元件、集成电路、化学与物理电源四大产业被信息产业部授予首批国家级信息产业园,华苑软件出口基地成为六个国家级软件出口基地之一。

——新能源装备。我市拥有大型水力发电机组、特高压输变电设备、新能源整车、光伏发电设备等新能源装备制造企业,产业体系完整、门类齐全。截至目前,天津拥有新能源企业百余家,产业初步形成了滨海高新区、开发区、西青区、宝坻区和北辰区5个聚集趋势明显的科技园区,成为全国新能源产业重要基地。——传统制造业。我市金属品加工机械行业有一机床、天重、天锻等大型企业,以及一重天津、太重天津、天锻压力机、中重科技等行业骨干企业;医药行业有天士力、天津医药集团、达仁堂等;化妆品行业有宝洁、郁美净等;食品行业有康师傅、鼎新、可口可乐、雀巢等;物流行业有东疆港保税区、菜鸟物流等。另外航空航天、高铁及轨道车轨道交通、新能源装备、石油化工等都是天津的支柱产业,这些都是未来机器人重要的应用领域。

4.存在的问题

我市机器人产业取得发展的同时,也存在一定的不足。(1)技术壁垒。工业机器人及自动化成套装备涉及多项学科领域,产品系统结构复杂、技术含量高,从事本行业的产品供应商需要掌握扎实的理论基础,将多学科的先进技术集合为一体,熟练掌握上游行业所提供的各类关键零部件性能,并对下游行业用户所提出的需求进行引导,高度综合相关技术并对系统进行集成后,才能设计出符合要求的成套装备及产品。而从新区工业机器人产业基础来看,主要为高等院校开展的基础研究,相关企业的生产规模较小,产品比较单一,在支撑机器人发展的关键零部件的研究与制造、工业机器人的集成与成套技术、对工业机器人应用对象的深入分析与流程再造等技术方面存在较大障碍。

(2)人才壁垒。工业机器人产业发展需要大批工业机器人系统设计、制造人才,掌握先进系统控制软件、装备机械、工业自动化系统工程集成等领域的高素质、高技能以及多学科性的专业人才。也需要对客户需求、生产工艺以及产品特征深入了解,具备丰富经验的项目管理和市场营销人才。滨海新区虽然拥有一定的设计、制造、控制、软件、市场营销等基础人才,但缺少在工业机器人行业的工作经验,对工业机器人产业缺乏了解。

(3)资金壁垒。工业机器人及自动化成套装备是一项综合高新技术,需要大量的研发资金投入和持续不断的创新,因此,需要雄厚的资金支持。国内由于主要依靠科技部门研究开发计划的支持,从资金到产业的支持力度不足,在关键部件、产品产业化以及基础研究方面的差距还在拉大。滨海新区的工业机器人生产企业主要为中小型企业,拥有自主知识产权的产品较少,研发投入不足,缺少融资渠道。

(4)政策壁垒。国内工业机器人产业发展整体规划不清晰,政府支持力度不够,产学研各自为战。从国外经验看,美、日、德、韩等国在发展机器人初期都有政策扶持,有力地推动了机器人产业化的发展。

二、总体思路

基于中国机器人发展现状及未来趋势,结合天津市机器人现状和发展趋势,提出天津市发展机器人技术与产业的总体思路:技术引领产业、应用推动行业;项目重点突出、“换人”以点带面;政策顶层设计、规划持续统一;龙头引培结合、平台功能齐全。

三、总体目标

利用三年时间,规划筹建包含技术研究、高层次人才培养、产品检验检测、信息咨询等多功能的天津市机器人产业技术研究院;健全天津市机器人联盟、协会、学会三位一体行业组织机制;打造全国规模和影响力最大的国际机器人博览会(展会);完成机器人各方面服务人才培训3000-5000人次;培育以机器人及机器人零部件为主业的上市企业3-5家、全市机器人产业规模达到200亿;取得重大科技成果(省部级及以上)3-5项;实现机器人换人、智能工厂项目30-50项。

四、重点任务

积极贯彻落实国家《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,结合我市产品特色,重点推动十大标志性产品率先形成突破。

(一)大力发展机器人关键零部件 1.工业机器人RV减速器研制

全面突破摆线磨齿、小偏心曲轴磨削、整机装配测试、寿命试验等高精密减速器关键核心技术,研制具有自主知识产权的、系列化机器人高精密减速器产品,在国内主流机器人配套应用,替代进口,提升我国先进制造技术和装备水平。

2.高性能的伺服驱动系统

通过电机的数学模型,研究伺服控制的带宽拓展和控制参数的优化,研究实时系统参数辨识和观测器的配合以提高系统的鲁棒性;通过实时的FFT分析和双惯量系统模型的建立以提高系统的自动抑振能力;开发高速总线通讯和机械特性分析软件工具,实现伺服驱动系统与工业机器人本体之间的互联,形成产品并进行小批量的试制。

(二)推进重大标志性产品率先突破 1.混联机器人成套装备及示范应用

TriMule机器人具有工作空间大、刚度重量比高、可重构能力强、且可实现全闭环控制;以该混联机器人为主体构成的可重构混联加工装备因其大范围移动能力、良好的工作空间和动力学性能、末端工具的更换能力灵活等优点,加快开发由一个3自由度并联机构与一个2自由度串联手腕组成的5自由度混联机器人,并实现在航空结构件的高速铣削加工、螺旋铣孔加工,汽车覆盖件模具加工、打磨和抛光工艺的产业化应用。

2.轻型协作机器人关键技术及产业化

针对智能制造过程中订单的多样性要求,以及产品小批量、定制化、短周期为特征,以轻量型模块化中空串联协作机器人为研究对象,研究模块化关节设计、机器人构型综合、基于EtherCAT通讯的具备拖动示教和碰撞检测等功能的控制系统开发、快速标定等关键技术。设计和开发一种轻量型、模块化、便携式、负载/自重比大的串联协作机器人,不仅能替代人,还可与人协同工作,以适应工业发展自动化和多样性的要求。

3.高压水射流除锈、喷漆机器人关键技术及产业化 针对石化、船舶等行业对储罐、大型船体等装置的除锈、防腐自动化作业及环保需求,研制高压水射流除锈机器人系统、喷漆机器人系统。突破适应多壁厚、多变摩擦系数壁面的机器人磁吸附行走、防爆、防水等关键技术,研制多类型复杂工况下除锈、喷漆作业执行模块,研究机器人除锈、喷漆作业工艺,实现代替人工无脚手架完全作业目标,形成定型产品并实现产业化。

4.白酒行业用机器人关键技术及产业化

采用机器人技术解决白酒酿造过程中的上甄及后装工序中带盖装箱装盒操作,研制用于上述操作的机器人成套装备并开发相应辅助配套设施,完成生产线集成,实现自动化生产与车间级生产调度管理。

5.自动化柔性高铁车身焊缝打磨系统

针对高铁铝合金车体焊缝的打磨处理的自动化需求,开发融合工业机器人、焊缝打磨组合工具系统、渗透探伤系统、吸尘及铝屑回收装置、在线及离线编程软件、激光视觉定位跟踪及检测系统的自动化柔性车身焊缝打磨系统,用于高铁车身铝合金侧墙焊缝的自动打磨作业和焊缝自动渗透探伤作业。

6.飞行机器人关键技术及产业化

针对近年来对于飞行机器人农田施药、物流运输、巡查巡检、公共安全应急处置等应用需求,以制约飞行机器人研发及产业化推广的瓶颈问题为对象,研究飞行机器人优化设计、飞行机器人自主导航、复杂环境智能感知、任务作业网络化管理等关键技术。设计和开发2-3种面向典型应用的飞行机器人系统,并完成农田施药、物流运输、巡查巡检等不少于3种场景的规模化应用。7.水下滑翔机关键技术研究及产业化

针对海域的温跃层的温度、盐度、水质等海洋环境数据收集的需求,研究开发搭载水听器、CTD等各类科学传感器,以获得全方位的海洋环境数据为目标的水下滑翔机,并完成海洋场景的规模化应用。

8.智能家庭服务机器人成套装备及示范应用

针对养老助残等家庭服务需求,开发采用非特定人(SI)的语音识别技术,识别各类语音,具有吸尘、人脸识别、血压监测、老人跌倒报警等功能,可连接整个家庭的电子设备,通过红外系统,学习各类遥控器功能,控制整体家电的智能家庭服务型机器人。

9.系列教育机器人及其仿真系统

针对机器人教育需求,开发采用串联/并联机器人、AGV、立体仓库等,基于虚拟现实技术、虚机实电技术、全软件仿真技术,开发机器人3D虚拟装配系统、模拟操作系统半及实物仿真系统,研制系列机器人实训及竞赛平台,形成机器人可展示机器人抓放、装配、搬运、入库、检测等多种教学/实训/竞赛生产线,开展机器人服务人才培训,在国家级机器人大赛中实现整体或部分应用。

10.手术机器人开发及产业化

针对外科微创手术自动化需求,开发基于视觉识别、虚拟力触觉反馈能力、三维成像技术、计算机精确遥控技术等,开发机械手臂可以360度自由转动胆囊、心脏微创手术机器人,进行临床实验。

(三)推动重点基础能力建设 1.机器人服务人才培养工程

鼓励高校、职业院校开设工业机器人技术相关专业,促进工业机器人相关专业学科建设,培养工业机器人技术应用型人才;鼓励工业机器人教育装备开发、机器人应用技术培训等相关企业发展,为工业机器人技术专业人才培养提供实训设备及骨干师资培训;培育工业机器人应用技术领军人才,培养具备工业机器人应用技术传帮接代能力的师范人才;建设一批职工继续教育品牌职业学校和职业培训机构,开展工业机器人紧缺人才培训和转岗职工培训;利用网络的便易性,整合、开发优质在线课程,普及工业机器人基础知识。

2.机器人检测平台建设

建设天津市机器人检测公共服务平台,开展机器人整机、本体和关键零部件的检测、标准制订与修订、系统评定与认证、机器人质量体系建设、机器人产业的研究开发与应用、专业检测设备研发、技术咨询、机器人专业技术培训与人才培养等工作。为天津市市场和质量监督管理委员会、天津市科学技术委员会等政府部门提供行业咨询服务,全面提升我市机器人产业的检验检测能力和水平,增强检验检测及科研综合实力,促进我市智能制造发展提供坚实的技术保障。

3.机器人产业技术研究院建设

建设机器人产业技术研究院,打造机器人科技重大成果产业化转化平台。研究院建设科技成果转化的小试、中间试验、工业性试验和工程化开发平台,促进其提升共性技术的研究开发和服务能力;制定机器人技术转化、服务综合考评制度,择优按合同科研规模给予一定比例的经费支持,促进科研院所提升为企业服务的质量;引导我市科研机构更多开展从科学技术到产品的研发和服务,解决成果转化最后一公里问题。

(四)创建机器人推广应用示范工程

坚持市场牵引、政府引导和企业主导相结合,充分挖掘我市相关高校、科研院所在机器人领域内的智力资源,面向钢铁、汽车、机械、船舶、石化、医药、电子、食品饮料等领域,实施“机器换人”工程。推动传统产业转型升级,培育重点领域机器人应用系统集成商及综合解决方案服务商。

以技术服务队模式开展产学研协同创新。以“机器换人工”“自动换机械”“成套换单台”不同层次的进行技术改造与提升,提高企业劳动生产率和技术贡献率,培育新的经济增长点,加快传统制造业实现产业转型升级,形成特色鲜明、优势突出的产业集群,建设100家智能制造推广企业,提升我市智能制造产业整体竞争力。

——工业机器人。结合我市产业结构,在工业机器人用量大的汽车、电子、金属制品行业,在劳动强度大的轻工、纺织、铸造等行业,在生产环境洁净度要求高的医药、半导体、食品等行业,推进工业机器人的广泛应用。通过双创平台整合资源,在焊接机器人方面实现多个行业应用拓展,完成焊接机器人在京津冀地区的快速量产。

——服务机器人。鼓励我市有基础有条件的社区,养老、医院、教育机构,开展陪护与康复训练机器人在失能与认知障碍人群中的试点示范,开展智能假肢与外骨骼机器人在行动障碍人群中的试点示范,开展教育机器人在辅助教育的试点示范,大力推进服务机器人在医疗、助老助残、康复、教育等领域的推广应用。

——特种机器人。在救灾救援领域,推进专业服务机器人在自然灾害、火灾、核事故、危险品爆炸现场的示范应用等。

五、保障措施

(一)加大机器人产业政策支持力度

将机器人项目上升为市重点发展计划,加大财政支持力度。选择重点项目持续稳定支持,点面结合,以点为主。设立机器人发展专项科研基金、设立本地机器人应用专项补贴基金、创立科技金融模式。畅通多委、办、局信息交流途径,促进机器人技术突破和本土机器人的典型应用;合理引导和推进机器人企业兼并重组,打造大型机器人龙头企业。

(二)设立机器人及智能制造专家委员会

依托机器人协会专家委,联合天津市自动化和信息化技术创新战略联盟、高端精密加工联盟等行业组织力量,面向国内产业重大需求,立足支撑我市机器人及智能制造业发展,组建天津市机器人及智能制造专家委员会,分别设政策服务和技术咨询两机构,主要完成全市有关机器人和智能制造发展中,长期、全局性和战略性的重大问题,组织专家进行重点调查研究,提出建设性意见和决策预案等。

(三)建立人才引进制度

建立充分体现不拘一格引人才的制度,对象涵盖技能型人才、杰出人才、高层次人才以及海外人才等,以企业为主体,以产业为基础,以市场为导向,围绕优先发展的重点产业、重点项目和重大工程,实施全方位、多层次的人才引进措施。如支持柔性引才引智,探索建立高层次人才租赁制度,建立产教融合、校企合作的人才培养模式等。

(四)积极发挥行业组织作用

积极发挥行业协会(联盟)的组织优势,创建区域创新创业生态系统,激发创新热情和创业潜能;组织制定行业标准及技术发展线路图,保障行业发展的标准化和规范化;推进产业供给侧改革与产业结构转型升级,改善供给体系的供给效率和质量;聚集行业高端创新人才以及搭建联合攻关平台,促进天津市机器人产业快速发展。

(五)推进重点项目建设

由市工业和信息化委牵头,做好机器人领域的重大项目的组织、论证和推动实施,协调解决项目实施进程中的共性问题和特殊需求,确保项目按计划推动实施。针对自主创新、技术领先、产业带动性强、行业影响力大的重大项目,加大支持力度。统筹全市相关领域的财政资金,吸引金融机构和社会资本的投入,撬动重点项目建设。未来三年,在机器人产品的研发、产业化、行业应用,人才培养和基地建设等领域,将推进重点项目的建设。

(六)加强合作交流和招商引资

围绕滨海新区、华苑、武清区等机器人产业基地建设,加强与知名品牌企业的合作交流,寻求项目落地的可能,打造我市机器人产业集聚区。重点企业包括机器人产业四大家族:德国库卡、瑞士ABB、日本的安川和发那科,中国机器人两大巨头:广州数控、沈阳新松。充分利用机器人学国家重点实验室的技术优势,建立针对机器人领域的产业基金,大幅提高我市机器人产业的规模,使我市机器人产业达到国内领先水平。

第五篇:工业机器人的发展

工业机器人的发展

班级:07机械2班 姓名:陈明洁 学号:200730861235

摘要:工业机器人在现在制造技术中起着举足轻重的作用。本文介绍了国内工业机器人的发展现状,指出了我国工业机器人产业化发展影

响因素,阐述了工业机器人技术的发展趋势。引言

机器人学是一门综合性的新兴学科,它涉及机械工程学、电器工程学、微电子工程学、计算机工程学、控制工程学、信息传感工程学、声学工程学、仿生学以及人工智能工程学等多门尖端学科。工业机器人是机器人学的一个分支,它代表了机电一体化的最高成就。随着科学技术的不断发展,工业机器人已成为柔性制造系统、自动化工厂、计算机集成制造系统的自动化工具。广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量和数量,而且对于保障人身安全,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,对促进我国制造业的崛起有着十分重要的意义。

2工业机器人的发展现状

我国工业机器人起步于20世纪70年代初期过30多年的发展,大致可以分为3各阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期,90年代的实用化期。在高技术发展的推动下,随着改革开放方针的实习,我国机器人技术的发展得到政府的重视和支持。在80年代中期,国家组织了对工业机器人需求的行业调研,结果表明,对第一代工业机器人的需求主要集中在汽车行业(占总需求的60~70%)。在众多专家的建议和规划下,于“七五”期间,由机电部主持,中央各部委、中科院及地方科研院所和大学参加,国家投入相当资金,进行了工业机器人基础技术、基础元器件、几类工业机器人整机及应用工程的开发研究。经过五年攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术(包括机械手、控制系统、驱动转动单元、测试系统的设计、制造、应用和小批量生产的工艺技术等)的开发,研制出喷漆,弧焊,点焊和搬运等作业机器人整机,几类专用和通用控制系统及几类关键元部件的主要性能指标达到80年代初国外同类产品的水平,并且形成小批量的生产能力。经过80年代尤其是后五年的努力,我国的工业机器人技术发展基本上可以立足国内。90年代中期,国家已选择以焊接机器人的工程应用为重点进行开发研究,从而迅速掌握焊接机器人应用工程成套开发技术、关键设备制造、工程配套、现场运行等技术。目前已有500台左右的焊接机器人分布于大陆各大中城市的汽车、摩托车、工程机械等制造业,其中55%左右为弧焊机器人,45%左右为点焊机器人,已建成的机器人焊接

柔性生产线5条,机器人焊接工作站300个。90年代后半期是实现现国产机器人的商品化,为产业化奠定基础的时期。目前,我国(指大陆地区,不包括港、台、澳)工业机器人数量只有约2500台,还没达到1997年新加坡(3000多台)和我国台湾省(5000多台)的水平。产业化是我国工业机器人发展的必由之路从国内外的现状分析可以看出,我国的工业机器人的装机台数和技术水平与国外还有一定的差距。随着我国加入世界贸易组织(WTO),我国的机器人产业将面临着新的发展机遇和来自国外的挑战。要把握这一机遇,迎接挑战,取得快速发展的必由之路是走产业化道路。

3.1 产业化的影响因素

1)市场方面我国大力推行国企改革,推行市场经济,工业企业

大都在进行重组,并正用先进制造技术来改造传统的生产方式,提高基层的柔性生产水平是技术改造的重点。大量的企业进行产品转型生产夏改造与扩建为机器人提供了市场,企业可毫无顾虑的在人与机器人之间做出选择,以获得高质量、高效率、低成本的产品。同时,生产的全球化和竞争的国际化,以及产品的个性化不断发展创新,要求许多行业必须使用机器人和机械手才能参与国际市场的竞争,包括气沉、家用电器制造业等行业。这些行业目前使用的机器人太少,将成为机器人未来潜在的巨大市场。机器人价格将大幅度降低。最近几年,机器人本身的价格下降了30%,随着高速处理器、大功率晶体管和永磁电机的高速发展,机器人同计算机一样,功能越来越强,结构越来越简单,而价格越来越低,机器人日益成为大众化的具有广泛用途的机器,低价高性能使机器人在我国将具有非常好的前景。

2)技术方面

我国于 1972年开始研究工业机器人,上海、天津、北京、沈阳、哈尔滨、广州、昆明等研究单位和院校分别开发了固定程序、组合式、液压伺服型通用机器人,并开始了机构学、计算机控制应用技术的研究。我国的机器人研究开发工作虽然起步较晚,但在国家有关部门的支持和广大机器人学科技和教育工作者的努力下,进展较快。已在工业机器人、特种机器人和智能机器人各方面取得成绩,其中,国家 “863” 计划智能机器人主题的研究更是令人目,成果层出。这些成就已为发展工业机器人和智能机器人储备了许多重要的技术,跟踪了国际先进的机器人技术,将大大加快中国机器人产业化的进程。

3)人员方面

随着国内外机器人学的快速发展,国内许多大学开设了机器人学课程,很多硕士研究生和博士研究生在从事机器人的开发和研究工作同时,国家 “863” 计划从 ,1987 年开始实施以来,组织和培养了一支2000多人的机器人研究开发队伍。另外,国家正逐步制定必要的政策,吸引在机器人技术方面学有所长的留学人员回国服务。虽然这支队伍还不够大、也不够强,需要继续锻炼,发展壮大,但他们将成为机器人产业化的主力军。

4)观念方面

机器人能提供稳定的高效率与高质量的产品,是人无法提供的,尤其在生产节拍高的自动化生产线和恶劣的环境中,人无法取代机器人,市场日益全球化,不使用机器人,难以提高竞争力。中国人口众多,劳动力廉价,不需要机器人的观念正在改变。工业机器人的发展趋势

敏捷制造策略的提出,为工业机器人的发展提供了新的机遇。敏捷制造的基本思想是企业能迅速将其组织和装备重组,快速响应市场变化,生产出满足用户需求的个性化产品。敏捷制造要求企业底层的生产设备具有柔性和可动态重组的能力。机器人是一种具有高度柔性的自动化生产设备。如果我们站在更高的层次,将机器人视为一种有 “感知、思维和行动” 的机器,那么,敏捷生产设备就应当是新一代机器人化的机器。这将为工业机器人的发展提出更高的要求。

4.1)朝着标准化方向发展

提高运动速度和运动精度,减轻重量和减少安装占用空间,必将导致工业机器人功能部件的标准化和模块组合化(它可以分为机械模块、信息检测模块、和控制模块等),以降低制造成本和提高可靠性。近年来,世界各国注意发展组合式机器人。它是采用标准

化的组合件拼装而成的。目前,国外已经研制和生产了各种不同的标准组件。除了机器人用的各种伺服电机、传感器外,手臂、手腕和机身的结构也已经标准化了,如臂伸缩轴、臂升降轴、臂俯仰轴、臂摆动轴; 手腕旋转轴、摆动轴、固定台身、机座、移动轴等。

4.2)研究新型机器人结构

随着工业机器人作业精度的提高和作业环境的复杂化,应开发新型微动机构保证动作精度; 开发多关节、多自由度的手臂和手指,研制新型的行走机构等以适应复杂的作业的需要。

4.3)朝着智能化方向发展

在多品种,小批量生产的柔性制造自动化技术中,特别是机器人自动装配技术中,要求工业机器人对外部环境和对象物体有自适应能力,即具有一定的 “智能”,机器人的智能化是指机器人具有感觉、知觉等,即有很强的检测功能和判断功能。为此,必须开发类似人类感觉器官的传感器(如触觉传感器、视觉传感器、测距传感器等),发展多传感器的信息融合技术。通过各种传感器得到关于工作对象和外部环境的信息,以及信息库中存储的数据、经验、规划的资料,以完成模式识别,用 “专家系统” 等智能系统进行问题求解,动作规划。

4.4)研究机器人协作控制

先进制造技术的发展对协作机器人学的研究与发展起着积极的促进作用。随着先进制造技术的发展,工业机器人已从当初的柔性上、下料装置正在成为高度柔性、高效率和可重组的装配、制造和加工系统中的生产设备。在这样的生产线上,机器人是作为一个群体工作的,不论每个机器人在生产线上起什么作用,它总是作为系统中的一员而存在。因此,要从组成敏捷制造生产系统的观点出发,来研究工业机器人的进一步发展。而面向先进制造环境的机器人柔性装配系统和机器人加工系统中,不仅有多机器人的集成,还有机器人与生产线、周边设备、生产管理系统以及人的集成。因此,以系统的观点来发展新的机器人控制系统,有大量的理论与实践的工作要做。结束语

要缩短我国工业机器人应用及研究与国外的差距,必须利用自己的优势走产业化的发展道路。同时,在现代制造技术快速发展的今天,还必须在研究和开发上跟踪机器人技术的发展趋势。我国机器人产业要快速发展,不能只靠几家科研单位的单方面努力,机器人不应该只作为展览会上的表演者。研制单位必须与市场需求紧密结合,让机器人走进工厂和家庭,实现真正的产业化。同时,应当把发展机器人产业纳入政府重要产业政策中,引导和扶持企业进行产业和产品结构调整,加速机器人产业化进程。

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