1、工业机器人在机械加工方面的 应用综述,报 告 人：石凌云 指导老师：吉军老师2011年10月14日,课题：,5.我国工业机器人的现状,1.机器人的定义及发展史,2.机器人的应用,4.工业机器人的机械加工,3.工业机器人的加工优势,主要内容：,1.机器人的定义,目前机器人还没有一个明确的定义，国际标准化组织（ISO）采纳了美国机器人协会给“机器人”下的定义：“一种可以反复编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或者为了执行不同的任务而具有可改变的和可编程动作的专门系统”,History： 机器人的发展史,从机器人诞生到上世纪80年代初，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。今天，机器
2、人对我们来说已经不再陌生。到了20世纪90年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。目前 机器人已广泛地应用于汽车、机械加工、电子、军事、采矿、核能、石油、航空航天、医药、服务、娱乐等领域。可以说，当今世界，机器人的应用已无所不在。机器人的分类方法有多种,按其应用可分为：工业机器人、军用机器人，农业机器人、服务机器人、水下机器人、空间机器人和娱乐机器人。,2.机器人的应用,1.水下机器人 无人遥控潜水器，也称水下机器人。一种工作于水下的极限作业机器人，能潜入水中代替人完成某些操作，又称潜水器。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发
3、海洋的重要工具。 无人遥控潜水器主要有，有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆避控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。,2.空间机器人空间机器人是用于空间探测活动的特种机器人，它是一种低价位的轻型遥控机器人，可在行星的大气环境中导航及飞行。,3.核工业用机器人 核工业用机器人【robots for nuclear power industry】 为满足核工业特殊要求与使用环境所设计的工业机器人。核工业机器人最早于20世纪50年代开始使用，后逐渐发展成为遥控机器人。运用此项技术可以减少操作者在各种检查和维护处理中所受的核辐射剂量，并可以提供监控能力，以节省替换发电设
4、备，降低运营成本。适用于核工业的机器人主要有以下几个特征：可移动性，方便穿越和绕过障碍物；具有各种摄像机和传感器，有很好的侦察能力；可以快速到达操作地点，有很好的机动性；具有双向控制器，可以快速将状态反馈给操作者；具有很好的力反馈，能够保护操作对象。随着机器人技术的发展，自主机器人将逐渐代替人工操作,4.地下机器人地下机器人主要包括采掘机器人和地下管道检修机器人两在类。主要研究内容为：机械结构、行走系统、传感器及定位系统、控制系统、通信及遥控技术。目前日、美、德等发达国家已研制出了地下管道和石油、天然气等大型管道检修用的机器人，各种采机器人及自动化系统正在研制中,5.医用机器人医用机器人的主要
5、研究内容包括：医疗外科手术的规划与仿真、机器人辅助外科手术、最小损伤外科、临场感外科手术等。美国已开展临场感外科（telepresence surgery）的研究，用于战场模拟、手术培训、解剖教学等。法、英、意、德等国家联合开展了图像引导型矫形外科telematics）计划、袖珍机器人（biomed）计划以及用于外科手术的机电手术工具等项目的研究，并已取得一些卓有成效的结果,6.建筑机器人日本已研制出20多种建筑机器人。如高层建筑抹灰机器人、预制件安装机器人、室内装修机器人、地面抛光机器人、擦玻璃机器人等，并已实际应有和。美国卡内基梅隆重大学、麻省理工学院等都在进行管道挖掘和埋设机器人、内墙安
6、装机器人等型号的研制、并开展了传感器、移动技术和系统自动化施工方法等基础研究。英、德、法等国也在开展这方面的研究,7.军用机器人 军用机器人是一种用于军事领域的具有某种仿人功能的自动机。,3.工业机器人,工业机器人应用的优势 20 世纪 90 年代机床创新的最大成就是发明并联机床，那么当今工业机器人在机床上的应用已成为发展的一大趋向，机器人取代机床从事机械加工已初露锋芒。 传统的金属切削加工都是由机械工人完成的：换刀、取料、装夹工件、对刀、切削加工、下料、去毛刺。过去，机械加工操作与油污、噪音是分不开的，数控技术的发展大大降低了工人的劳动强度。在加工应用中，机器人常常使用力和扭矩传感器以便于它
7、们 “感知”表面的不一致性和不完整性，并切除最小量的材料来纠正它们。机器人的控制器和传感器结合在一起使 用户可以规定机器人施加力的方向和大小。像机床那样工作，操作员可以启动或关闭机器人的转轴，改变每分钟转数，以及决定速度和进给量,例如：在焊接方面的优势,1、稳定和提高焊接质量，保证其均一性。2、提高生产率，一天可24h连续生产。3、改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作。4、降低对工人操作技术的要求。5、缩短产品改型换代的周期，减少相应的投资设备。6、可实现小批量产品焊接自动化。7、为焊接柔性生产线提供技术基础。,4.工业机器人的机械加工,目前工业机器人在机械加工方面主要用于汽车工业及汽车零
8、部件工业，这部分占整个机器人市场的61%。工业机器人一般由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置等构成，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工业机器人以其自动化、柔性化和智能化等优点在焊接领域有着深度的应用，而且正逐步应用到工业生产的各个领域，如焊接、搬运、堆垛以及铸造等方面。此外，工业机器人还用于喷漆、喷涂，搬运、上下料，加工、装配等各个方面,（1）金属加工,工业 应用,成型,切割工艺,检测和测量,焊接和链接,物料搬运,铸造,组装,表面处理,切割工艺,F:机器人ABB Industrial RobotVedio激光切割.mpg,金属加
9、工中的切割工艺:1.氧气乙炔切割 2.等离子切割 3.激光切割 4.机械切割,检测/测量,F:机器人ABB Industrial RobotVedio汽车质量检测.mpg,一流产品需要一流质量标准和可靠的检验/测量工具. 1.成品检验 2.在线测量,焊接和链接,机器人焊接和联接主要类 1.弧焊 2.激光焊 3.等离子焊 4.脉冲点焊 5.点焊 6.螺柱焊 7.铜焊 8.铆钉焊 9.卷边 10.涂胶,物料搬运,F:机器人ABB Industrial RobotVedio整齐摆放.mpg,落地式, 挂墙式或倒置式安装, ABB机器人都易于操作和精度, 负载最高可达500公斤. 无论何种应用, 无论
10、多艰苦的环境, ABB机器人活跃在金属加工的各个领域. 加工时, 持有, 操纵工件工位间的物料搬运 堆栈/拆栈 拾取 堆垛/拆垛 数控机床加工,表面处理和抛光,F:机器人ABB Industrial RobotVedio表面处理.wmv,提到表面处理和抛光, 重复高精度提供持续稳定的工件质量. 1.去毛刺/研磨/清洁 2.等离子喷涂 3.抛光/精修 4.上釉 5.喷涂 6.密封,喷漆,F:机器人ABB Industrial RobotVedio喷漆.mpg,工业机器人可以均匀的对各种需要表面处理的物件进行完美均匀的喷涂，大大减小了某些行业职业病的弊端，,工业加工,砂型铸造,锻造,重压铸造,压力
11、铸造,总体,(2) 铸造和锻造,铸造精品,重压铸造,1.芯盒清理 2.型芯搬运 3.型芯去毛刺 4.型芯浸涂 5.型芯上粘结剂,高级分拣,（3）汽车零部件加工及组装,机器人和控制技术的持续发展使机器人技术的应用范围日益广泛。柔性机器人不仅在汽车零部件制造方面，而且在优化汽车生产工艺流程和汽车生产灵活性方面发挥越来越重要的作用,汽车生产,F:机器人ABB Industrial RobotVedio汽车生产巧妙放置物品.mpg F:机器人ABB Industrial RobotVedio汽车生产焊接，打磨.mov F:机器人ABB Industrial RobotVedio汽车生产流水线的搬运.mpg,5.我国机器人技术应用研究进展及发展趋势,根据2l世纪初我国国民经济对先进制造及自动化技术的需求,瞄准国际前沿高技术发展方向创新性地研究和开发工业机器人技术领域的基础技术、产品技术和系统技术。未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。,谢谢观赏！,
