自動(dòng)化機(jī)器論文

　　伴隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，那么怎么寫一篇論文呢？下面和小編一起來看看吧！

　　自動(dòng)化機(jī)器論文【1】

　　1 引 言

　　 從機(jī)器人誕生到上世紀(jì)80年代初，機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)長期緩慢的發(fā)展過程。今天，機(jī)器人對(duì)我們來說已經(jīng)不再陌生。到了20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。目前，機(jī)器人已廣泛地應(yīng)用于汽車、機(jī)械加工、電子、軍事、采礦、核能、石油、航空航天、醫(yī)藥、服務(wù)、娛樂等領(lǐng)域�？梢哉f，當(dāng)今世界，機(jī)器人的應(yīng)用已無所不在。機(jī)器人的分類方法有多種，按其應(yīng)用可分為：工業(yè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、空間機(jī)器人和娛樂機(jī)器人。

　　2 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

　　被國際上普遍接受的工業(yè)機(jī)器人的定義只有一個(gè)，是由美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)的一批工業(yè)科學(xué)家于 1979 年提出的。他們把工業(yè)機(jī)器人定義為：“一種可編程序的多功能操作機(jī)構(gòu)，用以按照預(yù)先編制的能完成多種作業(yè)的動(dòng)作程序運(yùn)送材料、零件、工具或?qū)Ｓ迷O(shè)備。”傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人常用于搬運(yùn)、噴漆、焊接和裝配工作。就 2005 年幾大應(yīng)用領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人類型來看，機(jī)械手的產(chǎn)量遙遙領(lǐng)先于其他類型的工業(yè)機(jī)器人，約達(dá)到 43500 臺(tái)。其中，亞洲地區(qū)機(jī)械手的產(chǎn)量比 2004 年增加了 27%;美洲地區(qū)機(jī)械手的產(chǎn)量幅度更是高達(dá) 53%;雖然歐洲地區(qū) 2005 年機(jī)械手的產(chǎn)量比上年略有下降，但其產(chǎn)量仍接近 14000 臺(tái)。接下來依次是：點(diǎn)焊接機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、裝配機(jī)器人和分配機(jī)器人，其產(chǎn)量分別約為 20500 臺(tái)、17500 臺(tái)、13000 臺(tái)和 4500 臺(tái)。附表反映了 2005 年亞、歐、美三大地區(qū)各類型工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)量增幅情況。

　　我國已在“七五”計(jì)劃中把機(jī)器人列人國家重點(diǎn)科研規(guī)劃內(nèi)容，撥巨款在沈陽建立了全國第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程，全面展開了機(jī)器人基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)元器件研究。幾十年來，相繼研制出示教再現(xiàn)型的搬運(yùn)、點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、裝配等門類齊全的工業(yè)機(jī)器人及水下作業(yè)、軍用和特種機(jī)器人。我國自行生產(chǎn)的機(jī)器人噴漆流水線在長春第一汽車廠及東風(fēng)汽車廠投入運(yùn)行。

　　2.1 工業(yè)機(jī)器人在機(jī)床上的應(yīng)用

　　20 世紀(jì) 90 年代機(jī)床創(chuàng)新的最大成就是發(fā)明并聯(lián)機(jī)床，那么當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人在機(jī)床上的應(yīng)用已成為發(fā)展的一大趨向，機(jī)器人取代機(jī)床從事機(jī)械加工已初露鋒芒。

　　傳統(tǒng)的金屬切削加工都是由機(jī)械工人完成的：換刀、取料、裝夾工件、對(duì)刀、切削加工、下料、去毛刺。過去，機(jī)械加工操作與油污、噪音是分不開的，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工應(yīng)用中，機(jī)器人常常使用力和扭矩傳感器以便于它們 “感知”表面的不一致性和不完整性，并切除最小量的材料來糾正它們。機(jī)器人的控制器和傳感器結(jié)合在一起使用戶可以規(guī)定機(jī)器人施加力的方向和大小。像機(jī)床那樣工作，操作員可以啟動(dòng)或關(guān)閉機(jī)器人的轉(zhuǎn)軸，改變每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，以及決定速度和進(jìn)給量。

　　2.2 應(yīng)用實(shí)例

　　CADCAM 開發(fā)商 Delcam 與工業(yè)機(jī)器人制造商 KUKA 聯(lián)手開發(fā)用機(jī)器人進(jìn)行機(jī)加工。這兩家公司相信機(jī)器人能夠取代機(jī)械工具完成對(duì)軟材料的許多大規(guī)模加工作業(yè)。到目前為止，用機(jī)器人所做的機(jī)加工只限于小批量的特種作業(yè)。但是最近 Delcam 開發(fā)的 PowerMILL 機(jī)加工軟件及 KUKA 的控制系統(tǒng)已使機(jī)器人操縱大規(guī)模生產(chǎn)變?yōu)楹芎喴椎氖铝恕?/p>

　　2006 年 9 月，在漢諾威機(jī)床展覽會(huì)（EMO2005）上，工業(yè)機(jī)器人在機(jī)床上的應(yīng)用非常搶眼，而且應(yīng)用的領(lǐng)域也在擴(kuò)大。德國 DMG 公司的數(shù)控多軸自動(dòng)車床，就是配置 FMB 公司的 6軸機(jī)器人，進(jìn)行上下料搬運(yùn)工作。DMG 公司的另一臺(tái)新品 DMC635V 立式加工中心，也是配了兩臺(tái) FANUC 工業(yè)機(jī)器人，一臺(tái)機(jī)器人負(fù)責(zé)工件的上下料，另一臺(tái)則負(fù)責(zé)工件在機(jī)床主軸上的裝取。

　　德國 OPS 公司的創(chuàng)新思路是高速切削與電加工技術(shù)相結(jié)合。他們展出的兩臺(tái)機(jī)床，一臺(tái)是 OPS600高速加工中心，主軸轉(zhuǎn)速40000r/min,負(fù)責(zé)對(duì)零件進(jìn)行粗加工，另一臺(tái)GANTRY-500電火花機(jī)床，完成對(duì)零件的精加工。這兩臺(tái)機(jī)床之間，就是由工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)搬運(yùn)零件的。

　　瑞士 KUMMER 公司的 k250 車床，是一臺(tái)設(shè)計(jì)獨(dú)特的新穎機(jī)床。車頭箱可在頂梁導(dǎo)軌上縱向運(yùn)動(dòng)，也可作 Z 向進(jìn)出運(yùn)動(dòng)。正面刀架設(shè)于機(jī)床正前方，可以上下運(yùn)動(dòng)。而 ABB 公司的工業(yè)機(jī)器人就起到自動(dòng)上下料的作用，它把毛坯放進(jìn)主軸的彈簧夾頭內(nèi)，加工完又將其取回。

　　意大利意沃樂公司的一臺(tái)修邊、倒角 DC-5 機(jī)器人裝置可以對(duì)主軸上的零件修邊和去毛刺，甚至機(jī)器人可以加裝動(dòng)力頭，用刀具對(duì)零件進(jìn)行加工。

　　類似這些例子，實(shí)在不勝枚舉。工業(yè)機(jī)器人的工作范圍擴(kuò)展到了金屬切削及拋光領(lǐng)域。

　　3 機(jī)器人自動(dòng)化加工中存在的問題

　　3.1 信息交換問題

　　機(jī)器人作為機(jī)器人自動(dòng)化加工系統(tǒng)的成員，不可能獨(dú)立存在。機(jī)器人自動(dòng)化加工系統(tǒng)的硬件為加工機(jī)器人和以加工機(jī)器人為中心的輔助機(jī)器人群，包括換刀機(jī)器人、上下料機(jī)器人、測量機(jī)器人等以及對(duì)機(jī)器人群實(shí)行集中控制的主控計(jì)算機(jī)。機(jī)器人之間、機(jī)器人與計(jì)算機(jī)之間、加工系統(tǒng)與管理系統(tǒng)之間存在著諸多信息交換問題。

　　在機(jī)械工廠內(nèi)存在一種典型的溝通障礙。機(jī)器人運(yùn)行它們各自的特定品牌語言，而傳統(tǒng)的 CNC 計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床則讀取通過 CAM 軟件生成的 G 代碼經(jīng)編譯成機(jī)器指令來控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。Programming Plus 公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人的控制器編程，使其直接從 CAD/CAM程序中讀取 G 代碼。但是，由于目前機(jī)器人生產(chǎn)廠家繁多，機(jī)器人的編程語言也五花八門，這種將 CAM 生成的準(zhǔn)備用于數(shù)控機(jī)床的 G 代碼平滑地轉(zhuǎn)換成 6 軸機(jī)器人可用的代碼的軟件只是針對(duì)某一廠家的機(jī)器人專門開發(fā)的。人類通過語言來互相交流，機(jī)器人群之間的通訊現(xiàn)在缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)器人語言如何象計(jì)算機(jī)語言一樣規(guī)范化是世界各國機(jī)器人生產(chǎn)廠商需要解決的難點(diǎn)之一。

　　3.2 剛度和精度問題

　　關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與制造對(duì)機(jī)器的操作性能非常重要。傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展已日臻成熟，一些重要零部件的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)已很完善，例如大行程的直線導(dǎo)軌、多自由度的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、多自由度的主軸頭等�，F(xiàn)在高精度的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)完全可以進(jìn)行高精密的加工作業(yè)。

　　加工機(jī)器人與一般的搬運(yùn)、抓取機(jī)器人不同，它的功能與機(jī)床相同，是用來進(jìn)行機(jī)械切削加工的，其運(yùn)動(dòng)原則應(yīng)同時(shí)考慮剛度和精度。傳統(tǒng)機(jī)器人手臂常常細(xì)長且為懸臂梁結(jié)構(gòu)，這就大大降低了機(jī)器人的.整體剛性，尤其是承載垂直于手臂載荷的能力很差。機(jī)器人在進(jìn)行大型零件的加工上就顯得困難重重。由于串聯(lián)機(jī)器人剛度的限制，機(jī)器人的加工對(duì)象只限于軟材質(zhì)材料。此外，機(jī)器人的精度也不能滿足復(fù)雜零件機(jī)械加工精度的要求。例如，機(jī)器人關(guān)節(jié)中常用的多自由度鉸鏈自身的精度就是影響整個(gè)機(jī)器人精度的因素之一。機(jī)器人自身剛度和機(jī)器人精度是加工機(jī)器人面臨的主要問題。

　　3.3 工作范圍問題

　　工作范圍是指機(jī)器人手臂末端或手腕中心所能到達(dá)的所有點(diǎn)的集合。工作范圍的形狀和大小是十分重要的，機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)時(shí)可能會(huì)因?yàn)榇嬖谑植坎荒艿竭_(dá)的作業(yè)死區(qū)而不能完成任務(wù)。由于機(jī)器人的移動(dòng)能力和姿態(tài)能力互相耦合，因此計(jì)算其作業(yè)空間比較困難。在機(jī)器人進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，要注意死區(qū)和與工件發(fā)生干涉、碰撞的問題。

　　4 機(jī)器人機(jī)床展望

　　目前，世界先進(jìn)制造技術(shù)不斷興起，超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的不斷成熟，當(dāng)今的機(jī)床已經(jīng)是集光、機(jī)、電為一體的先進(jìn)機(jī)電設(shè)備。采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)，利用機(jī)器人技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度測量及加工，這是機(jī)器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù)的拓展，為將來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。

　　并聯(lián)機(jī)床是一種基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)原理并結(jié)合現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)和機(jī)床技術(shù)而產(chǎn)生的一種新型數(shù)控機(jī)床，其基本的結(jié)構(gòu)特征是并聯(lián)，即：由床身-刀具（動(dòng)平臺(tái)）-工件這一運(yùn)動(dòng)鏈中包含多條獨(dú)立的主動(dòng)支鏈。并聯(lián)機(jī)床在國內(nèi)也稱作虛擬軸機(jī)床、六條腿機(jī)床、六桿機(jī)床、六足蟲機(jī)床等等，在國際上一般稱為 Parallel Kinematic Machine（PKM）。這種機(jī)構(gòu)真正引起轟動(dòng)是在 1994年芝加哥國際機(jī)床展覽會(huì)上，Giddings & Lewis 公司和 Ingersoll 公司分別推出了基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六足機(jī)床，被媒體譽(yù)為“機(jī)床結(jié)構(gòu)的重大革命”、“21 世紀(jì)的數(shù)控加工裝備”,從此并聯(lián)機(jī)器成為制造業(yè)的研究熱點(diǎn)。天津大學(xué)與天津市第一機(jī)床廠聯(lián)合研制的我國第一臺(tái)商業(yè)化并聯(lián)機(jī)器人機(jī)床，已通過了專家鑒定，據(jù)權(quán)威人士評(píng)價(jià)，該機(jī)床達(dá)國際領(lǐng)先水平，現(xiàn)已走出實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化制造。并聯(lián)機(jī)床有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　1. 剛度重量比大。因采用并聯(lián)閉環(huán)靜定或非靜定桿系結(jié)構(gòu)，且在準(zhǔn)靜態(tài)情況下，傳動(dòng)構(gòu)件理論上為僅受拉壓載荷的二力桿，故傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的單位重量具有很高的承載能力。

　　2. 響應(yīng)速度快。運(yùn)動(dòng)部件慣性的大幅度降低有效地改善了伺服控制器的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，允許動(dòng)平臺(tái)獲得很高的進(jìn)給速度和加速度，因而特別適于各種高速數(shù)控作業(yè)。

　　3. 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。便于可重組和模塊化設(shè)計(jì)，且可構(gòu)成形式多樣的布局和自由度組合。在動(dòng)平臺(tái)上安裝刀具可進(jìn)行多坐標(biāo)銑、鉆、磨、拋光，以及異型刀具刃磨等加工。裝備機(jī)械手腕、高能束源或 CCD 攝像機(jī)等末端執(zhí)行器，還可完成精密裝配、特種加工與測量等作業(yè)。

　　4. 技術(shù)附加值高。并聯(lián)機(jī)床具有“硬件”簡單，“軟件”復(fù)雜的特點(diǎn)，是一種技術(shù)附加值很高的機(jī)電一體化產(chǎn)品，因此可望獲得高額的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

　　5 結(jié) 束 語

　　近幾年，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)有了長足的進(jìn)步，把機(jī)器人應(yīng)用于機(jī)械加工具有許多傳統(tǒng)機(jī)床無法替代的優(yōu)點(diǎn)，我們完全可以預(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來并聯(lián)機(jī)床將會(huì)在一些專業(yè)領(lǐng)域成為傳統(tǒng)機(jī)床的強(qiáng)有力的補(bǔ)充者。

　　自動(dòng)化機(jī)器論文【2】

　　1.1在已有的基礎(chǔ)上部分工種實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化

　　在農(nóng)作物從播種到成熟以及收割這一階段內(nèi)，所涉及的方面很多。在播種的初期所要進(jìn)行的耕地就已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化。拖拉機(jī)的投入使用，大大提高了耕作的效率，目前正在研究的微機(jī)或者是電磁操向控制閥，來提高位調(diào)節(jié)以及力調(diào)節(jié)的可控制水平，這樣可以提高耕作時(shí)的作業(yè)精度�，F(xiàn)如今，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在日本普及。而在農(nóng)作物的收割方面，在一些長勢較好以及沒有受到自然災(zāi)害影響的時(shí)間內(nèi)，基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了簡單的機(jī)械自動(dòng)化。

　　1.2從已有的農(nóng)業(yè)機(jī)械向無人的自動(dòng)化操作轉(zhuǎn)變

　　田間操作機(jī)械里主要有兩種方式的無人機(jī)械自動(dòng)化操作。一種是利用無線遙控來操縱機(jī)械的間接性的無人自動(dòng)化操作，主要是農(nóng)藥噴霧直升機(jī)、割草機(jī)、插秧機(jī)等。還有一類是直接進(jìn)行的無人機(jī)械自動(dòng)化操作，例如將耕地、割草、收割集為一體化操作的。而在目前來說，也在積極利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人自動(dòng)化對(duì)土壤干濕狀況、土壤肥力狀況等等各方面的研究。在固定機(jī)械方面的無人自動(dòng)化操作已經(jīng)取得了很大成就。例如在農(nóng)作物收割后，進(jìn)行全自動(dòng)烘干技術(shù)，以及在對(duì)農(nóng)作物質(zhì)量所進(jìn)行的分揀技術(shù)。主要是通過光電傳感技術(shù)、照相機(jī)以及X射線等各種方式對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行挑選，從而使農(nóng)產(chǎn)品根據(jù)自身的不同品質(zhì)賣出不同的價(jià)值，換一句話來說，在同一條件滿足了不同種類的人的需要，是一箭雙雕的辦法。

　　2農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的推進(jìn)模式

　　在推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化過程中會(huì)遇到各種各樣的困難，這就需要我們不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，嘗試新的方案并進(jìn)行總結(jié)，爭取在嘗試不同的方式中取得進(jìn)步。在推進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化的過程中不僅僅需要考慮到組織方式，還需要考慮到各種其他的因素。例如，當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的條件，還有生產(chǎn)的技術(shù)條件等，這些都是在機(jī)械自動(dòng)化的推進(jìn)過程中需要考慮的。而只有我們提前進(jìn)行充分地考慮，才能確保在推進(jìn)過程中能夠順利進(jìn)行。

　　2.1機(jī)械自動(dòng)化模式的選擇

　　首先，要根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)水平以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)條件，樹立正確的理念。提高作業(yè)的精度以及作業(yè)的效率，在保證安全生產(chǎn)的前提下提高生產(chǎn)質(zhì)量，節(jié)約能源。同時(shí)，要正確評(píng)價(jià)這些模式在推進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化過程中的作用，根據(jù)這些作用的大小按先后順序進(jìn)行選擇來推動(dòng)機(jī)械自動(dòng)化模式。

　　2.2機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量（耐久性、可靠性）的增強(qiáng)

　　農(nóng)業(yè)與其他行業(yè)相比，存在著許許多多的變化，特別是它所面臨的自然環(huán)境往往是最大的挑戰(zhàn)，大多數(shù)時(shí)候是在自然條件較為惡劣的情況下進(jìn)行作業(yè)，而此時(shí)機(jī)械的質(zhì)量（耐用度的問題）往往會(huì)對(duì)工作效率產(chǎn)生絕對(duì)影響。特別是目前機(jī)械大多數(shù)采用微處理機(jī)或者是半導(dǎo)體集成電路，所以提高這些機(jī)械的產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)顯得尤為重要。

　　2.3樹立正確的機(jī)械自動(dòng)化理念

　　在推進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化的過程中我們要轉(zhuǎn)變理念，不要僅僅考慮那些大規(guī)模的農(nóng)戶，同時(shí)還要考慮到那些小規(guī)模的農(nóng)戶，畢竟中國大多數(shù)還是小規(guī)模的個(gè)體生產(chǎn)，而這些也是我們?cè)谕苿?dòng)機(jī)械自動(dòng)化的過程中所要面臨對(duì)象，所以在機(jī)器的研究過程中開發(fā)和投入一些價(jià)格相對(duì)較低、多功能且是針對(duì)小規(guī)模的。而在機(jī)械的改進(jìn)上，要根據(jù)土壤以及農(nóng)作物出發(fā)，來開發(fā)一些適合實(shí)際生產(chǎn)且價(jià)格相對(duì)較低的，不能停留在到對(duì)原有機(jī)械的改裝上。

　　3結(jié)語

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品的要求也在不斷提高，會(huì)更加注重農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值及品質(zhì)。而對(duì)于勞動(dòng)者來說，會(huì)更加注重工作的舒適性。同時(shí)面對(duì)日益激烈的國際競爭，我們需要在此過程中不斷提高機(jī)械自動(dòng)化程度以也不降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，以此來保證我們?cè)趪�際競爭中處于優(yōu)勢地位。推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化化是歷史的選擇，同時(shí)也是現(xiàn)實(shí)的需要，我們要以新的姿態(tài)去迎接推動(dòng)機(jī)械自動(dòng)化的挑戰(zhàn)。