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工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用研究

   2012年01月04日 10:49  
  摘要:隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷向智能化方向發(fā)展,機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和深化,工業(yè)機(jī)器人已成為一種*產(chǎn)業(yè),為工業(yè)自動化發(fā)揮了巨大作用,將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起越來越重要的作用。文章介紹了工業(yè)機(jī)器人的國內(nèi)國外的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用趨勢,以及帶來的經(jīng)濟(jì)效益。
    
  1、引言
  
  工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人的一種,它由操作機(jī).控制器.伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感器裝置構(gòu)成,是一種仿人操作自動控制,可重復(fù)編程,能在三難空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化的自動化生產(chǎn)設(shè)備,特別適合于多品種,變批量柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,改善勞動條件的快速更新?lián)Q代起著十分重要作用。
  
  2、工業(yè)機(jī)器人帶來的效益
  
  廣泛的應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人,可以逐步改善勞動條件,更強(qiáng)與可控的生產(chǎn)能力,加快產(chǎn)品更新?lián)Q代。提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量,消除枯燥無味的工作,節(jié)約勞動力,提供更安全的工作環(huán)境,降低工人的勞動強(qiáng)度,減少勞動風(fēng)險,提高機(jī)床,減少工藝過程中的工作量及降低停產(chǎn)時間和庫存,提高企業(yè)競爭力。
  
  3、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展
  
  隨著科技的不斷進(jìn)步,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展過程可分為三代,第—代,為示教再現(xiàn)型機(jī)器人,它主要由機(jī)器手控制器和示教盒組成,可按預(yù)先引導(dǎo)動作記錄下信息重復(fù)再現(xiàn)執(zhí)行,當(dāng)前工業(yè)中應(yīng)用zui多。第二代為感覺型機(jī)器人,如有力覺觸覺和視覺等,它具有對某些外界信息進(jìn)行反饋調(diào)整的能力,目前已進(jìn)入應(yīng)用階段。第三代為智能型機(jī)器人它具有感知和理解外部環(huán)境的能力,在工作環(huán)境改變的情況下,也能夠成功地完成任務(wù),它尚處于實驗研究階段。
  
  3.1 國外工業(yè)機(jī)器人的的發(fā)展
  
  美國是機(jī)器人的誕生地,早在1961年,美國的ConsolidedControlCorp和AMF公司聯(lián)合研制了*臺實用的示教再現(xiàn)機(jī)器人。經(jīng)過40多年的發(fā)展,美國的機(jī)器人技術(shù)在上仍一直處于地位。其技術(shù)全面、*,適應(yīng)性也很強(qiáng)。
  
  日本在1967年從美國引進(jìn)*臺機(jī)器人,1976年以后,隨著微電子的快速發(fā)展和市場需求急劇增加,日本當(dāng)時勞動力顯著不足,工業(yè)機(jī)器人在企業(yè)里受到了“救世主”般的歡迎,使其日本工業(yè)機(jī)器人得到快速發(fā)展,現(xiàn)在無論機(jī)器人的數(shù)量還是機(jī)器人的密度都位居世界*,素有“機(jī)器人王國”之稱。德國引進(jìn)機(jī)器人的時間比英國和瑞典大約晚了五六年,但戰(zhàn)爭所導(dǎo)致的勞動力短缺,國民的技術(shù)水平較高等社會環(huán)境,卻為工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展、應(yīng)用提供了有利條件。此外,在德國規(guī)定,對于一些危險、有毒、有害的工作崗位,必須以機(jī)器人來代替普通人的勞動。這為機(jī)器人的應(yīng)用開拓了廣泛的市場,并推動了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。目前,德國工業(yè)機(jī)器人的總數(shù)占*二位,僅次于日本。
  
  法國政府一直比較重視機(jī)器人技術(shù),通過大力支持一系列研究計劃,建立了一個完整的科學(xué)技術(shù)體系,使法國機(jī)器人的發(fā)展比較順利。在政府組織的項目中,特別注重機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)方面的研究,把重點放在開展機(jī)器人的應(yīng)用研究上。而由工業(yè)界支持開展應(yīng)用和開發(fā)方面的工作,兩者相輔相成,使機(jī)器人在法國企業(yè)界得以迅速發(fā)展和普及,從而使法國在工業(yè)機(jī)器人界擁有*的一席之地。
  
  英國紀(jì)70年代末開始,推行并實施了一系措施列支持機(jī)器人發(fā)展的政策,使英國工業(yè)機(jī)器人起步比當(dāng)今的機(jī)器人大國日本還要早,并曾經(jīng)取得了早期的輝煌。然而,這時候政府對工業(yè)機(jī)器人實行了限制發(fā)展的錯誤。這個錯誤導(dǎo)致英國的機(jī)器人工業(yè)一蹶不振,在西歐幾乎處于末位。近些年,意大利、瑞典、西班牙、芬蘭、丹麥等國家由于自身國內(nèi)機(jī)器人市場的大量需求,發(fā)展速度非常迅速。目前,上的工業(yè)機(jī)器人公司主要分為日系和歐系。日系中主要有安川、oTC、松下、FANLUC、不二越、川崎等公司的產(chǎn)品。歐系中主要有德國的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的CO毗U及奧地利的工GM公司。
  
  3.2 國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展
  
  我國工業(yè)機(jī)器人起步于20世紀(jì)70年代初期,經(jīng)過30多年發(fā)展,大致經(jīng)歷了3個階段:70年代萌芽期,80年代的開發(fā)期和90年代的應(yīng)用化期。隨著20世紀(jì)70年代世界科技快速發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用在世界掀起了一個高潮,在這種背景下,我國于1972年開始研制自己的工業(yè)機(jī)器人。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后,隨著改革開放的不斷深入,在高技術(shù)浪潮的沖擊下,我國機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)與研究得到了政府的重視與支持,“七五”期間,國家投入資金,對工定機(jī)器人及零部件進(jìn)行攻關(guān),完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)的開發(fā),研制出了噴漆,點焊,弧焊和搬運機(jī)器人。,國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃開始實施,經(jīng)過幾年研究,取得了一大批科研成果。成功地研制出了一批特種機(jī)器人。
  
  從2O世紀(jì)9O年代初期起,我國的國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變期,掀起了新一輪的經(jīng)濟(jì)體制改革和技術(shù)進(jìn)步熱潮,我國的工業(yè)機(jī)器人又在實踐中邁進(jìn)了一大步,先后研制了點焊,弧焊,裝配,噴漆,切割,搬運,碼垛等各種用途的工業(yè)機(jī)器人,并實施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程,形成了一批工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地,為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。但是與發(fā)達(dá)國家相比,我國工業(yè)機(jī)器人還有很大差距。
  
  目前,我國工業(yè)機(jī)器人公司主要有中國新松機(jī)器自動化股份有限公司和首鋼莫托曼機(jī)器人有限公司。
  
  4、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用
  
  隨著工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的深度和廣度以及機(jī)器人智能水平的提高,工業(yè)機(jī)器人已在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。從傳統(tǒng)的汽車制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域延伸。如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)用于維護(hù)維修的機(jī)器人等。在國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、生活服務(wù)等領(lǐng)域工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也越來越多。汽車制造是一個技術(shù)和資金高度密集的產(chǎn)業(yè),也是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用zui廣泛的行業(yè),幾乎占到整個工業(yè)機(jī)器人的一半以上。在我國,工業(yè)機(jī)器人zui初也是應(yīng)用于汽車和工程機(jī)械行業(yè)中。在汽車生產(chǎn)中工業(yè)機(jī)器人是一種主要的制動化設(shè)備,在整車及零部件生產(chǎn)的弧焊、點焊、噴涂、搬運、涂膠、沖壓等工藝中大量使用。據(jù)預(yù)測我國正在進(jìn)入汽車擁有率上升時期,在未來幾年里,汽車仍將每年15%左右的速度增長。所以未來幾年工業(yè)機(jī)器人的需求將會呈現(xiàn)出高速增長趨勢,年增幅達(dá)到50%左右,工業(yè)機(jī)器人在我國汽車行業(yè)的應(yīng)用將得到快速發(fā)展。
  
  工業(yè)機(jī)器人除了在汽車行業(yè)的廣泛應(yīng)用,在電子,食品加工,非金屬加工,日用消費品和木材家具加工等行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求也快速增長。在亞洲,2005年安裝工業(yè)機(jī)器人72,600臺,與2004年相比,增長了40%,而應(yīng)用在電子行業(yè)的就占了31%左右。在歐洲地區(qū),據(jù)統(tǒng)計2005年與2004年相l(xiāng):tI業(yè)機(jī)器人在食品加工行業(yè)的應(yīng)用增長了17%左右,在非金屬加工行業(yè)的應(yīng)用增長了20%左右,在日用品消費行業(yè)增長了32%,在木材家具加工行業(yè)增長了18%左右。工業(yè)機(jī)器人在石油方面也有廣泛的應(yīng)用,如海上石油鉆井、采油平臺、管道的檢測、煉油廠、大型油罐和儲罐的焊接等均可使用機(jī)器人來完成。在未來幾年,傳感技術(shù),激光技術(shù),工程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會被廣泛應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人工作領(lǐng)域,這些技術(shù)會使工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用更為,高質(zhì),運行成本低。據(jù)預(yù)測,今后機(jī)器人將在醫(yī)療、保健、生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、教育、救災(zāi)、海洋開發(fā)、機(jī)器維修、交通運輸和農(nóng)業(yè)水產(chǎn)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
  
  5、結(jié)束語
  
  在我國,工業(yè)機(jī)器人*大部分被國外工業(yè)機(jī)器人企業(yè)占據(jù)著。在強(qiáng)手面前,國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)面臨著相當(dāng)大的競爭壓力。如今我國正從一個“制造大國”向“制造強(qiáng)國”邁進(jìn),中國制造業(yè)面臨著與接軌、參與分工的巨大挑戰(zhàn),對我國工業(yè)自動化的提高迫在眉睫,政府務(wù)必會加大對機(jī)器人的資金投入和政策支持,將會給工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的動力。

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