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基于工業(yè)機器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文
在個(gè)人成長(cháng)的多個(gè)環(huán)節中，大家都不可避免地會(huì )接觸到論文吧，論文對于所有教育工作者，對于人類(lèi)整體認識的提高有著(zhù)重要的意義。那么問(wèn)題來(lái)了，到底應如何寫(xiě)一篇優(yōu)秀的論文呢？下面是小編收集整理的基于工業(yè)機器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文，希望能夠幫助到大家。
基于工業(yè)機器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文 篇1
摘要：
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)已成為自動(dòng)化裝備的主流及發(fā)展方向，在工業(yè)領(lǐng)域逐漸得到廣泛應用，將工業(yè)機器人引入到自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上，切合實(shí)際生產(chǎn)需求與發(fā)展需要。工業(yè)機器人作為一種先進(jìn)設備，在工業(yè)自動(dòng)化中發(fā)揮了巨大作用。文章將對工業(yè)機器人在自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中的應用進(jìn)行介紹。
關(guān)鍵詞：
工業(yè)機器人，自動(dòng)化，生產(chǎn)技術(shù)
引言：
由于過(guò)去幾十年勞動(dòng)力成本較低，我國人口基數大，制造業(yè)招聘人員較為容易，能夠以較為低廉價(jià)格招到大量員工，大多數企業(yè)由于人口紅利得到較快發(fā)展，但隨著(zhù)我國經(jīng)濟發(fā)展以及人民生活水平提升，勞動(dòng)成本逐漸提升，同時(shí)員工流動(dòng)性過(guò)大，這樣導致制造業(yè)存在嚴重用工荒問(wèn)題，經(jīng)濟大環(huán)境發(fā)生較大變革，企業(yè)應當轉變思路，要在目前運用工業(yè)機器人，提升生產(chǎn)自動(dòng)化水平，從而促使成本得到縮減同時(shí)提升企業(yè)經(jīng)濟效益。
1、工業(yè)機器人概述
工業(yè)機器人一般由控制系統、驅動(dòng)系統、位置檢測裝置、執行機構幾個(gè)部分組成，工業(yè)機器人控制系統是機器人的大腦，支配著(zhù)機器人按照規定的程序運動(dòng)，并記憶人們給定的指令信息，同時(shí)按其控制系統的信息對執行機構發(fā)出執行指令。工業(yè)機器人驅動(dòng)系統是按照控制系統發(fā)來(lái)的控制指令驅動(dòng)執行機構的運動(dòng)裝置。位置檢測裝置是通過(guò)速度、位置、觸覺(jué)、視覺(jué)等傳感器檢測機器人的運動(dòng)位置、運動(dòng)速度和工作狀態(tài)，并隨時(shí)反饋給控制系統，以便使執行機構到達設定的位置。執行機構是一種具有和人手相似的動(dòng)作功能，可在空間抓持物體或執行其他操作的機械裝置，主要包括手、腕部、手臂、基座。工業(yè)機器人很多情況下能夠取代操作工，操作工是指流水線(xiàn)工位人員，工業(yè)機器人可以替代流水線(xiàn)人員工作，提升工作質(zhì)量以及工作效率。
2、工業(yè)機器人在自動(dòng)化生產(chǎn)中應用分析
2.1自動(dòng)化生產(chǎn)之中焊接機器人的應用
目前工業(yè)機器人在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當中得到較廣泛運用，其中焊接機器人就是典范，顧名思義，焊接機器人是進(jìn)行焊接工作的機器人。焊接機器人包括激光焊接機器人、弧焊焊接機器人，尤其是目前汽車(chē)制造行業(yè)，焊接機器人應用較為廣泛。從宏觀(guān)層面上分析，機械制造過(guò)程中較多使用弧焊機器人，根據資料分析得出，通常而言一輛汽車(chē)焊接點(diǎn)大概是四千個(gè)，如果采取手工焊接，會(huì )對于焊接工人身體健康造成直接影響，同時(shí)人工焊接勞動(dòng)強度大，難免失誤，同時(shí)難以切實(shí)保障焊接質(zhì)量。汽車(chē)制造之中使用焊接機器人。很大程度上能夠切實(shí)改善焊接工作量大問(wèn)題，將焊接機器人替代人工還能夠有效避免外界環(huán)境影響，促使鋼鐵焊接效率及焊接質(zhì)量得到提高。汽車(chē)制造行業(yè)之中焊接機器人已經(jīng)得到了較為廣泛運用，大量實(shí)踐表明焊接機器人作業(yè)水平明顯高于人工作業(yè)水平。
2.2自動(dòng)化生產(chǎn)之中裝配機器人的應用
自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)程當中工業(yè)機器人還包括裝配機器人，裝配機器人主要從事裝配工作，裝配機器人屬于較高精尖一體化產(chǎn)品，裝配機器人集合微電子、自動(dòng)化控制、通信技術(shù)、機械學(xué)、光學(xué)等方面高科技，裝配機器人具備較豐富功能以及較高附加值，對裝配機器人進(jìn)行分析，裝配機器人具備較高柔順性以及精度，同時(shí)裝配機器人能夠和其他系統之間實(shí)現融合使用，裝配機器人在電器制造行業(yè)當中運用廣泛。其中，汽車(chē)裝配過(guò)程中對裝配機器人提出較高要求，目前小配件日益增加，如果依靠人工進(jìn)行安裝難以滿(mǎn)足現實(shí)生產(chǎn)需要，不管前后擋板，車(chē)門(mén)或者儀表盤(pán)，或是車(chē)燈以及電池安裝，裝配機器人都能夠發(fā)揮較積極的作用，同時(shí)能夠有效提升裝配質(zhì)量和效率。
2.3自動(dòng)化生產(chǎn)之中搬運機器人的`應用
自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當中會(huì )使用搬運機器人，搬運機器人，顧名思義，主要是從事自動(dòng)化搬運作業(yè)機器人。通常來(lái)講，搬運機器人大部分會(huì )安裝末端執行器，在不同狀態(tài)之下搬運機器人能夠對于貨物進(jìn)行搬運，根據目前資料進(jìn)行分析，社會(huì )大量行業(yè)都已經(jīng)廣泛使用智能搬運機器人，將搬運機器人取代人工搬運能夠促使勞動(dòng)強度大幅度降低，同時(shí)能夠縮減成本，促使企業(yè)管理質(zhì)量和管理水平得到提高。
2.4自動(dòng)化生產(chǎn)之中檢測機器人的應用
自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當中還使用檢測器機器人，主要針對于產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，流水線(xiàn)如果沒(méi)有人工檢測，就會(huì )使用檢測機器人，檢測機器人包括多個(gè)傳感器，通過(guò)觸感、觀(guān)感及視覺(jué)等傳感器針對目標進(jìn)行判斷、檢測，相對人工檢測而言，檢測機器人能實(shí)現長(cháng)時(shí)間工作同時(shí)不容易出現失誤，工作效率相對于人工大幅度提升，半導體、藥品包裝以及電路板等行業(yè)檢測機器人得到了較為廣泛應用。
3、結語(yǔ)
綜上所述，自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當中使用工業(yè)機器人具有重大的優(yōu)勢，通過(guò)工業(yè)機器人取代人工能夠有效縮減成本，同時(shí)提升生產(chǎn)效率及工作質(zhì)量，降低超降低工作強度以及減少工作誤差，尤其最近國內用工成本日益增加情況之下，工業(yè)機器人運用到企業(yè)生產(chǎn)之中能夠有效促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟效益及市場(chǎng)競爭能力得到提高，同時(shí)符合科學(xué)發(fā)展觀(guān)以及可持續發(fā)展理念，實(shí)現企業(yè)健康以及穩定發(fā)展。
參考文獻
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基于工業(yè)機器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文 篇2
摘要：隨著(zhù)我國工業(yè)化的發(fā)展和人力成本的增加，分析了工業(yè)機器人技術(shù)的特點(diǎn)和人才需求，工業(yè)機器人的應用比例越來(lái)越大，因此構建了校企合作的雙輪驅動(dòng)培訓模式。工業(yè)機器人技術(shù)應用人才的需求將增加，它促進(jìn)了學(xué)校和企業(yè)的深度整合。但目前我國工業(yè)機器人的水平還處于比較低的階段，核心組成部分仍處于重要地位，才能形成了有特色的高職人才培養方案。
關(guān)鍵詞：高職教育；專(zhuān)業(yè)建設；課程體系；工業(yè)機器人
高職院校開(kāi)設工業(yè)機器人專(zhuān)業(yè)已迫在眉睫，基于崗位群職業(yè)核心能力的培養，許多大型企業(yè)都非常重視通過(guò)課程體系對工業(yè)機器人發(fā)展的影響。教學(xué)內容與機器人相關(guān)的職業(yè)需求密切相關(guān)，通過(guò)對專(zhuān)家研究成果的分析，它與生產(chǎn)環(huán)節和工作任務(wù)密切相關(guān)，針對工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的需求形成研究報告，保證了工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的培養質(zhì)量，為工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的教學(xué)建設和改革提供了依據。
1、工業(yè)機器人技術(shù)實(shí)現機器化的各種功能
目前，工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展成熟，應用領(lǐng)域也十分廣泛。我國工業(yè)機器人的安裝密度將達到100萬(wàn)，并將形成較為完整的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系。面對機器人產(chǎn)業(yè)誘人的發(fā)展前景，機器人企業(yè)和機器人工業(yè)園區如雨后春筍般涌現。機器人工業(yè)園主要以“中國制造2025”的戰略開(kāi)發(fā)工業(yè)機器人和主動(dòng)對接。以102個(gè)參與工業(yè)機器人發(fā)展的單位為基礎，中國將在2020年以前爭取中國機器人工業(yè)基地的領(lǐng)先優(yōu)勢和突出優(yōu)勢，建設中國著(zhù)名的智能制造城市。隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將更加迅速，機器人專(zhuān)業(yè)人才的培養和教育將成為機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智力支撐。
2、工業(yè)機器人技術(shù)的專(zhuān)業(yè)特性及人才需求
�。�1）工業(yè)機器人技術(shù)具有特殊的培養意義。隨著(zhù)我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，許多高職院校都建立了綜合性的工業(yè)機器人實(shí)驗室訓室，以滿(mǎn)足高素質(zhì)復合型人才培養的需要，并滿(mǎn)足未來(lái)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的需求，大量高素質(zhì)的人才可以通過(guò)教學(xué)和實(shí)訓為企業(yè)培訓自動(dòng)化技術(shù)操控人員。為區域經(jīng)濟發(fā)展培養急需的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，避免未來(lái)本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的人才短缺。同時(shí)，要將實(shí)訓室建設成為實(shí)驗教學(xué)體系合理、開(kāi)放、共享、特色鮮明、培養高素質(zhì)人才的重要平臺。研究發(fā)現，工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)具有良好的市場(chǎng)就業(yè)前景，涉及到電子、計算機、電機、機械、機電一體化技術(shù)。以某模擬企業(yè)的實(shí)際工程為動(dòng)力，在工業(yè)控制、氣動(dòng)、液壓、自動(dòng)控制等領(lǐng)域的理論與技術(shù)基礎上，完成了“一個(gè)專(zhuān)業(yè)、多功能”人才的培養過(guò)程，涉及面廣且綜合性強，從而培養專(zhuān)業(yè)人才的定位和培養具有著(zhù)特殊的教育意義。
�。�2）積極推進(jìn)專(zhuān)任教師互評互教的教學(xué)模式改革。高職院校應在相關(guān)教學(xué)隊伍建設和課程體系建設方面，積極推進(jìn)項目化教學(xué)和任務(wù)型技能培養模式的改革，加大教材建設、社會(huì )服務(wù)能力建設等方面的投入。培訓條件建設通過(guò)講師評比和校外培訓提高現有教師的水平。鼓勵相關(guān)專(zhuān)業(yè)教師改革課程體系，實(shí)施以企業(yè)用人需求為中心的人才培養模式改革，明確相關(guān)科研課題，加強專(zhuān)業(yè)核心課程體系建設。以培養學(xué)生專(zhuān)業(yè)核心課程實(shí)踐技能為核心，與企業(yè)合作編制本專(zhuān)業(yè)技術(shù)的培訓方案，從而培養高職學(xué)生具備專(zhuān)業(yè)基礎知識的能力。
�。�3）構建合理有效的工業(yè)機器人技術(shù)人才培養模式。針對機械制造業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)和機器人行業(yè)的相關(guān)企業(yè)進(jìn)行調查，加強課程體系建設、實(shí)驗室和培訓室建設、師資隊伍建設。通過(guò)對校企合作企業(yè)考察訪(fǎng)問(wèn)的系統分析與探討，培養出符合企業(yè)需要的合格人才知識及能力，為高職院校畢業(yè)學(xué)生拓展機器人制造企業(yè)與系統集成商實(shí)踐平臺機構，完善學(xué)生的'實(shí)踐能力。隨著(zhù)勞動(dòng)力的短缺和工業(yè)的升級，這些企業(yè)可以從事自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)和工業(yè)機器人的應用、維護、安裝、調試、銷(xiāo)售和管理機器人將逐步由工業(yè)機器人代替人，因此這個(gè)專(zhuān)業(yè)具有較強的職業(yè)研發(fā)能力，也是未來(lái)高職院校精品高技能的專(zhuān)業(yè)課程及人才模式。
�。�4）“校企合作”的雙輪驅動(dòng)人才培養模式構建。工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)涉及的知識面廣，教學(xué)條件和師資力量相對薄弱，建立“校企合作”的雙輪驅動(dòng)人才培養模式。目前，實(shí)現校企一體化工作與學(xué)習的有機結合，形成了有特色的專(zhuān)業(yè)培訓方案。為高職院校畢業(yè)的學(xué)生選擇一些企業(yè)管理水平高、生產(chǎn)任務(wù)較為充足、能充分滿(mǎn)足工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐技能培訓和崗位能力培養的需要。雙方應共同培養工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，共同制定人才培養方案，并嵌入對未來(lái)員工的培訓;采取“兩輪驅動(dòng)”人才培養方案，通過(guò)深入合作。與校企合作企業(yè)合作，根據企業(yè)的崗位要求和專(zhuān)業(yè)行動(dòng)能力引入企業(yè)構建企業(yè)實(shí)踐規范標準。教師可以到校企合作企業(yè)單位進(jìn)行短期教學(xué)實(shí)踐，不時(shí)邀請企業(yè)技術(shù)專(zhuān)家參加專(zhuān)業(yè)技術(shù)講座。
3、高職院校工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)教育發(fā)展前景
在校企合作的基礎上，隨時(shí)根據工作變化的需要，增加與生產(chǎn)環(huán)節和工作任務(wù)密切相關(guān)的課程，與企業(yè)合作建設工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)，建設集實(shí)踐教學(xué)、技能評估、師資培訓、技能競爭、教學(xué)和產(chǎn)品為一體的工業(yè)機器人技術(shù)培訓基地，并與企業(yè)共同打造工業(yè)機器人技術(shù)人才培養基地平臺。同時(shí)，與當地企業(yè)接軌參與工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的培養。根據企業(yè)員工的要求培養學(xué)生，滿(mǎn)足工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才課程體系的建設。在教學(xué)工作中一邊實(shí)踐探索，一邊修改和補充課程內容，以實(shí)現教學(xué)內容培養人才促進(jìn)校企合作發(fā)展的機會(huì )。面對這樣的人才需求形勢，與校企合作企業(yè)長(cháng)期合作培養和輸送人才必將取得滿(mǎn)意的效果。
4、結束語(yǔ)
隨著(zhù)國家戰略需要應用型人才的支持，工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)，高職院校是培養應用型人才的重要載體，抓好工業(yè)機器人人才的培養，推進(jìn)培訓布局促進(jìn)工學(xué)結合。在當前形勢下，深化校企一體化逐步形成“以工作為導向，必須采取校企聯(lián)盟、合作、聯(lián)合培養模式，逐步提高職業(yè)能力”的人才培養模式。結合企業(yè)機器人技術(shù)教學(xué)研究、生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗和學(xué)校教學(xué)模式，為“中國制造2025”做出貢獻，共同促進(jìn)我國工業(yè)機器人專(zhuān)業(yè)人才的培養，從而有效地滿(mǎn)足企業(yè)和社會(huì )的需要。
參考文獻：
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基于工業(yè)機器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文 篇3
摘要:隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì )開(kāi)始普及機器人產(chǎn)品，產(chǎn)品性能直接影響社會(huì )發(fā)展水平，需要及時(shí)改造和創(chuàng )新機器人技術(shù)。航空航天、工業(yè)生產(chǎn)等行業(yè)中已經(jīng)廣泛應用工業(yè)機器人，因此，未來(lái)發(fā)展研究六自由度工業(yè)機器人運動(dòng)控制系統尤為重要。
關(guān)鍵詞:六自由度；工業(yè)機器人；運動(dòng)控制系統
自動(dòng)化工業(yè)系統中工業(yè)機器人是一種不可或缺的設備，為人類(lèi)社會(huì )進(jìn)步和歷史發(fā)展奠定基礎。隨著(zhù)社會(huì )生產(chǎn)力的全面提升，越來(lái)越多的勞動(dòng)力被需要，這就使得逐漸凸顯出重復勞動(dòng)力的問(wèn)題，為了有效解決上述問(wèn)題，機器人是一種良好措施。雖然工業(yè)機器人研究方面具備一定成績(jì)，但是相比國外發(fā)達國家來(lái)說(shuō)，還是具備一定差距，為此需要進(jìn)一步研究六自由度工業(yè)機器人，集中闡述運動(dòng)控制系統。
1、設計運動(dòng)控制系統基本方案
基于六自由度工業(yè)機器人基本系統的基礎上來(lái)構建控制系統，六自由度工業(yè)機器人運動(dòng)控制系統主要包括兩個(gè)部分：軟件和硬件。軟件主要就是用來(lái)完成機器人軌跡規劃、譯碼和解析程序、插補運算，機器人運動(dòng)學(xué)正逆解，驅動(dòng)機器人末端以及所有關(guān)節的動(dòng)作，屬于系統的核心部位。硬件主要就是為構建運動(dòng)控制系統提供物質(zhì)保障[1]。
2、設計硬件控制系統
在六自由度工業(yè)機器人的前提下，利用ARM工控機來(lái)設計系統方案。下位機模塊是DMC-2163控制卡。通過(guò)以太網(wǎng)工控機能夠為DMC-2163提供相應的命令，依據命令DMC-2163執行程序，并且能夠發(fā)出控制信號。利用伺服放大器對系統進(jìn)行放大以后，驅動(dòng)設備的所有電機進(jìn)行運轉，保障所有環(huán)節都能夠進(jìn)行動(dòng)作。工業(yè)機器人通過(guò)DMC-2163輸送電機編碼器的位置信號，然后利用以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行反饋，確保能夠實(shí)時(shí)監控和顯示機器人的實(shí)際情況。第一，DMC-2163控制卡，設計系統硬件的時(shí)候，使用Galil生產(chǎn)的DMC控制器，保障能夠切實(shí)滿(mǎn)足設計的性能和精度需求，選擇DMC-2163控制器來(lái)設計六自由度工業(yè)機器人，依據系統API來(lái)二次開(kāi)發(fā)工控機。第二，嵌入式ARM工控機。實(shí)際操作中為了滿(mǎn)足系統高性能、可靠、穩定的需求，使用嵌入式FreescaleIMx6工控機，存在1.2GHz主頻率。Cortex-A9作為CPU，擁有豐富的硬件資源，能夠全面滿(mǎn)足設計六自由度機器人的需求[2]。
3、設計和實(shí)現控制系統軟件
3.1實(shí)現NURBS插補依據系統給定的控制頂點(diǎn)、節點(diǎn)矢量、權因子來(lái)對NURBS曲線(xiàn)進(jìn)行確定，插補NURBS曲線(xiàn)的關(guān)鍵實(shí)際上就是利用插補周期范圍內存在的步長(cháng)折線(xiàn)段來(lái)對NURBS曲線(xiàn)進(jìn)行逼近，因此，想要實(shí)現NURBS插補就需要切實(shí)解決密化參數和軌跡計算兩方面內容。第一，密化參數。實(shí)際上就是依據空間軌跡中給定的補償來(lái)對參數空間進(jìn)行映射，利用給定步長(cháng)來(lái)計算新點(diǎn)坐標和參數增量。第二，軌跡計算。實(shí)際上就是在具體體現空間回軌跡的時(shí)候合理應用參數空間坐標進(jìn)行反向映射，以便于能夠得到對應的映射點(diǎn)，也就是插補軌跡新點(diǎn)坐標。為了有效提升插補實(shí)時(shí)性以及速度，需要進(jìn)行預處理，確�？梢越档陀嬎懔�。通過(guò)阿當姆斯算法，有機結合前、后向差分來(lái)進(jìn)行計算，保障能夠防止計算隱式、復雜的方程。為了確�？梢杂行У剡M(jìn)行插補計算，設計過(guò)程中通過(guò)Matlab平臺進(jìn)行仿真處理[3]。3.2實(shí)現ARM工控機基于A(yíng)RM工控機來(lái)展現六自由度工業(yè)機器人運動(dòng)控制系統的軟件，實(shí)際操作中開(kāi)發(fā)軟件環(huán)境是首要問(wèn)題，把Linux系統安裝在FreescaleIMx6中，構成ubuntu版本的控制系統，并且系統中移入嵌入式Qt，并且在ubuntu中移入DMC控制器中的Linux庫[4]。利用圖形用戶(hù)界面來(lái)設計軟件，構件主體框架的'時(shí)候合理應用QMainWindows，為了能夠全面實(shí)現系統所有模塊的基本功能，需要合理應用QDialog、QWidget類(lèi)，通過(guò)Qt信號、配置文件、事件管理、全局變量等來(lái)展現模塊的信息交流功能�？刂栖浖到y包括以下幾方面內容：第一，文檔管理模塊。文檔管理模塊能夠保存文件、重新構建文件，是一種可以被DMC-2163解析的文檔二字符指令集，以便于能夠簡(jiǎn)單控制代碼測試機器人的軸[5]。第二，與下位機通訊模塊，這部分實(shí)際上就是通過(guò)DMCComandOM()函數來(lái)對編碼器數值進(jìn)行關(guān)節轉角數據的獲取，計算運動(dòng)軌跡的時(shí)候應用正逆運動(dòng)學(xué)，同時(shí)利用DMCdownloadFile()函數，在控制器中下載運動(dòng)指令。第三，人機界面模塊。這種模塊主要就是用來(lái)更新和顯示機器人運動(dòng)狀態(tài)的，此外也能夠設置用戶(hù)輸入的數據，保障能夠實(shí)時(shí)監控和控制機器人的基本情況。第四，運動(dòng)學(xué)分析模塊，在已經(jīng)獲取末端連桿姿態(tài)和位置的基礎上，來(lái)對機器人轉角進(jìn)行計算的方式就是逆解。在已經(jīng)計算出關(guān)節轉動(dòng)角度的基礎上，來(lái)對空間中機器人姿態(tài)和位置進(jìn)行求解的方式就是運動(dòng)學(xué)正解。機器人想要正確運行的前提就是運動(dòng)學(xué)分析模塊，并且對機器人目標點(diǎn)是否符合實(shí)際情況進(jìn)行分析，保障能夠及時(shí)更改錯誤。第五，軌跡規劃模塊。這種模塊可以為完成基本運動(dòng)作業(yè)提供依據，不僅可以完成圓弧運動(dòng)和直線(xiàn)運動(dòng)，也能夠進(jìn)行NURBS插補，保障能夠自由地進(jìn)行曲線(xiàn)運動(dòng)。第六，機器人在完成十分復雜的再現和示教操作的時(shí)候，利用再現模式界面來(lái)對示教動(dòng)作進(jìn)行自動(dòng)操作。第七，設置系統。設計的過(guò)程中應該對系統進(jìn)行合理設置，如限制運動(dòng)權限、進(jìn)入系統的密碼、機器人系統參數等。在設置系統參數的時(shí)候，能夠在六自由度工業(yè)機器人中來(lái)實(shí)現控制系統軟件的基本作用，以此來(lái)保障控制軟件系統設計的通用性。第八，狀態(tài)顯示模塊。這種模塊可以具體顯示完成作業(yè)的進(jìn)度、機器人安裝的姿態(tài)和位置、控制器I/O。第九，設置機器人參數，一般來(lái)說(shuō)主要包括伺服驅動(dòng)倍頻比/分頻比、運動(dòng)學(xué)DH參數，六自由度工業(yè)機器人設計結構取決于DH參數;機器人DMC控制卡輸送單個(gè)脈沖過(guò)程中的關(guān)節轉動(dòng)角度取決于倍頻比/分頻比[6]。3.3運行系統軟件軟件控制系統設計中成功測試各模塊以后，在程序主框架中進(jìn)行合理應用，以便于設計實(shí)現機器人系統。成功測試系統軟件以后具備運動(dòng)控制系統的基本功能。
4、結語(yǔ)
綜上，在基于目前已經(jīng)存在的六自由度機器人系統上來(lái)設計運動(dòng)控制系統，嵌入式ARM工控機和DMC-2163控制卡是硬件系統設計的關(guān)鍵。在Ubuntu的基礎上構建Qt平臺，此時(shí)合理科學(xué)地設計軟件系統。此外把NUBRS插補計算方式融入到控制系統中，保障在軌跡空間中機器人末端能夠形成自由曲線(xiàn)軌跡。運動(dòng)控制系統為機器人提供圖形界面，能夠為系統運行提供比較好的擴展性、高通用性，并且操作也十分方便，因此這種運動(dòng)控制系統應用具備廣闊的前景。
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基于工業(yè)機器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文 篇4
由于工業(yè)機器人具有低后期成本，高效率，好管理的特點(diǎn)，相比傳統物流方式，其具有先天的應用優(yōu)勢，但目前工業(yè)機器人尚未在物流業(yè)中普及，許多關(guān)鍵技術(shù)還有待進(jìn)一步完善。本文通過(guò)對工業(yè)機器人和我國物流行業(yè)現狀的分析，闡述了工業(yè)機器人在物流業(yè)應用的可行性及當前存在的問(wèn)題，并提出相應的意見(jiàn)建議。
1.引言
近年來(lái)，許多國家為加強本國制造業(yè)的競爭力紛紛制定了促進(jìn)國家工業(yè)發(fā)展的復興計劃[1]：如美國的再工業(yè)化和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰略、德國的工業(yè)4.0戰略、日本的機器人新戰略以及中國智能制造2025戰略等，在這些戰略中，工業(yè)機器人不約而同地都是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷前進(jìn)，高速增長(cháng)的物流需求對物流行業(yè)的服務(wù)效率提出了更高要求，而工業(yè)機器人作為一種高度自動(dòng)化裝備勢必在迅猛發(fā)展的物流業(yè)中占有一席之地。
2.工業(yè)機器人概述
工業(yè)機器人是一種自動(dòng)化裝備，能夠自主執行設定的動(dòng)作，依靠自身動(dòng)力和控制能力完成各項任務(wù)。隨著(zhù)信息技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機器人的智能化水平不斷提高，應用范圍也不斷擴展。
2.1工業(yè)機器人的發(fā)展現狀。在第三次科技革命后的今天，工業(yè)機器人的發(fā)展有以下兩個(gè)特點(diǎn)：
�。�1）工業(yè)機器人與信息技術(shù)深度融合信息技術(shù)的快速發(fā)展與應用使工業(yè)機器人具有了信息交換能力，能夠融入網(wǎng)絡(luò )，組成各種復雜的系統，同時(shí)各種智能算法正逐步應用于機器人系統，使其具有自主學(xué)習能力，多臺機器人協(xié)同技術(shù)進(jìn)一步提高了其部署能力與適應能力。
�。�2）工業(yè)機器人產(chǎn)品易用性與穩定性提升工業(yè)機器人的標準化結構、自組裝、自修復技術(shù)的快速發(fā)展使得工業(yè)機器人的易用性與穩定性不斷提升；另一方面，人機關(guān)系也發(fā)生了顯著(zhù)變化，例如，機器人能夠通過(guò)傳感系統感知周?chē)h(huán)境并接受各種語(yǔ)言、身體等指令，減少了工人復雜的操作，提高了生產(chǎn)效率。
2.2工業(yè)機器人的應用現狀。根據國際機器人聯(lián)合會(huì )的數據，全球工業(yè)機器人總市值近年來(lái)增長(cháng)迅猛，2010年總市值不足60億美元，而2016年就超過(guò)了130億美元，增幅超過(guò)100%[2]；另一方面工業(yè)機器人的全球存量的增幅也接近50%，預計到2020年，全球工業(yè)機器人存量將超過(guò)300萬(wàn)臺。工業(yè)機器人的主要產(chǎn)銷(xiāo)國集中在中國、日本、韓國和德國，2016年，中國成為世界第一大機器人市場(chǎng)，工業(yè)機器人銷(xiāo)量同比增長(cháng)超過(guò)30%，占全球銷(xiāo)量近三分之一，其余三國的機器人保有量和年度新增量都位居全球前列。預計到2020年我國機器人保有量將超過(guò)95萬(wàn)臺。
3.國內物流行業(yè)發(fā)展現狀
近年來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟的持續快速增長(cháng)，物流業(yè)也隨之迅速發(fā)展，物流服務(wù)水平不斷提高，同時(shí)也面臨著(zhù)諸多挑戰[3-4]。
3.1物流行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)。
�。�1）物流業(yè)受消費拉動(dòng)，規�？焖僭鲩L(cháng)。早在2008年時(shí)，全社會(huì )物流總額就接近90萬(wàn)億元，物流業(yè)增加值占GDP的比重為6.6%。近些年隨著(zhù)電商的迅速發(fā)展，個(gè)體消費需求旺盛，同時(shí)也進(jìn)一步推動(dòng)了物流業(yè)的發(fā)展。
�。�2）物流業(yè)發(fā)展水平提升明顯。部分制造企業(yè)、商貿企業(yè)根據自身實(shí)際，引入現代物流管理理念以及技術(shù)，將物流服務(wù)進(jìn)行外包；傳統的物流企業(yè)也適時(shí)進(jìn)行了功能整合和服務(wù)延伸，從而更好地滿(mǎn)足客戶(hù)需求，提升服務(wù)水平，加速向現代物流企業(yè)轉型。
�。�3）物流基礎設施條件逐步完善�；A的交通設施不斷完善，為物流業(yè)的快速發(fā)展奠定了基礎。截止2016年底，全國高速公路通車(chē)總里程超過(guò)13萬(wàn)公里，位居世界第一，高速公路已覆蓋全國約98%的城鎮人口超過(guò)20萬(wàn)以上的城市。物流園區、倉儲、配送設施加快建設，一批區域性物流中心正在形成；另一方面，物流相關(guān)的技術(shù)設備更新?lián)Q代，物流信息化建設進(jìn)展迅速。
3.2物流行業(yè)面臨的問(wèn)題。在我國物流業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)也面臨著(zhù)許多問(wèn)題：一是物流成本較高，企業(yè)盈利能力較弱。根據測算，我國的物流成本占據產(chǎn)品本身價(jià)值的40%左右，而在經(jīng)濟較發(fā)達的國家，其物流成本一般只占產(chǎn)品的約四分之一；二是物流配送效率不高，特別是在雙十一等購物節期間，“物流圍城”和“最后一公里”問(wèn)題十分突出，加之城市對貨運車(chē)輛的管控，經(jīng)常出現“路難行、車(chē)難停、貨難卸、證難求”的問(wèn)題。
4.工業(yè)機器人在物流行業(yè)中應用的可行性
在勞動(dòng)年齡人口減少，廉價(jià)勞動(dòng)力逐漸消失的今天，物流行業(yè)仍以傳統的人工配送為主，從而導致物流行業(yè)成本較高，效率較低。配送質(zhì)量高，速度快，個(gè)性化，多樣化的`物流體驗是電子商務(wù)條件下消費者的核心訴求，工業(yè)機器人的應用將對這些問(wèn)題的解決起到關(guān)鍵性作用[5]。工業(yè)機器人的優(yōu)勢有：
�。�1）節約成本。物流機器人可以24小時(shí)進(jìn)行工作，不知疲倦。一個(gè)機器人就可以替代數個(gè)普通工人加上若干機械的組合；與此同時(shí)，一個(gè)物流倉庫只需一人看管或一人同時(shí)看兩臺甚至更多臺機器，大大降低了人力成本；采用工業(yè)機器人操作的模式，物流自動(dòng)流水線(xiàn)更能節省用地，使倉儲規劃更小更緊湊精致，降低了企業(yè)的用地成本。
�。�2）生產(chǎn)效率高。機器人對笨重產(chǎn)品的處理更加游刃有余。工業(yè)機器人配送一件貨物耗時(shí)是固定的，同樣的周期內，機器人配送數量穩定，不會(huì )忽高忽低，這樣物流系統內各個(gè)環(huán)節的協(xié)作就十分方便，產(chǎn)品的成品率也高。
�。�3）安全系數高。機器人由于不會(huì )疲倦，不像工人可能出現生理性疲勞，即便配送過(guò)程中出了問(wèn)題也只是機器人損壞，能夠有效降低人身傷害發(fā)生的概率。
�。�4）便于管理。如果說(shuō)物流企業(yè)要及時(shí)調整配送模式，可以迅速以計算機為終端對物流機器人發(fā)出指令，進(jìn)行統一控制，這就比人員之間信息的傳達要更加有效。
5.工業(yè)機器人在物流行業(yè)應用存在的問(wèn)題
5.1初期建設成本過(guò)高。一臺AGV（AutomatedGuidedVehicle）物流機器人價(jià)格尚且從十萬(wàn)到一百萬(wàn)人民幣不等，何況大規模裝備工業(yè)機器人的智能物流的預算？這意味著(zhù)構建一個(gè)智能化的物流中心需要相當大的前期投資，而物流業(yè)又是一個(gè)長(cháng)期盈利的模式，中小物流企業(yè)很難承擔這樣的風(fēng)險與成本，只能望洋興嘆。
5.2作業(yè)時(shí)對復雜貨物適應性不足。當前物流機器人所進(jìn)行的主要還是碼垛作業(yè)和裝卸搬運作業(yè)。碼垛作業(yè)是指按照貨物分類(lèi)要求，把同類(lèi)貨物依據不同的碼垛方法堆碼在支撐物上的作業(yè)。這需要機器人識別堆碼位置，智能選取碼垛方法。目前機器人完成一種的貨物碼垛不成問(wèn)題，但對物理性質(zhì)各異的多種貨物，就會(huì )面臨較大的考驗。裝卸搬運作業(yè)是物流機器人最擅長(cháng)的領(lǐng)域，正常作業(yè)已經(jīng)問(wèn)題不大，而成品拆碼作業(yè)是目前的一個(gè)難點(diǎn)，整托貨物可能出現原碼形態(tài)變化或箱體變形，物流機器人難以選擇正確的抓取方法，作業(yè)時(shí)損壞貨物的情況并不少見(jiàn)[6]。
5.3行業(yè)標準缺失。目前物流領(lǐng)域的工業(yè)機器人還沒(méi)有通用的國家標準。在實(shí)施層面，各地區、企業(yè)都在探索各自的規范。由于缺少統一標準，機器人公司，電商平臺，物流公司，消費者之間的對接很難，而在產(chǎn)業(yè)協(xié)作日益增加的今天，這將嚴重阻礙機器人物流行業(yè)的發(fā)展。因此，制定一套通用的物流機器人發(fā)展標準迫在眉睫。
6.討論
當前工業(yè)機器人在物流行業(yè)中面臨的問(wèn)題，都是行業(yè)發(fā)展初期的正�，F象。對于物流企業(yè)和機器人企業(yè)來(lái)說(shuō)，還需加大科技創(chuàng )新，提升物流機器人的智能化水平。物流企業(yè)特別是大型物流企業(yè)，理應擔當起行業(yè)發(fā)展的重任，積極擴大智能物流的惠及范圍，給予中小企業(yè)以技術(shù)上的援助，努力構建良好的物流生態(tài)。對于國家來(lái)說(shuō)，制定機器人物流行業(yè)的相關(guān)標準十分必要，同時(shí)，鼓勵在物流業(yè)中應用工業(yè)機器人，給予中小企業(yè)以資金和政策上的援助也十分重要。中國智造2025給各行各業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機遇，物流行業(yè)的智能化成為新的趨勢，中國制造的繁榮，離不開(kāi)一個(gè)強大的智能的物流生態(tài)。在這個(gè)過(guò)程中，工業(yè)機器人的深度應用無(wú)疑是關(guān)鍵的一環(huán)，物流的智能化必將帶給物流行業(yè)長(cháng)足的發(fā)展。
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