基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文
在個(gè)人成長(zhǎng)的多個(gè)環(huán)節(jié)中，大家都不可避免地會(huì)接觸到論文吧，論文對(duì)于所有教育工作者，對(duì)于人類整體認(rèn)識(shí)的提高有著重要的意義。那么問(wèn)題來(lái)了，到底應(yīng)如何寫一篇優(yōu)秀的論文呢？下面是小編收集整理的基于工業(yè)機(jī)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(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文 篇1
摘要：
隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線已成為自動(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(yīng)用，將工業(yè)機(jī)器人引入到自動(dòng)化生產(chǎn)線上，切合實(shí)際生產(chǎn)需求與發(fā)展需要。工業(yè)機(jī)器人作為一種先進(jìn)設(shè)備，在工業(yè)自動(dòng)化中發(fā)揮了巨大作用。文章將對(duì)工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。
關(guān)鍵詞：
工業(yè)機(jī)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(guó)人口基數(shù)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(shù)企業(yè)由于人口紅利得到較快發(fā)展，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(dǎo)致制造業(yè)存在嚴(yán)重用工荒問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)大環(huán)境發(fā)生較大變革，企業(yè)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變思路，要在目前運(yùn)用工業(yè)機(jī)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(jì)效益。
1、工業(yè)機(jī)器人概述
工業(yè)機(jī)器人一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)幾個(gè)部分組成，工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，支配著機(jī)器人按照規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給定的指令信息，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行指令。工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是按照控制系統(tǒng)發(fā)來(lái)的控制指令驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)裝置。位置檢測(cè)裝置是通過(guò)速度、位置、觸覺(jué)、視覺(jué)等傳感器檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)位置、運(yùn)動(dòng)速度和工作狀態(tài)，并隨時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)到達(dá)設(shè)定的位置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(zhí)行其他操作的機(jī)械裝置，主要包括手、腕部、手臂、基座。工業(yè)機(jī)器人很多情況下能夠取代操作工，操作工是指流水線工位人員，工業(yè)機(jī)器人可以替代流水線人員工作，提升工作質(zhì)量以及工作效率。
2、工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用分析
2.1自動(dòng)化生產(chǎn)之中焊接機(jī)器人的應(yīng)用
目前工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中得到較廣泛運(yùn)用，其中焊接機(jī)器人就是典范，顧名思義，焊接機(jī)器人是進(jìn)行焊接工作的機(jī)器人。焊接機(jī)器人包括激光焊接機(jī)器人、弧焊焊接機(jī)器人，尤其是目前汽車制造行業(yè)，焊接機(jī)器人應(yīng)用較為廣泛。從宏觀層面上分析，機(jī)械制造過(guò)程中較多使用弧焊機(jī)器人，根據(jù)資料分析得出，通常而言一輛汽車焊接點(diǎn)大概是四千個(gè)，如果采取手工焊接，會(huì)對(duì)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(qiáng)度大，難免失誤，同時(shí)難以切實(shí)保障焊接質(zhì)量。汽車制造之中使用焊接機(jī)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(jī)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。汽車制造行業(yè)之中焊接機(jī)器人已經(jīng)得到了較為廣泛運(yùn)用，大量實(shí)踐表明焊接機(jī)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(jī)器人的應(yīng)用
自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中工業(yè)機(jī)器人還包括裝配機(jī)器人，裝配機(jī)器人主要從事裝配工作，裝配機(jī)器人屬于較高精尖一體化產(chǎn)品，裝配機(jī)器人集合微電子、自動(dòng)化控制、通信技術(shù)、機(jī)械學(xué)、光學(xué)等方面高科技，裝配機(jī)器人具備較豐富功能以及較高附加值，對(duì)裝配機(jī)器人進(jìn)行分析，裝配機(jī)器人具備較高柔順性以及精度，同時(shí)裝配機(jī)器人能夠和其他系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)融合使用，裝配機(jī)器人在電器制造行業(yè)當(dāng)中運(yùn)用廣泛。其中，汽車裝配過(guò)程中對(duì)裝配機(jī)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)行安裝難以滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)需要，不管前后擋板，車門或者儀表盤，或是車燈以及電池安裝，裝配機(jī)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(yùn)機(jī)器人的`應(yīng)用
自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中會(huì)使用搬運(yùn)機(jī)器人，搬運(yùn)機(jī)器人，顧名思義，主要是從事自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)機(jī)器人。通常來(lái)講，搬運(yùn)機(jī)器人大部分會(huì)安裝末端執(zhí)行器，在不同狀態(tài)之下搬運(yùn)機(jī)器人能夠?qū)τ谪浳镞M(jìn)行搬運(yùn)，根據(jù)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(yùn)機(jī)器人，將搬運(yùn)機(jī)器人取代人工搬運(yùn)能夠促使勞動(dòng)強(qiáng)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(cè)機(jī)器人的應(yīng)用
自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中還使用檢測(cè)器機(jī)器人，主要針對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，流水線如果沒(méi)有人工檢測(cè)，就會(huì)使用檢測(cè)機(jī)器人，檢測(cè)機(jī)器人包括多個(gè)傳感器，通過(guò)觸感、觀感及視覺(jué)等傳感器針對(duì)目標(biāo)進(jìn)行判斷、檢測(cè)，相對(duì)人工檢測(cè)而言，檢測(cè)機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間工作同時(shí)不容易出現(xiàn)失誤，工作效率相對(duì)于人工大幅度提升，半導(dǎo)體、藥品包裝以及電路板等行業(yè)檢測(cè)機(jī)器人得到了較為廣泛應(yīng)用。
3、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中使用工業(yè)機(jī)器人具有重大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)工業(yè)機(jī)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(qiáng)度以及減少工作誤差，尤其最近國(guó)內(nèi)用工成本日益增加情況之下，工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用到企業(yè)生產(chǎn)之中能夠有效促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力得到提高，同時(shí)符合科學(xué)發(fā)展觀以及可持續(xù)發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)企業(yè)健康以及穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文 篇2
摘要：隨著我國(guó)工業(yè)化的發(fā)展和人力成本的增加，分析了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的特點(diǎn)和人才需求，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用比例越來(lái)越大，因此構(gòu)建了校企合作的雙輪驅(qū)動(dòng)培訓(xùn)模式。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)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(guó)工業(yè)機(jī)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(yǎng)方案。
關(guān)鍵詞：高職教育；專業(yè)建設(shè)；課程體系；工業(yè)機(jī)器人
高職院校開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)已迫在眉睫，基于崗位群職業(yè)核心能力的培養(yǎng)，許多大型企業(yè)都非常重視通過(guò)課程體系對(duì)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的影響。教學(xué)內(nèi)容與機(jī)器人相關(guān)的職業(yè)需求密切相關(guān)，通過(guò)對(duì)專家研究成果的分析，它與生產(chǎn)環(huán)節(jié)和工作任務(wù)密切相關(guān)，針對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才的需求形成研究報(bào)告，保證了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才的教學(xué)建設(shè)和改革提供了依據(jù)。
1、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器化的各種功能
目前，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的安裝密度將達(dá)到100萬(wàn)，并將形成較為完整的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系。面對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)誘人的發(fā)展前景，機(jī)器人企業(yè)和機(jī)器人工業(yè)園區(qū)如雨后春筍般涌現(xiàn)。機(jī)器人工業(yè)園主要以“中國(guó)制造2025”的戰(zhàn)略開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人和主動(dòng)對(duì)接。以102個(gè)參與工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的單位為基礎(chǔ)，中國(guó)將在2020年以前爭(zhēng)取中國(guó)機(jī)器人工業(yè)基地的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)和突出優(yōu)勢(shì)，建設(shè)中國(guó)著名的智能制造城市。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將更加迅速，機(jī)器人專業(yè)人才的培養(yǎng)和教育將成為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智力支撐。
2、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的專業(yè)特性及人才需求
（1）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)具有特殊的培養(yǎng)意義。隨著我國(guó)工業(yè)機(jī)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(jī)器人實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)室，以滿足高素質(zhì)復(fù)合型人才培養(yǎng)的需要，并滿足未來(lái)工業(yè)機(jī)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(xùn)為企業(yè)培訓(xùn)自動(dòng)化技術(shù)操控人員。為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)急需的專業(yè)技術(shù)人才，避免未來(lái)本專業(yè)領(lǐng)域的人才短缺。同時(shí)，要將實(shí)訓(xùn)室建設(shè)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系合理、開(kāi)放、共享、特色鮮明、培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要平臺(tái)。研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)具有良好的市場(chǎng)就業(yè)前景，涉及到電子、計(jì)算機(jī)、電機(jī)、機(jī)械、機(jī)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(chǔ)上，完成了“一個(gè)專業(yè)、多功能”人才的培養(yǎng)過(guò)程，涉及面廣且綜合性強(qiáng)，從而培養(yǎng)專業(yè)人才的定位和培養(yǎng)具有著特殊的教育意義。
（2）積極推進(jìn)專任教師互評(píng)互教的教學(xué)模式改革。高職院校應(yīng)在相關(guān)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)和課程體系建設(shè)方面，積極推進(jìn)項(xiàng)目化教學(xué)和任務(wù)型技能培養(yǎng)模式的改革，加大教材建設(shè)、社會(huì)服務(wù)能力建設(shè)等方面的投入。培訓(xùn)條件建設(shè)通過(guò)講師評(píng)比和校外培訓(xùn)提高現(xiàn)有教師的水平。鼓勵(lì)相關(guān)專業(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(yǎng)模式改革，明確相關(guān)科研課題，加強(qiáng)專業(yè)核心課程體系建設(shè)。以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)核心課程實(shí)踐技能為核心，與企業(yè)合作編制本專業(yè)技術(shù)的培訓(xùn)方案，從而培養(yǎng)高職學(xué)生具備專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的能力。
（3）構(gòu)建合理有效的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)模式。針對(duì)機(jī)械制造業(yè)、汽車制造業(yè)和機(jī)器人行業(yè)的相關(guān)企業(yè)進(jìn)行調(diào)查，加強(qiáng)課程體系建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室和培訓(xùn)室建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)。通過(guò)對(duì)校企合作企業(yè)考察訪問(wèn)的系統(tǒng)分析與探討，培養(yǎng)出符合企業(yè)需要的合格人才知識(shí)及能力，為高職院校畢業(yè)學(xué)生拓展機(jī)器人制造企業(yè)與系統(tǒng)集成商實(shí)踐平臺(tái)機(jī)構(gòu)，完善學(xué)生的'實(shí)踐能力。隨著勞動(dòng)力的短缺和工業(yè)的升級(jí)，這些企業(yè)可以從事自動(dòng)化生產(chǎn)線和工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用、維護(hù)、安裝、調(diào)試、銷售和管理機(jī)器人將逐步由工業(yè)機(jī)器人代替人，因此這個(gè)專業(yè)具有較強(qiáng)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業(yè)課程及人才模式。
（4）“校企合作”的雙輪驅(qū)動(dòng)人才培養(yǎng)模式構(gòu)建。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)涉及的知識(shí)面廣，教學(xué)條件和師資力量相對(duì)薄弱，建立“校企合作”的雙輪驅(qū)動(dòng)人才培養(yǎng)模式。目前，實(shí)現(xiàn)校企一體化工作與學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合，形成了有特色的專業(yè)培訓(xùn)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、能充分滿足工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)實(shí)踐技能培訓(xùn)和崗位能力培養(yǎng)的需要。雙方應(yīng)共同培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，共同制定人才培養(yǎng)方案，并嵌入對(duì)未來(lái)員工的培訓(xùn);采取“兩輪驅(qū)動(dòng)”人才培養(yǎng)方案，通過(guò)深入合作。與校企合作企業(yè)合作，根據(jù)企業(yè)的崗位要求和專業(yè)行動(dòng)能力引入企業(yè)構(gòu)建企業(yè)實(shí)踐規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。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(qǐng)企業(yè)技術(shù)專家參加專業(yè)技術(shù)講座。
3、高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)教育發(fā)展前景
在校企合作的基礎(chǔ)上，隨時(shí)根據(jù)工作變化的需要，增加與生產(chǎn)環(huán)節(jié)和工作任務(wù)密切相關(guān)的課程，與企業(yè)合作建設(shè)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)，建設(shè)集實(shí)踐教學(xué)、技能評(píng)估、師資培訓(xùn)、技能競(jìng)爭(zhēng)、教學(xué)和產(chǎn)品為一體的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)培訓(xùn)基地，并與企業(yè)共同打造工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)基地平臺(tái)。同時(shí)，與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)接軌參與工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)。根據(jù)企業(yè)員工的要求培養(yǎng)學(xué)生，滿足工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才課程體系的建設(shè)。在教學(xué)工作中一邊實(shí)踐探索，一邊修改和補(bǔ)充課程內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)人才促進(jìn)校企合作發(fā)展的機(jī)會(huì)。面對(duì)這樣的人才需求形勢(shì)，與校企合作企業(yè)長(zhǎng)期合作培養(yǎng)和輸送人才必將取得滿意的效果。
4、結(jié)束語(yǔ)
隨著國(guó)家戰(zhàn)略需要應(yīng)用型人才的支持，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的教學(xué)，高職院校是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要載體，抓好工業(yè)機(jī)器人人才的培養(yǎng)，推進(jìn)培訓(xùn)布局促進(jìn)工學(xué)結(jié)合。在當(dāng)前形勢(shì)下，深化校企一體化逐步形成“以工作為導(dǎo)向，必須采取校企聯(lián)盟、合作、聯(lián)合培養(yǎng)模式，逐步提高職業(yè)能力”的人才培養(yǎng)模式。結(jié)合企業(yè)機(jī)器人技術(shù)教學(xué)研究、生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和學(xué)校教學(xué)模式，為“中國(guó)制造2025”做出貢獻(xiàn)，共同促進(jìn)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才的培養(yǎng)，從而有效地滿足企業(yè)和社會(huì)的需要。
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基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)研究論文 篇3
摘要:隨著時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)開(kāi)始普及機(jī)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(jī)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(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，因此，未來(lái)發(fā)展研究六自由度工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)尤為重要。
關(guān)鍵詞:六自由度；工業(yè)機(jī)器人；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
自動(dòng)化工業(yè)系統(tǒng)中工業(yè)機(jī)器人是一種不可或缺的設(shè)備，為人類社會(huì)進(jìn)步和歷史發(fā)展奠定基礎(chǔ)。隨著社會(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(fù)勞動(dòng)力的問(wèn)題，為了有效解決上述問(wèn)題，機(jī)器人是一種良好措施。雖然工業(yè)機(jī)器人研究方面具備一定成績(jī)，但是相比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)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(jī)器人，集中闡述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
1、設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基本方案
基于六自由度工業(yè)機(jī)器人基本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上來(lái)構(gòu)建控制系統(tǒng)，六自由度工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)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(jī)器人軌跡規(guī)劃、譯碼和解析程序、插補(bǔ)運(yùn)算，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人末端以及所有關(guān)節(jié)的動(dòng)作，屬于系統(tǒng)的核心部位。硬件主要就是為構(gòu)建運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)提供物質(zhì)保障[1]。
2、設(shè)計(jì)硬件控制系統(tǒng)
在六自由度工業(yè)機(jī)器人的前提下，利用ARM工控機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案。下位機(jī)模塊是DMC-2163控制卡。通過(guò)以太網(wǎng)工控機(jī)能夠?yàn)镈MC-2163提供相應(yīng)的命令，依據(jù)命令DMC-2163執(zhí)行程序，并且能夠發(fā)出控制信號(hào)。利用伺服放大器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行放大以后，驅(qū)動(dòng)設(shè)備的所有電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，保障所有環(huán)節(jié)都能夠進(jìn)行動(dòng)作。工業(yè)機(jī)器人通過(guò)DMC-2163輸送電機(jī)編碼器的位置信號(hào)，然后利用以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行反饋，確保能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和顯示機(jī)器人的實(shí)際情況。第一，DMC-2163控制卡，設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件的時(shí)候，使用Galil生產(chǎn)的DMC控制器，保障能夠切實(shí)滿足設(shè)計(jì)的性能和精度需求，選擇DMC-2163控制器來(lái)設(shè)計(jì)六自由度工業(yè)機(jī)器人，依據(jù)系統(tǒng)API來(lái)二次開(kāi)發(fā)工控機(jī)。第二，嵌入式ARM工控機(jī)。實(shí)際操作中為了滿足系統(tǒng)高性能、可靠、穩(wěn)定的需求，使用嵌入式FreescaleIMx6工控機(jī)，存在1.2GHz主頻率。Cortex-A9作為CPU，擁有豐富的硬件資源，能夠全面滿足設(shè)計(jì)六自由度機(jī)器人的需求[2]。
3、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)軟件
3.1實(shí)現(xiàn)NURBS插補(bǔ)依據(jù)系統(tǒng)給定的控制頂點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)矢量、權(quán)因子來(lái)對(duì)NURBS曲線進(jìn)行確定，插補(bǔ)NURBS曲線的關(guān)鍵實(shí)際上就是利用插補(bǔ)周期范圍內(nèi)存在的步長(zhǎng)折線段來(lái)對(duì)NURBS曲線進(jìn)行逼近，因此，想要實(shí)現(xiàn)NURBS插補(bǔ)就需要切實(shí)解決密化參數(shù)和軌跡計(jì)算兩方面內(nèi)容。第一，密化參數(shù)。實(shí)際上就是依據(jù)空間軌跡中給定的補(bǔ)償來(lái)對(duì)參數(shù)空間進(jìn)行映射，利用給定步長(zhǎng)來(lái)計(jì)算新點(diǎn)坐標(biāo)和參數(shù)增量。第二，軌跡計(jì)算。實(shí)際上就是在具體體現(xiàn)空間回軌跡的時(shí)候合理應(yīng)用參數(shù)空間坐標(biāo)進(jìn)行反向映射，以便于能夠得到對(duì)應(yīng)的映射點(diǎn)，也就是插補(bǔ)軌跡新點(diǎn)坐標(biāo)。為了有效提升插補(bǔ)實(shí)時(shí)性以及速度，需要進(jìn)行預(yù)處理，確保可以降低計(jì)算量。通過(guò)阿當(dāng)姆斯算法，有機(jī)結(jié)合前、后向差分來(lái)進(jìn)行計(jì)算，保障能夠防止計(jì)算隱式、復(fù)雜的方程。為了確保可以有效地進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算，設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)Matlab平臺(tái)進(jìn)行仿真處理[3]。3.2實(shí)現(xiàn)ARM工控機(jī)基于ARM工控機(jī)來(lái)展現(xiàn)六自由度工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)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(tǒng)安裝在FreescaleIMx6中，構(gòu)成ubuntu版本的控制系統(tǒng)，并且系統(tǒng)中移入嵌入式Qt，并且在ubuntu中移入DMC控制器中的Linux庫(kù)[4]。利用圖形用戶界面來(lái)設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)件主體框架的'時(shí)候合理應(yīng)用QMainWindows，為了能夠全面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所有模塊的基本功能，需要合理應(yīng)用QDialog、QWidget類，通過(guò)Qt信號(hào)、配置文件、事件管理、全局變量等來(lái)展現(xiàn)模塊的信息交流功能。控制軟件系統(tǒng)包括以下幾方面內(nèi)容：第一，文檔管理模塊。文檔管理模塊能夠保存文件、重新構(gòu)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(cè)試機(jī)器人的軸[5]。第二，與下位機(jī)通訊模塊，這部分實(shí)際上就是通過(guò)DMCComandOM()函數(shù)來(lái)對(duì)編碼器數(shù)值進(jìn)行關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)的獲取，計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡的時(shí)候應(yīng)用正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，同時(shí)利用DMCdownloadFile()函數(shù)，在控制器中下載運(yùn)動(dòng)指令。第三，人機(jī)界面模塊。這種模塊主要就是用來(lái)更新和顯示機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的，此外也能夠設(shè)置用戶輸入的數(shù)據(jù)，保障能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和控制機(jī)器人的基本情況。第四，運(yùn)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(chǔ)上，來(lái)對(duì)機(jī)器人轉(zhuǎn)角進(jìn)行計(jì)算的方式就是逆解。在已經(jīng)計(jì)算出關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的基礎(chǔ)上，來(lái)對(duì)空間中機(jī)器人姿態(tài)和位置進(jìn)行求解的方式就是運(yùn)動(dòng)學(xué)正解。機(jī)器人想要正確運(yùn)行的前提就是運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模塊，并且對(duì)機(jī)器人目標(biāo)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(cuò)誤。第五，軌跡規(guī)劃模塊。這種模塊可以為完成基本運(yùn)動(dòng)作業(yè)提供依據(jù)，不僅可以完成圓弧運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)，也能夠進(jìn)行NURBS插補(bǔ)，保障能夠自由地進(jìn)行曲線運(yùn)動(dòng)。第六，機(jī)器人在完成十分復(fù)雜的再現(xiàn)和示教操作的時(shí)候，利用再現(xiàn)模式界面來(lái)對(duì)示教動(dòng)作進(jìn)行自動(dòng)操作。第七，設(shè)置系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)置，如限制運(yùn)動(dòng)權(quán)限、進(jìn)入系統(tǒng)的密碼、機(jī)器人系統(tǒng)參數(shù)等。在設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的時(shí)候，能夠在六自由度工業(yè)機(jī)器人中來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)軟件的基本作用，以此來(lái)保障控制軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)器人安裝的姿態(tài)和位置、控制器I/O。第九，設(shè)置機(jī)器人參數(shù)，一般來(lái)說(shuō)主要包括伺服驅(qū)動(dòng)倍頻比/分頻比、運(yùn)動(dòng)學(xué)DH參數(shù)，六自由度工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)取決于DH參數(shù);機(jī)器人DMC控制卡輸送單個(gè)脈沖過(guò)程中的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度取決于倍頻比/分頻比[6]。3.3運(yùn)行系統(tǒng)軟件軟件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中成功測(cè)試各模塊以后，在程序主框架中進(jìn)行合理應(yīng)用，以便于設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)。成功測(cè)試系統(tǒng)軟件以后具備運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本功能。
4、結(jié)語(yǔ)
綜上，在基于目前已經(jīng)存在的六自由度機(jī)器人系統(tǒng)上來(lái)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，嵌入式ARM工控機(jī)和DMC-2163控制卡是硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在Ubuntu的基礎(chǔ)上構(gòu)建Qt平臺(tái)，此時(shí)合理科學(xué)地設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。此外把NUBRS插補(bǔ)計(jì)算方式融入到控制系統(tǒng)中，保障在軌跡空間中機(jī)器人末端能夠形成自由曲線軌跡。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)為機(jī)器人提供圖形界面，能夠?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行提供比較好的擴(kuò)展性、高通用性，并且操作也十分方便，因此這種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用具備廣闊的前景。
參考文獻(xiàn)
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基于工業(yè)機(jī)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(jī)器人具有低后期成本，高效率，好管理的特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)物流方式，其具有先天的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但目前工業(yè)機(jī)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(duì)工業(yè)機(jī)器人和我國(guó)物流行業(yè)現(xiàn)狀的分析，闡述了工業(yè)機(jī)器人在物流業(yè)應(yīng)用的可行性及當(dāng)前存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的意見(jiàn)建議。
1.引言
近年來(lái)，許多國(guó)家為加強(qiáng)本國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力紛紛制定了促進(jìn)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的復(fù)興計(jì)劃[1]：如美國(guó)的再工業(yè)化和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略、德國(guó)的工業(yè)4.0戰(zhàn)略、日本的機(jī)器人新戰(zhàn)略以及中國(guó)智能制造2025戰(zhàn)略等，在這些戰(zhàn)略中，工業(yè)機(jī)器人不約而同地都是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷前進(jìn)，高速增長(zhǎng)的物流需求對(duì)物流行業(yè)的服務(wù)效率提出了更高要求，而工業(yè)機(jī)器人作為一種高度自動(dòng)化裝備勢(shì)必在迅猛發(fā)展的物流業(yè)中占有一席之地。
2.工業(yè)機(jī)器人概述
工業(yè)機(jī)器人是一種自動(dòng)化裝備，能夠自主執(zhí)行設(shè)定的動(dòng)作，依靠自身動(dòng)力和控制能力完成各項(xiàng)任務(wù)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的智能化水平不斷提高，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)展。
2.1工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀。在第三次科技革命后的今天，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展有以下兩個(gè)特點(diǎn)：
（1）工業(yè)機(jī)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(yīng)用使工業(yè)機(jī)器人具有了信息交換能力，能夠融入網(wǎng)絡(luò)，組成各種復(fù)雜的系統(tǒng)，同時(shí)各種智能算法正逐步應(yīng)用于機(jī)器人系統(tǒng)，使其具有自主學(xué)習(xí)能力，多臺(tái)機(jī)器人協(xié)同技術(shù)進(jìn)一步提高了其部署能力與適應(yīng)能力。
（2）工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品易用性與穩(wěn)定性提升工業(yè)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)、自組裝、自修復(fù)技術(shù)的快速發(fā)展使得工業(yè)機(jī)器人的易用性與穩(wěn)定性不斷提升；另一方面，人機(jī)關(guān)系也發(fā)生了顯著變化，例如，機(jī)器人能夠通過(guò)傳感系統(tǒng)感知周圍環(huán)境并接受各種語(yǔ)言、身體等指令，減少了工人復(fù)雜的操作，提高了生產(chǎn)效率。
2.2工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的數(shù)據(jù)，全球工業(yè)機(jī)器人總市值近年來(lái)增長(zhǎng)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(jī)器人的全球存量的增幅也接近50%，預(yù)計(jì)到2020年，全球工業(yè)機(jī)器人存量將超過(guò)300萬(wàn)臺(tái)。工業(yè)機(jī)器人的主要產(chǎn)銷國(guó)集中在中國(guó)、日本、韓國(guó)和德國(guó)，2016年，中國(guó)成為世界第一大機(jī)器人市場(chǎng)，工業(yè)機(jī)器人銷量同比增長(zhǎng)超過(guò)30%，占全球銷量近三分之一，其余三國(guó)的機(jī)器人保有量和年度新增量都位居全球前列。預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)機(jī)器人保有量將超過(guò)95萬(wàn)臺(tái)。
3.國(guó)內(nèi)物流行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，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)也面臨著諸多挑戰(zhàn)[3-4]。
3.1物流行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)。
（1）物流業(yè)受消費(fèi)拉動(dòng)，規(guī)模快速增長(zhǎng)。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%。近些年隨著電商的迅速發(fā)展，個(gè)體消費(fèi)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(mào)企業(yè)根據(jù)自身實(shí)際，引入現(xiàn)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(tǒng)的物流企業(yè)也適時(shí)進(jìn)行了功能整合和服務(wù)延伸，從而更好地滿足客戶需求，提升服務(wù)水平，加速向現(xiàn)代物流企業(yè)轉(zhuǎn)型。
（3）物流基礎(chǔ)設(shè)施條件逐步完善。基礎(chǔ)的交通設(shè)施不斷完善，為物流業(yè)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。截止2016年底，全國(guó)高速公路通車總里程超過(guò)13萬(wàn)公里，位居世界第一，高速公路已覆蓋全國(guó)約98%的城鎮(zhèn)人口超過(guò)20萬(wàn)以上的城市。物流園區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)、配送設(shè)施加快建設(shè)，一批區(qū)域性物流中心正在形成；另一方面，物流相關(guān)的技術(shù)設(shè)備更新?lián)Q代，物流信息化建設(shè)進(jìn)展迅速。
3.2物流行業(yè)面臨的問(wèn)題。在我國(guó)物流業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)也面臨著許多問(wèn)題：一是物流成本較高，企業(yè)盈利能力較弱。根據(jù)測(cè)算，我國(guó)的物流成本占據(jù)產(chǎn)品本身價(jià)值的40%左右，而在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的國(guó)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(gòu)物節(jié)期間，“物流圍城”和“最后一公里”問(wèn)題十分突出，加之城市對(duì)貨運(yùn)車輛的管控，經(jīng)常出現(xiàn)“路難行、車難停、貨難卸、證難求”的問(wèn)題。
4.工業(yè)機(jī)器人在物流行業(yè)中應(yīng)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(tǒng)的人工配送為主，從而導(dǎo)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(yàn)是電子商務(wù)條件下消費(fèi)者的核心訴求，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用將對(duì)這些問(wèn)題的解決起到關(guān)鍵性作用[5]。工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)有：
（1）節(jié)約成本。物流機(jī)器人可以24小時(shí)進(jìn)行工作，不知疲倦。一個(gè)機(jī)器人就可以替代數(shù)個(gè)普通工人加上若干機(jī)械的組合；與此同時(shí)，一個(gè)物流倉(cāng)庫(kù)只需一人看管或一人同時(shí)看兩臺(tái)甚至更多臺(tái)機(jī)器，大大降低了人力成本；采用工業(yè)機(jī)器人操作的模式，物流自動(dòng)流水線更能節(jié)省用地，使倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)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(jī)器人對(duì)笨重產(chǎn)品的處理更加游刃有余。工業(yè)機(jī)器人配送一件貨物耗時(shí)是固定的，同樣的周期內(nèi)，機(jī)器人配送數(shù)量穩(wěn)定，不會(huì)忽高忽低，這樣物流系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)作就十分方便，產(chǎn)品的成品率也高。
（3）安全系數(shù)高。機(jī)器人由于不會(huì)疲倦，不像工人可能出現(xiàn)生理性疲勞，即便配送過(guò)程中出了問(wèn)題也只是機(jī)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(diào)整配送模式，可以迅速以計(jì)算機(jī)為終端對(duì)物流機(jī)器人發(fā)出指令，進(jìn)行統(tǒng)一控制，這就比人員之間信息的傳達(dá)要更加有效。
5.工業(yè)機(jī)器人在物流行業(yè)應(yīng)用存在的問(wèn)題
5.1初期建設(shè)成本過(guò)高。一臺(tái)AGV（AutomatedGuidedVehicle）物流機(jī)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(guī)模裝備工業(yè)機(jī)器人的智能物流的預(yù)算？這意味著構(gòu)建一個(gè)智能化的物流中心需要相當(dāng)大的前期投資，而物流業(yè)又是一個(gè)長(zhǎng)期盈利的模式，中小物流企業(yè)很難承擔(dān)這樣的風(fēng)險(xiǎn)與成本，只能望洋興嘆。
5.2作業(yè)時(shí)對(duì)復(fù)雜貨物適應(yīng)性不足。當(dāng)前物流機(jī)器人所進(jìn)行的主要還是碼垛作業(yè)和裝卸搬運(yùn)作業(yè)。碼垛作業(yè)是指按照貨物分類要求，把同類貨物依據(jù)不同的碼垛方法堆碼在支撐物上的作業(yè)。這需要機(jī)器人識(shí)別堆碼位置，智能選取碼垛方法。目前機(jī)器人完成一種的貨物碼垛不成問(wèn)題，但對(duì)物理性質(zhì)各異的多種貨物，就會(huì)面臨較大的考驗(yàn)。裝卸搬運(yùn)作業(yè)是物流機(jī)器人最擅長(zhǎng)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(xiàn)原碼形態(tài)變化或箱體變形，物流機(jī)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(biāo)準(zhǔn)缺失。目前物流領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人還沒(méi)有通用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)施層面，各地區(qū)、企業(yè)都在探索各自的規(guī)范。由于缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器人公司，電商平臺(tái)，物流公司，消費(fèi)者之間的對(duì)接很難，而在產(chǎn)業(yè)協(xié)作日益增加的今天，這將嚴(yán)重阻礙機(jī)器人物流行業(yè)的發(fā)展。因此，制定一套通用的物流機(jī)器人發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。
6.討論
當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人在物流行業(yè)中面臨的問(wèn)題，都是行業(yè)發(fā)展初期的正常現(xiàn)象。對(duì)于物流企業(yè)和機(jī)器人企業(yè)來(lái)說(shuō)，還需加大科技創(chuàng)新，提升物流機(jī)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(yīng)擔(dān)當(dāng)起行業(yè)發(fā)展的重任，積極擴(kuò)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(gòu)建良好的物流生態(tài)。對(duì)于國(guó)家來(lái)說(shuō)，制定機(jī)器人物流行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)十分必要，同時(shí)，鼓勵(lì)在物流業(yè)中應(yīng)用工業(yè)機(jī)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(guó)智造2025給各行各業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，物流行業(yè)的智能化成為新的趨勢(shì)，中國(guó)制造的繁榮，離不開(kāi)一個(gè)強(qiáng)大的智能的物流生態(tài)。在這個(gè)過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人的深度應(yīng)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(zhǎng)足的發(fā)展。
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