第4章制造自動(dòng)化技術(shù)本章要點(diǎn)制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)工業(yè)機(jī)器人柔性制造系統(tǒng)1第4章

制造自動(dòng)化技術(shù)ManufacturingAutomationTechnology4.1

概述Introduction2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品工程（CAE）計(jì)算機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）制造技術(shù)的自動(dòng)化

◆產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化

4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵◆企業(yè)管理自動(dòng)化企業(yè)ERP（EnterpriseResourcePlanning）◆加工過程自動(dòng)化包括各種計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，如CNC、DNC、自動(dòng)存儲(chǔ)和運(yùn)輸設(shè)備、自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)控設(shè)備等◆質(zhì)量控制自動(dòng)化計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、敏捷制造（AM）、并行工程等。制造系統(tǒng)的自動(dòng)化

3NC和CNC

；本階段的NC在20世紀(jì)50～70年代已成熟，但到了70~80年代，CNC取代了NC。

特征:柔性好、加工質(zhì)量高，適應(yīng)于多品種、中小批量(包括單件)產(chǎn)品的生產(chǎn)。引入的新技術(shù)有數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等。自動(dòng)單機(jī)和剛性自動(dòng)線；本階段在20世紀(jì)40～50年代已相當(dāng)成熟。

特征:高生產(chǎn)率和剛性結(jié)構(gòu)，很難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變。引入的新技術(shù)有繼電器程序控制、組合機(jī)床等。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程◆第一階段(1913-)：剛性自動(dòng)化◆第二階段(1930-)：數(shù)控加工4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵4主要技術(shù)：成組技術(shù)(GT)、計(jì)算機(jī)直接數(shù)控和分布式數(shù)控(DNC)、柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、柔性加工線(FML)、離散系統(tǒng)理論和方法、仿真技術(shù)、車間計(jì)劃與控制、制造過程監(jiān)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制與通信網(wǎng)絡(luò)等?！?/p>

第三階段(1965-)：柔性制造

智能制造、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造、全球制造和綠色制造?！舻谖咫A段(1991-)：新的制造自動(dòng)化模式

特征是強(qiáng)調(diào)制造全過程的系統(tǒng)性和集成性。主要技術(shù)：現(xiàn)代制造技術(shù)、管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)等?！?/p>

第四階段(1973-)：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵5

表1-1

三種自動(dòng)化形式比較比較項(xiàng)目剛性自動(dòng)化柔性自動(dòng)化綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力，保證加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本

減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力，保證加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品制造周期

除左外，提高設(shè)計(jì)工作與管理工作效率和質(zhì)量，提高對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)能力控制對(duì)象物流物流物流，信息流特點(diǎn)

通過機(jī)、電、液氣等硬件控制方式實(shí)現(xiàn)，因而是剛性的，變動(dòng)困難

以硬件為基礎(chǔ)，以軟件為支持，改變程序即可實(shí)現(xiàn)所需的轉(zhuǎn)變，因而是柔性的

不僅針對(duì)具體操作和工人的體力勞動(dòng)，而且涉及腦力勞動(dòng)以及設(shè)計(jì)、經(jīng)營(yíng)管理等各方面典型系統(tǒng)與裝備

自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床，機(jī)械手，自動(dòng)生產(chǎn)線

NC機(jī)床，加工中心，工業(yè)機(jī)器人，DNC，F(xiàn)MC，F(xiàn)MS

CAD/CAM系統(tǒng)，MRPⅡ，CIMS應(yīng)用范圍大批大量生產(chǎn)多品種、中小批量生產(chǎn)各種生產(chǎn)類型關(guān)鍵技術(shù)

繼電器程序控制技術(shù)，經(jīng)典控制論

數(shù)控技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制，GT，現(xiàn)代控制論

系統(tǒng)工程，信息技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，管理技術(shù)4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵6

圖4-1汽車后橋齒輪箱加工自動(dòng)線剛性自動(dòng)化20年代4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵7

柔性自動(dòng)化50年代圖4-2焊接機(jī)器人綜合自動(dòng)化70年代圖7-3綜合自動(dòng)化4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵8制造全球化的概念出于美日歐等發(fā)達(dá)國(guó)家的智能系統(tǒng)計(jì)劃。近年來隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，制造全球化的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速。◆

制造全球化

◆制造網(wǎng)絡(luò)化敏捷制造是一種面向21世紀(jì)的制造戰(zhàn)略和現(xiàn)代制造模式，敏捷化是制造環(huán)境和制造過程面向21世紀(jì)制造活動(dòng)的必然趨勢(shì)?！糁圃烀艚莼?.1.2制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)制造環(huán)境內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)制造過程的集成。

制造環(huán)境與整個(gè)制造企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)制造環(huán)境與企業(yè)中工程設(shè)計(jì)、管理信息系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的集成。企業(yè)與企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、組合與優(yōu)化利用。通過網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)異地制造。

9虛擬制造(VM)是以制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)支持的系統(tǒng)建模技術(shù)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，集現(xiàn)代制造工藝、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、并行工程、人工智能、人工現(xiàn)實(shí)技術(shù)和多媒體技術(shù)等多種高新技術(shù)為一體，由多學(xué)科知識(shí)形成的一種綜合系統(tǒng)技術(shù)?！糁圃焯摂M化綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小，資源效率最高?！糁圃炀G色化智能制造技術(shù)的宗旨在于通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)制造過程的優(yōu)化?！糁圃熘悄芑?.1.2制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)10第4章

制造自動(dòng)化技術(shù)ManufacturingAutomationTechnology4.2

機(jī)床數(shù)控技術(shù)

NCMachineToolTechnology114.2.1數(shù)控機(jī)床的基本概念

1948年，美國(guó)帕森斯(Parsons)公司在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢驗(yàn)用樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出了應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)控制機(jī)床來加工樣板曲線的設(shè)想。后來受美國(guó)空軍委托，帕森斯公司與麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行研制工作，于1952年研制成功世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)立式數(shù)控銑床。數(shù)控機(jī)床的誕生圖4-3麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室124.2.1數(shù)控機(jī)床的基本概念這是一種借助數(shù)字、字符或其它符號(hào)對(duì)某一工作過程（如加工、測(cè)量、裝配等）進(jìn)行控制的自動(dòng)化方法。是用計(jì)算機(jī)通過數(shù)字信息來自動(dòng)控制機(jī)械加工的機(jī)床。具體地說，數(shù)控機(jī)床是通過編制程序，即通過數(shù)字(代碼)指令來自動(dòng)完成機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，正確地控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移量，并且按加工的動(dòng)作順序要求自動(dòng)控制機(jī)床各個(gè)部件的動(dòng)作．?dāng)?shù)字控制（NC）

數(shù)控技術(shù)

指用數(shù)字量及字符發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。由于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的成熟，數(shù)控系統(tǒng)均采用了計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC，ComputerNumericalControl）以區(qū)別于傳統(tǒng)的NC。數(shù)控機(jī)床13

圖4-4數(shù)控機(jī)床組成框圖

4.2.2數(shù)控機(jī)床的組成14◆數(shù)控裝置◆伺服驅(qū)動(dòng)裝置◆檢測(cè)反饋裝置4.2.2數(shù)控機(jī)床的組成由硬件和軟件部分組成，接受輸入代碼經(jīng)緩存、譯碼、運(yùn)算插補(bǔ)等轉(zhuǎn)變成控制指令，實(shí)現(xiàn)直接或通過PLC對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制。是數(shù)控裝置和機(jī)床主機(jī)之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，接受數(shù)控裝置的生成的進(jìn)給信號(hào)，經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)主機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)。是通過檢測(cè)元件將執(zhí)行元件（電機(jī)、刀架）或工作臺(tái)的速度和位移檢測(cè)出來，反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。15◆PLC、機(jī)床I/O電路和裝置◆機(jī)床本體4.2.2數(shù)控機(jī)床的組成是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)件（床身箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、主軸和進(jìn)給機(jī)構(gòu)等PLC(ProgrammableLogicController)：用于完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)順序動(dòng)作的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機(jī)床I/O電路和裝置：實(shí)現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路；164.2.3數(shù)控機(jī)床的類型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床全功能數(shù)控車床17

4.2.3數(shù)控機(jī)床的類型車削中心18

4.2.3數(shù)控機(jī)床的類型立式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床龍門數(shù)控銑床19

4.2.3數(shù)控機(jī)床的類型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床高速數(shù)控銑床204.2.3數(shù)控機(jī)床的類型立式加工中心臥式加工中心21

4.2.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程硬線數(shù)控G1:1952~1955，電子管

G2:1955~1959，晶體管G3:1959~1965，小規(guī)模集成電路

224.2.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)數(shù)控G4:1970s(1970~1974)，小型計(jì)算機(jī)

G5:1974-微處理器(MCNC)1979超大規(guī)模集成電路(VLIC)G6:1994~基于PC-NC.23高速主軸單元(電主軸，轉(zhuǎn)速15000－100000r/min)高速且高加/減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件(快移速度60~120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min)高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)目前，在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000~8000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000r/min(有的高達(dá)10萬r/min)以上；工作臺(tái)的移動(dòng)速度(進(jìn)給速度)：在分辨率為1微米時(shí)，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率為0.1微米時(shí)，在24m/min以上；自動(dòng)換刀速度在1秒以內(nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12m/min。特征:高生產(chǎn)率和剛性結(jié)構(gòu)，很難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變。世界數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展特征

◆高速、高效

4.2.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程24普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由±10μm提高到±5μm；精密級(jí)加工中心的加工精度則從±3~5μm，提高到±1~1.5μm，甚至更高；超精密加工精度進(jìn)入納米級(jí)(0.001微米)，主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到0.01~0.05微米，加工圓度為0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。◆高精度◆高可靠性

當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30000小時(shí)以上。4.2.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程25◆復(fù)合化◆多軸化

5軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)，最近，國(guó)外還在研究6軸聯(lián)動(dòng)控制使用非旋轉(zhuǎn)刀具的加工中心。4.2.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程

機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序，自動(dòng)進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴(kuò)孔等多種加工工序。◆智能化

智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動(dòng)，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題。26以機(jī)床框架為固定平臺(tái)的若干桿件組成空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，主軸部件安裝在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)上，改變桿件的長(zhǎng)度或移動(dòng)桿件的支點(diǎn)，按照并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理形成刀頭點(diǎn)的加工表面軌跡。并聯(lián)機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)◆布局特點(diǎn)◆基本結(jié)構(gòu)形式它的結(jié)構(gòu)完全不同于傳統(tǒng)機(jī)床，看不到明顯的床身、導(dǎo)軌、立柱和橫梁等結(jié)構(gòu)，它的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)活動(dòng)平臺(tái)。有六桿、三桿、立式、臥式并聯(lián)機(jī)床，結(jié)構(gòu)形式為并聯(lián)、串聯(lián)和混合結(jié)構(gòu)，可采用直線電機(jī)和電主軸。4.2.5并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床274.2.5并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床HexaM簡(jiǎn)圖并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖（6SPS機(jī)構(gòu)）該機(jī)床的運(yùn)動(dòng)路線為:6個(gè)伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)通過絲杠(驅(qū)動(dòng)軸)、螺母和連桿傳給裝有電主軸的刀具夾板，從而帶動(dòng)刀具作任意空間曲線運(yùn)動(dòng)。該并聯(lián)機(jī)床由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)以及能伸縮的若干驅(qū)動(dòng)桿組成，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與固定平臺(tái)由6根驅(qū)動(dòng)桿（伸縮桿）相連，每個(gè)驅(qū)動(dòng)桿兩端都是球鉸副，中間有一個(gè)移動(dòng)副。驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)移動(dòng)副作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，改變伸縮桿的長(zhǎng)度，便可改變運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位姿，若將刀具安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，則通過控制六桿長(zhǎng)度的變化，便可改變刀具在空間的位置與姿態(tài)，滿足加工要求.28◆傳統(tǒng)機(jī)床：以床身、立柱、橫梁等作為支撐部件，主軸部件和工作臺(tái)沿支撐部件上的直線導(dǎo)軌移動(dòng)，按照XYZ坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)疊加的串聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，形成刀具相對(duì)于加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡。4.2.5并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床的比較ZXY

圖4-5

傳統(tǒng)機(jī)床29◆并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床：以機(jī)床框架為固定平臺(tái)的若干個(gè)桿件組成空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，主軸部件安裝在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)上，工作臺(tái)與機(jī)床框架連接在一起，改變桿件的長(zhǎng)度或移動(dòng)桿件的支點(diǎn)，按照并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理形成刀具相對(duì)于加工零件的運(yùn)動(dòng)軌跡。4.2.5并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床機(jī)床框架桿件動(dòng)平臺(tái)

圖4-6

并聯(lián)機(jī)床30并聯(lián)機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)4.2.5并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度高：有效地減少了運(yùn)動(dòng)鏈的長(zhǎng)度，將支撐與傳動(dòng)功能集成一體可實(shí)現(xiàn)高速加工：運(yùn)動(dòng)部件少，質(zhì)量輕，有利于獲得高的進(jìn)給速度機(jī)床剛性好：消除了懸臂結(jié)構(gòu)，沒有橫梁、立柱等承受彎曲的載荷部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單P800M型并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床31第4章

制造自動(dòng)化技術(shù)ManufacturingAutomationTechnology4.3

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)

IndustrialRoboticTechnology32生命系統(tǒng)（平衡、步行、發(fā)聲、身體擺動(dòng)、感覺、表情、調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)等）造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運(yùn)動(dòng)的金屬覆蓋體，一種盔甲人造肌肉（在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態(tài)人造皮膚（含有膚色、機(jī)理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等機(jī)器人的起源◆1886年法國(guó)作家利爾亞當(dāng)在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機(jī)器起名為“安德羅丁”（android），它由4部分組成：4.3.1概述◆1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克的科幻劇本《羅薩姆的萬能機(jī)器人》中的主人公“Robota”（在捷克語中是奴隸的意思）是一個(gè)具有人的外表、特征與功能，并為人服務(wù)的機(jī)器人。英語的“Robot”由此而來。

33森政弘與合田周平：“機(jī)器人是一種具有移動(dòng)性、個(gè)體性、智能性、通用性、半機(jī)械半人性、自動(dòng)性、奴隸性等7個(gè)特征的柔性機(jī)器”。加藤一郎提出，機(jī)器人具有：①具有腦、手、腳等三要素的個(gè)體；②具有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠(yuǎn)方信息）和接觸傳感器；③具有平衡覺和固有覺的傳感器。

機(jī)器人的定義◆1967年日本召開的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議上，就提出了兩個(gè)有代表性的定義：4.3.1概述◆1987年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)?！薄粑覈?guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。

34機(jī)器人的分類分類名稱簡(jiǎn)要解釋操作型機(jī)器人能自動(dòng)控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。程控型機(jī)器人按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。示教再現(xiàn)型機(jī)器人通過引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。數(shù)控型機(jī)器人不必使機(jī)器人動(dòng)作，通過數(shù)值、語言等對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。感覺控制型機(jī)器人利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。適應(yīng)控制型機(jī)器人機(jī)器人能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動(dòng)。學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人機(jī)器人能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。智能機(jī)器人以人工智能決定其行動(dòng)的機(jī)器人。4.3.1概述35工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人特種機(jī)器人用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括：服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)概念◆機(jī)器人分為兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。

◆工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備?！魴C(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。4.3.1概述36◆通常是由安裝在機(jī)體上的若干個(gè)回轉(zhuǎn)（或移動(dòng)）關(guān)節(jié)與桿件相互聯(lián)接構(gòu)成的多自由度主動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，人們力圖把它設(shè)計(jì)成具有擬人的手臂或動(dòng)物肢體動(dòng)作功能的一種固定式或移動(dòng)式的機(jī)器。

◆包括：人-機(jī)接口裝置（鍵盤、示教盒、操縱桿等），具有存貯記憶功能的電子控制裝置（計(jì)算機(jī)、PLC或其他可編程邏輯控制裝置），各種傳感器的信息放大傳輸及信息處理裝置、速度、位置伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（交、直流PWM、電-液伺服系統(tǒng)或其他繼電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等）與外部設(shè)備、傳感器、離線編程設(shè)備等通信的輸入/輸出接口以及各種電源裝置等。操作機(jī)（執(zhí)行系統(tǒng)）4.3.2工業(yè)機(jī)器人的基本組成控制裝置374.3.2工業(yè)機(jī)器人的基本組成38輸出功率大，可無級(jí)調(diào)速，控制精度較高；可標(biāo)準(zhǔn)化，易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)；功率/質(zhì)量比大，結(jié)構(gòu)緊湊；易漏油，對(duì)環(huán)境有污染；適用于重載、低速傳動(dòng)，如噴涂機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人和托運(yùn)機(jī)器人。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)◆液壓驅(qū)動(dòng)4.3.2工業(yè)機(jī)器人的基本組成◆氣壓驅(qū)動(dòng)輸出功率大，可標(biāo)準(zhǔn)化，易實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)；功率/質(zhì)量比大，結(jié)構(gòu)緊湊；噪聲大，難以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制；適用于中小負(fù)載、精度要求較低的機(jī)器人，如沖壓機(jī)器人。39輸出功率大，控制精度較高，可實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制；伺服電機(jī)可標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)構(gòu)性能好，噪聲低，無密封問題；一般需配置減速裝置，控制系統(tǒng)復(fù)雜；適用于中小負(fù)載、要求具有較高位置控制精度和軌跡控制精度、速度較高的機(jī)器人，如噴涂機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人和裝配機(jī)器人?！綦妱?dòng)驅(qū)動(dòng)4.3.2工業(yè)機(jī)器人的基本組成用于測(cè)量機(jī)器人自身運(yùn)動(dòng)速度、位置及加速度的傳感器，稱內(nèi)部傳感器；用于感受和測(cè)量外部環(huán)境信息和作業(yè)對(duì)象工況的傳感器，稱外部傳感器。傳感器40裝配每臺(tái)汽車車體一般大約需要完成3000～4000個(gè)焊點(diǎn)，其中60％是由點(diǎn)焊機(jī)器人完成的。焊接機(jī)器人◆點(diǎn)焊機(jī)器人4.3.3工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例1-手臂及手腕2-臂架3-橡皮緩沖器4-肘形節(jié)桿5-回轉(zhuǎn)臺(tái)6-基座7-連接電纜8-轉(zhuǎn)臺(tái)緩沖器9-第一軸(轉(zhuǎn)臺(tái))電動(dòng)機(jī)(M1)10、14-平衡氣缸11-第二軸(臂架)電動(dòng)機(jī)(M2)12-第三軸螺桿15-驅(qū)動(dòng)臂架16-電動(dòng)機(jī)組(M4、M5、M6)17-控制柜41◆點(diǎn)焊機(jī)器人4.3.3工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例42◆弧焊機(jī)器人日本汽車工業(yè)使用的一種曲柄式弧焊機(jī)器人，其驅(qū)動(dòng)方式采用交、直流伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，用于焊接車架的側(cè)粱或雙輪機(jī)動(dòng)管結(jié)構(gòu)車架。1-焊接電源2-顯示器3一機(jī)器人控制