学业作品开题报告（ 2014 届）论文题目工业机器人在智能制造产业的发展研究学生姓名院（系）机电学院专业机电一体化技术学号导师姓名机电学院学业作品任务书专业机电一体化技术学生学号一、学业作品题目工业机器人在智能制造产业的发展研究二、学业作品工作2016 年 9 月 1 日起至 2016 年 12 月 24 日止2、本表一式二份：学生留存一份，院（系）留存一份。
学业作品开题报告目录摘要 (1)工业机器人在智能制造产业的发展研究【摘要】随着计算机技术的不断向智能化方向发展，机器人应用领域的不断扩展和深化，工业机器人已成为一种高新技术产业，为工业自动化发挥了巨大作用，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。
随着信息技术与先进制造技术的高速发展，我国智能制造装备的发展深度和广度日益提升。
以智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线等为代表的智能制造装备产业体系初步形成。
一批具有自主知识产权的重大智能制造装备正在实现突破。
到2015年，我国智能装备制造业的销售收入将超过1万亿元，年均增长率超过25％，工业增加值率达到35％，本土化智能制造装备的国内市场占有率将超过30％。
【关键词】工业机器人先进制造技术智能制造智能控制系统Research on the development of industrial robot in intelligent manufacturing industry[Abstract] With the computer technology to the intelligent direction, expanding and deepening the application field of the robot, industrial robot has become a high-tech industry, play a great role in industrial automation, and social development of future production will play a more and more important role. With the rapid development of information technology and advanced manufacturing technology, the development depth and breadth of intelligent manufacturing equipment in our country are increasing day by day. Intelligent control system, industrial robot, automated assembly line, represented by the intelligent manufacturing equipment industry system initially formed. A number of independent intellectual property rights of major intelligent manufacturing equipment is a breakthrough. By 2015, China's smart equipment manufacturing industry sales revenue will exceed 1 trillion yuan, the average annual growth rate of more than 25%, the industrial added value rate reached 35%, the localization of intelligent manufacturing equipment in the domestic market share of more than 30%.[Key word] Industrial robot Advanced manufacturing technology Intelligent manufacturing Intelligent control system绪论机器人涉及多学科交叉综合；人工智能、机器人技术、通信技术、传感器技术、信息及编程技术、计算机学、材料学、电子技术、传动技术、接口技术、单片机原理、精密机械技术、自动控制理论、伺服传动技术等诸多领域的技术集成。
工业机器人是机器人的一种。
机器人可以代替或者协助人类完成各种工作，凡是枯燥的、危险的、有毒的、有害的工作，都可由机器人大显身手。
机器人除了广泛应用于制造业领域外，还应用于资源勘探开发、救灾排险、医疗服务、家庭娱乐、军事和航天等其他领域。
机器人是工业和非产业界的重大生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
工业机器人作为一种特殊的自动化设备，具备智能技术，所以工业机器人在传统产业的应用将大大的提升企业产品的竞争力，促进产品的更新换代，对国家经济产生巨大的推动作用。
而在科学研究，资源勘探方面，工业机器人可替代人的大部分工作，因此促进了国家的可持续发展，并增强了国家的国地位。
在国防领域工业机器人的研究更是层出不穷，特别是在强调零伤亡战争的今天，机器人可替代士兵前往危险的前沿地区，而且没有人性的一些弱点，增强了战斗力，为国家创造了一个和平安定的环境。
1. 工业机器人的起源工业机器人的发展历史工业机器人诞生于20世纪60年代，在20世纪90年代得到迅速发展，是最先产业化的机器人技术.它是综合了计算机，控制论，机构学，信息和传感技术，人工智能，仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
它的出现是为了适应制造业规模化生产，解决单调，重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。
在我国，工业机器人的真正使用到现在已经接近20多年了，已经基本实现了试验，引进到自主开发的转变，促进了我国制造业，勘探业等行业的发展。
随着我国改革开放的逐渐深入，国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击，因此，掌握国内工业机器人市场的实际情况，把握我国工业机器人的相关技术与研究进展，显得十分重要。
工业机器人技术现状工业机器人技术概念工业机器人由操作机(机械本体)，控制器，伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制，可重复编程，能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种，变批量的柔性生产。
它对稳定，提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机，控制论，机构学，信息和传感技术，人工智能，仿生学等多学科而形成的高新技术。
是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置。
既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作，精确度高，抗恶劣环境的能力。
从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
工业机器人技术发展现状在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人已经推广成为主流安装机型，第三代智能机器人已占有一定比重（占日本1998年安装台数的10%，销售额的36%）。
（1）机械结构：1）以关节型为主流，80年代发明的使用于装配作业的平面关节机器人约占总量的1/3。
90年代初开发的适应于窄小空间，快节奏，60度全工作空间范围的垂直关节机器人大量用于焊接和上下料。
2）应3K和汽车，建筑，桥梁等行业需求，超大型机器人应运而生。
如焊接树10米长，10吨以上大构件的弧焊机器人群，采取蚂蚁啃骨头的协作机构。
3）CAD，CAE等技术已普遍用于设计，仿真和制造中。
（2）控制技术：1）大多数采用32位CPU，控制轴数多达27轴，NC技术，离线编程技术大量采用。
2）协调控制技术日趋成熟，实现了多手与变位机，多机器人的协调控制，正逐步实现多智能体的协调控制。
采用基于PC的开放结构的控制系统已成为一股潮流。
3）其成本低，具有标准现场网络功能。
（3）驱动技术：1）80年代发展起来的AC侍服驱动已成为主流驱动技术用于工业机器人中，DD 驱动技术则广泛地用于装配机器人中。
2）新一代的侍服电机与基于微处理器的智能侍服控制器相结合，已由FANUC等公司开发并用于工业机器人中，在远程控制中已采用了分布式智能驱动新技术。
（4）应用智能化的传感器：装有视觉传感器的机器人数量呈上升趋势，不少机器人装有两种传感器，有些机器人留了多种传感器接口。
（5）通用机器人编程语言：在ABB公司的20多个小型号产品中，采用了通用模化块语言RAPID。
最近美国“机器人工作空间技术公司”开发了通用语言，运行于该公司的通用机器人控制器URC的WinNT/95环境。
该语言易学医用，可用于各种开发环境，与大多数WINDOWS软件产品兼容。
（6）网络通用方式：大部分机器人采用了Ether网络通讯方式，占总量的，其它采用RS-232，RA-422，RS-485等通讯接口.。
（7）高速，高精度，多功能化：目前，最快的装配机器人最大合成速度为s，位置重复精度为正负。
但有一种速度竞达到80m/s；而另一种并连机构的NC机器人，其位置重复精度大1微秒。
（8）集成化与系统化：当今工业机器人技术的另一特点是应用从单机单元向系统发展，百台以上的机器人群与微机及周边智能设备和操作人员形成一个大群体(多智能体)。
跨国大集团的垄断和全球化的生产将世界众多厂家的产品连接在一起，实现了标准化，开放化，网络化的“虚拟制造”为工业机器人系统化的发展推波助澜。
2.工业机器人的结构及工作原理概述机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。
根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。
驱动装置是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。
它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。
机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外也有采用液压、气动等驱动装置。
检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。