机械手液压系统研究的国内外文献综述
1.1机械手的国内外发展趋状况
工业机械手是在二战期间研制出来的。20世纪40年代,橡树岭国家实验室开始研究远程控制核燃料。美国联合控制公司在1958年首次研制出机械手。其结构为:机身配有长旋臂、端部配有电磁铁的工件抓持机构及教学控制系统。在上述计划的基础上,1962年,美国联合控制公司试制了一种称为unimate(Automotive)的数控教学机器人。移动系统是坦克炮塔的仿制品,具有旋转、俯仰、伸展等功能。该装置采用液压驱动,采用磁鼓作为储能装置。1962年,美国机械铸造公司也成功地试验了一种叫做versatran的灵活装卸机械手,它可以用来进行点位置和轨迹控制。该机械臂的中心圆筒可以旋转,提升和拉伸。采用液压驱动,控制系统为示教和复制。20世纪60年代末,出现了喷漆、电弧焊等工业机器人。一九七八年,美国独资公司与斯坦福大学和麻省理工学院合作,研制出unimation.vie.arM工业机械手,该机械手由小型电子计算机控制,用于装配作业,定位误差小于0±自一九六九年从美国引进两种典型机械手以来,日本作为工业机器人发展最快、应用最广泛的国家之一,对其进行了大量研究。自20世纪60年代起,前苏联发展了机械手的应用,主要是机械化、自动化程度低、辅助工作繁琐、单调、有害健康。
根据“七五”计划,国家投资进行了一系列工业机器人及其零部件的研究,开发出了一整套工业机器人模拟教学系统。自从1986年国家高技术研究与开发计划启动以来,智能机器人项目紧跟世界顶级机器人技术的步伐。多年来,经过研究与实践,取得了许多科研成果,并成功研制出一批特种机器人。90年代初,我国经济进入了两个根本性的转型期:一是新一轮经济体制改革,二是技术进步,三是产业结构调整,四是产业结构优化升级。
伴随著机械手技术的深入发展和机器人智能化程度的提高,它已经在各个领域得到了广泛的应用。由传统的汽车工业转向非制造业。水电系统使用采矿机器人,建筑机器人,维修机器人。目前,机器人在国防和军事、医疗、食品加工和生活服务等领域的应用日益广泛。在今后的工作中,传感器技术、激光技术和网络技术将被广泛地应用到机器人手臂的工作中,从而提高工作效率、质量和经济效益。在未来,机器人将被用于医疗,卫生,生物技术和工业,教育,救灾,海洋开发,机械维修,运输和渔业。
①一方面,工业机器人的工作速度快,精度高,可靠性好,操作和维护方便,其性能得到了不断的提高;与此同时,单机价格从1991年的103000元降至1997年的65000元。
②模块化、可重构是机械结构发展的趋势。三位一体,即关节模块、延迟模块和伺服电机检测系统:重组机器人的整体结构由关节模块和连接模块组成;国外已有模块化装配机器人产品。
③在工业机器人控制系统中,以PC机为核心的标准化和网络化的开放式控制系统正在不断发展。该设备集成度高,控制柜小型化,采用模块化结构,可靠性大大提高。易于使用和使用系统。易于保养。
④机器人的检测功能越来越重要。装配和焊接机器人除了传统的位置、速度和加速度传感器之外,还采用了视觉和力检测,而遥控机器人则采用了视觉、声音、力和触觉。将传感器技术与环境建模、决策控制相结合,将多传感器融合配置技术应用于制造系统已经成熟。
⑤在机器人领域,虚拟现实技术已从模拟和预处理发展到过程控制,如B类。操作机器人,使遥控机器人的操作者能感觉到它在遥控环境下工作。
⑥现代化遥控机器人系统的发展特征不是追求完全自主系统,而是注重操作者与机器人之间的人机交互控制,即由遥控器和局部自主系统组成的完整遥控操作系统,有了遥控系统,智能机器人就可以离开试验。这间屋子很实用。这款“索杰纳”机器人在美国登陆火星,是该系统成功应用的典型例子。
⑦机械加工机械的兴起:自从1994年美国发明“虚拟轴机床”以来,这种新型机械加工机械一直是世界范围内的研究热点,并不断在实践中得到研究和应用。在我国,工业机器人是80年代开始从事“七五”科技工作的。有了国家的支持,基本掌握了机械设计制造技术和控制系统软件,完成了“七五”、“八五”的科技攻关。在20多家公司的近30条涂装自动生产线上,安装了130多台已用于汽车制造企业的涂装机器人,成功地完成了硬件设计、轨迹规划和关键部件的研制,并成功地应用于喷涂、电弧焊、点焊等多种机器人的研制。但是,从整体上看,与世界上其他国家相比,我国工业机器人的技术应用水平还存在差距。比如,产品没有其他国家那么可靠。使用机器人起步较晚。适用范围较窄,与国外同类生产线技术水平比较。有一些漏洞:就适用范围而言,我国安装的工业机器人约为200台,约占全球安装总数的万分之四。以上原因主要是机器人产业还没有形成。当前,国内机器人生产正以“一客户一次设计”多档次、小批量、低通用性零部件、长交付周期、