1、 1 第一张第一张 绪论绪论 一、一、摘要摘要 伴随着机电一体化在各个领域的广泛应用， 机械设备的自动控制成分显得越 来越来越重要，由于工作的需要，人们经常受到、腐蚀以及有毒气体的危害，增 加了工人的劳动强度，甚至危及生命。因此机械手就在这样的环境下诞生了，机 械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其中 的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术， 它的发展是由于其积极 作用正日益为人们所认识：它能部分地代替人工操作；能按照生产工艺的要求， 遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；能制作必要地机具进行 焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著地提高
2、劳动生产率，加快实现工 业生产机械化和自动化的步伐。本设计采用 PLC 作为控制机对工业机械手进行 控制及监控，国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： （1） 工业机器人性能不断提高 （高速度、 高精度、 高可靠性、 便于操作和维修） ， 而单机价格不断下降，平均单机价格从 91 年的 10.3 万美元降至 97 年的 6.5 万美元。 （2） 机械结构向模块化、 可重构化发展。 例如关节模块中的伺服电机、 减速机、 检测系统三位一体：由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机； 国外已有模块化装配机器人产品问世。 （3） 工业机器人控制系统向基于PC 机的开放型控制器方向发展， 便于标准
3、化、 网络化；器件集成度提高，控制柜日间小巧，而且采用模块化结构：大大 提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 （4） 机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传 感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人 则采用视觉、生觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及 决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。 （5） 虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如 使遥控机器人操作者产生置身于远端作业坏境中的感觉来操作机器人。 （6） 当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统， 而是致力于操作者 于机器
4、人的人机交换控制， 即遥控加局部自主系统构成完整的控制遥控操 作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上得 “所杰纳”机器人就是这种系统成功应用的著名实例。 （7） 机器人化机械开始兴起，从 94 年美国发出“虚拟轴机床”以来，这种新 型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开始其实际应用的领域。我 国的工业机器人从 80 年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下， 通过“七五” “八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计 制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹技术，生产了部 分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、电焊、装配、装运等机器人； 其中有 130 多台套喷漆机器人在二十余家企业的近 30 条自动喷漆生产线 2 （站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但 总的来说， 我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定 的距离，如：可靠性低于国外产品：机器人应用工程起步较晚，应用领域 窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已形成机器人 产业，当面我国的机器人生产都是应用户的要求， “一客户，
