工业机器人.doc

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1、我们的耕耘是为了您更好地收获！郑州现代自动输送装备有限公司简介及近期业绩 2010.08目 录郑州现代自动输送装备有限公司，隶属于河南省现代机械电子研究所，是专门致力于各种物品自动输送、自动称重系统的研发、设计、制造、安装和集成的创新型企业。一 郑州现代自动输送装备有限公司简介郑州现代自动输送装备有限公司，隶属于河南省现代机械电子研究所，是专门致力于各种物品输送系统的研发、设计、制造、安装和集成的创新型企业。公司坐落于国家郑州经济技术开发区河南留学人员创业园内。公司主要产品应用于食品、化妆品、制药、图书、邮政、电子、电器、饮料、车辆制造等行业。公司优秀物流专家、设备集成专家及高级技术人员承担过

2、很多物流系统方案设计和设备集成项目，并荣获过多项奖励。公司为了让客户放心使用我们的产品，牢固树立质量和服务意识，我们坚定遵循“以质量求发展，以诚信促发展”的路子，做一个工程，树一方丰碑。让我们的服务为用户创造更多的价值是我们一贯的追求。为保证质量，我们从公司组织结构、人才构成、设计工具、加工设备、安装调测技术等多方面着手，全面支撑公司质量创优。我公司的最大特点和优势在于对物流输送系统的最优化设计。我们在物流输送系统设备集成中非常重视系统设计与产品设计的和谐统一，没有整个系统的最优化设计，局部产品再好，系统整体效率也是很低的，也不能称其为一个效率最优的系统。因为物流输送系统是非标系统，不同的工程

3、项目有着千差万别的区别，为了满足不同的需求，就必须具体问题具体分析，做出具体项目的最优设计方案，进而才能制造出优质的产品。我们坚信“好的产品首先是设计出来的，不是制造出来的”。但我们并不因此就疏忽产品制造等其它环节的质量控制，我们设有专人负责跟踪监控产品制造质量，负责在产品加工的全过程实施质量跟踪控制。用户尽可以放心，我们承诺：不合格的产品绝对不能用于任何工程项目中。公司经营理念是“以人才为根本，以市场为先导，以质量求发展”。优秀的设计人才和优秀的市场开拓人才是公司赖以生存的基础。二 河南省现代机械电子研究所简介河南省现代机械电子研究所是依据河南省科学技术委员会豫科字199901号文件精神改制

4、设立的一家科学研究机构，中国光电学会会员及LED产品定点质量检测单位，河南省科技攻关项目承办单位，河南省高新技术企业，主要产品和服务有：物流自动输送系统集成、矿用照明装备（LED矿灯、矿灯充电架、矿用巷道灯、井下投光灯）、LED电子显示屏、监控系统工程等机械电子类新材料、新技术、新产品的研制、开发与推广应用。河南省现代机械电子研究所是一家以技术进步为核心、以精工制造为重点、以市场营销为龙头、以售后服务为基点的新型科研机构，年开发新产品10余项，年生产销售矿用照明装备100多万支、矿灯充电架1000多台、电子显示屏1000多平米以及自动输送(含称重)生产线5000余米。实事求是的作风、行业领先的

5、技术、性能卓越的产品、精益求精的品质和热情周到的服务铸就了河南省现代机械电子研究所的特有品质。产品的卓越性能、优良品质和热情服务，基本覆盖江苏、安徽、贵州、四川、重庆、河北、河南、陕西、山西、内蒙等省市自治区的广大市场。河南省现代机械电子研究所在中共河南省现代机械电子研究所总支委员会的领导下，本着“以事业统一思想，以创新凝聚力量，以效率获得效益，以诚信树立形象”的指导思想，以“精心打造精品，用心搞好服务”的经营策略，为广大用户提供优质适用的产品和亲切周到的服务。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一

6、种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。由来1920年捷克作家卡雷尔查培克在其剧本罗萨姆的万能机器人中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙

7、隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。特点戴沃尔提出的工业机器人有以下特点:将数控机床的伺服轴与遥控操纵器的连杆 工业机器人机构联接在一起，预先设定的机械手动作经编程输入后，系统就可以离开人的辅助而独立运行。

8、这种机器人还可以接受示教而完成各种简单的重复动作，示教过程中，机械手可依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列全部记录在存储器内，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下依次再现上述位置，故这种机器人的主要技术功能被称为“可编程”和“示教再现”。1962年美国推出的一些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形主要由类似人的手和臂组成。后来，出现了具有视觉传感器的、能识别与定位的工业机器人系统。当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。目前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水

9、平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。构造与分类工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有36个运动自由度，其中腕部通常有13个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。工业机器人按执行机

10、构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行 工业机器人机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同

11、时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。应用工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及

12、在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。中国的工业机器人我国工业机器人起步于70年代初期

13、，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。70年代是世界科技发展的一个里程碑：人类登上了月球，实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年

14、国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，目前我们

15、尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。控制技术机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。 工业机器人技术工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。关键技术包括：(1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器

16、人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。(2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。(3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。(4)网络化机器

17、人控制器技术：目前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。发展前景在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展

18、的有效手段。机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。1990年10月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会，并在这次大会上通过了一个文件，把工业机器人分为四类：顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业，如焊接。喷漆等；远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人；智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人，并达到了其工业机

19、器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有：低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。根据日本政府2007年指定的一份计划，日本2050年工业机器人产业规模将达到1.4兆日元，拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准，百万工业机器人相当于千万劳动力，是目前日本全部劳动人口的15%。我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初

20、具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术（产业化），必须具备5个要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Manageme

21、nt/Market。和有着“机器人王国”之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以，我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策，我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。机器人输送线物流自动化系统1.系统简介机器人及输送线物流自动化系统主要由如下几个部分组成： 机器人输送线(1)自动化输送线：将

22、产品自动输送，并将产品工装板在各装配工位精确定位，装配完成后能使工装板自动循环；设有电机过载保护，驱动链与输送链直接啮合，传递平稳，运行可靠。(2)机器人系统：通过机器人在特定工位上准确、快速完成部件的装配，能使生产线达到较高的自动化程度；机器人可遵照一定的原则相互调整，满足工艺点的节拍要求；备有与上层管理系统的通信接口。(3)自动化立体仓储供料系统：自动规划和调度装配原料，并将原料及时向装配生产线输送，同时能够实时对库存原料进行统计和监控。(4)全线主控制系统：采用基于现场总线Profibus DP 的控制系统，不仅有极高的实时性，更有极高的可靠性。(5)条码数据采集系统：使各种产品制造信息

23、具有规范、准确、实时、可追溯的特点，系统采用高档文件服务器和大容量存储设备，快速采集和管理现场的生产数据。(6)产品自动化测试系统：测试最终产品性能指标，将不合格产品转入返修线。(7)生产线监控/调度/管理系统：采用管理层、监控层和设备层三级网络对整个生产线进行综合监控、调度、管理，能够接受车间生产计划，自动分配任务，完成自动化生产。2.应用领域机器人及输送线物流自动化系统可应用于建材、家电、电子、化纤、汽车、食品等行业。机器人装箱自动码垛系统1.系统简介机器人自动装箱、码垛工作站是一种集成化的系统，它包括工业机器人、控制器、编程器、1.系统简介 机器人自动装箱、码垛工作站是一种集成化的系统，

24、它包括工业机器人、控制器、编程器、 机器人自动装箱机器人手爪、自动拆/叠盘机、托盘输送及定位设备和码垛模式软件等。它还配置自动称重、贴标签和检测及通讯系统，并与生产控制系统相连接，以形成一个完整的集成化包装生产线。 （1）生产线末端码垛的简单工作站： 这是一种柔性码垛系统，它从输送线上下料，并完成工件码垛、加层垫等工序，然后用输送线将码好的托盘送走。 （2）码垛/拆垛工作站： 这种柔性码垛系统可将三垛不同货物码成一垛，机器人还可抓取托盘和层垫，一垛码满后由输送线自动输出。 （3）生产线中码垛： 工件在输送线定位点被抓取并放到两个不同托盘上，层垫也由机器人抓取。托盘和满垛通过线体自动输出或输入。

25、 （4）生产线末端码垛的复杂工作站： 工件来自三条不同线体，它们被抓取并放到三个不同托盘上，层垫也由机器人抓取。托盘和满垛由线体上自动输出或输入。 2.技术指标 工件：箱体、板材、袋料、罐/纸类包装 工件尺寸：可按用户的工件大小设计 工件重量：可按用户要求设计 工件移动范围：可按用户要求设计 机器人自由度数：6个 机器人重复精度： 0.1mm 3.应用领域 机器人自动装箱、码垛工作站可应用于建材、家电、电子、化纤、汽车、食品等行业。 4.用户效益分析 由于机器人自动装箱、码垛工作站在产品的装箱、码垛等工序实现了自动化作业，并且具有安全检测、连锁控制、故障自诊断、示教再现、顺序控制、自动判断等功

26、能，从而大大地提高了生产效率和工作质量，节省了人力，建立了现代化的生产环境。 机器人手爪、自动拆/叠盘机、托盘输送及定位设备和码垛模式软件等。它还配置自动称重、贴标签和检测及通讯系统，并与生产控制系统相连接，以形成一个完整的集成化包装生产线。（1）生产线末端码垛的简单工作站：这是一种柔性码垛系统，它从输送线上下料，并完成工件码垛、加层垫等工序，然后用输送线将码好的托盘送走。（2）码垛/拆垛工作站：这种柔性码垛系统可将三垛不同货物码成一垛，机器人还可抓取托盘和层垫，一垛码满后由输送线自动输出。（3）生产线中码垛：工件在输送线定位点被抓取并放到两个不同托盘上，层垫也由机器人抓取。托盘和满垛通过线体

27、自动输出或输入。（4）生产线末端码垛的复杂工作站：工件来自三条不同线体，它们被抓取并放到三个不同托盘上，层垫也由机器人抓取。托盘和满垛由线体上自动输出或输入。2.技术指标工件：箱体、板材、袋料、罐/纸类包装工件尺寸：可按用户的工件大小设计工件重量：可按用户要求设计工件移动范围：可按用户要求设计机器人自由度数：6个机器人重复精度： 0.1mm3.应用领域机器人自动装箱、码垛工作站可应用于建材、家电、电子、化纤、汽车、食品等行业。4.用户效益分析由于机器人自动装箱、码垛工作站在产品的装箱、码垛等工序实现了自动化作业，并且具有安全检测、连锁控制、故障自诊断、示教再现、顺序控制、自动判断等功能，从而大大地提高了生产效率和工作质量，节省了人力，建立了现代化的生产环境。 郑州现代自动输送装备有限公司办公室：0086-0371-66738695 传真：0086-0371-67382191综合业务部：张经理18937628865 (变声速增压热交换器|码垛机器人|金属探测仪|水泥装车机等) 自动称重产品事业部：刘经理18637187557