1.工业机器人论文
基于DSP运动控制器的5R工业机器人系统设计摘要:以所设计的开放式5R关节型工业机器人为研究对象,分析了该机器人的结构设计。
该机器人采用基于工控PC及DSP运动控制器的分布式控制结构,具有开放性强、运算速度快等特点,对其工作原理进行了详细的说明。机器人的控制软件采用基于Windows平台下的VC++实现,具有良好的人机交互功能,对各组成模块的作用进行了说明。
所设计的开放式5R工业机器人系统,具有较好的实用性。关键词:开放式;关节型;工业机器人;控制软件0引言工业机器人技术在现代工业生产自动化领域得到了广泛的应用,也对工程技术人员提出更高的要求,作为机械工程及自动化专业的技术人才迫切需要掌握这一先进技术。
为了能更好地加强技术人员对工业机器人的技能实践与技术掌握,需要开放性强的设备来满足要求。本文阐述了我们所开发设计的一种5R关节型工业机器人系统,可以作为通用的工业机器人应用于现场,也可作为教学培训设备。
1 5R工业机器人操作机结构设计关节型工业机器人由2个肩关节和1个肘关节进行定位,由2个或3个腕关节进行定向,其中一个肩关节绕铅直轴旋转,另一个肩关节实现俯仰,这两个肩关节轴线正交。肘关节平行于第二个肩关节轴线。
这种构型的机器人动作灵活、工作空间大,在作业空间内手臂的干涉最小,结构紧凑,占地面积小,关节上相对运动部位容易密封防尘,但运动学复杂、运动学反解困难,控制时计算量大。在工业用应用是一种通用型机器人¨。
1.1 5R工业机器人操作机结构所设计的5R关节型机器人具有5个自由度,结构简图如图1所示。5个自由度分别是:肩部旋转关节J1、大臂旋转关节J2、小臂旋转关节J3、手腕仰俯运动关节J4和在旋转运动关节J5。
总体设计思想为:选用伺服电机(带制动器)驱动,通过同步带、轮系等机械机构进行间接传动。腕关节上设计有装配手爪用法兰,通过不断地更换手爪来实现不同的作业任务。
1.2 5R工业机器人参数表1为设计的5R工业机器人参数。 2 5R工业机器人开放式控制系统机器人控制技术对其性能的优良起着重大的作用。
随着机器人控制技术的发展,针对结构封闭的机器人控制器的缺陷,开发“具有开发性结构的模块化、标准化机器人控制器”是当前机器人控制器发展的趋势]。为提高稳定性、可靠性和抗干扰性,采用“工业PC+DSP运动控制器”的结构来实现机器人的控制:伺服系统中伺服级计算机采用以信号处理器(DSP)为核心的多轴运动控制器,借助DSP高速信号处理能力与运算能力,可同时控制多轴运动,实现复杂的控制算法并获得优良的伺服性能。
2.1基于DSP的运动控制器MCT8000F8简介深圳摩信科技公司MCT8000F8运动控制器是基于网络技术的开放式结构高性能DSP8轴运动控制器,包括主控制板、接口板以及控制软件等,具有开放式、高速、高精度、网际在线控制、多轴同步控制、可重构性、高集成度、高可靠性和安全性等特点,是新一代开放式结构高性能可编程运动控制器。图2为DSP多轴运动控制器硬件原理图。
图中增量编码器的A0(/A0)、B0(/B0)、c0(/CO)信号作为位置反馈,运动控制器通过四倍频、加减计数器得到实际的位置,实际位置信息存在位置寄存器中,计算机可以通过控制寄存器进行读取。运动控制卡的目标位置由计算机通过机器人运动轨迹规划求得,通过内部计算得到位置误差值,再经过加减速控制和数字滤波后,送到D/A转换(DAC)、运算放大器、脉宽调制器(PWM)硬件处理电路,转化后输出伺服电机的控制信号或PWM信号。
各个关节可以完成独立伺服控制,能够实现线性插补控制、二轴圆弧插补控制。 2.2机器人控制系统结构及工作原理基于PC的Windows操作系统,因其友好的人机界面和广泛的用户基础,而成为基于PC控制器的首选。
采用PC作为机器人控制器的主机系统的优点是:①成本低;②具有开放性;③完备的软件开发环境和丰富的软件资源;④良好的通讯功能。机器人控制结构上采用了上、下两级计算机系统完成对机器人的控制:上级主控计算机负责整个系统管理,下级则实现对各个关节的插补运算和伺服控制。
这里通过采用一台工业PC+DSP运动控制卡的结构来实现机器人控制。实验结果证明了采用Pc+DSP的计算结构可以充分利用DSP运算的高速性,满足机器人控制的实时需求,实现较高的运动控制性能。
机器人伺服系统框图如图3所示。伺服系统由基于DSP的运动控制器、伺服驱动器、伺服电动机及光电编码器组成。
伺服系统包含三个反馈子系统:位置环、速度环、电流环,其工作原理如下:执行元件为交流伺服电动机,伺服驱动器为速度、电流闭环的功率驱动元件,光电编码器担负着检测伺服电机速度和位置的任务。伺服级计算机的主要功能是接受控制级发出的各种运动控制命令,根据位置给定信号及光电编码器的位置反馈信号,分时完成各关节的误差计算、控制算法及D/A转换、将速度给定信号加至伺服组件的控制端子,完成对各关节的位置伺服控制。
管理级计算机采用586工控机(或便携笔记本),主要完成离线编程、仿真、与控制级通讯、作业。
2.论文怎么写呀
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此外,为了获得良好的引弧、燃弧和熔滴过渡性能,以得到满意的焊缝质量[1],必须保证最佳动态特性。为此 。
2。 手弧焊焊接速度测试装置研究 被引次数:1次 李铁良 王军 张建勋 裴怡 文献来自:焊接技术 2000年 第06期 对手弧焊的焊接速度测试装置做了深入研究。
2手弧焊焊接速度测试原理 手弧焊焊接速度测试装置工作原理见图1。调制板上开有多条相同形状、尺寸的狭缝,狭缝等距分布。
测试时调制板沿着与焊道平行的方向放置于焊道前一定距离处 。
3。
15CrMoR中厚板的手弧焊接 被引次数:1次 彭泽欢 文献来自:木工机床 2002年 第02期 町作勾15CrMoR中厚板予弧焊接时的技术参考;15CrMoR中厚板的手弧焊接@彭泽欢$福建省机械科学研究院15CrMoR 。 。
制定了一套能指导生产的15CrMoR中厚板手弧焊工艺。
[1] 中国机械工程学会焊接学会编。焊接手册(2) 。
北京:机械工业出版社,2001 。
4。
手弧焊过渡熔滴尺寸的研究 被引次数:1次 罗崇墉 陈剑虹 文献来自:焊接 1982年 第10期 5'3 2 10手弧焊过渡熔滴尺寸的研究@罗崇墉$甘肃工业大学焊接教研室!兰州长虹电焊条厂 @陈剑虹$甘肃工业大学焊接教研室 。 。
在没有特殊测试手段的工厂,它可作为熔滴大小的评定方法。
5。
IGBT逆变式手弧焊电源主电路的设计 被引次数:2次 陈长江 文献来自:武汉船舶职业技术学院学报 2004年 第02期 IGBT逆变式手弧焊电源是一种新型手弧焊电源 ,由主电路、控制电路和驱动与保护电路三部分组成。 其中主电路由输入输出整流滤波电路和逆变器等部分组成 ,直接为电弧负载提供电功率。
主电路设计是否合理直接影响电源装置的可靠性和效率。 。
6。 初步智能化的手弧焊机研究 被引次数:1次 周方明 李晓泉 于治水 高飞 文献来自:机械设计与制造工程 1997年 第05期 但目前对于手弧焊电源智能数选配经验。
而工厂的实际情况是工人素质参差不化方面的研究报道还较少 。
因此对手弧焊电单的原始参数。
而后所用焊条直径能给出指示。焊接源技术水平的提高必须给于重视。
电流能自动给定满意值?。
7。
手弧焊整流器 文献来自:焊接 1973年 第04期 交直流两用式手弧焊整流器: 交直流两用式手弧焊整流器实际上就是普通的单相手弧焊变压器加了单相桥式硅整流器,并在其输出回路中串联一个电感。 因为单相桥式整流电路的输出电流每秒100次下降到零,使电弧难以稳定燃烧,所以在直流输出 。
8。 手弧焊整流器 文献来自:电焊机 1972年 第05期 一、手弧焊正流器与手弧焊发电机 一九四九年,美国西屋电气公司宣称制成手弧焊正流器。
敲正流器由三相变压器、三相可稠电抗器及三相全波桥式正流器祖成。其中的变压器是普通的三相变压器,可稠电抗器是动铁心式的,正流元件系硒片 。
9。 手弧焊整流器 文献来自:电焊机 1972年 第01期 一、手弧焊正流器与手弧焊发电机 一九四九年,美国西屋电气公司宣称制成手弧焊正流器。
鼓正流器由三相变压器、三相可稠电抗器及三相全波桥式正流器粗成。其中的变压器是普通的三相变压器,可稠电抗器是动铁心式约,正流元件系硒片 。
10。 国产手弧焊整流器 文献来自:焊接 1974年 第01期 300300300500500 手弧焊整流器与手弧焊发电机性能对比 手弧焊整流器与手弧焊发电机是结构和原理截然不同的两种弧焊电源,要比较其优劣,应该着眼于其固有的特点,而不在于其具体的细节。
从根本上来说,弧焊整流器的优点是制造工艺简单、节省 。
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3.急需一份关于《弧焊电源发展前景》的论文 大概3000字以上 有图文说
弧焊电源技术的发展现状与趋势分析 弧焊技术是现代焊接技术的重要组成部分,其应用范围几乎涵盖了所有的焊接生产领域。
电弧焊作为一种基本的金属处理方法,被广泛的运用于国民经济的各部门,为电弧焊提供能量的弧焊电源从诞生起已取得了很大的发展。 1弧焊电源发展历程 作为一种气体导电的物理现象,电弧是在19世纪初被发现的,直到1885年俄国人别那尔道斯发明碳极电弧可以看作是电弧作为热源应用的创始,而电弧真正运用于工业是在1892年发现金属极电弧后。
上世纪40年代研究成功埋弧焊,而随着航天与原子能的发展出现了氩弧焊。上世纪50年代出现了CO2与各种气体保护焊并研究出等离子弧焊,到70 - 80年代,弧焊电源的发展更是出现飞跃:多种型式的弧焊整流器相继出现和完善,研制成功多种型式的脉冲弧焊电源,为进一步提高焊接质量和适应全位置焊接自动化提供了性能优良的弧焊电源。
此外,还先后研制成功高效节能,性能好,晶闸管式、晶体管式、场效应管式和IGBT弧焊逆变器。随着新型弧焊技术的发展,弧焊电源也有了长足的进步。
2弧焊电源的分类、特点及运用 2.1 弧焊电源的分类 弧焊电源的分类无论是国内还是国外都有不同的分类方法,因此其结果也不尽相同,本文采用陈祝年的分类方法。 2.2各种弧焊电源的特点及运用 弧焊变压器,它把网路电压的交流电变成适宜于弧焊的低压交流电,由主变压器及所需的调节部分和指示装置等组成。
它具有结构简单、易造易修、成本低、效率高等优点,但其电流波形为正弦波,输出为交流下降外特性,电弧稳定性较差,功率因数低,但磁偏吹现象很少产生,空载损耗小,一般应用于手弧焊埋、弧焊和钨极氩弧焊等方法。 矩形波交流弧焊电源,它采用半导体控制技术来获得矩形波交流电流,其电弧稳定性好,可调参数多,功率因数高。
它除了用于交流钨极氩弧焊(TIG)外,还可用于埋弧焊,甚至可代替直流弧焊电源用于碱性焊条手弧焊。 直流弧焊发电机,一般由特种直流发电机和获得所需外特性的调节装置等组成.它的缺点是空载损耗较大、磁偏吹现象较明显、效率低、噪声大、造价高、维修难;优点是过载能力强、输出脉动小,可用于各种弧焊方法的电源,也可用柴油机驱动用于没有电源的野外施工。
弧焊整流器,它是把交流电经降压整流后获得直流电的,外特性可以是平的或下降的,它由主变压器、半导体整流元件以及获得所需外特性的调节装置等组成。与直流弧焊发电机比较,它具有制造方便、价格低、空载损耗小、噪声小等优点,而且大多数可以远距离调节,能自动补偿电网电压波动对输出电压、电流的影响,但有磁偏吹现象.它可作为各种弧焊方法的电源。
弧焊逆变器,它把单相(或三相)交流电经整流后,由逆变器转变为几百至几万赫兹的中频交流电,经降压后输出交流或直流电。整个过程由电子电路控制,使电源具有符合需要的外特性和动特性。
它具有高效节电、质量轻、体积小、功率因数高、控制性能好、动态响应快易于实现焊接过程的实时控制、焊接性能好等独特的优点,可用于各种弧焊方法,是一种最有发展前途的普及型弧焊电源。脉冲弧焊电源,焊接电流以低频调制脉冲方式馈送,一般是由普通的弧焊电源与脉冲发生电路组成,也有其他结构形式。
它具有效率高,输入线能量较小,可在较宽范围内控制线能量等优点。这种弧焊电源用于对热输入量比较敏感的高合金材料薄板和全位置焊接,具有独特的优点。
3弧焊电源技术的现状与发展 3.1弧焊电源技术的现状 传统的弧焊电源,如占焊机总产量90%的手弧焊机生产中,是以技术落后的矩形动铁式和大量耗材的动圈式交流弧焊机为主。在我国直流弧焊电源中,在国家三令五申下,虽已逐步减少了电力拖动的旋转式直流弧焊发电机的生产,但未能完全禁绝。
对整流式弧焊电源的推广,也是较为困难,由于老式的硅整流弧焊电源的性能难以与旋转式直流弧焊电源相匹敌,而国家重点推广的晶闸管整流电源ZX5 -250、ZX5 - 400初期性能并不稳定,使用户无所适从,这一局面直到90年代中期才得到改变。 数字化弧焊技术是一种新兴的技术,数字化弧焊电源是指焊机主要的控制电路由数字控制技术替代传统的模拟控制技术,且在控制电路中的控制信号也由模拟信号过渡到0 /1编码的数字信号。
数字系统与模拟系统相比有着明显的优势,数字系统具有系统灵活性好、控制精度高、稳定性与产品一致性好、接口兼容性好以及系统功能升级方便等特点。1994年,国外Fronius公司的Lahnsteiner.Robert指出,现代GMAW焊接电源应满足多方面的不同需求,如:适合于短路过渡焊接、脉冲焊接、射流过渡焊接和高熔敷率焊接等焊接工艺,合理的焊接电源外特性可以通过原边工作于开关状态的逆变电源实现;大量的焊接规范参数的设计必须实现Synergic控制(一元化控制)以使焊接电源便于操作;为满足新的质量控制要求,焊接电源必须实时记录焊接规范参数、识别偏差量 。
基于上述思想,伴随着新型的功能强大的数字信息处理器DSP的出现,Fronius公司推出了全数字化焊接电源,随后Panosonic等公司也推出了各自的数字化焊。
4.机械专业论文
电焊机行业的现状及其发展 周孟龙1ج黄锦耀2ج樊绰3ج易志华1 (1成都电焊机研究所,2上海电焊机厂,3唐山松下产业机械有限责任公司) 1 电焊机行业的基本情况ؤ 我国电焊机行业经过40多年的发展壮大,目前已形成一批有一定规模的企业,其生产的产品主要包括:手工电弧焊机、电阻焊机、半自动弧焊机、特种焊机以及各类专用成套焊接设备和焊装生产线,可以基本满足国民经济的需求。
随着我国改革开放和企业与产品结构改革的不断深化,原有的1500家电焊机专业和兼业制造厂、辅机具制造厂中, 停产、半停产、转产以及资产重组的约占50%;一批电焊机制造的新兴企业“异军突起”,部分合资和民营企业的业绩尤为突出。目前,电焊机行业各类企业的总数仍保持在900家左右,其中:原机械部定点企业38家(含骨干企业2家,重点企业6家),设有焊接设备专业的大专院校35个,与焊接设备有关的各部委和地方所属设计研究院(所)30余个,以及设有焊接专业的中等专业学校10余个。
(1)定点企业情况 从已返回的25份经济状况和生产调查报告来看,1999年定点企业电焊机年总产量为53 077台,工业总产值现行价(当年价)为ة44363万元,产品销售收入43191万元,产品销售税金1122万元,利润总额-517万元,企业职工全年平均人数 10674 人。 (2)重点、骨干企业情况 1999年骨干重点企业工业总产值(当年价)为14068万元,占定点企业的31。
7%,产品销售收入为13738万元,占定点企业的31。8%, 亏损额达2862万元。
电焊机年产量为10187台,占定点企业的19。 2%。
(3)非定点企业情况 إ 非定点企业多为改革开放以来发展起来的集体、乡镇、民营企业,从企业规模情况看,调查的60家企业中,有中一型企业7家,中二型企业10家,小型企业43家,这60家非定点企业1999年总产量为98279台,工业总产值(当年价)58675万元,产品销售收入59528万元,利润总额5068万元,企业职工全年平均人数6490人。 1996~1999年电焊机行业产品产量及构成比见表1。
表1 1996~1999年电焊机行业产品产量及构成比 产品 类别 1996年 1997年 1998年 1999年 产量/台 构成% 产量/台 构成% 产量/台 构成% 产量/台 构成% 交流弧焊机 133327 74。 32 104 959 68。
7 103563 71。2 29628 55。
8 直流弧焊机 1 6205 9。03 18653 12。
2 15133 10。4 5532 10。
5 整流弧焊机 3540 1。 98 3954 2。
58 3648 2。5 1247 2。
3 自动、半自动系统 19405 10。82 17621 11。
53 12348 8。5 12474 23。
5 电阻焊机 6729 3。76 7311 4。
77 9884 6。8 3641 6。
9 特种焊机 167 0。09 337 0。
22 865 0。6 555 1 合计 179373 100 152835 100 145441 100 53 077 100 2 国内外电焊机发展趋势ؤ 2。
1 国内电焊机科技水平及发展趋势إ (1)手工电弧焊机 逆变式手工电弧焊机已大部分采用了IGBT等新型电子元器件,并在某些场合部分替代了弧焊整流器,但其可靠性与一般手工弧焊机相比尚有差距。今后应开发适宜于苛刻焊接环境条件的、可靠性高的、多用途的逆变式焊机。
إ (2)MIG/MAG焊机要继续开发推拉式送丝机构、脉冲MIG/MAG焊机使之在引弧、收弧、减少飞溅等方面有明显的改进,用微处理器控制的送丝机构亦是开发的方向。 إ(3)TIG焊机广泛应用于不锈钢焊接,因此发展较快的磁放大器式或晶闸管式,仅一小部分为逆变式。
إ 交流TIG焊机大多已采用矩形波输出,大部分用电子及磁场混合控制以获得矩形波,最近国内亦出现了逆变式交流矩形波TIG焊机,但还有待于市场的考验。 إ 国内宇航工业要求焊接较厚的长焊缝,需用电流在500A以上、负载持续率100%的大容量TIG焊机,此类产品国内尚属空白。
إ(4)埋弧焊机 有必要进一步发展ة2000 A以上的大容量埋弧焊机。埋弧焊机的操作部份大多为单一的中型小车结构,不够灵活。
应发展轻型及重型小车结构,并可加装成双丝或多丝结构,以利于提高生产率。 إ (5)电阻焊机 目前电阻焊机属中等容量,较大的如400kVA以上及适宜于小型、微型结构的1kVA以下的精密电阻焊机则较少。
إ 点、凸焊控制器虽有进步,但大多为合资企业产品,为保证质量,关键部份依赖进口。 因此,开发和研制出自行设计制造的控制器亦是方向之一。
2。2 国外电焊机科技水平的现状和发展 إ (1)逆变焊机إ 某些著名的电焊机生产厂对逆变焊机的不断改进,使它的可靠性已接近一般电焊机的故障率,即1%左右。
利用逆变焊机的固有的特征,使电弧控制迈出了新的一步。 (2)非传统(非电弧、电阻)焊技术的应用和设备发展迅速,现已有:摩擦缝焊(Friction Seam Welding)、摩擦搅拌焊(Friction Stir Welding)、摩擦堆焊(Friction Surfacing)、摩擦插入焊(Friction Plunge)、摩擦切割(Friction Cutting)等等。
(3)微处理器及计算机已普遍应用,但距完全的智能控制尚有距离。 (4)焊接机器人的应用更为广泛。
(5)小型、微型电阻焊机日趋成熟和普及。 3 主要差距 ؤ (1)买方市场情况下的供需矛盾;(2)产品结构、企业组织结构、经济规模、布局等方面差距;(3)产品质量、性能、技术水平及品种差距;(4)科研、开发方面的差距; 4 差距形成的原因 (1)质量。
5.焊接机器人论文的不足之处怎么写
(1)联系工作实际选题要结合我国行政管理实践(特别是自身工作实际),提倡选择应用性较强的课题,特别鼓励结合当前社会实践亟待解决的实际问题进行研究。
建议立足于本地甚至是本单位的工作进行选题。选题时可以考虑选些与自己工作有关的论题,将理论与实践紧密结合起来,使自己的实践工作经验上升为理论,或者以自己通过大学学习所掌握到的理论去分析和解决一些引起实际工作问题。
(2)选题适当所谓选题要适当,就是指如何掌握好论题的广度与深度。选题要适当包括有两层意思:一是题目的大小要适当。
题目的大小,也就是论题涉及内容的广度。确定题目的大小,要根据自己的写作能力而定。
如果题目过大,为了论证好选题,需要组织的内容多,重点不易把握,论述难以深入,加上写作时间有限,最后会因力不胜任,难以完成,导致中途流产或者失败。相反,题目太小了,轻而易举,不费功夫,这样又往往反映不出学员通过几年大学阶段学习所掌握的知识水平,也失去从中锻炼和提高写作能力的机会,同时由于题目较小,难以展开论述,在字数上很难达到规定字数要求。
此外,论文题目过小也不利于论文写作,结果为了凑字数,结尾部分东拼西凑,结构十分混乱。二题目的难易程度要适当。
题目的难易程度,也就是论题涉及的深度。确定题目的难易,也要根据自己的写作能力而定,量力而为。
题目难度过大,学员除了知识结构、时间和精力的限制外,资料搜集方面也有局限。这样,就会带来一些意想不到的困难,致使论文写了一半就写不下去了,中途要求另选题目。
所以,在这个问题上的正确态度应该是:既不要脱离实际,好高骛远,去选一些自己不可能写好的论题;又不能贪图轻便,降低要求,去写一些随手可得的论题。(3)选题要新意所谓要有新意,就是要从自己已经掌握的理论知识出发,在研究前人研究成果的基础上,善于发现新问题,敢于提出前人没有提出过的,或者虽已提出来,但尚未得到定论或者未完全解决的问题。
只要自己的论文观点正确鲜明,材料真实充分,论证深刻有力,也可能填补我国理论界对某些方面研究的空白,或者对以前有关学说的不足进行补充、深化和修正。这样,也就使论文具有新意,具有独创性。
6.工业机器人的发展与应用 论文约5000字左右
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。
所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。
从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。
传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。
本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。
2 智能机器人的总体设计2.1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。
智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。2.2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。
如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。
控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。
(2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。(3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。
(4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。
这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务:(1)医疗监护通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。
(2)远程诊断和会诊通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。3.1机器人视觉与视频信号的传输机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。
机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程:(1)图像获取。
通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。(2)图像处理。
图像到图像的变换,如特征提取。(3)图像理解。
在处理的基础上给出环境描述。通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。
智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求:(1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。
(2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力。
7.机器人论文
机器人 实用上,机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。
机器人可接受人类指挥,也可以执行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人执行的是取代或是协助人类工作的工作,例如制造业、建筑业,或是危险的工作。
机器人可以是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学甚至军事等领域中均有重要用途。
欧美国家认为:机器人应该是由计算机控制的通过编排程序具有可以变更的多功能的自动机械,但是日本不同意这种说法。日本人认为“机器人就是任何高级的自动机械”,这就把那种尚需一个人操纵的机械手包括进去了。
因此,很多日本人概念中的机器人,并不是欧美人所定义的。 现在,国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。
一般说来,人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”
机器人能力的评价标准包括:智能,指感觉和感知,包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等;机能,指变通性、通用性或空间占有性等;物理能,指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。因此,可以说机器人是具有生物功能的空间三维坐标机器。
机器人发展简史(引自《环球科学》2007年第二期)1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中,根据Robota(捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文,原意为“工人”),创造出“机器人”这个词。1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。
它由电缆控制,可以行走,会说77个字,甚至可以抽烟,不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。
1942年 美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造,但后来成为学术界默认的研发原则。
1948年 诺伯特·维纳出版《控制论》,阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律,率先提出以计算机为核心的自动化工厂。1954年 美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人,并注册了专利。
这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作,因此具有通用性和灵活性。1956年 在达特茅斯会议上,马文·明斯基提出了他对智能机器的看法:智能机器“能够创建周围环境的抽象模型,如果遇到问题,能够从抽象模型中寻找解决方法”。
这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。1959年 德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。
随后,成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传,他也被称为“工业机器人之父”。
1962年 美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人,并出口到世界各国,掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。1962年-1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。
人们试着在机器人上安装各种各样的传感器,包括1961年恩斯特采用的触觉传感器,托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器,而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统,并在1965年,帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器,能识别并定位积木的机器人系统。1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。
Beast已经能通过声纳系统、光电管等装置,根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始,美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。
美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人,并向人工智能进发。1968年 美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。
它带有视觉传感器,能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人,拉开了第三代机器人研发的序幕。
1969年 日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人,被誉为“仿人机器人之父”。
日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长,后来更进一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。1973年 世界上第一次机器人和小型计算机携手合作,就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。
1978年 美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA,这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。
1984年 英格伯格再推机器人Helpmate,这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年,他还预言:“我要让机器人擦地板,做饭,出去帮我洗车,检查安全”。
1998年 丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件,让机器人制造变得跟搭积木一样,相。
8.弧焊机器人的结构设计
你都毕业了.还问这些问题.而且还是这个专业.都不来知道你是考别人还是真不懂.
弧焊机器人【arc welding robot】 用于进行自动弧焊的工业机器人。弧焊机器人的组成和原理与点焊机器人基本相同,中国在20世纪80年代中期研自制出华宇-Ⅰ型弧焊机器人。一般的弧焊机器人是由示教盒、控制盘、机器人本体及自动送丝装置、焊接电源等部分组成。可以在计算机的控制下实现连续轨迹控制和点位控制。还可以利用直线插补和圆弧插补功能焊接由直线及圆弧所知组成的空间焊缝。弧焊机器人主要有熔化极焊接作业和非熔化极焊接作业两种类型,具有可长期进行焊接作业、保证焊接作业的高生产率、高质量和高稳定性等特点。随着技术的发展,弧焊机器人人正道向着智能化的方向发展。
9.求一篇关于埋弧焊前景的论文
抓住机遇,迎接挑战,共图发展 ———浅析埋弧焊前景 摘要:分析了埋弧焊的前景,提出随着“西气东输”工程的实施,新建的焊管生产线为双丝、多丝埋弧焊的发展提供了空前发展机遇;A型钢生产线的新建为埋弧焊在焊机行业增加了比 例份额。
目前,国内外埋弧焊设备存在电子元器件性能和智能化两点差距,但国内产品有价 格、售后服务等优势。国内埋弧焊厂家应注意调整方向,即上规模、发展多丝焊、发展窄间隙 焊、发展与埋弧焊相关的其它技术。
关键词:埋弧焊设备;发展现状;影响因素 概述 埋弧焊是工业生产中最常用的一种自动电弧焊 方法,产生于HUSJ年,到上世纪JI年代在我国开始 应用。目前主要用于焊接各种钢板结构。
可焊接的钢 种包括碳素钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢及复合钢 材等,在造船、锅炉、化工容器、钢构建筑、桥梁、起重 机械及冶金机械制造业中应用最为广泛。 随着工业和科学技术的发展,造船和海洋开发 及钢构建筑工业等行业要求解决大面积拼板大型框 架结构自动焊接;石油化学工业则要求解决耐高、低 温及各种低合金高强钢的焊接问题;重型机械工业 的发展要求解决大截面构件的拼接。
埋弧焊以生产 效率高、焊缝质量优、劳动条件好等优点在这些领域 得以应用和发展。在当前国家的西部大开发和西气 东输的策略实施中将给埋弧焊带来什么样的机遇? 加入!"#又会带来什么样的冲击?这是当前业内 人士想得最多,谈得最多的话题。
对此谈谈自己的看 法。 !国内埋弧焊技术发展的影响因素 在焊接领域,埋弧焊技术相对其他自动焊技术 是比较成熟的技术。
作为工程技术的一个应用分支, 它的发展同样受到社会进步、科学技术、工程技术的 发展水平、国家政策等因素的制约和影响。这些因素 近期对我国该技术领域有如下的影响。
随着冶金技术的进步,新的、不易产生焊接裂纹 并可以采用大热量输入焊接加工的材料不断涌现, 全力追求焊接自动化和高效焊接的气候将在目前传 统焊接技术框架内形成。这就减少了对埋弧焊这类 高电流密度、大热输入焊接方法的使用制约,为埋弧 焊的应用范围得以拓宽提供了机会。
而且随着我国 的钢材消耗量的增加(由$%%%年的$&'$"$()*+,增加 到预计',,-年的$&.)"$,)*+)以及焊接技术的成熟 与发展,以焊带铸的趋势逐渐实现,焊接加工的应用 范围在钢铁行业和各设备制造业中日益扩大,特别 像造船业这样的关键行业其焊接效率要求达到 ),/,焊接机械化、自动化率要求达到0,1,将使埋 弧焊的应用进一步发展,埋弧焊焊机所占比例将大 幅度提高。 随着国家重点建设项目“西气东输”工程的实 施,急需大量的输气管道,造成输气管严重短缺现 象。
为扭转这类产品全靠进口的局面,我国各制管行 业厂家纷纷认准了双丝、多丝高速埋弧焊,其为螺旋 焊管、直缝焊管制造带来了工艺简单、生产效率高、质量稳定可靠、规格不受限制、便于实现流水线生产 等特点,使其具有很大的市场竞争优势。同时也给制 管行业厂家带来了巨大的经济效益。
华北油田钢管 厂的双丝大螺旋焊管生产线的改造、四丝焊大直缝 焊管生产线的新建、资阳钢管厂双丝螺旋管生产线 改造、宝鸡钢管厂双丝螺旋管生产线改造以及其他 非石油行业制管厂家的螺旋焊管、直缝焊管生产线 的新建,为双丝、多丝埋弧焊发展提供了空前发展的 机遇。 目前,各类钢结构建筑以制作和安装周期短、抗 震性强、造型繁多、美观、拆迁方便(对小型钢结构 建筑而言)、可回收利用,保护资源和环境、可以根 据需要进行组合,合理利用空间、截面小、自重轻和 延性好的特点在新项目、新工程建设中占有的比重 越来越大。
作为钢结构的基本单元的2型钢和箱形 梁的需求量急剧增加。目前我国一个中等城市每年 钢结构需求量估计约为$,3$-万+;一条2型钢生 产线的年生产量仅为4*,,,3.*,,,*+。
因此,投资2型 钢生产线前景十分乐观。可预计在未来的-3$,年, 2型钢(箱型梁)及其相关产品将大有作为。
在这样 的形势下,许多厂家看准了这一市场机遇,争先恐后 地上2型钢生产线。埋弧焊以其焊缝表面质量好、生产效率高的特点成为在该类专机设备中的主要焊 接工艺方法。
2型钢热为埋弧焊在焊机行业增加了 较大的比例份额。 近年来,随着电子技术的发展,新型焊接设备不 断出现,特别是567"逆变技术不断成熟,对焊接设 备领域造成了不小的震荡。
当然567"逆变电源因 其容量受到元件本身的限制,还只是在数百安范围 内。它对手工焊电源将是一场新的革命,而对于埋弧 焊的影响主要是细丝薄板和一些特殊场合。
相对造 船业、冶金机械业、化工容器制造、高层建筑业以及 特殊军工业的大面积拼板和大厚度板焊接,为满足 高效率要求,还是埋弧焊更适合。有人曾经做过这样 的试验,'组4,,899板厚的工件对接焊,分别用 :#'气体保护焊和窄间隙埋弧焊#种方法焊接,从 质量、效率、成本4方面进行比较::# ' 气体保护焊 的焊缝能满足4级焊缝要求,窄间隙埋弧焊焊缝能 满足$级焊缝要求;两者焊缝端面面积比较,窄间隙 埋弧焊的面积是:#气体保护焊的4.1;两者的成 本比较,窄间隙埋弧焊的成本只是。
10.焊接机器人的设计
焊接机器人是在标准工业机器人基础上,根据焊接的特殊需求进行工艺化配置的机器人焊接系统。
根据焊接方法不同,可分为点焊机器人、弧焊机器人、激光焊接机器人等。一般焊接机器人由机器人和焊接设备两大部分组成,机器人主要应设计有三个或三个以上可自由移动的轴,通过编程控制,将焊接工具按要求送到预定空间位置,并按要求轨迹及速度移动焊接工具;焊接设备则由焊接电源(包括控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成;对于智能机器人还应设计传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置。
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