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干切削加工技术及应用的毕业论文

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干切削加工技术及应用的毕业论文

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高速切削加工技术论文参考文献

绿色制造技术是以绿色理念为指导,综合运用绿色设计,绿色工艺,绿色包装、绿色生产等为一体的科学技术。下面是我整理了绿色制造技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

PCBN刀具与绿色制造技术

【摘 要】 聚晶立方氮化硼(简称PCBN)是目前利用人工方法合成的硬度仅次于金刚石的新型刀具材料,这种材料的物理性能、化学性能和优异的干切削特性,使之不仅适用于有色金属及其合金的切削加工,还适用于黑色金属及其合金的切削加工,在满足一定条件要求时,最符合绿色制造技术要求,具有非常广阔的发展前景。

【关键词】 PCBN刀具 绿色制造 切削液 干切削 红硬性

前言:绿色制造是一种现代化制造模式,是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。绿色制造,又称环境意识制造(Environmentally Conscious Mannufacturing)、面向环境的制造(Manufacturing For Environment)等。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境的影响(负作用)最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。

保护地球环境是21世纪最优先考虑的课题。在机械加工领域,一些保护环境措施的研究开发及其成果已得到广泛应用。目前,对节约能源和减少废物的主要加工方式,即干式、半干式切削加工技术、微量润滑切削、低温微量润滑切削等绿色切削工艺和应用技术的研究,正在加速进行。

1 切削液的使用对绿色制造技术的影响

在节约能源方面,机械制造中切削液所消耗的功率要占总功率的60%以上,切削液占生产成本的15%,而刀具费用仅占3%~4%; 因此,干式、半干式切削加工技术对节约能源是切实有效的。

减少废弃物方面,主要是减少切削液的废液量。目前研究工作多致力于切削液的长效化和重复循环使用等技术的开发与应用。在切削液长效化(长寿命化)方面,切削液的合成化是开发的项目之一,而合成切削液是以化学合成的油剂为基液来使用的,它和水的亲和性要求我们必须处理产生的废水,切削液的传输、回收、过滤等装置及其维护费用较高,增加了生产成本。切削液还会使滑动部分润滑液被洗掉,切削液的渗漏、溢出会污染环境,易发生安全、质量事故,而且对电气系统产生不良影响。作为高压润滑油添加剂含在高负荷用切削液中的氯系化合物,在高温切削和废油燃烧处理时,可产生剧毒物,并影响加工表面质量,已开始逐步废除。作为清洁生产重要组成部分的绿色切削研究表明:干式切削和高速切削的有机结合将是一种理想的具有高效、低耗、优质、环境污染小、综合效益好的绿色切削,是未来机械切削加工的主流。

2 干切削是绿色切削

干式切削在机械加工中的作用,在于找到一种代替冷却和润滑的方法。目前,比较成功的干式切削法有两种:高速干式切削和低温冷风切削。

2.1 高速干式切削法。该加工方法是在无冷却、润滑油剂的作用下,采用很高的切削速度进行切削加工。干式切削必须选用适当的切削条件。首先,采用很高的切削速度,尽量缩短刀具与工件间的接触时间,再用压缩空气或其他类似的方法移去切屑,以控制工作区域的温度。随着数控技术的广泛使用,机床刚性和动态性能不断提高,提高机床的切削速度并非难事。实践证明,当切削参数设置正确时,切削产生的热量80%可被切屑带走。

2.2 高速干式切削法的优势。干切削加工工艺已在西方工业发达国家有了相当的应用。由美国Makino公司推荐的“红月牙”(Red Crescent)干切工艺,既可以充分发挥刀具的切削性能,与湿切相比又能大大提高生产率。其机理其实就是金属软化效应:由于切削速度很高,产生的热量聚集于刀具前部,使切削区附近材料达到红热状态,屈服强度下降,进而达到提高切削效率的效果。

高速干式切削法有如下优点:首先,由于它省去了油屑分离过程,无冷却润滑油箱和油屑分离装置以及相应的电气设备,因此,机床结构紧凑。其次,这种方法极大地改善了加工环境;加工费用也大大降低。为进一步延长刀具寿命、提高工件质量做了保障。

2.3 高速干式切削法对刀具的要求。高速干式切削法对刀具有严格的要求:①刀具应具有优异的耐高温性能,可在无切削液条件下工作;②切屑和刀具之间的摩擦系数要尽可能小,并辅以排屑良好的刀具结构,减少热量堆积;③干式切削刀具还应具有比湿式切削刀具更高的强度和抗冲击韧性。

总体而言,干切削工艺要求刀具是在较高切削温度下,被切材料强度有明显下降,变得易切削,而刀具材料的强度在同样状态下要有较好的红硬性及热稳定性,还要有较好的耐磨性和抗粘结性。

3 PCBN刀具的使用可实现绿色干切削

3.1 PCBN刀具材料。聚晶立方氮化硼PCBN(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)是立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)颗粒加结合剂在高温高压下的烧结体,而CBN也是利用人工方法在高温高压条件下合成的,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料。PCBN以优越的切削性能应用于切削加工的各个领域,尤其在高硬度材料、难加工材料的切削加工中更是独树一帜,适用于高速及超高速切削加工技术,能在高切削速度下长时间地加工出高精度零件(尺寸分散性小),精车后的淬硬钢表面粗糙度可达Ra0.3~0.6,尺寸精度可控制在0.013mm。大大减少了换刀次数和刀具磨损补偿停机所花费的时间。因此,很适合于数控机床及自动化程度较高的加工设备,并且能使设备的高效能得到充分发挥。

3.2 PCBN刀具最符合绿色制造技术要求。立方氮化硼合金(PCBN)的热传导性和热化学稳定性使得之具备很高的热稳定性,加之其较高的硬度、高红硬性、高耐磨性及小摩擦系数,PCBN不仅适用于有色金属及其合金的切削加工,还适用于黑色金属及其合金的切削加工,最符合绿色制造技术要求,能加工如高速钢、硬质合金、陶瓷等传统刀具难以加工的新型工件材料,是国内外公认的用于硬态切削、高速切削以及干式切削加工的理想刀具材料,主要用于加工淬硬钢、铸铁、高温合金以及表面喷涂材料等。在石油电站设备中使用的高合金耐磨铸铁,采用PCBN刀具较硬质合金刀具提高切削效率4倍以上,单件刀具成本下降为原来的1/5。另外在硬质合金等烧结材料的切削加工方面,PCBN刀具也显示了很好的切削性能。国外的汽车制造业大量使用PCBN刀具切削铸铁材料,PCBN刀具已成为国外主要汽车制造厂家各条生产线上使用的新一代刀具。 3.3 PCBN刀具在干切削时的切削参数选择。PCBN刀具在干切削时主要用于精加工和半精加工,它摩擦系数小,排屑流畅,散热速度快于被加工材料,只要选择合适的参数,PCBN材料高温下硬度损失小,加工速度达到一定值后,切削速度与刀具寿命关系便不再符合泰勒公式,切削速度高出一定数值后寿命反而增加,因为干切时切削温度高,PCBN刀具的红硬性和热稳定性,使之高温硬度损失少,而工件材料在高温下硬度损失大,硬度降低后更易于切削(简称金属软化效应),使切削加工更易于进行而不需要使用切削液。PCBN这些特性非常适于干切削加工高硬度材料,以车削、铣削、钻削代磨削可获得以往只有用磨削加工才能得到的加工表面质量,前提条件是正确选择切削参数。

在选择刀道具几何参数时,往往刀尖部分研磨成圆弧(γε=0.4~1.2mm)来增强刀尖强度,刀刃研磨出负倒棱来增强切削刃强度,取小后角(?艽6°),前角?艽0°、后倾角=0°,主偏角依据机床刚度在45°~60°之间进行调整,具体根据加工情况而定。

在切削用量的选择方面,切削速度、深度、进给量的选择均根据PCBN刀具材料的特有性能决定。如:高速或超高速的切削速度、1mm以下但不过于小的切削深度以及选择大的进给量(目的是为了产生金属软化效应),三方面的指标综合调整,使得高硬度材料的切削加工精度高,工件表面完整性好,切削表面纹理整齐、光亮、Ra?艽8μm,几乎不破坏工件表面组织、不产生退火软化层、无变质层,达到以车代磨的目的,可以降低成本,取得良好的经济效益。

4 结束语

综上所述,先进制造技术是当今世界制造业发展的主体技术,绿色制造技术是人们重视环境和合理利用资源的必然结果。干切削制造技术作为一种绿色制造的工艺,对于节省资源,保护环境和降低成本具有重要意义,而PCBN刀具非常适合硬态材料的干切削。经过十几年,尤其是近几年高速切削技术及刀具材料、涂层技术的不断研究突破,加之对环境要求的法律法规越来越严格,绿色制造技术的应用已越来越广泛,PCBN刀具材料的应用必将更加广泛。

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数控铣削加工技术毕业论文

通过以上几项措施和方法在数控实习中的应用,学生的实习积极性和创新意识得到了较好的发挥,并在没有经过强化培训的情况下,两年内已有许多学生报考且一次通过“数控车床操作工国家中级技能鉴定考试”;同时,从聘用我系毕业生的企业反馈信息上也了解到,我系毕业生在数控加工技术应用方面有较强的适应能力和创新能力。这充分说明我系的数控实习效果得到了提高,取得了成效。

参考文献:略

数控铣刀的分类及应用的研究 摘共l数控行业的空前发展,使数控铣刀样式萦多,对其进行合理划分和对其应用条件和场合的分析是很有实际惫义的. 「关扭询〕数控铣刀分类应用 近年来,随着数控机床的不断发展,数控机床刀具种类越来越 多,其划分也越来越细,但无论样式如何改变,从总体上看,数控加工 刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,而数控刀具 中又以数控铣刀应用最为广泛,现就目前数控刀铣刀的类型总结如下。 一、.挂.刀的分共 (一)按制造铁刀所用的材料可分为 1.高速钥刀具; 2.硬质合金刀具: 3.金刚石刀具; 4.其他材料刀具,如立方氮化翩刀具、陶瓷刀具等. (二)按铁刀结构形式不同可分为 1.整体式:将刀具和刀柄制成一体。 2.镶嵌式:可分为焊接式和机夹式。 3.减振式当刀具的工作胃长与直径之比较大时,为了减少刀具 的振动,提高加工精度,多采用此类刀具。 4.内冷式:切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部; 5.特殊型式:如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等. (三)按铁刀结构形式不同可分为 1.面铣刀(也叫端铣刀):面铣刀的回周表面和端面上都有切削 刃,端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可 转位结构,刀齿材料为高速钥或硬质合金,刀体为4ocr。钻削刀具,包 括钻头、铰刀、丝锥等: 2.模具铣刀:模具铣刀由立铣刀发展而成,可分为回锥形立铣 刀、回柱形球头立铣刀和回锥形球头立铣刀三种,其柄部有直柄、削平 型直柄和莫氏锥柄.它的结构特点是球头或端面上布满切削刃,圆周刃 与球头刃圃弧连接,可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钥或 硬质合金制造。 键槽铣刀:用于铣削键槽. 成形铣刀:切削刃与待加工面形状一致。 二、,用.挂位刀 现就几种目前比较常用的铣刀类型就其应用场合加以说明。 (一)单刃铁刀 该刀具加工效率高,采用优质的硬质合金作刀体,一般采用刃口 锐磨工艺,以及高容l的排屑,使刀具在高速切割中有不粘屑,低发 热,光洁度高等特点。它广泛应用于工艺品、电子、广告、装饰和木业 加工等行业,适合工厂批量加工以及高要求的产品。 (二)两刃立铁刀和四刃立铁刀 该类刀具一般采用整体合金结构,其特点是拥有很强的稳定性, 刀具可在加工面上稳固地工作,使加工质量得以有效的保证。适用材料 范围广,如碳素钢、模具钢、合金钢、工具钢、不锈钢、钦合金、铸 铁、适用于一般模具、机械零件加工. (三)峨纹铁刀 随着中国数控机床的发展,螺纹铣刀越来越得到人们的认可,它 很好的加工性能,成为降低螺纹加工成本、提高效率、解决姗纹加工难 题的有力加工刀具.由于目前娜纹铣刀的制造材料为硬质合金,加工线 速度可达80一20(ha/毗n,而高速钢丝锥的加工线速度仅为10~ 3如/耐n,故螺纹铣刀适合高速切削,加工螺纹的表面光洁度也大幅提 高。高硬度材料和高温合金材料,如钦合金、镶基合金的姗纹加工一直 是一个比较困难的问题,主要是因为高速钢丝锥加工上述材料姗纹时, 刀具寿命较短,而采用硬质合金姗纹铣刀对硬材料螺纹加工则是效果比 较理想的解决方案.可加工硬度为HRC58一62。对高温合金材料的拐纹 加工,螺纹铣刀同样显示出非常优异的加工性能和超乎预期的长寿命。 对于相同绷距、不同直径的娜纹孔,采用丝锥加工需要多把刀具才能完 成,但如采用螺纹铣刀加工,使用一把刀具即可.在丝锥磨损、加工姗 纹尺寸小于公差后则无法继续使用,只能报废;而当螺纹铣刀磨损、加 工燎纹孔尺寸小于公差时,可通过数控系统进行必要的刀具半径补偿调 整后,就可继续加工出尺寸合格的螺纹.同样,为了获得商精度的娜纹 孔,采用螺纹铣刀调整刀具半径的方法,比生产高精度丝锥要容易得 多。对于小直径螺纹加工,特别是高硬度材料和高温材料的姗纹加工 中,丝锥有时会折断,堵塞螺纹孔,甚至使零件报废;采用螺纹铣刀, 由于刀具直径比加工的孔小,即使折断也不会堵塞螺纹孔,非常容易取 出,不会导致零件报废;采用姗纹铣削,和丝锥相比,刀具切削力大幅 降低,这一点对大直径螺纹加工时,尤为重要,解决了机床负荷太大, 无法驱动丝锥正常加工的问题。 螺纹铣刀作为一种采用数控机床加工姗纹的刀具,成为一种目前 广泛被采用的实用刀具类型. 三、绪论 数控铣刀的种类多种多样,随着数控行业的日益发展,数控铣刀 的类型和应用条件和场合也必将发生变化,我们仍要继续对其动态进行 关注和研究,这是很有现实意义的。 .考文傲: 【1]梁海、黄华剑,螺纹铣刀在数控加工中心上的应用〔J] . 现代制造工程 . 2(KI6,10:2931. 【2]陈小峰.姗纹铁刀在加工中心上的应用〔J] . 机械工人(冷加工),2006 (11):1517 . 【3]张新、张萍,数控机床刀具的分类特点及合理选择[J] . 林业机械与木工 设备 . 2007,6:3335 .

我也是数控毕业的。。我记得当年班里50多个人自己写的没几个。。都是随便在网上找个什么大学的毕业论文,然后发挥创意,改改。。 当然,虚伪是成功论文的闪耀点

挫削加工毕业论文

锉削是用锉刀对工件表面进行加工,使它达到零件图所要求的形状、尺寸和表面粗糙度的一种钳工操作的最基本方法。锉削加工简便,应用范围广,一般用于錾削、锯削之后。锉削可对工件上的内外平面、内外曲面、内孔、沟槽以及其他复杂的表面进行加工,还可以用于成形样板、模具、型腔以及机器装配时工件的维修等。锉削加工精度可达到IT7~IT8级,表面粗糙度Ra值可达0.8μm。

一共十二天的金工实习结束了,在短短的时间内那么完整的体验到当今工业界普遍所应用的方法,总的来说这次实习活动是一次有趣且必将影响今后学习和工作的重要实践经验。 “金工实习”是一门实践性的技术基础课,是工科学生学习机械制造的基本工艺方法和技术,完成工程基本训练的重要必修课。金工实习不仅可以让我们获得机械制造的基础知识,了解机械制造的一般操作,而且还可以提高自己的操作技能和动手能力,而且加强了理论联系实际的锻炼,提高了我们的工程实践能力,培养了我们的工程素质。金工实习是一次我们学习、锻炼的好机会。通过这次虽短而充实的实习我懂得了很多……… 在这短短的几个星期内,大家每天都要学习一项新的技术,并在很短的实习时间里,完成从对各项工种的一无所知到制作出一件成品的过程,我们在老师们耐心细致地指导下,很顺利的完成各自的实习内容,并且基本上都达到了老师预期的实习要求,圆满地完成了实习。在实习期间,通过学习车工、钳工的操作,我们做出了自己的工件,虽然这几个星期的金工实习是对我们的一个很大的考验,但是看到自己平生第一次在车间中做出的工件,我们都喜不自禁,感到很有成就感。 在金工实习中,安全是第一位,这是每个老师给我们的第一忠告。金工实习是培养学生实践能力的有效途径,又是我们工科类大学生非常重要的也特别有意义的实习课,也是我们一次,离开课堂严谨的环境,感受到车间的气氛,亲手掌握知识的机会。 1、铸造实习 第一天的金工实习是挖砂铸造成型,铸造成型就是将液态金属浇注到铸型中待金属冷却、凝固后获得铸件的生产方法。这可是个不轻松的活,要把那些特殊的砂子变成我们想要的模具,要我们好好动一动脑子的,它需要的不仅是我们的体力,更需要我们的耐心和细心,来不得半点马虎。 老师讲解完一些基本操作后,让我们自己动手操作,我们从最基本的模型开始练习,在最基本的练习中我们学会铸造的基本工序和基本方法,为我们以后做更复杂的铸型打下了良好的基础。看起来挖砂铸造成型就是简单的四步:造下沙型、造上沙型、打通气孔、开箱起模与合型,但是要想做出让大家叹为观止的模具来,不通过反反复复地修整是不可能得到的。撒分型砂后,不能低头用口去吹走分型砂,以免砂尘入眼,已翻转后的上砂型应按统一规定位置放好,以免顶裂或碰坏,将模型埋入砂型时,不能用铁锤猛击,以免损坏模样,在制作木模时要考虑起模斜度、加工余量、收缩余量、分型面及浇注系统等技术要求。在实践中任何一点小错误都有可能出现残次品,造成了极大的浪费。有时候因为你的一点点修补会让你前功尽弃,懊悔不已。 2、了解机械设备 第二天实习老师只是让我们熟悉一下车工、锻工、磨工,铣工等机械设备的构造、工作原理、基本操作和基本功能,等以后实习的时候再让我们实际操作。通过老师的讲解,我们熟悉了普通车刀的组成、安装与刃磨,了解了车刀的主要角度及作用,刀具切削部分材料的性能和要求以及常用刀具材料,车削时常用的工件装夹方法、特点和应用,常用量具的种类和方法,了解了车外圆、车端面、车内孔、钻孔、车螺纹以及车槽、车断、车圆锥面、车成形面的车削方法和测量方法,了解了常用铣床、刨床、磨床的加工方法和测量方法。 比如在使用磨床机床工作时,头不能太靠近砂轮,以防止切屑飞入眼睛,磨铸铁时要戴上防护眼镜,不要用手摸或测量正在切削的工件,不要用手直接清除切屑,应用刷子或专用工具清除,严禁用手去刹住转动着的砂轮及工件,开机前必须检查砂轮是否正常,有无裂痕,检查工件是否安装牢固,各手柄位置是否正确。开动铣床机床前,要检查铣床传动部件和润滑系统是否正常,各操作手柄是否正确,工件、夹具及刀具是否已夹持牢固等,检查周围有无障碍物,才可正常使用,变速、更换铣刀、装卸工件、变更进给量或测量工件时,都必须停车。更换铣刀时,要仔细检查刀具是否夹持牢固,同时注意不要被铣刀刃口割伤。铣削时,要选择合适的刀具旋转方向和工件进给方向,切削速度、切削深度、进给量选择要适当,要用铁勾或毛刷清理铁屑,不能用手拉或用嘴吹铁屑,工作加工后的毛刺应夹持在虎钳上用锉刀锉削,小心毛刺割手。铣齿轮时,必须等铣刀完全离开工件后,方可转动分度头手柄。 车工、锻工、磨工,铣工实习是切削加工技术的必要途径之一,可以培养我们的观察能力、动手能力,开拓我们的视野,使我们平时学习的理论知识和操作实践得到有效的结合。 3、钳工实习 钳工是以手工操作为主,使用各种工具来完成零件的加工、装配和修理等工作。与机械加工相比,劳动强度大、生产效率低,但是可以完成机械加工不便加工或难以完成的工作,同时设备简单,故在机械制造和修配工作中,仍是不可缺少的重要工种。在钳工实习中,我们知道了钳工的主要内容为刮研、钻孔、攻丝、套丝、锯割、锉削、装配、划线,了解了锉刀的构造、分类、选用、锉削姿势、锉削方法和质量的检测,了解钳工在机器制造和设备维修中的地位和重要作用。 我们在实习中,已经熟悉并能选用划线、锯削、锉削、钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻丝、套扣、刮削、装配与拆卸等加工工具夹具,掌握了钳工的主要基本操作,根据简单零件图可以进行锉削、锯削、钻孔、划线、攻丝、套扣的工件加工。首先要正确的握锉刀,锉削平面时保持锉刀的平直运动是锉削的关键,锉削力有水平推力和垂直压力两种。锉刀推进时,前手压力逐渐减小后手压力大则后小,锉刀推到中间位置时,两手压力相同,继续推进锉刀时,前手压力逐渐减小后压力加大,锉刀返回时不施加压力,这样我们锉削也就比较简单了,接着便是刮削、研磨、钻孔、扩孔、攻螺纹等。 钳工的实习说实话是很枯燥的而且很累,可能干一个上午却都是在反反复复着一个动作,还要有力气,还要做到位,要根据图纸的尺寸不能有太大的误差。 4、焊工实习 焊接就是用热能或压力,或两者同时使用,并且用或不用填充材料,将两个工件连接在一起的方法。焊接的种类有钎焊、氧-乙炔焊、CO2保护焊、氩弧焊、手工电弧焊。在电焊实习中,我们了解了电焊的实质,了解了气焊设备的组成及作用、工具的结构、气焊火焰的种类、调节方法和应用、焊丝与焊剂的作用,学会了选用焊条的种类和如何操作电焊机等。电弧光含有大量的紫外线和红外线以及强烈的可见光,对眼睛和皮肤有刺激作用,我们要防止弧光灼伤和烫伤我们的眼睛和皮肤。 焊过的工件更不能用手摸,敲击焊渣时,要用力适当,注意方向,工作前要检查焊接机接地是否良好,检查焊钳电览是否良好,防止触电,焊钳不要放在工体上或工作台上,防止短路、烧坏焊机。 对于电焊,虽然一点都不陌生,但是亲手操作还真的是第一次,由于电焊的特殊性,操作的时候一定要戴上防护面罩保护自己的眼睛,工作电焊虽然看起来好像挺危险,但是只要按照老师讲的基本操作,可以很快掌握电焊的要领。 5、车工实习 接下来的实习是车工实习,车工要求较高的手工操作能力。通过老师的讲解,我们了解了车刀的种类,常用的刀具材料,刀具材料的基本性能,车刀的组成和主要几何角度,车床的功能和构造,老师最后给我们示范了车床的操作方法,并示范加工了一个木模,然后就让我们开始自己独立实习,虽然操作技术不怎么熟练,经过几天的车工实习,最后还是各自独立的完成了实习。 车床运转时,不能用手去摸工件表面,严禁用棉纱擦抹转动的工件,更不能用手去刹住转动的卡盘。当用顶尖装夹工件时,顶尖与中心孔应完全一致,不能用破损或歪斜的顶尖,使用前应将顶尖和中心孔擦净,后尾座顶尖要顶牢,用砂布打磨工件表面时,应把刀具移动到安全位置,不要让衣服和手接触工件表面。加工内孔时,不可用手指支持砂布,应用木棍代替,同时速度不宜太快。禁止把工具、夹具或工件放直接在车床床身上和主轴变速箱上。工作时,必须集中精力,注意头、手、身体和衣服不能靠近正在旋转的机件,如工件、带轮、皮带、齿轮等。 通过车工实习,我们熟悉了有关车工及车工工艺方面的基本知识,掌握了一定的基本操作技能,已经会初步正确使用和操作车床,而且还增强我们的实践动手能力,以及分析问题和解决问题的能力。 6、数控实习 最后一个实习工种是数控车床的操作,就是通过编程来控制车床进行加工。数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备,它与普通机床相比,其优越性是显而易见的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化程度极高,可减轻工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率。只要输入正确的程序,车床就会执行相应的操作,通过数控车床的操作及编程,深深地感受到了数字化控制的方便、准确、快捷。通过数控实习,我们了解了数控机床及数控加工概念,掌握了数控机床程序编制内容,数控实习使我们具备了一定的数控加工基础知识,我们基本上可以能阅读并且编制简单数控操作加工程序,初步掌握了数控机床的操作与维护。 我们经过了铸工、钳工、焊工、车工、数控等一系列工种的磨练,每一个工种都有不同的操作要领和要求,难易程度也不一样。这段时间内,我们在实习中充实地度过,学到的一些基本的技能对我们将来的发展也是受益良多的。 我们学习的知识虽然不是很多,但通过这次实习让我们明白了我们需要实际学习掌握的技能还很多、很多。如果我们不经常参加这方面的实习锻炼,我们这些大学生将来恐怕很难找到工作。社会需要人才,社会需要的是有能力的人才,需要的是拥有动手能力的技术人才。我们大学生只有多参加实习实践,才能保证在未来的社会竞争中有自己的位置。金工实习对于我们这群从来没有实际生产经验的学生来说,这不仅是一项必修课,更是一个挑战、一个机遇。 我们不可能在实习期间完全地掌握所有工种的技术操作,但是最起码我们了解了一些机械制造的一般过程,熟悉机械零件的常用加工方法,并且应初步具备选择加工方法、进行加工分析和制定工艺规程的能力。应该庆幸我们能够有这样的机会进行这样的实习,通过这次金工实习学到了很多。 1、通过这次实习我们了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程,熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构,工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用,培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。 2、在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上,具有初步的独立操作技能。 3、在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。对我们的工程素质和工程能力的培养起着综合训练的作用,使我们不但要掌握各工种的应知应会要求,还要建立起较完整的系统概念,既要要求我们学习各工种的基本工艺知识、了解设备原理和工作过程,又要加强实践动手能力的训练,并具有运用所学工艺知识,初步分析解决简单工艺问题的能力。 4、金工实习培养和锻炼了我们,提高了我们的整体综合素质,使我们不但对金工实习的重要意义有了更深层次的认识,而且提高了我们的实践动手能力,使我们更好的理论与实际相结合,巩固了我们的所学的知识。 5、培养和锻炼了我们的劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。 6、在整个实习过程中,对我们的纪律要求非常严格,制订了学生实习守则,同时加强对填写实习报告、清理机床场地、遵守各工种的安全操作规程等要求,对学生的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。 7、实习过程中大家相互帮助相互学习,学会了如何团结合作,增强了同学间的友谊。 8、在实习过程中我们取得的劳动成果,让我们有种自豪感、成就感,这是难以用语言来表达的。 金工实习让久在课堂的我们切身的感受到作为一名工人的苦与乐,同时检验了自己所学的知识。金工实习更让我深深地体会到人生的意义,实践是真理的检验标准,通过金工实习,我了解到很多工作常识,也得到意志上锻炼,有辛酸也有快乐,这是我大学生活中的又一笔宝贵的财富,对我以后的学习和工作将有很大的影响。 总而言之,虽然在十天的实习中,我们所学到的只是皮毛的皮毛,但是凡事都有一个过程,我们所学到的都是基础中的基础。 你在看着改改吧!

锉削:用锉刀对工件表面进行切削加工,使工件达到所要求的尺寸、形状和表面粗糙度的操作叫锉削。(1)顺向锉法 锉刀沿着工件表面横向或纵向移动,锉削平面可得到下正直的锉痕,比较美观。适用于工件锉光、锉平或锉顺锉纹。(2)交叉锉法 是以交叉的两个方向顺序地对工件进行锉削。由于锉痕是交叉的,容易判断锉削表面的不平程度,因此也容易把表面锉平,交叉锉法去屑较快,适用于平面的粗锉。(3)推锉法 两手对称地握着锉刀,用两大拇指推锉刀进行锉削。这种方式适用于较窄表面且已锉平、加工余量较小的情况,来修正和减少表面粗糙度。

工业机器人技术及应用论文

现如今,随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动,能减轻人们的工作负担。下面是由我整理的工业机器人技术论文 范文 ,希望能对大家有所帮助!工业机器人技术论文范文篇一:《浅谈工业机器人在工业生产中的应用》 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。就工业机器人在工业生产中的应用进行探讨。 关键词:工业机器人 应用 工业 1 引言 工业机器人最早应用于汽车制造工业,常用于焊接,喷漆,上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。 2 工业机器人的主要运用 (1)恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有些作业是有害于人体健康并危及生命,或不安全因素很大而不宜由人去做的作业,用工业机器人去做最合适。例如核工厂设备的检验和维修机器人,核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机。 (2)特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间探索等领域对于人类来说是力所不能及的,只有机器人才能进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂;用于海底采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。 (3)自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用于机床上、下料,点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。随着柔性自动化的出现,机器人在自动化生产领域扮演了更重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的应用进行简单介绍。 2.1 焊接机器人 点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业,点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一般大约需要完成3000~4000个焊点,其中60%是由点焊机器人来完成的。在有些大批量汽车生产线上,服役的点焊机器人数量甚至高达150多台。 点焊机器人主要性能要求:安装面积小,工件空间大;快速完成小节距的多点定位;定位精度高(土0 .25 mm ),以确保焊接质量;持重大(490~980N ) ,以便携带内装变压器的焊钳;示教简单,节省工时。 2.2 弧焊机器人 弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺,绝大多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工作。弧焊机器人应用范围很广,除汽车行业外,在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种焊接附属装置在内的焊接系统,而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机。如图1所示为弧焊机器人的基本组成。适合机器人应用的弧焊 方法 主要有惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。 1-机器人控制柜2-焊接电源3-气瓶4-气体流量计5-气路6-焊丝轮7-柔性导管8-弧焊机器人9-送丝机器人10-焊枪11-工件电缆12-焊接电缆13-控制电缆 图1 弧焊机器人系统的基本组成 弧焊机器人的主要性能要求:在弧焊作业中,要求焊枪跟踪工件的焊道运动,并不断填充金属形成焊道。因此,运动过程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标,一般情况下,焊接速度约取5~50 mm/s ,轨迹精度约为.2 ~0.5 ) mm;由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响,因此希望在跟踪焊道的同时,焊枪姿态的可调范围尽量大。此外,还有一些其他性能要求,这些要求包括:设定焊接条件(电流、电压、速度等)、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能(断弧、工件熔化)及焊接传感器(起始焊点检测,焊道跟踪)的接口功能。 2.3 喷漆机器人 喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如下特点: (1)工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气; (2)沿轨迹高速运动,途经各点均为作业点; (3)多数被喷漆部件都搭载在传送带上,边移动边喷漆。如图2所示为关节式喷漆机器人。 2.4 搬运机器人 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展,搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。机器人可用于零件的加工过程中,物料、工辅量具的装卸和储运,可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置,或从一台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。 2.5 装配机器人 装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料统计表明,装配劳动量占产品生产劳动量的50%~60%,在有些场合,这一比例甚至更高。例如,在电子器件厂的芯片装配、电路板的生产中,装配劳动量占产品生产劳动量的70 %~80%。因此,用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。 2.6 机器人柔性装配系统 机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的1980年前后,引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装配线上手工作业的工序,随后很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小型、中等复杂程度的产品,如电机、水泵齿轮箱等,特别适应于中小批量生产的装配,可实现自动装卸、传送、检测、装配、监控、判断、决策等机能。 机器人柔性装配系统通常以机器人为中心,并有诸多周边设备,如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之配合,此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多,整个系统将过于庞大,效率降低,这是不可取的。在机器人柔性装配系统中,机器人的数量可根据产量选定,而零件供给装置等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此,和装配线比较,产量越少,机器人柔性装配系统的投资越大。 3 结束语 工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学科领域的技术为基础,融合而成的一种系统技术;也可说是一门知识、技术密集的,多学科交叉的综合化的高新技术。随着这些相关学科技术的进步和发展,工业机器人技术也一定会到迅速发展和提高。 工业机器人技术论文范文篇二:《探讨工业机器人的发展趋势》 摘 要 随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前,机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表,这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域,这是目前,是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成,因此,它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看,工业机器人的应用范围越来越广泛,同时在技术操作中,他也变得越来越标准化、规范化,提高工业机器人的安全性。另一方面,工业机器人发展越来越微型化、智能化,在人类生活中应用越来越广泛。 关键词 工业机器人 智能化 应用领域 安全性 随着社会复杂的需求,工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面,工业机器人被广泛应用于工业生产中,代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业,例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上,同时还应用于原子能工业等高危险的部门,这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面,工业机器人在其他的领域应用也比较多,随着科学技术的飞速发展,提高了工业机器人的使用性能和安全性能,其应用的范围越来越广泛,应用的范围已经突破了工业,尤其在医疗业中应用比较好。 一、工业机器人的发展历程 第一代机器人,一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年,美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统,从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人,带有外部传感器,可进行离线编程。能在传感系统支持下,具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人,正在各国研制和发展。它不但具有感知功能,还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。 我国机器人研究工作起步较晚,从“七五”开始国家投入资金,对工业机器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和研制。1986 年国家高技术研究发展计划开始实施,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。 我国工业机器人起步于70年代初期,经过30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。 上世纪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,中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。 我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业。 我国未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二、工业机器人的发展趋势 机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成,因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有:一是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。二是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、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是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,便于标准化,网络化;器件集成度提高,控制柜日渐小巧,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。四是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,视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“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,纷纷探索开拓其实际应用的领域。 总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。 三、我国工业机器人发展面临的挑战与前景 我国工业底子薄,工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段,虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人,但是技术力量不足与西方国家的技术封锁,对此,在发展过程中,存在着比较多的问题。细分起来,有如下几点: 首先,我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础,但是无论从质量、产品系列全面,还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显,因此造成关键零部件的进口,影响了我国机器人的价格竞争力。 第二,我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发,但是都没有形成较大的规模,缺乏市场的品牌认知度,在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价,吸引国内企业购买,而在后续的维护备件费用很高的策略,逐步占领中国市场。 第三,认识不到位,在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平,代表了一个国家的制造业水平,我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性,这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。□ 参考文献: [1]任俊.面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究.华中科技大学,2006年. [2]钟新华,蔡自兴,邹小兵.移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究.华中科技大学学报(自然科学版),2004年S1期. [3]张中英.基于遗传算法的机器人神经网络控制系统.太原理工大学,2005年. [4]李磊,叶涛,谭民,陈细军.移动机器人技术研究现状与未来.机器人,2002年05期. [5]杜玉红,李修仁.生产线组装单元气动搬运机械手的设计.液压与气动,2006年05期. [6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学,2005年. 工业机器人技术论文范文篇三:《试论工业机器人机电一体化》 1机电一体化技术的应用现状 1.1工业机器人。 工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动,对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说,工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段,第一代工业机器人智能化程度较低,只能通过预设的程序进行简单的重复动作,无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展,在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元,从而进行一些适应性的工作,这种机器人虽然智能化程度较低,但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天,第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升,其可以通过强大的传感原件收集信息数据,并根据实际情况作出类似于人脑的判断,因此可以在多种环境下进行独立作业,但成本较高,在一定程度上限制了实际应用。 1.2分布式控制系统。 分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的,是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥,由于其强大的功能和安全性,使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级,通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等,同时,随着测控技术的不断发展与创新,分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能,成为一种集测、控、管于一体的综合系统,具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点,因此使系统的可靠性大幅提高。 2机电一体化技术的发展趋势 2.1人工智能化。 人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力,使其在生产过程中具备一定的推理判断、 逻辑思维 和自主决策的能力,可大幅提升工业生产过程的自动化程度,甚至实现真正的无人值守,对于降低人力成本,提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前,人工智能已经不只是停留在概念上,因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点,但在工业生产中,使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。 2.2网络化。 网络技术 的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件,因此,将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中,操作人员需要在车间内来回走动,对设备的状态进行掌握,并对机床的操作面板进行操作,通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议,并通过光纤等介质实现信息数据的传递,即可实现远程监视和操作,降低工人的劳动量,并且各种控制系统功能的实现,理论上来说都是建立在网络技术基础上的。 2.3环保化。 在人类社会发展的最近几十年里,虽然经济得到了迅猛的发展,人们生活水平得到了显著的提高,然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染,因此,在可持续发展战略提出的今天,发展任何技术都应当以对环境友好作为前提,否则就是没有前途的,故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中,通过对资源的高效利用,并在制造过程中做到达标排放甚至零排放,产品在使用过程中对生态环境不造成影响,即便报废后也可对其进行有效回收利用,这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式,符合可持续发展的要求。 2.4模块化。 由于机电一体化装置的制造商较多,为降低系统升级改造的成本,并为维修提供便利,模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造,可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换,即便出现故障,只需将损害的模块进行更换即可,工作效率极高,通用性的增强为企业节约了大量的成本。 2.5自带能源化。 机电一体化对电力的要求较高,如果没有充足的电能供应就会影响生产效率,甚至由于停电造成数据的丢失等,因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应,使系统运行更流畅。 3结语 综上所述,机电一体化技术的应用可使产品的生产效率和精度大幅提高,在当前工业生产中具有较大的技术优势,相信随着科技的发展,机电一体化技术水平也会不断提高,为工业生产做出更大贡献。 猜你喜欢: 1. 初三机器人科学论文2000字 2. 工业智能技术论文 3. 传感器技术论文范文 4. 机器人科技论文3000字 5. 初三智能机器人科技论文2000字 6. 人工智能机器人的相关论文

机器人控制技术论文篇二 智能控制在机器人技术中的应用 摘要:机器人的智能从无到有、从低级到高级,随着科学技术的进步而不断深人发展。计算机技术、 网络技术 、人工智能、新材料和MEMS技术的发展,智能化、网络化、微型化发展趋势凸显出来。本文主要探讨智能控制在机器人技术中的应用。 关键词:智能控制 机器人 技术 1、引言 工业机器人是一个复杂的非线性、强耦合、多变量的动态系统,运行时常具有不确定性,而用现有的机器人动力学模型的先验知识常常难以建立其精确的数学模型,即使建立某种模型,也很复杂、计算量大,不能满足机器人实时控制的要求。智能控制的出现为解决机器人控制中存在的一些问题提供了新的途径。由于智能控制具有整体优化,不依赖对象模型,自学习和自适应等特性,用它解决机器人等复杂控制问题,可以取得良好效果。 2、智能机器人的概述 提起智能机器人,很容易让人联想到人工智能。人工智能有生物学模拟学派、心理学派和行为主义学派三种不同的学派。在20世纪50年代中期,行为主义学派一直占统治地位。行为主义学派的学者们认为人类的大部分知识是不能用数学方法精确描述的,提出了用符号在计算机上表达知识的符号推理系统,即专家系统。专家系统用规则或语义网来表示知识规则。但人类的某些知识并不能用显式规则来描述,因此,专家系统曾一度陷人困境。近年来神经网络技术取得一定突破,使生物模拟学派活跃起来。智能机器人是人工智能研究的载体,但两者之间存在很大的差异。例如,对于智能装配机器人而言,要求它通过视觉系统获取图纸上的装配信息,通过分析,发现并找到所需工件,按正确的装配顺序把工件一一装配上。因此,智能机器人需要具备知识的表达与获取技术,要为装配做出规划。同时,在发现和寻找工件时需要利用模式识别技术,找到图样上的工件。装配是一个复杂的工艺,它可能要采用力与位置的混合控制技术,还可能为机器人的本体装上柔性手腕,才能完成任务,这又是机构学问题。智能机器人涉及的面广,技术要求高,是高新技术的综合体。那么,到底什么是智能机器人呢?到目前为止,国际上对智能机器人仍没有统一的定义。一般认为,智能机器人是具有感知、思维和动作的机器。所谓感知,即指发现、认识和描述外部环境和自身状态的能力。如装配作业,它要能找到和识别所要的工件,需要利用视觉传感器来感知工件。同时,为了接近工件,智能机器人需要在非结构化的环境中,认识瘴碍物并实现避障移动。这些都依赖于智能机器人的感觉系统,即各种各样的传感器。所谓思维,是指机器人自身具有解决问题的能力。比如,装配机器人可以根据设计要求,为一个复杂机器找到零件的装配办法及顺序,指挥执行机构,即动作部分去装配完成这个机器,动作是指机器人具有可以完成作业的机构和驱动装置。因此,智能机器人是一个复杂的软件、硬件的综合体。虽然对智能机器人没有统一的定义,但通过对具体智能机器人的考察,还是有一个感性认识的。 3、智能机器人的体系结构 智能机器人的体系结构主要包括硬件系统和软件系统两 个方面。由于智能机器人的使用目的不同,硬件系统的构成也不尽相同。结构是以人为原型设计的。系统主要包括视觉系统、行走机构、机械手、控制系统和人机接口。如图1所示: 2.1视觉系统 智能机器人利用人工视觉系统来模拟人的眼睛。视觉系统可分为图像获取、图像处理、图像理解3个部分。视觉传感器是将景物的光信号转换成电信号的器件。早期智能机器人使用光导摄像机作为机器人的视觉传感器。近年来,固态视觉传感器,如电荷耦合器件CCD、金属氧化物半导体CMOS器件。同电视摄像机相比,固体视觉传感器体积小、质量轻,因此得到广泛的应用。视觉传感器得到的电信号经过A/D转换成数字信号,即数字图像。单个视觉传感器只能获取平面图像,无法获取深度或距离信息。目前正在研究用双目立体视觉或距离传感.器来获取三维立体视觉信息。但至今还没有一种简单实用的装置。数字图像经过处理,提取特征,然后由图像理解部分识别外界的景物。 2.2行走机构 智能机器人的行走机构有轮式、履带式或爬行式以及类人型的两足式。目前大多数智能机器人.采用轮式、履带式或爬行式行走机构,实现起来简单方便。1987年开始出现两足机器人,随后相继研制了四足、六足机器人。让机器人像人类一样行走,是科学家一直追求的梦想。 2.3机械手 智能机器人可以借用工业机器人的机械手结构。但手的自由度需要增加,而且还要配备触觉、压觉、力觉和滑觉等传感器以便产生柔软、.灵活、可靠的动作,完成复杂作业。 2.4控制系统 智能机器人多传感器信息的融合、运动规划、环境建模、智能推理等需要大量的内存和高速、实时处理能力。现在的冯?诺曼结构作为智能机器人的控制器仍然力不从心。随着光子计算机和并行处理结构的出现,智能机器人的处理能力会更高。机器人会出现更高的钾能。 2.5人机接口 智能机器人的人机接口包括机器人会说、会听以及网络接日、话筒、扬声器、语音合成和识别系统,使机器人能够听懂人类的指令,能与人以自然语言进行交流。机器人还需要具有网络接n,人可以通过网络和通讯技术对机器.人进行控制和操作。 随着智能机器人研究的不断深入、越来越多的各种各样的传感器被使用,信息融合、规划,问题求解,运动学与动力学计算等单元技术不断提高,使智能机器人整体智能能力不断增强,同时也使其系统结构变得复杂。智能机器人是一个多CPU的复杂系统,它必然是分成若干模块或分层递阶结构。在这个结构中,功能如何分解、时间关系如何确定、空间资源如何分配等问题,都是直接影响整个系统智能能力的关键问题。同时为了保证智能系统的扩展,便于技术的更新,要求系统的结构具有一定开放性,从而保证智能能力不断增强,新的或更多传感器可以进入,各种算法可以组合使用口这便使体系结构本身变成了一个要研究解决的复杂问题。智能机器人的体系结构是定义一个智能机器人系统各部分之间相互关系和功能分配,确定一个智能机器人或多个智能机器人系统的信息流通关系和逻辑上的计算结构。对于一个具体的机器人而言,可以说就是这个机器人信息处理和控制系统的总体结构,它不包括这个机器人的机械结构内容。事实上,任何一个机器人都有自己的体系结构。目前,大多数工业机器人的控制系统为两层结构,上层负责运动学计算和人机交互,下层负责对各个关节进行伺服控制。 参考文献: [1]左敏,曾广平. 基于平行进化的机器人智能控制研究[J]. 计算机仿真,2011,08:15-16. [2]陈赜,司匡书. 全自主类人机器人的智能控制系统设计[J]. 伺服控制,2009,02:76-78. [3]康雅微. 移动机器人马达的智能控制[J]. 装备制造技术,2010.08:102-103. 看了“机器人控制技术论文”的人还看: 1. 搬运机器人技术论文 2. 机电控制技术论文 3. 关于机器人的科技论文 4. 工业机器人技术论文范文(2) 5. 机器人科技论文

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