授粉机器人研究现状论文

智能机器人是第三代机器人，这种机器人带有多种传感器,能够将多种传感器得到的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境，具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。目前研制中的智能机器人智能水平并不高，只能说是智能机器人的初级阶段。智能机器人研究中当前的核心问题有两方面：一方面是，提高智能机器人的自主性，这是就智能机器人与人的关系而言，即希望智能机器人进一步独立于人，具有更为友善的人机界面。从长远来说，希望操作人员只要给出要完成的任务，而机器能自动形成完成该任务的步骤，并自动完成它。另一方面是，提高智能机器人的适应性，提高智能机器人适应环境变化的能力，这是就智能机器人与环境的关系而言，希望加强它们之间的交互关系。

随着信息技术与互联网的快速发展与普及，智能机器人技术得到了突飞猛进的发展，其能够部分代替人工工作，已经成为未来各个领域的关注焦点，目前我国智能机器人技术还相对落后。本文主要从国内外机器人的发展现状入手研究，经过对相关的资料分析，提出未来智能机器人的发展趋势，并以我国农业智能机器人应用经验为例，分析智能机器人对我国农业领域的应用情况，对于我国农业水平的提高具有深远意义。1 国内外智能机器人研究现状随着科学技术的发展，人们越来越希望自己能从日常琐碎事务中解脱出来，利用空余时间能做更多、更重要的事情，因此机器人技术应运而生。根据联合国的美国机器人协会给机器人的定义可知，机器人是一种由编程操作执行某项专门任务、综合了机械、电子、遥控器、人工智能、仿生学等多种科学的复杂智能机械。机器人是当代研究热点话题之一，其可以做人类做不到的高危险性的工作，甚至是在外太空或者深海领域的探究过程中都可以使用机器人，甚至可以说在人类难以生存的环境中，机器人可以在某种程度上替代人类。1.1 国外智能机器人发展现状国外的机器人是最早起步的，发展较成熟，其中以日本、美国、英国为首的国家，其根据自身生产力的需求，研发了各种各样的机器人，并且机器人的销量成比例逐渐增加，在2014年，全球工业机器人的销售额增长了11.5%（如图1所示）。机器人产业的蓬勃发展，为全球经济带来了巨大的变化，机器人的应用将影响到人类社会生活和经济发展的每个领域。二战后，美国机器人技术得到大力发展，制造业技术提升、经济快速发展，而机器人是功不可没的；在欧洲，欧盟启动了“SPARC”研发计划，该计划投入了28亿欧元，创造24万个就业岗位，在世界范围内的各个领域、各个行业都有机器人的身影，因此产生了深远影响；日本正将机器人作为未来经济发展的重要工具，其可以促进社会经济有着更大范围的提升；韩国也在大力发展机器人产业，并将生产的机器人销往海外市场，促进了机器人产业的壮大。1.2 国内智能机器人发展现状在中国，机器人技术起步较晚，但是发展迅速，在20世纪70年代，以工业机器人的研究与制造工作逐渐有了起色，其发展阶段可以分为3个部分：第一个阶段是从20世纪80年代末开始起步，具有产权的切割、焊接、喷漆、运输、包装等产品相继出现，可以说在这一阶段中，中国机器人向实践迈出了第一步，并且在此阶段中，我国政府不断出台机器人发展规划的相关政策。第二个阶段是从2010年后，中国机器人装机容量逐步上升，开始面向机器人产业链发展。全球机器人几大巨头分别是瑞典ABB、德国库卡、日本发那科、日本安川等，这些知名机器人制造商看好中国市场的发展前景，纷纷在中国市场中设立分支机构，从机器人的生产、销售、制造等领域开始全面铺设。而国内的机器人品牌起步较晚，以沈阳新松、广州数控等公司为首，通过并购、引进技术等方式开始涉足这些行业。第三个阶段是2013年4月21日，我国机械工业联合会创建的中国机器人产业联盟将国内机器人科技和产业单位进行资源整合，构成实现健康有序发展的服务平台。通过3个阶段的发展，可以看出我国机器人行业发展势头良好，但是与发达国家相比，我国机器人在发展速度、核心技术、市场份额等方面还相对较弱，究其原因，中国在机器人产业上还没有形成研制、生产、制造、销售、服务等有序的产业链。2 智能机器人的发展趋势分析（1）关键部件和核心技术的发展。现有机器人传感器的各项性能有了较大的改观，采用集成技术后可以增加信息的融合量，需要专业人员专门研究关键部件，从细节解决问题，在一些核心技术上促进机器人的标准化和网络化发展，并深入研究与归纳仿真功能、方向感知、心情管理、生物神经系统理论与方法。（2）机器人网络化。机器人网络化是未来机器人技术发展的重要方向之一，利用互联网技术，对目标机器人实现联网，并通过网络对其进行有效控制，并实现多机器人协作，促进更快、更好地完成任务。另一方面，很多作业项目难以靠一个机器人的能力完成，特别是在一些相对较为复杂的环境条件下，实现对计算机的远程网络控制，也是未来机器人技术发展的主要方向。（3）更好的交互方式。目前市场中的机器人还没有能力去实现相关理论与方法，依旧需要依赖于相关的知识，因此需要把机器需要完成的任务加载进去。人类与机器人的交互需要更加简单化、多样化、人性化、智能化，因此需要研究设计自然语言、文字语言、图像语言、手写字识别等，采用更加人性化的方式与用户交互交流，保证人与机器之间信息交流的协调性。3 智能机器人的具体应用很多国家在工业领域内使用机器人较多，并且发展到一定程度，日本、美国等国家在农业等领域应用了智能机器人。在农业采摘过程中，这些采摘机器人（图2）依托机械手臂、三维视觉传感器、末端执行机构、压力传感器等部件进行采摘，使采摘番茄的成功率超过75%左右，采摘蘑菇的成功率为81%。这些采摘机器人在采摘过程中可以避开障碍物采摘得当，并对多余部分进行剪修。另外，一些国家的农业领域中应用了嫁接机器人，其可在嫁接的3个重要环节中实现全自动模式，并且能让成功率高达97%，节省了巨大的人力、物力成本。除此之外，耕耘机器人、农药机器人、除草机器人等多种机器人类型也应用于农业领域中。

机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段，实现文明生产等方面具有重大作用。下面是我整理的机器人焊接技术论文，希望你能从中得到感悟!

浅谈焊接机器人

概要：本文从国内外工业机器人的发展，焊接机器人技术及现状，及焊接机器人的发展及前景，焊接机器人在生产中应用的主要 经验 和问题，四个方面分别进行阐述，为今后焊接机器人的研究提供了依据。

关键词：焊接机器人 机器人 管道焊接

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章 编号：

1.国内外工业机器人的发展

机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段，它在提升企业技术水平、稳定产品质量、提高生产效率、实现文明生产等方面具有重大作用。大工业革命曾使人沦落为机器的奴隶，而机器人的诞生和广泛推广应用又重新使人类恢复了尊严。目前机器人技术已成为世界各发达国家竞相发展的高技术，其发展水平已成为衡量一个国家技术发展程度的重要标志之一。

美国是最早出现工业机器人的国家,1954年美国的G.C.戴沃尔发表了“通用重复型机器人”的专利论文,第一次提出“工业机器人”和“示教再现”的概念。1959年美国Unimation公司推出第一台工业机器人。1967年日本从美国引进Unimate和Ver satran等类型的工业机器人以后，结合国情,面向中小企业,采取一系列鼓励使用工业机器人的 措施 ,率先在汽车制造业的喷涂、焊接、装配等重要工序中得到应用。并以此为契机,向 其它 产业渗透。

在我国，人工焊接仍然占据焊接作业的主导地位，人工施焊时焊接工人经常会受到心理、生理条件变化以及周围环境的干扰。在恶劣的焊接条件下，操作工人容易疲劳，难以较长时间保持焊接工作稳定性和一致性，而焊接机器人则工作状态稳定，不会疲劳。因而，选择应用焊接机器人对产品进行焊接可以实现用稳定一致的工艺条件确保产品焊接强度和满足产品各项性能指标的要求，同时满足焊缝成型良好的产品外观质量要求。随着国外及国内对工业机器人在焊接方面的研究应用,我国也开始了焊接机器人的研究应用。在引进国外技术的基础上,中国于20世纪70年代末开始研究焊接机器人。1985年哈尔滨工业大学研制成功我国第一台HY-1型焊接机器人。1989年北京机床研究所和华南理工大学联合为天津自行车二厂研制出了焊接自行车前三脚架的TJR-G1型弧焊机器人,为“二汽”研制出用于焊接东风牌汽车系列驾驶室及车身的点焊机器人。上海交通大学研制的“上海1号”、“上海2号”示教型机器人也都具有弧焊和点焊的功能[3]。20世纪节式机器人。1999年北京机械工业自动化研究所机器人中心研制的AW-600型弧焊机器人工作站,采用PC工控机控制和PMAC可编程多轴控制系统,于1999年4月通过了国家机械工业局的鉴定。1999年7月15日,国家863计划智能机器人主题专家验收通过了由“一汽”集团、哈尔滨工业大学和沈阳自动化研究所联合开发的H-100 A型 点焊机器人。由此可见,我们国内的焊接机器人已开始走向实用化阶段。

2. 焊接机器人技术及现状

焊接机器人的应用，不但改善了劳动环境、减轻劳动强度、提高升产效率，更主要原因是焊接机器人工作的稳定性和焊接产品质量的一致性，这对于保证批量生产的产品焊接质量至关重要。

通常情况下，焊接机器人系统由焊接机器人、机器人焊机、变位机以及回转工作台等周边装置、焊接夹具、安全装置等组成。焊接机器人的工作对象几乎和手工焊接一样广泛，可以焊接低碳钢、不锈钢、铝材、铜材等。焊接材料的厚度可以从零点几毫米到几毫米、十几毫米、直至几十毫米。并且能够灵活调整焊枪姿态，实现对工件的最佳焊接。

随着机器人控制技术的发展和焊接机器人应用范围的扩大，尤其为适应现代产品更新换代快和多品种小批量的需要，要求焊接机器人和变位机，弧焊电源等周边设备实现柔性化集成。这有助于减少辅助时间，是提高生产效率的关键之一。例如，在球形或椭圆形工件的径向焊缝或复杂形状工件的周边的卷边接头等状态下焊接时，为了使整条焊缝在焊接时都能使焊池水平或稍微下坡状态，焊接时变位机必须不断地变换工件位置和姿态。即变位机在焊接过程中不是静止不动的，而是要做相应的协调的运动。弧焊电源和工装夹具等也要在机器人统一控制下作相应的协调运动，才能保证整个系统的高效率，高质量的工作。

3. 焊接机器人的发展及前景

随着我国国民经济的发展和工业自动化水平的不断提高，特别是加入WTO,许多生产企业为提高产品质量和生产效率，争取尽快和国际市场接轨，在市场竞争中争取主动权，对在生产中采用机器人的要求越来越强烈，对应用机器人的呼声也越来越高，为焊接机器人市场的快速增长提供了一个良好的机会。机器人的需求量在逐年增加，中国近几年机器人市场将会一个大的跨越。

种种迹象表明，今后几年中国的焊接机器人市场将是技术不断提高，市场迅速扩大，应用工程项目市场竞争激烈的局面。预计今后的几年内，国内企业对点焊、弧焊机器人的需求量将以 30% 以上的速度增长。从机器人技术发展趋势看，焊接机器人不断向智能化方向发展，机器人的感觉功能将实现多传感器信息的融合，控制系统从示教、离线编程向模糊控制发展，实现生产系统中机器人的群体协调和集成控制，从而达到更高的可靠性和安全性。从应用技术市场角度分析，性能和价格以及技术服务的质量将仍然是决定用户做出正确选择的主要因素。随着国内机器人公司自主品牌的性能价格比进一步提高，短期内将可以达到与国外产品抗衡的能力。从机器人应用范围来看，焊接机器人的应用在传统制造业领域的需求持续增长同时不断向其它行业扩散。国内外众多机器人厂家激烈竞争的结果将促进我国工业制造技术自动化水平的不断提高，应用焊接机器人的企业在高技术、高质量、低成本条件下获得高速发展。

4 .焊接机器人在生产中应用的主要经验和问题

弧焊机器人在实际生产中的应用及产业化仍有如下的关键问题等待进一步研究解决:

(1)弧焊机器人系统的柔性化集成及优化，减少辅助时间，提高生产效率;

(2)新型机器人用弧焊逆变电源结构和性能的优化及电流波形控制，使熔滴实现最佳过渡，减少飞溅;

(3)弧焊过程实用传感技术，快速准确地提取弧焊过程的特征信息，实现焊缝自动跟踪;

(4)实用化的弧焊动态过程和焊接质量的实时智能控制技术;

(5)弧焊机器人工程应用和产业化中的技术成果转化。

5 .结论

工业机器人技术的研究、发展与应用,有力地推动了世界工业技术的进步。特别是焊接机器人在高质高效的焊接生产中,发挥了极其重要的作用。我国焊接机器人技术的研究应用虽然较晚,但借鉴于国外的成熟技术,得到了迅速的发展。近年来,我国在焊缝跟踪、智能控制、信息传感、周边设备及机器人专用电源等方面进行了大量的研究与应用,取得了许多优秀的成果。随着智能机器人技术和人工智能理论的进一步发展,焊接机器人系统还有许多值得我们认真研究的问题,特别是多智能体系统、基于PC的控制器和模糊神经网络等方面将是研究的 热点 问题。

参考文献

1 孙明如 日本焊接自动化和焊接机器人发展动态 电焊机,vol.29,1999(11):30～31;

2龚进峰,彭商贤，履带式可变结构管道机器人及其双控制系统的研究 高技术通讯2001.12;

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