Ejemplo de tesis de graduación en robótica industrial
Muestra de documento 1 sobre tecnología de robots industriales: Sobre la aplicación de robots industriales en la producción industrial
Los robots industriales son manipuladores de múltiples articulaciones o robots de múltiples grados de libertad orientados al sector industrial. campo. Los robots industriales son máquinas que realizan un trabajo automáticamente. Son máquinas que dependen de su propia potencia y capacidades de control para realizar diversas funciones. Puede aceptar comandos humanos o ejecutarse según programas preprogramados. Los robots industriales modernos también pueden actuar según principios y programas desarrollados por la tecnología de inteligencia artificial. Este artículo analiza la aplicación de robots industriales en la producción industrial.
Palabras clave: Industria de aplicaciones de robots industriales
1 Introducción
Los robots industriales se utilizaron por primera vez en la industria de fabricación de automóviles y se utilizan a menudo para soldar, pintar, cargar, descarga y manipulación. Los robots industriales amplían y amplían las funciones de las manos, los pies y el cerebro humanos, y pueden reemplazar a las personas en entornos peligrosos, dañinos, tóxicos, de baja temperatura, altas temperaturas y otros entornos hostiles; pueden reemplazar a las personas para realizar trabajos repetitivos pesados y monótonos; , mejorar la productividad laboral y garantizar la calidad del producto. Los robots industriales, los centros de mecanizado CNC, los vehículos de manipulación automática y los sistemas de inspección automática pueden formar sistemas de fabricación flexibles y sistemas de fabricación integrados por computadora para lograr la automatización de la producción.
2 Principales aplicaciones de los robots industriales
(1) Entorno de trabajo hostil y trabajo peligroso Algunas operaciones en los campos militar y nuclear son perjudiciales para la salud humana, ponen en peligro la vida o son peligrosas. Las operaciones con grandes factores de inseguridad no son aptas para que las realicen personas, por lo que los robots industriales son los más adecuados. Por ejemplo, robots de inspección y mantenimiento de equipos de centrales nucleares y dispositivos automáticos de reabastecimiento de combustible para reactores de agua en ebullición en la industria nuclear.
(2) Las ocasiones operativas especiales y las operaciones extremas, como la exploración de volcanes, la exploración de aguas profundas, la exploración espacial, etc., están fuera del alcance de los humanos y solo los robots pueden realizar las operaciones. Por ejemplo, el manipulador del transbordador espacial se utiliza para recuperar satélites; el robot marino controlado a distancia se utiliza para la extracción y el salvamento del fondo marino.
(3) En el campo de la producción automatizada, los primeros robots industriales se utilizaban principalmente para máquinas herramienta, corte, soldadura por puntos y pintura. Las industrias manufactureras más utilizadas incluyen la fabricación de motores, la fabricación de automóviles, el moldeado de plástico, la fabricación de máquinas en general y el procesamiento de metales. Con la aparición de la automatización flexible, los robots desempeñan un papel cada vez más importante en la producción automatizada. A continuación se presenta principalmente la aplicación de robots industriales en el campo de la producción automatizada.
2.1 Robot de soldadura
Robot de soldadura por puntos Los robots industriales se utilizaron por primera vez en la soldadura por puntos de automóviles. Los robots de soldadura por puntos se utilizan ampliamente en la soldadura de piezas de chapa de carrocería. Generalmente, el montaje y soldadura de la carrocería de un automóvil requiere entre 3.000 y 4.000 puntos de soldadura, 60 de los cuales se completan con robots de soldadura por puntos. En algunas líneas de producción de Volkswagen, el número de robots de soldadura por puntos en funcionamiento llega a 150.
Los principales requisitos de rendimiento del robot de soldadura por puntos son: área de instalación pequeña y espacio grande para la pieza de trabajo; finalización rápida del posicionamiento multipunto con espacios pequeños; alta precisión de posicionamiento (suelo de 0,25 mm) para garantizar la calidad de la soldadura; levantamiento pesado (490 ~ 980 N) para facilitar el manejo de pinzas de soldadura con transformadores incorporados; fácil de enseñar y ahorrar horas de mano de obra.
2.2 Robot de soldadura por arco
Los robots de soldadura por arco se utilizan en el proceso de soldadura de unión continua de metales. La mayoría de ellos pueden completar la alimentación automática de alambre, fundir electrodos y soldar bajo protección de gas. Los robots de soldadura por arco tienen una amplia gama de aplicaciones además de en la industria automotriz, también se utilizan en muchas industrias como la maquinaria general y las estructuras metálicas. El robot de soldadura por arco debe ser un sistema de soldadura que incluya varios accesorios de soldadura, no solo una máquina que lleva una pistola de soldar y se mueve a una velocidad y actitud planificadas. Como se muestra en la Figura 1, es la composición básica de un robot de soldadura por arco. Los métodos de soldadura por arco adecuados para aplicaciones robóticas incluyen principalmente soldadura con protección de gas inerte, soldadura con protección de gas mixto, soldadura por arco sumergido y soldadura por arco de plasma.
1-Armario de control del robot 2-Fuente de alimentación de soldadura 3-Cilindro de gas 4-Medidor de flujo de gas 5-Ruta de gas 6-Rueda de alambre de soldadura 7-Conducto flexible 8-Robot de soldadura por arco 9-Robot de alimentación de alambre 10 -Pistola de soldar 1-Cable de la pieza de trabajo 12-Cable de soldadura 13.
Figura 1 La composición básica del sistema de robot de soldadura por arco
Los principales requisitos de rendimiento del robot de soldadura por arco: En las operaciones de soldadura por arco, se requiere que la pistola de soldadura siga el cordón de soldadura. movimiento de la pieza de trabajo y llenar continuamente el metal para formar un cordón de soldadura. Por lo tanto, la estabilidad de la velocidad y la trayectoria son dos indicadores importantes durante el movimiento. La velocidad general de soldadura es de aproximadamente 5 ~ 50 mm/s, y la precisión de la trayectoria es de aproximadamente 0,2 ~ 0,5) mm debido a que la actitud de la pistola de soldadura también tiene un cierto impacto en la calidad de la soldadura, se espera que sea ajustable; El rango de actitud de la pistola de soldar debe ser lo más amplio posible mientras se sigue la costura de soldadura. Probablemente grande. Además, existen otros requisitos de rendimiento, que incluyen: configuración de las condiciones de soldadura (corriente, voltaje, velocidad, etc.), función de tramado, función de llenado de ranuras, función de detección de soldadura anormal (rotura de arco, fusión de piezas de trabajo), función de interfaz del sensor de soldadura ( Inspección inicial de juntas de soldadura, seguimiento del cordón de soldadura).
2.3 Robots de pintura
Los robots de pulverización se utilizan ampliamente en la pulverización de carrocerías de automóviles, electrodomésticos y diversos productos plásticos. El robot de pintura en aerosol tiene las siguientes características en términos de entorno de uso y requisitos de acción:
(1) El aire en el entorno de trabajo contiene vapor de pintura en aerosol explosivo;
(2) se mueve a alta velocidad a lo largo de la vía, pasando por Los puntos son todos puntos de trabajo;
(3) La mayoría de las piezas pintadas se transportan en la cinta transportadora y se pintan mientras se mueven. Como se muestra en la Figura 2, se trata de un robot de pintura articulado.
2.4 Robots de manipulación
Con el desarrollo de la tecnología de fabricación integrada por computadora, la tecnología de logística y la tecnología de almacenamiento automatizado, los robots de manipulación se utilizan cada vez más en la fabricación moderna. Los robots se pueden utilizar para la carga, descarga, almacenamiento y transporte de materiales y herramientas de medición auxiliares durante el procesamiento de piezas. Se pueden utilizar para enviar piezas de un dispositivo transportador a otro, o para retirar piezas procesadas de una máquina herramienta e instalarlas en ella. otro en una máquina herramienta.
2.5 Robot de ensamblaje
El ensamblaje juega un papel muy importante en la producción industrial moderna. Las estadísticas relevantes muestran que el trabajo de ensamblaje representa del 50 al 60% del trabajo de producción de productos y, en algunos casos, esta proporción es incluso mayor. Por ejemplo, en el ensamblaje de chips y la producción de placas de circuito de una fábrica de dispositivos electrónicos, la mano de obra de ensamblaje representa del 70 al 80% de la mano de obra de producción. Por eso, es muy importante utilizar robots para automatizar los trabajos de montaje.
2.6 Sistema de ensamblaje flexible de robots
¿Cuándo ingresaron oficialmente los robots al campo de las operaciones de ensamblaje? ¿El primer año de popularización de los robots? Alrededor de 1980, los robots que atraían el trabajo de ensamblaje se utilizaron principalmente para reemplazar el trabajo manual en la línea de ensamblaje en los primeros días. Pronto siguieron las líneas de ensamblaje con robots como cuerpo principal. La aplicación de robots de montaje ha promovido en gran medida el progreso de la automatización del montaje. El sistema de ensamblaje automático flexible establecido por robots de ensamblaje puede ensamblar automáticamente productos de tamaño pequeño y mediano, como motores, cajas de engranajes de bombas de agua, etc. , especialmente adecuado para la producción de lotes pequeños y medianos, y puede realizar carga y descarga automática, transmisión, inspección, ensamblaje, monitoreo, juicio, toma de decisiones y otras funciones.
Los sistemas robóticos de ensamblaje flexible suelen estar centrados en el robot, y existen muchos dispositivos periféricos, como dispositivos de suministro de piezas, dispositivos de transporte de piezas, fijaciones, aplicadores, etc. , y siempre hay manos intercambiables. Pero si hay demasiados tipos de piezas, todo el sistema será demasiado grande y la eficiencia se reducirá, lo cual no es aconsejable. En un sistema robótico de ensamblaje flexible, la cantidad de robots se puede seleccionar en función del resultado, mientras que los equipos periféricos, como los dispositivos de suministro de piezas, dependen del tipo de piezas y operaciones. Por lo tanto, en comparación con una línea de montaje, cuanto menor sea la producción, mayor será la inversión en un sistema robótico de montaje flexible.
3 Conclusión
El robot industrial es una tecnología de sistema basada en maquinaria, electrónica, informática y tecnología de control automático. También se puede decir que es alta tecnología intensiva en conocimientos, intensiva en tecnología y multidisciplinaria. Con el progreso y el desarrollo de estas disciplinas relacionadas, la tecnología de los robots industriales seguramente se desarrollará y mejorará rápidamente.
Muestra 2 del documento sobre tecnología de robots industriales: "Discusión sobre la tendencia de desarrollo de los robots industriales"
Con el desarrollo de la economía social, los robots se han utilizado ampliamente en diversas industrias para realizar tareas complejas. y tareas pesadas para los trabajadores. Actualmente, los robots son representantes típicos de los equipos de fabricación y automatización. ¿Serán máquinas artificiales? ¿último? Versión.
Sus aplicaciones han involucrado informatización, automatización, inteligencia, sensores, conocimiento y otras disciplinas y campos. Actualmente es la mejor integración de logros de alta tecnología en China y el mundo. Por tanto, su desarrollo está estrechamente relacionado con el desarrollo de muchas disciplinas. Según la tendencia de desarrollo actual, la gama de aplicaciones de los robots industriales es cada vez más amplia. Al mismo tiempo, las operaciones técnicas se están estandarizando y estandarizando cada vez más, lo que mejora la seguridad de los robots industriales. Por otro lado, los robots industriales son cada vez más miniaturizados e inteligentes y se utilizan cada vez más en la vida humana.
Palabras clave: Seguridad en el campo de la aplicación inteligente de robots industriales
Con las complejas necesidades de la sociedad, los campos de aplicación de los robots industriales son cada vez más extensos. Por un lado, los robots industriales se utilizan ampliamente en la producción industrial para reemplazar las operaciones a largo plazo peligrosas, complejas y monótonas de los trabajadores, como las industrias de mecanizado, fundición a presión, moldeado de productos plásticos y productos metálicos. Sectores de alto riesgo como la industria de la energía atómica. En los países desarrollados, los robots industriales también se han utilizado ampliamente en sectores de alto riesgo como la industria de la energía atómica. Por otro lado, los robots industriales también son muy utilizados en otros campos. Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, el rendimiento y la seguridad de los robots industriales se han mejorado continuamente y su alcance de aplicación se ha vuelto cada vez más extenso, abriéndose paso en industrias, especialmente la industria médica.
En primer lugar, el desarrollo de robots industriales
La primera generación de robots generalmente se refiere a robots programables y manipuladores controlados remotamente ampliamente utilizados en la industria. Los robots programables pueden completar algunas operaciones simples y repetitivas según el programa compilado por el operador. Cada paso del mecanismo de operación remota depende del operador. En 1982, General Motors de Estados Unidos equipó robots con un sistema visual en la línea de montaje, anunciando así el surgimiento de la segunda generación de robots: robots perceptivos. Esta generación de robots con sensores externos se puede programar fuera de línea. Con el apoyo del sistema de percepción, existen distintos grados de capacidades para percibir el entorno y modificar el propio programa. La tercera generación de robots son robots autónomos que están siendo desarrollados en todos los países. No sólo tiene la función de percepción, sino que también tiene ciertas capacidades de toma de decisiones y planificación. Capaz de tomar decisiones y planificar acciones en base a órdenes humanas o en función del propio entorno, es decir, programadas según tareas.
La investigación sobre robots en China comenzó tarde, ¿desde entonces? ¿Siete o cinco? Al principio, el Estado invirtió fondos en la investigación de máquinas industriales y sus piezas, y completó el desarrollo y la investigación de un conjunto completo de tecnologías para la enseñanza y reproducción de robots industriales. 65438-0986 implementa el plan nacional de investigación y desarrollo de alta tecnología, y el tema de los robots inteligentes sigue la vanguardia de la tecnología robótica mundial. Después de varios años de investigación, se han logrado una gran cantidad de resultados de investigación científica y se han desarrollado con éxito varios robots especiales.
Los robots industriales de China comenzaron a principios de la década de 1970. Después de más de 30 años de desarrollo, han pasado por tres etapas: la etapa embrionaria en los años 1970, la etapa de desarrollo en los años 1980 y la etapa de aplicación en los años 1990.
La década de 1970 supuso un hito en el desarrollo de la ciencia y la tecnología mundial: los humanos llegaron a la Luna y lograron aterrizajes suaves en Venus y Marte. China también lanzó un satélite. La aplicación de robots industriales ha desencadenado un clímax en todo el mundo, especialmente en Japón, para complementar la cada vez más escasa fuerza laboral. En este contexto, China comenzó a desarrollar sus propios robots industriales en 1972.
Después de entrar en la década de 1980, bajo el impacto de la ola de alta tecnología y con la profundización de la reforma y la apertura, el desarrollo y la investigación de la tecnología robótica en nuestro país recibieron atención y apoyo del gobierno. ? ¿Siete o cinco? Durante este período, el Estado invirtió fondos para investigar robots industriales y sus piezas, completó el desarrollo de un conjunto completo de tecnologías para la enseñanza y reproducción de robots industriales y desarrolló robots de pulverización, soldadura por puntos, soldadura por arco y manipulación. 65438-0986 implementa el Plan Nacional de Investigación y Desarrollo de Alta Tecnología (Plan 863), y el tema de los robots inteligentes sigue la vanguardia de la tecnología robótica mundial. Después de varios años de investigación, se han logrado una gran cantidad de resultados de investigación científica y se han desarrollado con éxito varios robots especiales.
Desde principios de la década de 1990, la economía nacional de mi país ha entrado en un período en el que se han realizado dos transformaciones fundamentales, lo que ha desencadenado una nueva ronda de reforma del sistema económico y progreso tecnológico.
Debemos comprender la importancia de desarrollar la industria de robots industriales de mi país desde una perspectiva nacional. Este es un medio y una manera importantes para que mi país se transforme de un gran país manufacturero a un poderoso país manufacturero. □
Referencias:
[1] Ren Jun. Investigación sobre un sistema automático de pulido de superficies asistido por robot para la creación rápida de prototipos. Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, 2006.
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Zhang Zhongying. Sistema de control de redes neuronales robóticas basado en algoritmo genético. Universidad Tecnológica de Taiyuan, 2005.
Li Lei, Ye Tao, Tan Min, Chen Xijun. Estado de la investigación y futuro de la tecnología de robots móviles. Robótica, 2002, 05.
Du Yuhong, Li Xiuren. Diseño de robot de manipulación neumática para unidad de montaje de línea de producción. Hidráulica y Neumática, 2006, 05.
Xu Xiaofeng. Investigación sobre control en tiempo real de robots basados en tecnología de comunicación serie. Universidad Forestal de Nanjing, 2005.
Muestra de documento 3 sobre tecnología de robots industriales: sobre mecatrónica de robots industriales
1 Estado actual de la aplicación de la tecnología mecatrónica
1.1 Robots industriales.
La aparición de robots industriales puede sustituir en cierta medida el trabajo humano. Los robots industriales son ideales para lugares de trabajo con alta radiación, alta contaminación acústica y altas concentraciones de gases nocivos. El desarrollo de los robots industriales ha pasado por tres etapas. La primera generación de robots industriales tenía un bajo nivel de inteligencia y sólo podía realizar acciones repetitivas simples a través de programas preestablecidos, y no podía hacer frente al entorno de trabajo y los puestos de trabajo en constante cambio. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, basada en la primera generación de robots, mediante la aplicación de diversos sensores, se puede adquirir, analizar, procesar y retroalimentar la información ambiental a la unidad de acción, realizando así algún trabajo adaptativo. Aunque este tipo de robot no es muy inteligente, se ha utilizado con éxito en algunos campos específicos. Hoy en día, cuando la tecnología mecatrónica está relativamente madura, el nivel de inteligencia de los robots de tercera generación ha mejorado enormemente. Puede recopilar información y datos a través de potentes elementos sensores y emitir juicios similares a los del cerebro humano en función de la situación real. Por lo tanto, puede funcionar de forma independiente en diversos entornos, pero el costo es alto, lo que limita hasta cierto punto su aplicación práctica. .
1.2 Sistema de control descentralizado.
En comparación con los sistemas de control centralizados, los sistemas de control descentralizados utilizan una computadora central para controlar y dirigir múltiples computadoras responsables de la medición y el control en el sitio. Debido a sus poderosas funciones y seguridad, se ha convertido en la tecnología principal de los sistemas de integración electromecánica a gran escala. Dependiendo de la situación real, el nivel del sistema de control distribuido se puede dividir en nivel dos, nivel tres o superior. La computadora central completa el monitoreo, la gestión y el control operativo en tiempo real del proceso de producción en el sitio. Al mismo tiempo, con el continuo desarrollo e innovación de la tecnología de medición y control, el sistema de control distribuido también puede realizar funciones como programación en tiempo real, optimización en línea y gestión estadística de planes de producción, convirtiéndose en un sistema integrado que integra medición, control. y gestión, con ricas funciones y confiabilidad Alto rendimiento, fácil operación y bajo costo.
2 Tendencia de desarrollo de la tecnología mecatrónica
2.1 Inteligencia artificial.
La inteligencia artificial es la inteligencia que permite a los robots industriales o máquinas herramienta CNC simular el cerebro humano, de modo que éste tenga ciertas capacidades de razonamiento, juicio, pensamiento lógico y toma de decisiones independiente en el proceso productivo, lo que Puede mejorar en gran medida la eficiencia del proceso de producción industrial. El grado de automatización, e incluso lograr una verdadera operación desatendida, es de gran importancia para reducir los costos laborales y mejorar la precisión del procesamiento y la eficiencia del trabajo. Actualmente, la inteligencia artificial no es sólo un concepto, por lo que es previsible que la tecnología mecatrónica evolucione en dirección a la inteligencia artificial. Aunque es imposible que los robots o las máquinas herramienta CNC posean plenamente el pensamiento humano y las características intelectuales en el nivel actual de ciencia y tecnología, en la producción industrial es completamente posible utilizar tecnología avanzada para permitir que estos equipos mecatrónicos posean algunas funciones humanas.
2.2 Redes.
El desarrollo de la tecnología de red proporciona condiciones convenientes para el monitoreo y control remoto de equipos mecatrónicos. Por lo tanto, combinar la tecnología de redes con la tecnología mecatrónica será el foco del desarrollo de la tecnología mecatrónica.
Durante el proceso de producción, los operadores deben caminar de un lado a otro del taller para comprender el estado del equipo y operar el panel de operación de la máquina herramienta. Al establecer un protocolo de comunicación entre los equipos mecatrónicos y los terminales de control, y al realizar la transmisión de información y datos a través de fibra óptica y otros medios, se puede lograr el monitoreo y la operación remotos, lo que reduce el trabajo de los trabajadores. La realización de diversas funciones del sistema de control tiene una base teórica. en la red técnica.
2.3 Protección del medio ambiente.
En las últimas décadas, aunque la economía se ha desarrollado rápidamente y el nivel de vida de las personas ha mejorado significativamente, el método de desarrollo a expensas de los recursos y el medio ambiente ha contaminado gravemente el entorno del que dependen los seres humanos para sobrevivir. Por lo tanto, en la estrategia de desarrollo sostenible actual, el desarrollo de cualquier tecnología debe basarse en el respeto al medio ambiente; de lo contrario, no habrá futuro. Por lo tanto, la protección del medio ambiente es una tendencia inevitable en el desarrollo de la tecnología mecatrónica. En el proceso de aplicación de la mecatrónica, mediante el uso eficiente de los recursos, se pueden lograr emisiones estándar o incluso cero emisiones durante el proceso de fabricación. Los productos no tienen ningún impacto en el medio ambiente ecológico durante el uso y pueden reciclarse eficazmente incluso después de ser desechados. es la tecnología mecatrónica una encarnación concreta de la protección del medio ambiente y en línea con las exigencias del desarrollo sostenible.
2.4 Modularidad.
Debido a que hay muchos fabricantes de equipos mecatrónicos, para reducir el costo de las actualizaciones del sistema y brindar comodidad para el mantenimiento, la modularización será una dirección de investigación muy prometedora. A través de la transformación modular de unidades funcionales, cuando es necesario agregar o cambiar funciones, los módulos funcionales correspondientes se pueden ensamblar o reemplazar directamente. Incluso si ocurre una falla, solo es necesario reemplazar el módulo dañado. La eficiencia del trabajo es extremadamente alta y la mayor versatilidad ahorra a las empresas muchos costos.
2.5 viene con energía propia.
La mecatrónica requiere una gran potencia. Si no hay suficiente suministro de energía, afectará la eficiencia de la producción e incluso provocará pérdida de datos debido a cortes de energía. Por lo tanto, el equipo siempre puede mantener suficiente suministro de energía a través de su propio sistema de energía, haciendo que el sistema funcione sin problemas.
3 Conclusión
En resumen, la aplicación de la tecnología mecatrónica puede mejorar enormemente la eficiencia de producción y la precisión de los productos, y tiene grandes ventajas técnicas en la producción industrial actual. Se cree que con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, el nivel técnico de la mecatrónica seguirá mejorando y haciendo mayores contribuciones a la producción industrial.
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