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自主机器人研究总结报告
一、课题研究背景和意义
工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。在国际上，工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备而得到工业界广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的、著名的工业机器人公司，这些公司已经成为其所在地区的支柱性企业。在众多制造业领域中，应用工业机器人最广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。
工业机器人在制造业的应用围越来越广阔，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高，功能越来越强，并向着成套技术和装备的方向发展。工业机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展，其发展趋势主要为：结构的模块化和可重构化；控制技术的开放化、PC化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化；工作环境设计的优化。在汽车领域，应用最广泛的是中载和重载机器人，因此开发具有较高负载能力的机器人意义更大。
二、课题研究的总体目标及完成情况
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2.1 课题研究的总体目标、考核指标 2.1.1总体目标
开发出具有自主创新的点焊机器人及周边应用成套设备样机，解决机器人产业化过程中的机器人本体优化设计、基于网络的新型控制器技术、系统集成技术等关键技术问题，进行小批量生产，解决机器人产业制造中的加工工艺问题、制造精度问题和机器人整体制造成本降低问题，在此基础上进行产业化，并首先在奇瑞汽车生产线上进行示应用，逐步形成中国的工业机器人品牌，促进我国新型工业机器人技术的应用和产业发展。同时制订和完善适合我国国情的安全规和技术规，在技术上创新，争取获得多项专利。 2.1.2 主要技术指标
其技术指标如下： （1）本体参数要求
在满足机械本体刚度、强度、转动惯量及一些其它技术参数的基础上选择结构简单、机身紧凑的机身设计，以满足轻量化、低成本及可维护性要求。具体参数围要求如下：
参数 动作类型 控制轴数 放置方式 手腕末端最大负载 最大臂展半径 ER165型点焊机器人 关节型 6轴 地装 165Kg 2.66m ER200型点焊机器人 关节型 6轴 地装 200Kg 2.66m S. . . . . ..
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重复定位精度 J4轴 手腕部允许最大扭J5轴 矩 J6轴 J4轴 手腕部允许最大惯J5轴 量 J6轴 J1轴 J2轴 J3轴 最大动作速度 J4轴 J5轴 J6轴 J1轴 J2轴 J3轴 最大动作围 J4轴 J5轴 J6轴 ±0.3mm 951Nm 951Nm 490Nm 88.9kg㎡ 88.9kg㎡ 44.1kg㎡ 100°/sec 90°/sec 95°/sec 130°/sec 130°/sec 180°/sec +180°/-180° +80°/-60° +210°/-80° ±360° ±120° ±720° J4轴 J5轴 J6轴 J4轴 J5轴 J6轴 J1轴 J2轴 J3轴 J4轴 J5轴 J6轴 J1轴 J2轴 J3轴 J4轴 J5轴 J6轴 ±0.3mm 1274Nm 1274Nm 686Nm 117 kg㎡ 117 kg㎡ 66 kg㎡ 100°/sec 90°/sec 95°/sec 120°/sec 120°/sec 170°/sec +180°/-180° +80°/-60° +210°/-80° ±360° ±120° ±720° 由第三方检测机构出具检测报告。 （2）主控柜技术要求
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? 编程单元：便携式示教盒； ? 具备常用功能的操作单元； ? 具备紧急停止单元；
? 具备编程接口，方便传输程序；
? 控制柜应具有良好的防滴漏、防灰尘及散热装置； ? 外观美观。 （3）系统功能指标：
? 控制系统可同时控制六轴或六轴以上运动； ? 具有负载调整功能； ? 具有零点复位功能； ? 具有系统启动自检功能； ? 工作时具有故障判断及提示功能；
? 具有自动/示教模式切换功能，便于机器人在各种工作模式下的工作；
? 具有不同的操作权限（工程师、维修工、操作工）。 （4）系统安全性指标：
? 具备限位保护：保护机器人因运动围超限引起碰撞和干涉； ? 具备防过载检测：防止因速度过快引起的超转矩而导致电机烧毁或轴断；
? 具备紧急停止功能，有效的保护人生及设备的安全。 （5）软件应用指标：
? 定义多种坐标，方便使用与操作；
? 系统适用于点焊，且在相关软件包修改后，机器人主体可
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用于搬运、装配等工作环境；
? 系统在虚拟环境下可进行仿真操作，程序检测，组线设计等。
（6）机器人适用的工作环境
? 厂房温度：（屋架下弦处）-5℃---45℃
? 环境湿度：普通：75RH；短时间：95%（一个月之） ? 振动：＜0.5G（4.9M/S2）；
? 厂房结构：轻钢结构，屋架为非承载型式； ? 公用动力要求：380V(+15%，-15%)，50Hz； ? 压缩空气：0.4～0.6MPA；
? 循环水：温度≤32℃；进口压力<0.4Mpa，工艺设备承压不低于0.6Mpa；
? 地面载荷：地面最大承载能力为5000kg/m2。 2.1.3 知识产权
? 申报国家发明专利2～3项； ? 在核心刊物上发表文章5～8篇。 ? 机器人应用说明书1套。 2.1.4 人才培养
? 培养博士生1～2名，硕士3～5名；
? 培养一支15～20人的机器人骨干技术开发队伍。
2.2 完成情况
在机器人核心技术研发方面，本课题主要围绕机器人本体设计和
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自主机器人研究报告
