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a of of on of in to be to a be to a do is by A is a to or of a of is in to a be to a of of a of 951 by ． S. 954， It on （ 1） （ 2) a of to It of by to to to to a to be C It to a of in By an 962， to be on a in 973 of -3 -3 by a of do of of In of of in 970s of At a ． S． on a as to an of ． S． a of in 970s， to no ． S． in to ． S． to It to at in to be as to of to of is of of is be in to of be in in be be so do be a be to of a s it is a to an in a to an of be to of to a is in to a of it is as a as in 00 to in as in is to of is to In be in of a is of by of of of in be in of of is no to a of in be by to is to It is to to of it is of to of be in is a of s to of of of is to of a of of A of is to to do to of In to to a to s as In to he a of a to of to is a " a It is of on of to 計(jì)算機(jī)與 工業(yè)機(jī)器人 有許多關(guān)于機(jī)器人這個(gè)術(shù)語(yǔ)的定義。采用不同的定義，全世界各地機(jī)器人的數(shù)量就會(huì)發(fā)生很大的變化。在制造工廠中使用的許多單用途機(jī)器可能會(huì)看起來(lái)像機(jī)器人。這些機(jī)器是硬連線的，用來(lái)完成單一的工作。這種單用途的機(jī)器不能滿足被人們?nèi)找鎻V 泛接受的關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的定義。這個(gè)定義是由美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)提出的： 機(jī)器人是一個(gè)可以改編程序的多功能操作器，被設(shè)計(jì)用來(lái)按照預(yù)先編制的、能夠完成多種作業(yè)的運(yùn)動(dòng)程 序運(yùn)送材料、零件、工具或者專用設(shè)備。 注意在這個(gè)定義中包含有 “ 可以改編程序 ” 和 “ 多功能 ” 這兩個(gè)詞。正是這兩個(gè)詞將真正的機(jī)器人與現(xiàn)代制造工廠中使用的單一用途的機(jī)器區(qū)分開來(lái)。 “ 可以 改編程序 ” 這個(gè)術(shù)語(yǔ)意味著兩件事：機(jī)器人根據(jù)編寫的程序工作，以及可以通過(guò)重新編寫程序來(lái)適應(yīng)不同種類的制造工作的需要。 “ 多功能 ” 這個(gè)詞愈味著機(jī)器人能通過(guò)編程和使用不同的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，來(lái)完成不同的制造工作。圍繞著這兩個(gè)關(guān)鍵特征所撰寫的定義正在變成為制造業(yè)的 專業(yè)人員所接受的定義。 第一個(gè)帶有活動(dòng)關(guān)節(jié)的手臂于 1951 年被研制出來(lái)，由美國(guó)原 子能委員會(huì)使 用。在 1954 年，第一個(gè)可以編程的機(jī)器人由喬治 · 狄弗設(shè)計(jì)出來(lái)。它基于下面兩 項(xiàng)重要技術(shù)： （ 1） 數(shù)字控制 (術(shù)。 （ 2） 遠(yuǎn)程操作器技術(shù)。 數(shù)字控制技術(shù)提供了一種非常適合于機(jī)器人的機(jī)器控制技術(shù)。它可以通過(guò) 存儲(chǔ)的程序?qū)\(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。這些程序包含機(jī)器人進(jìn)行順序運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，開始運(yùn) 動(dòng)和停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間控制信號(hào)，以及做出決定所需要的邏輯語(yǔ)句。 遠(yuǎn)程操作器技術(shù)使得一臺(tái)機(jī)器的性能超出一臺(tái)數(shù)控機(jī)器。它可以使這種機(jī) 器能夠在不容易進(jìn)人和不安全的環(huán)境中完成各種制造任務(wù)。通過(guò)融合了上述兩 項(xiàng)技術(shù)， 狄弗研制出第一個(gè)機(jī)器人，它是一個(gè)不復(fù)雜的，可以編程的物料運(yùn)送機(jī)器人。 第一臺(tái)商業(yè)化生產(chǎn)的機(jī)器人在 1959 年研制成功。通用汽車公司在 1962 年安 裝了第一臺(tái)用于生產(chǎn)線上的工業(yè)機(jī)器人，它是尤尼梅森公司生產(chǎn)的。在 1973 年， 辛辛那提 · 米蘭克朗公司研制出 業(yè)機(jī)器人，在機(jī)器人的控制方面取得了較大的進(jìn)展。 器人是第一臺(tái)商業(yè)化生產(chǎn)的采用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人。 數(shù)字控制技術(shù)和遠(yuǎn)程操作器技術(shù)推動(dòng)了大范圍的機(jī)器人研制和應(yīng)用。但是 主要的技術(shù)進(jìn)步并不僅僅是由于這些新的應(yīng)用能力而產(chǎn)生的，而是必須由利用這 些能力所得到的效益 來(lái)提供動(dòng)力。就工業(yè)機(jī)器人而言，這個(gè)動(dòng)力是經(jīng)濟(jì)性。 在 20 世紀(jì) 70 年代中，工資的快速增長(zhǎng)大大增加了制造業(yè)的企業(yè)中的人工費(fèi) 用。與此同時(shí)，來(lái)自國(guó)外的競(jìng)爭(zhēng)成為美國(guó)制造業(yè)所面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。諸如 日本等外國(guó)的制造廠家在廣泛地應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)之后，其工業(yè)產(chǎn)品，特別是汽 車，在美國(guó)和世界市場(chǎng)中占據(jù)了日益增大的份頰。 通過(guò)采用包括機(jī)器人在內(nèi)的各種自動(dòng)化技術(shù)，從 70 年代開始，日本的制造廠 家能夠比沒有采用自動(dòng)化技術(shù)的美國(guó)制造廠家生產(chǎn)更好的和更便宜的汽車。隨后，為了生存，美國(guó)制造廠家被迫考慮采用任何能夠提高生產(chǎn)率的技術(shù)。 為了與國(guó)外制造廠家進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，必須以比較低的成本，生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品。 其他的因素，諸如尋找能夠更好地完成帶有危險(xiǎn)性的制造工作的方式也促進(jìn)了工 業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。但是，主要的理由一直是，而且現(xiàn)在仍然是提高生產(chǎn)率。 機(jī)器人的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它們可以在對(duì)于人類來(lái)說(shuō)是危險(xiǎn)的環(huán)境中工作。采用機(jī)器人進(jìn)行焊接和切斷工作是比由人工來(lái)完成這些工作更安全的例子。盡管機(jī)器人與工作地點(diǎn)的安全密切相關(guān)，它們本身也可能是危險(xiǎn)的。 應(yīng)該仔細(xì)地設(shè)計(jì)和配置機(jī)器人和機(jī)器人單元，使它們不會(huì)傷害人類和其他機(jī) 器。應(yīng)該精確地計(jì)算出機(jī)器人的工作范圍，并且 在這個(gè)范圍的四周清楚地標(biāo)出危 險(xiǎn)區(qū)域?？梢圆捎迷诘孛嫔袭嫵黾t顏色的線和設(shè)置障礙物以阻止工人進(jìn)人機(jī)器人的工作范圍。 即使有了這些預(yù)防措施，在使用機(jī)器人的場(chǎng)地中設(shè)置一個(gè)自動(dòng)停止工作的系 統(tǒng)仍然不失為一個(gè)好主意。機(jī)器人的這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該具有能夠檢測(cè)出是否有需要自動(dòng)停止工作的要求的能力。為了保證能有一個(gè)安全的環(huán)境，應(yīng)當(dāng)安裝容錯(cuò)計(jì)算機(jī)和冗余系統(tǒng)來(lái)保證在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候停止機(jī)器人的工作。 計(jì)算機(jī)正在將制造業(yè)帶入信息時(shí)代。計(jì)算機(jī)長(zhǎng)期以來(lái)在商業(yè)和管理方面得到了廣泛的應(yīng)用，它正在作為一種新的工具進(jìn)人到工廠中，而且它如同蒸汽機(jī)在 200多 年前使制造業(yè)發(fā)生改變那樣，正在使制造業(yè)發(fā)生著變革。 盡管基本的金屬切削過(guò)程不太可能發(fā)生根本性的改變，但是它們的組織形式和控制方式必將發(fā)生改變。 從某一方面可以說(shuō)，制造業(yè)正在完成一個(gè)循環(huán)。最初的制造業(yè)是家庭手工業(yè)：設(shè)計(jì)者本身也是制造者，產(chǎn)品的構(gòu)思與加工由同一人完成。后來(lái)，形成了零件的互換性這個(gè)概志、生產(chǎn)被依照專業(yè)功能分割并案，可以成批地生產(chǎn)數(shù)以千計(jì)的相同零件。 今天，盡管設(shè)計(jì)者與制造者不可能再是同一個(gè)人，但在向集成制造系統(tǒng)前進(jìn)的途中，這兩種功能已經(jīng)越來(lái)越靠近了。 可能具有諷刺意味的是，在市場(chǎng)需求高度多樣化的 產(chǎn)品的同時(shí)，制造業(yè)必須提高生產(chǎn)率和降低成本。消費(fèi)者要求用較少的錢去購(gòu)買高質(zhì)量和多樣化的產(chǎn)品。 計(jì)算機(jī)是滿足這些要求的關(guān)鍵因素。它是能夠提供快速反應(yīng)能力、柔性和來(lái)滿足多樣化市場(chǎng)的唯一工具。而且，它是實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)集成所需要的、能夠進(jìn)行詳細(xì)分析和利用精確數(shù)據(jù)的唯一工具。 在將來(lái)計(jì)算機(jī)可能會(huì)是一個(gè)企業(yè)生存的基本條件，許多現(xiàn)今的企業(yè)將會(huì)被生產(chǎn)能力更高的企業(yè)組合所取代。這些生產(chǎn)能力更高的企業(yè)組合是一些具有非常高的質(zhì)量、非常高的生產(chǎn)率的工廠。目標(biāo)是設(shè)計(jì)和運(yùn)行一個(gè)能夠以高生產(chǎn)率的方式生產(chǎn) 100%合格產(chǎn)品的工廠。 一個(gè)采用先 進(jìn)技術(shù)的、競(jìng)爭(zhēng)的世界正在促使制造業(yè)開始做更多的工作，使其本身采用先進(jìn)的技術(shù)。為了適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)，一個(gè)公司會(huì)滿足一些在某種程度上相互矛盾的要求，諸如產(chǎn)品多樣化、提高質(zhì)量、增加生產(chǎn)率、降低價(jià)格。在努力滿足這些要求 的過(guò)程中，公司需要一個(gè)采用先進(jìn)技術(shù)的工具，一個(gè)能夠?qū)︻櫩偷男枨笞龀隹焖俜磻?yīng)，而且從制造資源中獲得最大收益的工具。 計(jì)算機(jī)就是這個(gè)工具。成為一個(gè)具有“非常高的質(zhì)量、非常高的生產(chǎn)率”的工廠，需要對(duì)一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行集成。這只有通過(guò)采用計(jì)算機(jī)對(duì)制造業(yè)的所有組成部分 — 設(shè)計(jì)、加工、裝配、質(zhì)量保證、管理和材料裝卸及輸 送進(jìn)行集成才能夠完成。