第一篇：《听话的机器人——让机器人左转、右转、走正多边形

《听话的机器人——让机器人左转、右转、走正多边形》教学设计

中卫市第六小学

陈菊香

一、案例背景信息

1、学科：小学信息技术

2、年级：小学六年级（下）

3、教学内容：第2节 听话的机器人——让机器人左转、右转、走正多边形

4、所用教材版本：宁夏教育厅教研室编著 电子工业出版社

二、教学设计

（一）学生分析：本课教学内容是在六年级上册教材学习的基础上进行拓展，在LOGO语言已经进行了基本的语句学习，可以使用命令进行简单图形的绘制操作，现在只是更换了一种操作窗口和环境下，让学生迁移学习的LOGO语言知识，运用到新的窗口环境下，感受新系统的特点。

（二）教学内容分析： LOGO语言下传过程名这一操作是在后期的学习中经常用到，必须掌握的内容，而仿真窗口的使用还需要一定的时间让学生来熟悉，逐步的掌握。

教学重难点：理解操作机器人的方式，感受计算机语言的特点。

（三）教学目标：

1、教会学生学编写让机器人左转和右转的LOGO语言命令，并且会使用LOGO语言中的重复命令，让机器人走出各种各样的正多边形路线。

2、培养学生对机器人的兴趣，以致产生对科学的浓厚兴趣。

（四）教学方法：根据本课内容和学生的知识基础，主要采用

1、创设情境法

在课堂上通过有目的地引入生动的场景，引起学生的情感体验，帮助他们更好地理解教材。

2、讲解演示法

根据信息技术学科操作性强的特点，教师要边讲边操作，使学生边听边动手。

3、任务驱动法

通过为学生设置具体任务，让学生在完成任务的过程中进行自主探究、合作学习。

（五）教学准备：通用机器人程序、幻灯片、Flash动画。

三、教学过程：

一、、创设情景，导入新课：

1、创设情景：请学生欣赏《兔子舞》flash动画，请说说这首歌的歌词中出现最多的英文单词是什么？（left right repeat）

2、请说出这三个英文单词的意思。

3、播放《机器人跳舞》视频，认真观察说说它们都做了哪些精彩的表演。

4、导入新课，板书课题。

师：这些机器人表演如此精彩，今天就让我们用 left right repeat这三个单词来指挥我们的机器人，让它们也成为《听话的机器人》。

二、探究操作：

（一）编写LOGO语言命令，让机器人左转和右转

1、复习“前进”、“后退”指令。

让学生用LOGO语言命令指挥我做出前进或后退动作。

板书：前进

FD

100（步数）

后退

BK

100（步数）

2、学习新的指令，左转

LT

右转

RT。

通过“left right ”两个英文单词来学习新指令“左转”和“右转”。板书：左转

LT 90（度数）

右转

RT

90（度数）

3、幻灯出示指令，让学生说出机器人的运动路线。FD 100

LT 90

BK 100

RT 90

FD 100

4、小练习：编写LOGO语言命令。

让机器人后退100步，右转45度，前进100步，左转45度，前进100步，左转90度，前进100步。

（1）学生独立编写指令。（2）集体订正。

5、根据以上自己编写的指令，在“LOGO语言下传过程名”输入命令中进行如下操作。

第1步：打开“通用机器人LOGO语言”窗口。

第2步：单击“LOGO语言下传过程名”。第3步：在“LOGO语言下传过程名”输入命令。

第4步：单击“确定”按钮，在弹出的仿真窗口中单击“试运行”按钮，让机器人运行。

第5步：单击“停止”按钮，然后单击“关闭”按钮，关闭仿真窗口。

6、演示学生作品，观察运动路线。

（二）让机器人走正多边形的路线

师：刚才我们运用“前进、后退、左转、右转”让机器人动了起来，哪么我们有办法让机器人走规定的路线吗？下面我们就让我们的机器人走出各种各样的正多边形路线。

1、教师讲解走正三边形的转角问题和重复命令。

（1）出示正三角形，用小汽车演示运动路线，讲解转角问题。（2）让学生根据小汽车的运动路线，编写命令。

FD 100 LT 120 FD 100

LT 120 FD 100

LT

120（3）用repeat 来编写重复命令。REPEAT 3 [FD 100 LT 120]

2、说说机器人如何走正四边形？

（1）请一名同学扮演机器人，其它同学来发布命令指挥他运动。（2）根据同学所走路线，编写命令。REPEAT 4 [FD 100 RT 90]（强调：当边数发生变化时，转角的度数也发生变化。）

3、讲解转角问题。

根据数学知识推导，小结出：转角的度数=360度/边数

4、操作验证，看看机器人执行LOGO语言命令后会怎样运行。（1）独立完成以下操作任务。第1步：打开“通用机器人”窗口 第2步：单击“下传过程名”对话框 第3步：在对话框中输入命令

REPEAT

3[FD 100 RT 120]或

REPEAT 4[FD 100 RT 90]

第4步：单击对话框中的“确定”按钮，在弹出的仿真窗口中单击“试运行”按钮，让机器人运行。

第5步：单击“停止”按钮，然后单击“关闭”按钮，关闭仿真窗口。（2）请生演示操作，大家评价。

5、小练习：放手学生使用重复命令，让机器人左转走一个长度为120步的正五边形的图形。

（三）拓展练习

在“LOGO语言下传过程名”输入REPEAT 36[FD 5 LT 10]命令，并说出机器人走出的路线近似于什么。

三、布置作业。

运用今天所学到的LOGO语言命令让机器人走正多边形。

四、总结。

1、小结本节课主要学习内容，完善课题。

2、播放视频，让学生知道只有我们想不到的，没有机器人做不到的。在机器人的世界里有很多的奥妙还等着我们去探索，愿我们大家努力学习，将来都能成为操作机器人的高手。

四、教学反思：

信息技术是一门实践性很强的学科，只有通过多次上机实践，才能熟练掌握知识，更灵活地应用计算机，为以后的生活和学习服务。因此教师一定要调动起学生的积极性和创新意识，让学生在一定的理论基础上善于动手实践，在反复实践过程中掌握知识、提高能力、形成技能。本节课我在整个教学环节的设计上尽量合理地利用课程资源，给学生更直观的感受，以提出问题、讨论问题、解决问题、付诸实践的思路贯穿课堂始终，同时改变学生学习方式，学习由被动接受变为愉快的学习。体现在：①自主学习，教师没有把教学任务一一讲解，而是让学生自主完成任务。②创造学习，温故知新，巩固所学的知识，贴近生活，利于解决生活中的实际问题。通过这节课，我还发现了自己在教学中存在的各种问题：如上课时的声音过于平淡，没有轻重、缓和，声调平淡，没有通过声音的变化吸引学生的注意力，致使有些学生上课感觉无趣，进而不认真听讲；还有我课堂上讲的有点多，信息技术学科的特点是让学生通过自主探索掌学习软件的操作，在这个课堂上，教师者应该是一个完全的引导者，让学生自己发现，自己表述，进而通过学生的演示、表述让更多的学生掌握操作的步骤与过程。在今后的教学中多学习，用先进的教育思想指导我们的工作，不断地向老教师学习，多听他们的课，多模仿他们的课，在模仿的过程中，提高自己的教学水平。当然，我们不能一直是一个模仿者，当我们的教学水平达到一定的高度，再着手形成自己的教学风格。

第二篇：《让机器人走正多边形路线》教学设计

第2节《听话的机器人》

第二课时

《让机器人走正多边形路线》教学设计

一、教材分析：

本课是教材第2节第4课中的内容。首先，依据教材，考虑学生年龄特点，我将教材中一课时的内容分解成两课时进行讲授，第一课时侧重讲授“转向”模块的使用方法；第二课时，侧重“转向”模块的应用，最后，让学生举一反三，灵活运用学过的知识，让机器人画出比较复杂的图形。这样做的目的主要有以下考虑：

新课标中，三维目标的“过程与方法”中指出：要培养学生解决学习和生活中实际问题的能力，具体要求是能从日常生活、学习中发现或归纳需要利用信息技术解决问题的能力。第二，帮助学生设计恰当的学习任务和形成有效的学习方式；帮助学生发现他们所 学知识的社会价值；帮助学生营造和维持学习的过程中的积极的心理氛围。第三，本课教学在建构主义教学理论指导下，使用任务驱动的方法，教师在教学过程中通过“帮助”和“引导”发挥作用，激发学生学习动机，重在教会学生学会学习方法，达成多方面的教学目标。最后，考虑学习者的学习特点，按照建构主义学习理论思想，在学生已经具备了编写机器人程序的基础上，让学生运用已有的数学知识，结合机器人课上所讲授的新知识，控制机器人完成新的任务。

二、教学思路：

机器人绘图这节课是以学生的研究活动为主体，以研究机器人绘图为主线，在课上设计3个研究任务。

1、复习引入（画正方形）。让学生回忆机器人编写程序中的两种结构。顺序结构和循环结构。知道机器人绘图要根据图形的特点。例如：正方形4条边相等、4个角都是直角。

2、画正三角形。在画正方形的基础上，学习画正三角形。根据三角形的特点3条边相等，3个角相等都是60度来编程。机器人转向的角度是难点，采用课件展示的方式让学生理解机器人转向的角度是120度不是60度。为了减低难道可以把120度看成90度加30度，这样让学生更容易的编写程序。

3、机器人画正六边形。出示课件，引导学生通过表格的分析正六边形、正八边形角度转向，引导学生体会正多边形转向角度和边数的关系。让学生自己选择是画正六边形还是正八边形。最后让学生画正多边形的图形。为总结画正多边形的规律做准备。

4、通过机器人绘图让学生总结出画正多边形的规律。机器人循环的次数和正多边形的边数相同，机器人转向的角度等于360度除以正多边形的边数。

本课，在任务1教学环节中，教师引导学生复习回忆画正方形的知识，引导学生体会画正方形要根据正方形的特点来设置程序模块的参数。在任务2教学环节中，培养学生的知识迁移能力，引导学生利用已有的经验和方法自己进行上机尝试画正三角形。通过画正三角、正六边形、正八边形到自己设计一个喜欢的正多边形的设计，给学生留有一些空间，充分发挥其自主性，让学生自己去探究，让不同层次的学生都能体验成功的快乐。让学生体会运用两种程序结构的优势。最后，和同学们一起进行归纳总结并找出规律来。从中让学生体会在编程控制机器人的过程中运用到了数学知识。各个学科的知识之间都存在某种联系，我们要注意知识的积累开阔视野，这样才能增强我们的解决实际问题的能力。

三、教学目标：

知识与技能：

1、了解能力风暴VJC1.5仿真系统及其运行环境。

2、学会用直行、转向两个模块编写程序。过程与方法：使学生在动手操作的过程中理解直行、转向模块的功能和使用方法，学会根据需要设置模块中的参数，学会如何在机器人仿真系统上实施机器人任务。

情感态度和价值观：1.培养学生自主学习和动手实践的能力，鼓励学生创新。

2、激发学生对机器人进一步探究的兴趣。

教学重点：会用“直行”和“转向”模块编写程序 教学难点：对“直行”和“转向”模块中参数的理解与应用

四、教学过程：

环节1：复习任务－画正方形 先出示课件，课件展示一个正方形。教师问学生：上节课我们学习了让机器人画正方形？谁来说一说你是怎么让机器人画正方形的？ 学生回答问题。别的同学说一说你是怎么画的。那么你们为什么要设计让机器人转向4次转向90度呢？ 因为正方形的特点是四条边相等、四个角都是直角。

在同学2～3人说的时候展示正方形的特点。四条边相等、四个角都是直角。你们说的特别的好，画图的时候要根据图形的特点来画。为了简化程序还可以使用循环模块来帮助我们提高效率。这节课我们来让机器人走更多的图形。板书课题机器人绘图。

环节2：新授任务－画三角形 课件展示出示正三角形，同学们你们认识这个图形吗？是正三角形，你们说一说正三角形有什么特点？板书正三角形 课件展示正三角形的特点。三条边一样长，三个角相等，都是60度。谁能来说一说你的编程思路是什么？ 如果学生说不出来，询问学生我们都要使用哪些模块。教师询问学生机器人转向的角度是多少呢？ 如果学生回答正确那就追问为什么是120度而不是60度呢？学生无法回答的时候用课件展示，正三角形的内角、外角。机器人转向的角度是1号角还是2号角。

现在都没有疑问了，请同学们来自己尝试着画正三角形吧，学生们绘画，教师巡视指导。当学生完成后，让同学到前面来给大家展示。你们谁成功了，谁愿意到前面给大家演示一下你的编程过程。当同学们演示的时候，教师强调。我们来听一听他们都是怎么设计的？如果你设计的和他设计的不同，等他讲完后，你来补充好吗？让学生来描述他们的编程过程。当学生说完自己的程序设计后，追问你为什么这么设计？

环节3：新授任务－画六边形、八边形 教师说同学们已经会用机器人绘制三角形和正方形了。出示一个正六边形，它的特点是什么？ 你们能试着画一个正六边形吗？如果不能，你能不能告诉老师你在哪里有疑问。然后问学生让机器人绘制六边形转向的角度是多少。出示下面的表格，然后问学生根据下面的表格你能知道画正六边形机器人转向的角度是多少吗？ 图形名称 边数 转向的角度 正三角形 3 360÷3＝120 度 正方形 4 360÷4＝90度 正六边形 6 360÷（）＝度 正八边形

让学生回答补充完整表格里面的内容。那么请同学们来让机器人画一画正六边形或者正八边形吧。学生绘画，教师巡视。完成后教师找学生来说一说他们的编程思路。同学们都使用哪些程序结构？为什么你们在画正八边形的时候不使用顺序结构。因为正多边形的边数越多，使用顺序结构就越繁琐。我们使用循环结构可以提高编程的效率。

教师说同学们完成的非常的好，那么下面老师让你自己设计一个你喜欢的正多边形然后让机器人绘制出来可以吗？学生绘制，教师找学生来说明设计过程。教师填写完整表格。

环节4：拓展任务－总结规律 我们这节课学习了画正三角形、正六边形等等图形。谁能来说一说机器人画正多边形的时候，你都发现了哪些规律？机器人循环的次数和什么有关？机器人转向的角度和什么有关？机器人循环的次数和正多边形的边数相同，机器人转向的角度等于360度除以正多边形的边数。板书：循环次数＝正多边形的边数 转向角度＝360÷边数

环节5：总结 通过今天的学习，你都有哪些收获。会画正多边形、会使用循环模块。我们学习的过程中运用了数学知识。在我们学习的学科当中都是互相联系的，学习某些知识的时候往往都需要用到很多其他学科的知识。只有平常的积累知识，开阔眼界才能加强我们解决问题的能力。

五、板书设计

《让机器人走正多边形路线》

正三角形 3条边 3个角 相等 都是60度

循环次数＝正多边形的边数 相等 转向角度＝360÷边数

六、教学反思：

课前，我依据教材分析了这节课的教学内容特点，采用复习导入、利用旧有知识进行迁移。在教师的指导下，学生自主学习。让学生在研究活动中充分动脑动手，教师给予恰当的启发和引导，完成本节课的教学目标。我以研究机器人绘图为本课的主线，共设计了3个研究任务 通过教学实践，我认为自己的教学设计基本上是成功的，是符合学生实际的。通过实施让机器人画正方形、正三角形、正六边形、正八边形、正多边形等等不同层次的任务，较好地突破了教学中的重点、难点，完成了对学生在知识、能力和情感等方面的培养。本节课突出的特色有以下几点：

1、本节课在机器人画图的编程过程中，应用了学生已有的数学知识，并且进一步将正 方形、正三角形、正六边形、正八边形、正多边形特点与利用相应模块编写程序的 方法结合起来，领会学以致用的道理。学生在学习过程中可以运用这个规律来编写程序，控制机器人走出正多边形，在此过程中，有效地提高学生的逻辑思维和分析问题的能力，形象直观地体味编程的乐趣。机器人既是教学对象，又是教学工具，为信息技术课带来了新的生机。

2、将智能机器人引入程序设计教学，避免了以前编程的枯燥、乏味性，从而使学生在体味编程乐趣的同时，还给了他们发挥创造的空间。计算机语言的学习与机器人教学的结合，创设了一个情景化的、高智能的计算机教学环境，充分发挥现代化教学的优势，延伸了学生对计算机语言的学习范围。

3、在机器人教学中力求以学生的思维发展为主导，讲求创新，在教学活动中给学生以充分的自主思考空间，鼓励他们在完成任务的过程中产生新的思路和想法，并帮助他们找到解决各种问题的方法，有助于提高学生的学习积极性和主动性，培养学生的思维能力和创新能力。

4、实践证明，在小学信息技术课上开设智能机器人是培养学生创造能力的重要途径。创新能力的养成需要一定的想象能力和创新意识，我们教师应以启迪智慧，开发创造力，使学生获得精神愉快为前提，不仅是教学的“严师”，而是拓展学生心灵和智慧的“人师”。改进之处： 在教学的环节设计上有些细节处理还不是很好，教师的小结提升不够高。由于本节课中学生动手实践的环节和数学知识联系紧密，因此在数学知识的谨严性还应进一步准确。

第三篇：《机器人走迷宫》参考教案

第15课 机器人走迷宫

【教学目标】 1．知识与技能

学习红外传感器，完成机器人走迷宫； 理解机器人走迷宫的策；

学会编写机器人迷宫程序流程图； 掌握子程序及复杂程序的编写。2．过程与方法

通过视频播放机器人走迷宫，激发学生兴趣； 通过教师讲解左右手走，培养学生的编程思维； 通过让学生自己动手编程、调试，体会成功的乐趣。3．情感态度与价值观

通过制作走迷宫的机器人，培养学生的想象力和创造力； 培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。【教材分析】

机器人走迷宫是本节课在经过几节实验课后，在掌握了相关知识后的一项大的、传统的，并具有一定任务难度的活动课，它要求我们的同学能够综合运用前面所学的各种传感器，加上自己的创造、创新，去分析、解释任务，搭建机器人，理解机器人走迷宫的策，写出详细的流程图，并通过运行机器人来检验其正确性，通过反复调试最终完成学习任务。同时，走迷宫也是一项比较有趣的活动，可以有效地考验学生的记忆和判断能力。

在前面的课程中，我们学习了红外传感器的使用，了解了红外传感器在实际中的某些应用，本节课我们继续使用红外传感器，通过动手搭建迷宫机器人，理解机器人走迷宫的策，学习子程序及复杂程序的编写。任务驱动、自主探究、分组协作。【教学重点】

1．理解机器人走迷宫的策；

2．学会如何编写机器人走迷宫的流程图。

/ 3

【教学难点】

1．机器人行走方向的判断； 2．掌握子程序及复杂程序的编写； 3．红外传感器在实际生活中的多元运用。【教学过程】

一、创设情景，导入新课 教师活动

1．设置情景：欣赏走迷宫的机器人视频；

2．引入课题：引导学生分析机器人走迷宫的原理，观察走迷宫机器人中运用到的知识，引出本堂课的任务。学生活动

欣赏视频，所学知识的整理和回顾，明确学习目标。二。展现课标，引入任务 教师活动

实例讲解机器人走迷宫的原理：如果一个人在漆黑的迷宫场地中寻找出口，怎么才能走出迷宫呢？一般地，人会通过手的触摸来寻找行走路线，沿迷宫的围墙的某一侧行走可以使机器人走遍迷宫的每个地方，这是走迷宫的一般方法。由于场地漆黑，根据两手获得的墙壁触摸信息可以做出判断，我们称沿左侧行走的方法为左手走，称沿右侧行走的方法为右手走。让机器人假设按左手法则行走，用左手去摸索左侧的墙壁，以确定前进的方向，同时右手伸向前方，避免在前进的过程中撞到前方拐弯处的墙上。学生活动

揭过观察和教师的讲解，了解机器人走迷宫的原理。

三、自立学习，任务探究 教师活动

1．布置学习任务一（走迷宫策——左右手走）

阅读教材，根据教师所讲解的内容以及自主理解，强化对左右手走的理解。2．指导学生以小组为单位，进行探究式协作学习，完成括建走迷宫机器人，鼓励完成快的同学当小组长，辅导制作有困难的学生。

/ 3

3．布置学习任务二（走迷宫程序的设计及子程序的弓队）

通过分析“走迷宫机器人”的程序以及观察流程图，小组讨论出程序设计的意图，并独立完成程序的再设计。

对“子程序”概念的归纳及讲解，为学生整理一下编程思路。学生活动

1．结合教材完成任务一。在练习过程中，完成快的同学辅导制作有困难的同学； 2结合教材完成任务二。在实践过程中，收集出各组制作机器人时出现的问题，协作探究，找到解决问题的方法，让学生在活动中，分享学习的快乐。教师活动

1．引导和激励各组的探索学习，让学生通过观察、比较、探究、合作等一系列学习活动，熟练掌握左右手定则的判断方法，正确运用到实际编程中； 2引导学生归纳总结所学编程知识，通过于程序的学习，引导学生合理编程、简化编程。学生活动

动手实践，遇到问题，小组内解决。

四、学习评价、归纳总结 教师活动

1．利用教学平台展示学生的作品，学生进行自评和他评；通过归纳总结，让学生进一步强化本节课所学的知识内容；

2．启发引导学生完成教材“博奕舞台”中的任务；

3．提示学生将本节课的学习成果及学习感受记录到“成长基石”中。学生活动

1．欣赏作品，自评、他评； 2．完成“博奕舞台”中的任务； 3．记录学习成果及学习感受。

/ 3

第四篇：机器人

机器人技术的发展概述

课程:

电气专业前沿课程 指导老师： 刘华山 班级： 电子0701 学号： 070901013 姓名： 何忠伟

摘要：本文通过简单介绍机器人的诞生、发展过程以及未来发展趋势，讨论了机器人及其技术发展的情况，并进一步说明了机器人与现代科学技术革命有着密切的关系，符合科技革命关于生产实践需要的理论。机器人作为一种高技术，是不断发展和完善的，这种不断的发展和完善是通过技术革命的内在推动力来实现的。同时，机器人的发展和广泛应用，极大地推动着科学技术的发展和人类社会的进步。．

关键词：机器人；发展历史；运动控制；关键技术；发展趋势 Abstract: This paper simply introduced the robot of the birth and development process and the future development trends, and discuss the robot and technical development, and further shows the robot and modern science and technology revolution have close relations, accord with the revolution of science and technology of the theory about the production practice need.Robot as a high technology, is developing and perfect, the constant development and improvement of the internal driving force through technology revolution to realize.At the same time, the development of the robot and the widespread application, greatly promote the development of science and technology and the progress of human society.Keywords: robots；development history；motion control；key technology；development trend 引言

机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。有些人认为，最高级的机器人要做的和人一模一样，其实非也。实际上，机器人是利用机械传动、现代微电子技术组合而成的一种能模仿人某种技能的机械电子设备，他是在电子、机械及信息技术的基础上发展而来的。然而，机器人的样子不一定必须像人，只要能独立完成一些人类的技能或有一定危险性的工作，就属于机器人大家族的成员。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。发展历史

2．1早期机器人的出现

机器人，英语为ROBOT，意思是一种干脏活的人形机器。它体现了人类长期以来的一种愿望，即创造一种像人一样的智能机器，以便能够代替人去进行各种各样的工作。机器人虽然是一个新造词，但关于机器人这一思想的渊源，却可以追溯到遥远的古代。早在我国西周时期，就有能工巧匠侣师制作了一个歌舞“机器人”献给周穆王；公元前3世纪，古希腊发明家戴达罗斯用青铜为可里特岛国王迈诺斯塑造了一个守卫宝岛的青铜卫士塔罗斯；我国东汉时期，张衡发明了用于军事的指南车，可以说它是最早的移动机器人雏形。

随着科技的发展，18世纪出现了以蒸汽机发明为标志的第一次技术革命，这引起了古代机器人技术的进步。1893年More制造了“蒸汽人”，它的腰由杆件支撑，靠蒸汽驱动双腿沿圆周运动。以上这些自动玩具或自动作业机的出现均是以当时的科学和技术为基础。用现代的眼光来看，它们的功能是单一的，实现方法是落后的，但它们却代表了当时的最高科技水平。

2．2现代机器人的产生

20世纪，人类取得了辉煌的成就，从量子力学、相对论的创立，原子能的应用，脱氧核糖核酸双螺旋结构的发现，到信息技术的腾飞，人类基因工作草图的绘就，世界科学发生了深刻的变革。信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术、海洋技术、航空航天技术等都取得了重大突破。此时，科学技术化，技术科学化，科学技术密不可分，出现了人类历史上第一次科学与技术的综合性革命――现代科技革命。

现代机器人是电子工程学、机械学、控制论与控制工程学、计算机科学与工程、人类学、社会学、人工智能、生物学等多学科的集成，所以它是多学科科技革命的必然结果。

当时电子计算机已经出现，电子技术也有了长足的发展，产业领域出现了受计算机控制的可编程的数控机床，与机器人相关的控制技术和零部件加工有了扎实的基础。另一方面，人类需要开发自动机械，代替人去从事一些恶劣环境下的工作，比如在原子能的研究过程中，由于存在大量放射性，要求用某种操作机械代替人来处理放射性物质。正是在这一背景下，美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了一种遥控机械手代替人，1948年又开发了主从机械手。1954年美国人乔治?德沃尔设计出了第一台可编程(示教再现型)的工业机器人，在此基础上，创建了Un5m此on公司，并于1962年生产出来，取名为Unimate。此机器人在美国通用汽车公司(CM)投入使用，这标志着第一代机器人的诞生。从此，机器人开始成为社会系统中的一员，影响着社会的发展、科技的进步。机器人的发展进程

从20世纪60年代初，美国生产出最初的工业机器人，到20世纪80年代初，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。到了20世纪90年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。现将按工业机器人、特种机器人两条技术发展路线分述机器人的发展进程。

3．1工业机器人的发展进程

1)机器人操作机。通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用，机器人操作机已实现了优化设计。以德国KUKA公司为代表的机器人公司，已将机器人并联平行四边形结构改为开链结构，拓展了机器人的工作范围，加之轻质铝合金材料的应用，大大提高了机器人的性能。此外采用先进的RV减速器及交流伺服电机，使机器人操作机几乎成为免维护系统。

2)并联机器人。利用机器人技术，采用并联机构，实现高精度测量及加工，这是工业机器人技术向数控技术的拓展，为将来实现机器人和数控技术一体化奠定了基础。意大利COMAU公司，日本FANUC等公司已开发出了此类产品。我国的燕山大学、哈尔滨工业大学等也研制出了此类产品。

3)机器人控制系统。由于控制理论、控制技术和计算机技术的发展，机器人控制系统的性能进一步提。高，已由过去控制标准的6轴机器人发展到现在能够控制21轴甚至27轴，并且实现了软件伺服和全数字控制，出现了基于学习或进化方式的控制方法。人机界面更加友好，基于图形操作的界面也已问世。编程方式仍以示教编程为主，但在某些领域的离线编程已实现实用化。

4)机器人传感系统。微电子技术和新材料的发展，推动了传感技术的进步。激光传感器、视觉传感器、力传感器、触觉传感器在机器人系统中已得到成功应用，并实现了焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等，大大提高了工业机器人的作业性能和对环境的适应性。日本KAwASAKI、YASKAwA、rANuc和瑞典ABB、德国KuKA、REIs等公司皆推出了此类产品。

5)网络化机器人群体。互联网的出现，使机器人由过去的独立应用向网络化应用迈进了一大步。日本YJASKAwA和德国KUKA公司的最新机器人控制器已实现了与CaId)us、PID5Lus总线及一些网络的联接，出现了网络化工业机器人群体，使机器人由过去的专用设备向标准化设备发展。

6)机器人可靠性。由于微电子技术的快速发展和大规模集成电路的应用，使机器人系统的可靠性有了很大提高。过去机器人系统的可靠性MTBF一般为几千小时，而现在已达到5万小时，几乎可以满足任何场合的需求。

3．2特种机器人的发展进程

随着人类的活动领域不断扩大，机器人应用也从制造领域向非制造领域迅速发展。像海洋开发、宇宙探测、采掘、建筑、医疗、农林业、服务、娱乐等行业都提出了自动化和机器人化的要求。这些行业与制造业相比，其主要特点是工作环境的非结构化和不确定性，因而对机器人的要求更高，需要机器人具有行走功能，对外感知能力以及局部的自主规划能力等，是机器人技术的一个重要发展方向。

1)水下机器人。美国的AUSS、俄罗斯的MT―88、法国的EPAVLARD、中国的“探索者”和CR―01A等水下机器人已用于海洋石油开采，海底勘查、救捞作业、管道敷设和检查、电缆敷设和维护以及大坝检查等方面，形成了有缆水下机器人(RoV)和无缆水下机器人(AUV)两大类。

2)空间机器人。空间机器人是先进机器人的重要研究领域，引起了各国的高度重视。目前美、俄、加拿大等国已研制出各种空间机器人。最早的太空机器人出现在20世纪70年代，前苏联的月球―17探测器把世界上第一台月球巡视机器人――月球车―1带到了月球。后来，月球―21探测器把实用型月球车―2带到月球，此车重840kg，车上安装有电视摄像机和多种环境科学测量仪器，它在月球上工作了4个多月，行程37km，把大量的月球照片和测量结果发送回地球。再如美国NASA的空间机器人幼Mor，它是一辆自主移动车，重量为U．5kg，有6个车轮，它在火星上的成功应用，引起了全球的广泛关注。

3)核工业用机器人。国外的研究主要集中在机构灵巧，动作准确可靠、反应快、重量轻、刚度好、便于装卸与维修的高性能伺服手以及半自主和自主移动机器人。已完成的典型系统，如美国oRML基于机器人的放射性储罐清理系统、反应堆用双臂操作器，加拿大研制成功的辐射监测与故障诊断系统，德国的C7灵巧手等。

4)地下机器人。地下机器人主要包括采掘机器人和地下管道检修机器人两大类。主要研究内容为：机械结构、行走系统、传感器及定位系统、控制系统、通信及遥控技术。目前日、美、德、中等国家已研制出了地下管道和石油、天然气等大型管道检修用的机器人，各种采掘机器人及自动化系统正在研制中。

5)医用机器人。医用机器人的主要研究内容包括：医疗外科手术的规划与仿真、机器人辅助外科手术、最小损伤外科、临场感外科手术等。美国已开展临场感外科(Telepresence SurgeIy)的研究，用于战场模拟、手术培训、解剖教学等。法、英、意、德等国家联合开展了图像引导型矫形外科(Telemahcs)计划、袖珍机器人(Biomed)计划以及用于外科手术的机电手术工具等项目的研究，并已取得一些卓有成效的成果。我国的北京航空航天大学和海军总医院研制出脑外科手术机器人，并成功地应用在临床上。

6)建筑机器人。日本已研制出20多种建筑机器人。如高层建筑抹灰机器人、预制件安装机器人、室内装修机器人、地面抛光机器人、擦玻璃机器人等，并已实际应用。美国卡内基梅隆大学、麻省理工学院等都在进行管道挖掘和埋没机器人、内墙安装机器人等型号的研制，并开展了传感器、移动技术和系统自动化施工方法等基础研究。中、英、德、法等国也在开展这方面的研究。

7)军用机器人。美、英、法、德等国已研制出第二代军用智能机器人。其特点是采用自主控制方式，能完成侦察、作战和后勤支援等任务，在战场上具有看、嗅和触模能力，能够自动跟踪地形和选择道路，并且具有自动搜索、识别和消灭敌方目标的功能。如美国的Navldb自主导航车、路V半自主地面战车，法国的自主式快速运动侦察车(DARDS)，德国MV4爆炸物处理机器人等。目前美国oRNL正在研制和开发Abrams坦克、爱国者导弹装电池用机器人等各种用途的军用机器人。

8)微型机器人。微型机器人的研究始于20世纪80年代。微电子技术的发展，使得成千上万的电子元件在很小的空间内集成已经成为现实。受其影响，人们开始没想将微型传感器、微处理器、微型执行机构等器件在极小的空间内进行集成，组成微型机电系统(MEMS)或微型机器人。这样的机器人，在生物血管疾病诊断和治疗，高级仪器设备的检修清洗等许多领域中有重要应用。目前，美国已经研制出昆虫大小的飞行机器人，它具有与真实昆虫一样的大小和外表，能够遥控飞行，主要用于战争现场的近距离侦察和目标攻击；日本研制出直径只有几个毫米的机器人，用于进人人体肠道进行疾病诊断。我国的上海交通大学等单位也研制出了微型管道机器人，用于设备检测。

另外，仿人形机器人在人工智能技术和微计算机技术的指导下，已具备了对话能力、运动能力和自主完成某些特定任务的能力；在市场需求的牵引下，农业机器人、地下机器人等也已进入实用化研究阶段。

3．3 科学技术与机器人技术的相互作用

从机器人的发展进程可以看出，随着计算机技术、人工智能技术、信息技术等的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，机器人的视觉、触觉、自主控制等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。20世纪80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。将机器人的单元技术渗透到社会的各个领域形成了各式各样的新机器――机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合产生了“软件机器人”、“网络机器人”；与纳米技术、分子生物学的交叉和融合又产生了“纳米机器人”；今后也许与克隆技术的结合将会产生“克隆机器人”问。这说明了机器人所具有的创新活力，也说明了客观世界是一个相互作用，相互联系的统一世界。任何一门学科都是对客观世界某一方面或某种运动形式的本质和规律的正确反映，客观世界普遍联系的特征也必然会在各门学科的思想、理论体系中反映出来，同时也决定了各门学科之间的相互联系、相互依赖和相互作用的关系，决定了它们是一个有机联系的科学整体。机器人融合了计算机、信息、自动控制、机械、仿生等技术，从而使机器人技术的发展与其它学科的技术发展极为密切。纵观机器人的发展史，我们可以发现机器人是随着其它学科的兴旺发达而呈现出勃勃生机的。相关学科理论与技术的进步推动机器人技术的发展，而机器人技术的进步又将刺激与推动各相关学科理论与技术的不断发展。机器人与其它学科的关系不仅仅是索取，它们是相互促进，共同发展的伙伴。如微电子技术、计算机技术等发展的同时，也促进了机器人能力的发展，人工智能的发展，也促进了智能机器人的产生和发展，纳米技术的出现，导致了纳米机器人的诞生，同时机器人的发展反过来又在促进着生物科学、海洋科学、空间科学、人工智能等的发展，为它们提供必不可少的研究手段、研究载体，提高它们的研究效率和研究水平，缩短它们的研究周期。机器人的发展也给计算机技术、信息技术、自动控制、机械等提出了更高的要求，为它们提出了新的研究课题，促进着它们的进步和发展。机器人的未来

当今机器人技术的发展趋势主要有两个突出的特点：一是在横向上，机器人的应用领域不断扩大，机器人的种类日趋增多；一是在纵向上，机器人的性能不断提高，并逐步向智能化方向发展。21世纪，机器人技术将继续是科学与技术发展的热点。机器人技术的进一步发展必将对社会经济和生产力的发展产生更加深远的影响。在未来的100年中，科学与技术的发展将会使机器人技术提高到一个更高的水平。机器人将成为人类的伙伴，更加广泛地参与人类的生产活动和社会生活。

4．1机器人未来技术研究

目前，国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研究，并朝着智能化和多样化方向发展。未来机器人技术的主要研究内容集中在以下几个方面：

1)工业机器人操作机结构的优化设计技术。探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载／自重比，同时机构向着模块化、可重构方向发展。

2)机器人控制技术。重点研究开放式，模块化控制系统，人机界面更加友好，语言、图形编程界面正在研制之中。机器人控制器的标准化和网络化以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。

3)多传感系统。为进一步提高机器人的智能和适应性，多种传感器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传感器融合算法，特别是在非线性及非乎稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。

4)机器人遥控及监控技术，机器人半自主和自主技术。多机器人和操作者之间的协调控制，通过网络建立大范围内的机器人遥控系统，在有时延的情况下，建立预先显示进行遥控等。

5)虚拟机器人技术。基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感应技术，实现机器人的虚拟遥控操作和人机交互。

6)多智能体控制技术。这是目前机器人研究的一个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理，感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。

7)微型和微小机器人技术。这是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向。过去的研究在该领域几乎是空白，因此该领域研究的进展将会引起机器人技术的一场革命，并且对社会进步和人类活动的各个方面产生不可估量的影响，微型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。

8)软机器人技术。主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。传统机器人设计末考虑与人紧密共处，因此其结构材料多为金属或硬性材料，软机器人技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的，机器人对人是友好的。

9)仿人和仿生技术。这是机器人技术发展的最高境界，目前仅在某些方面进行一些基础研究。

4．2决定机器人未来发展的因素

人类生产活动的需要是生产作业机器人技术发展的基本动力，社会的科学技术水平是机器人技术的基础。

目前，机器人技术的发展尚存在许多待解决的瓶颈问题。从仿生学角度看，现代机器人的驱动系统还是相当笨重的，虽然人们曾经努力创造了数种用于机器人的驱动系统，但是现在还没有任何驱动系统能与人的肌肉相媲美；需要研究体积小、重量轻、出力大、灵敏度高的新型驱动系统，用于取代现在使用的笨重的驱动系统；对于移动机器人来说，还需要解决可携带能源问题，研究新型高效能源。现在使用的蓄电池的体积和重量，相对其蓄电容量来讲，显得太大、太重；计算机的信息传输与处理速度还不够快，还不能满足机器人实时感知系统的需要；机器人的“思维能力”也将取决于计算机的智能化程度；传感器的微型化和集成化仍然不能满足机器人技术的发展需要；纳米机器人的研究，需要人们对生命过程分子水平生物学原理的每一步都有深刻的认识；水下机器人的研究，要求解决动力定位的控制问题、远距离水下通信和能源问题；为了提高太空机器人的可靠性和灵活性，促进其智能化和微型化，需要研究用灵巧的、可变形的材料来代替电动机等执行机构；机器人的进化研究，需要人们搞情人类社会进化的每一步，研究其机器实现的方法等。

机器人的发展给现代科学技术提出了亟待解决的问题，问题的解决又将极大地推动机器人的进步。在21世纪，科学技术更加发达，机器人种类更加繁多，机器人家族将会越来越兴旺，机器人也将越来越多才多艺，越来越聪明伶俐。同时，机器人将进一步促进人类社会科技的进步和经济的发展。机器人将使世界的明天更加绚丽多彩。参考文献

[1] Craig, John J.Introduction to robotics.北京 机械工业出版社，202_ [2] Basilio Bona and Aldo Curatella.Identification of Industrial Robot Parameters for Advanced Model-Based Controllers Design Proceedings of the 202_ IEEE International Conference on Robotics and Automation.Barcelona, Spain, April 202_ [3] 索罗门采夫.工业机器人图册.北京 机械工业出版社，1993 [4] 周伯英.工业机器人设计.北京 机械工业出版社，1995 [5] 郭洪红 贺继林 田宏宇 席巍.工业机器人技术.西安电子科技大学出版社，202_ [6] 三浦宏文.机电一体化实用手册.科学出版社 OHM社，202_ [7] 陈国联 王建华 夏建生.电子技术.西安交通大学出版社，202_ [8] 沈裕康 严武升 杨庚辰.电机与电器.北京理工大学出版社，202_ [9] 罗建军 朱丹军 顾刚 刘路放.大学C++程序设计教程.北京：高等教育出版社，202_ [10] 罗建军 崔舒宁 杨琦.大学Visual C++程序设计案例教程.北京：高等教育出版社，202_

第五篇：机器人

焊接机器人

在汽车底盘焊接中的应用

职业技术教育学院汽车维修工程教育091班 09520150 郑冬鲁

焊接机器人最适合于多品种高质量生产方式，目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接件均使用了机器人焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、波罗等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件，主要构件采用冲压焊接,板厚平均为1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接头形式为主，焊接质量要求相当高，其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。应用机器人焊接后，大大提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了质量的稳定性和降低劳动强度，改善了劳动环境。

机器人焊接系统的常见应用方式

按照焊接机器人系统在汽车底盘零部件焊接的夹具布局的不同特点，及外部轴等外围设施的不同配置，焊接机器人系统可分为以下几种形式。

滑轨+焊接机器人的工作站

（见图1）两套夹具固定在滑动小车上，由气缸驱动使装有工件的两个夹具轮流进入机器人焊接区焊接，操作人员在另一面上、下料。两个工作站交叉进行，使机器人焊接时间与工件上、下料时间同步，这种方式可以节约变位器旋转时间。双夹具滑轨形式的焊接机器人系统利用两副滑轨轮流为焊接机器人送料，可靠性较高，但对被焊工件的外形尺寸有一定限制，通常焊接工件直径小于0.6m。

在桑塔纳后桥焊接生产线、POLO下摇臂焊接生产线上均有应用实例。

单（双）夹具固定式+焊接机器人工作站

（见图2）该结构形式简单，夹具由变位机进行变位，来实现机器人焊枪不同位置的焊接。系统故障率低，但由于在装卸工件过程中机器人处于等待状态，因而机器人的利用效率一般低于80%，所以在新的焊接线上较少利用。

该系统在帕萨特后桥焊接生产线及桑塔纳前悬挂焊接和生产线有成功应用。

带变位机回转工作台+焊接机器人工作站

（见图3）该形式由两副夹具带变位器和一个转台组成，结构紧凑。两副夹具可以进行不同的焊接程序以实现不同的工艺要求。机器人在其中一副夹具上焊接工件时，操作工可以在另一副夹具上装卸工件，机器人的利用率较高，一般大于90%，是目前最广泛使用的一种形式。

该系统在别克副车架焊接线、赛欧后桥焊接线、帕萨特副车架焊接线均有广泛应用。

搬运机器人+焊接机器人工作站

（见图4）两部机器人之间的配合所体现的主要优点是能适应各种不规则焊缝的焊接。但缺点是由于两部机器人配合的不协调所导致的故障率较高。所以此种形式需合理安排机器人运动形式才能最大程度提高生产效率。

协调运动式外轴+焊接机器人工作站

(见图5)该形式运用较广泛。在实际焊接中环焊缝是常见的一种，而常见的变位器不能适应360°焊接，在这种情况下，协调式外轴与机器人相配合即可轻松实现360°以上环焊缝的焊接。

在帕萨特后桥稳定杆焊接、波罗后桥总成焊接中均采用了该形式。

机器人焊接自动线

目前桑塔纳前悬挂焊接生产线、帕萨特后桥焊接生产线均采用此形式。

焊接机器人柔性系统

随着市场竞争加剧，汽车行业面临品种多、批量少的改型性的新车型需求，要求焊接机器人系统必须高度柔性化。焊接机器人系统的柔性化，即：适应于不同零件的焊接夹具；能短时间内快速调换气、电信号、配管、配线快速改换；控制程序必须能预置和快速转换，最大程度地发挥机器人特点以使一套机器人系统能根据需要焊接多种零件和适应产品多样化和改进的要求。可快速调换夹具的二、四工位焊接机器人系统能体现系统柔性化。

二工位点焊机器人系统

给标准点焊机器人配备了快速交换连接器。通过快速交换连接器，可实现机器人焊钳的快速自动更换，不但可满足复杂产品各个部位的焊点焊接，而且，在更换产品时，只需更换

合适的焊钳就可以了。

柔性的系统控制。该系统的主控系统采用PLC为主控单元，配以远程I/O模块，通过机器人的远程I/O模块，实现对机器人、夹具、夹具工作平台及周边装置的控制。PLC程序采用结构化方式编制，各个子程序分别对应于一个功能，对于不同工件，只需调用或修正不同子程序，不需重新编程。不同产品的焊接内容及夹具气缸的动作关系的设计和操作完成后，可以长时间储存，更换产品时可直接调用。操作控制采用触摸屏，减少了大量复杂的连线，同时可以为不同工件专门设计不同的操作及状态显示界面。

采用机器人外部轴伺服驱动的回转工作平台。该平台除可以承受较大的径向和轴向力外，同时采用机器人外部轴伺服驱动和控制转台，从而使转台有极好的启停特性，并与机器人实现协调运动，可实现多工位焊接。在回转平台上装有远程模块，转台中心留有气路和电路出口专用快速接头和多芯插口，以便使夹具可快速装拆。

这套系统已成功的生产了金杯副车架、后桥及派力奥横梁、摆臂等多种产品，且产品更换方便快捷。

四工位的弧焊机器人系统

该系统有两台KR15弧焊机器人、一个四工位旋转式转台、夹具回转变位装置及清枪器、焊机等周边装置组成。其柔性主要体现在机器人工作范围较大，功能较全。夹具回转变位装置安装法兰上装有远程模块，远程模块预留多芯航空插头，在更换夹具时，可方便地与夹具上的相应接口连接。夹具回转变位装置端部有压缩空气快速接头，可方便快速地与夹具的气路连接，在2～3分钟内便可以实现新夹具与变位器的机械连接。

机器人焊接新技术应用

TCP（tool center point工具中心点）自动校零技术

焊接机器人的工具中心点就是焊枪的中心点，TCP的零位精度直接影响着焊接质量的稳定性。但在实际生产中不可避免会发生焊枪与夹具之间的碰撞等不可预见性因素导致TCP位置偏离。通常的做法是利用手动进行机器人TCP校零，但一般全过程需要30分钟才能完成，影响生产效率。TCP自动校零是用在机器人焊接中的一项新技术，它的硬件设施是由一梯形固定支座和一组激光传感器组成。当焊枪以不同姿态经过TCP支座时，激光传感器都将记录下的数据传递到CPU与最初设定值进行比较与计算。当TCP发生偏离时，机器人会自动运行校零程序，自动对每根轴的角度进行调整，并在最少的时间内恢复TCP零位。

目前在波罗后桥及帕萨特副车架的机器人焊接生产线上均采用了该技术，大大方便了设备调

整，节约了调整时间，提高了产品的质量。

双丝高速焊接技术

双丝高速焊不仅焊接效率比传统焊接方式高，而且热影响区小，产品的疲劳强度有所提高。目前双丝焊主要有两种方式：一种是Twin arc法，另一种为Tandem法。焊接设备的基本组成类似，都是由两个焊接电源、两个送丝机和一个共用的送双丝的电缆。为了防止同相位的两个电弧的相互干扰，常采用脉冲MIG/脉冲MAG焊法，并保持两个电弧轮流交替燃烧。这样一来，就要求一个协同控制器保证两个电源的输出电流波形相位相差180°（如图9）。当焊接参数设置到最佳时，脉冲电弧能得到无短路、几乎无飞溅的过渡过程，真正做到“一个脉冲过渡一个熔滴”，每个熔滴的大小几乎完全相同，其大小是由电弧功率来决定。

目前在波罗下摇臂焊接中采用了Tandem方式，主枪与次枪均采用脉冲式，其焊接速度可达30mm/s，不但提高了焊接效率，而且产品疲劳强度远远高于类似的单丝焊。

机器人等离子切割技术

对机器人焊接质量提出高要求，势必对冲制件的匹配性提出了更高要求。尤其是针对管状件的相贯线形焊缝，对冲制件的匹配轮廓度要求小于0.5mm,传统的冲压工艺很难直接保证达到此要求，于是，机器人等离子切割走进了汽车底盘零部件焊接生产线。机器人等离子切割是由普通的抓举机器人持等离子割炬按机器人编程轨迹进行匀速切割，氧气作为切割气体，氮气起保护作用，所切割工件边缘平滑，轮廓度小于0.3mm，保证焊接的质量稳定。当产品尺寸需要改进时，无需对冲压模具进行改进，只需对机器人切割轨迹进行简单的调整即可满足生产，可节约大量生产成本。

模块式夹紧机构的应用

在传统的底盘焊接机器人系统中夹具通常采用的是四连杆机构，该机构有夹紧和自锁的功能，但结构体积较大，影响了机器人的焊接空间位置。目前一种全新的模块化夹紧机构已溶入到了机器人焊接系统中，首先是通用性强，各夹紧机构可方便互换，只要有几套标准的备件即可保证正常生产。其次采用的是全封闭的结构，对气缸起到了很好的保护和润滑作用，有效地避免了焊接飞溅对气缸活塞和连杆机构的破坏。另外这种机构可以方便地对夹紧行程和自锁角度进行调节。在今后的机器人焊接系统的夹具部分将会更多的采用该结构方式。

机器人焊接技术的发展

机器人离线编程及远程诊断技术

为适合机器人焊接生产线的生产节拍和调试需求，机器人离线编程及远程诊断技术的应用已迫在眉睫。离线编程软件可直接进行模拟运行，当将离线程序输入机器人后只需对其中的焊接空间点的位置进行修改既可满足实际生产。另外使机器人具有远程诊断能力，实现远离工厂现场了解机器人系统的实际运行状况，在机器人系统尤其是机器人控制器出现故障时对其进行及时有效的诊断与维护，从而大大缩短故障处理时间，节约维护成本，是非常有意义的。

焊缝自动跟踪技术

焊接机器人缺少对工件的自适应能力，效果比较好的是用激光视觉传感器系统，它能够自动识别焊缝位置，在空间中寻找和跟踪焊缝、寻找焊缝起、终点，实现焊枪跟随焊缝位置自适应控制。但这种方法不太适合轿车底盘零件的焊接，因轿车底盘零件机器人系统的夹具允许机器人工作空间范围很小，根本不允许焊枪头上再有附带激光跟踪头焊接。为此仅可使用的焊缝自动跟踪技术为电弧电压跟踪传感，该系统具有寻找焊缝起始点、终点以及弧长参考点，焊接过程中根据弧长的变化，用电弧传感器控制电压自适应控制。这种方法也只能应用于角接接头形式，对于轿车底盘零件大量的薄板搭接焊缝，因无法寻找弧长参考点也无法应用。

机器人焊接在汽车工业中的应用代表了焊接工艺的一个新发展方向。中国汽车工业使用机器人焊接系统时间不长，应用面还不广，还有待于在实践中结累更多经验。