工業(yè)機(jī)器人就是利用現(xiàn)代的電子科技和機(jī)械手腳關(guān)節(jié)制造出來(lái)的一種可以模仿人體動(dòng)作，來(lái)從事一一些特殊危險(xiǎn)場(chǎng)所工作的智能機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人應(yīng)用中的一個(gè)分枝，與機(jī)器人一樣，是一種可反復(fù)編程和多功能的用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作工具。為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變可遍程序的動(dòng)作的專(zhuān)門(mén)系統(tǒng)。

工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域之中；已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。我國(guó)正處于加快轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要時(shí)期，以工業(yè)機(jī)器人為主體的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，正是破解我國(guó)產(chǎn)業(yè)成本上升、環(huán)境制約問(wèn)題的重要路徑選擇；已經(jīng)在上海、徐州、常州、昆山、哈爾濱、天津、重慶、唐山和青島等地均已經(jīng)著手開(kāi)建機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程

20世紀(jì)50年代末，工業(yè)機(jī)器人最早開(kāi)始投入使用。約瑟夫·恩格爾貝格（Joseph F．Englberger）利用伺服系統(tǒng)的相關(guān)靈感，與喬治·德沃爾（GeorgeDevol）共同開(kāi)發(fā)了一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人——“尤尼梅特”（Unimate），率先于1961年在通用汽車(chē)的生產(chǎn)車(chē)間里開(kāi)始使用。

20世紀(jì)70年代末，由美國(guó)Unimation公司推出的PUMA系列機(jī)器人，為多關(guān)節(jié)、多CPU二級(jí)計(jì)算機(jī)控制，全電動(dòng)，有專(zhuān)用VAL語(yǔ)言和視覺(jué)、力覺(jué)傳感器，這標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。

20世紀(jì)80年代，機(jī)器人進(jìn)入了普及期，隨著制造業(yè)的發(fā)展，使工業(yè)機(jī)器人在發(fā)達(dá)國(guó)家走向普及，并向高速、高精度、輕量化、成套系列化和智能化發(fā)展，以滿足多品種、少批量的需要。

到了20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，第二代具有一定感覺(jué)功能的機(jī)器人已經(jīng)實(shí)用化并開(kāi)始推廣，具有視覺(jué)、觸覺(jué)、高靈巧手指、能行走的第三代智能機(jī)器人相繼出現(xiàn)并開(kāi)始走向應(yīng)用。

工業(yè)機(jī)器人的組成

工業(yè)機(jī)器人由三大部分六個(gè)子系統(tǒng)組成。

三大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分。

六個(gè)子系統(tǒng)可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

1、在碼垛方面的應(yīng)用

在各類(lèi)工廠的碼垛方面，自動(dòng)化極高的機(jī)器人被廣泛應(yīng)用，人工碼垛工作強(qiáng)度大，耗費(fèi)人力，員工不僅需要承受巨大的壓力，而且工作效率低。搬運(yùn)機(jī)器人能夠根據(jù)搬運(yùn)物件的特點(diǎn)，以及搬運(yùn)物件所歸類(lèi)的地方，在保持其形狀的和物件的性質(zhì)不變的基礎(chǔ)上，進(jìn)行高效的分類(lèi)搬運(yùn)，使得裝箱設(shè)備每小時(shí)能夠完成數(shù)百塊的碼垛任務(wù)。在生產(chǎn)線上下料、集裝箱的搬運(yùn)等方面發(fā)揮及其重要的作用。

2、在焊接方面的應(yīng)用

焊接機(jī)器人主要承擔(dān)焊接工作，不同的工業(yè)類(lèi)型有著不同的工業(yè)需求，所以常見(jiàn)的焊接機(jī)器人有點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、激光機(jī)器人等。汽車(chē)制造行業(yè)是焊接機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，在焊接難度、焊接數(shù)量、焊接質(zhì)量等方面就有著人工焊接無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

3、在裝配方面的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，零件的裝配是一件工程量極大的工作，需要大量的勞動(dòng)力，曾經(jīng)的人力裝配因?yàn)槌鲥e(cuò)率高，效率低而逐漸被工業(yè)機(jī)器人代替。裝配機(jī)器人的研發(fā)，結(jié)合了多種技術(shù)，包括通訊技術(shù)、自動(dòng)控制、光學(xué)原理、微電子技術(shù)等。研發(fā)人員根據(jù)裝配流程，編寫(xiě)合適的程序，應(yīng)用于具體的裝配工作。裝配機(jī)器人的最大特點(diǎn)，就是安裝精度高、靈活性大、耐用程度高。因?yàn)檠b配工作復(fù)雜精細(xì)，所以我們選用裝配機(jī)器人來(lái)進(jìn)行電子零件，汽車(chē)精細(xì)部件的安裝。

4、在檢測(cè)方面的應(yīng)用

機(jī)器人具有多維度的附加功能。它能夠代替工作人員在特殊崗位上的工作，比如在高危領(lǐng)域如核污染區(qū)域、有毒區(qū)域、核污染區(qū)域、高危未知區(qū)域進(jìn)行探測(cè)。還有人類(lèi)無(wú)法具體到達(dá)的地方，如病人患病部位的探測(cè)、工業(yè)瑕疵的探測(cè)、在地震救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的生命探測(cè)等均有建樹(shù)。

工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)

1、可編程

生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性啟動(dòng)化，工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過(guò)程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。

2、擬人化

工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類(lèi)似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦，此外，智能化工業(yè)機(jī)器人還有許多類(lèi)似人類(lèi)的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺(jué)傳感器、聲覺(jué)傳感器、語(yǔ)言功能等，傳感器提高了工業(yè)機(jī)器人對(duì)周?chē)h(huán)境的自適應(yīng)能力。

3、通用性

除了專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用的工業(yè)機(jī)器人外，一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性，比如，更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。

4、工業(yè)機(jī)器技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，歸納起來(lái)是機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合－機(jī)電一體化技術(shù)，第三代智能機(jī)器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語(yǔ)言理解能力、圖像識(shí)別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術(shù)的應(yīng)用，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)，因此，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動(dòng)其他技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗(yàn)證一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平。

工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)

1、人機(jī)協(xié)作

隨著機(jī)器人從與人保持距離作業(yè)向與人自然交互并協(xié)同作業(yè)方面發(fā)展。拖動(dòng)示教、人工教學(xué)技術(shù)的成熟，使得編程更簡(jiǎn)單易用，降低了對(duì)操作人員的專(zhuān)業(yè)要求，熟練技工的工藝經(jīng)驗(yàn)更容易傳遞。

2、自主化

目前機(jī)器人從預(yù)編程、示教再現(xiàn)控制、直接控制、遙操作等被操縱作業(yè)模式向自主學(xué)習(xí)、自主作業(yè)方向發(fā)展。智能化機(jī)器人可根據(jù)工況或環(huán)境需求，自動(dòng)設(shè)定和優(yōu)化軌跡路徑、自動(dòng)避開(kāi)奇異點(diǎn)、進(jìn)行干涉與碰撞的預(yù)判并避障等。

3、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化

越來(lái)越多的3D視覺(jué)、力傳感器會(huì)使用到機(jī)器人上，機(jī)器人將會(huì)變得越來(lái)越智能化。隨著傳感與識(shí)別系統(tǒng)、人工智能等技術(shù)進(jìn)步，機(jī)器人從被單向控制向自己存儲(chǔ)、自己應(yīng)用數(shù)據(jù)方向發(fā)展，逐漸信息化。隨著多機(jī)器人協(xié)同、控制、通信等技術(shù)進(jìn)步，機(jī)器人從獨(dú)立個(gè)體向相互聯(lián)網(wǎng)、協(xié)同合作方向發(fā)展。

審核編輯 黃昊宇

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