工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述

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1、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述陳探川一諾創(chuàng)臝科技有限公司摘要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，機(jī)器人已經(jīng)成為人類最偉大的發(fā)明之一，尤其是其中的工業(yè)機(jī)器人，機(jī)電一體化的快速發(fā)展使其成為制造業(yè)中的核心裝備，并為推動(dòng)制造產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生丫積極的影響。本研究首先介紹了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及其主要技術(shù);其次，闡述了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀;最后，總結(jié)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)，期望以此來推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;機(jī)器人技術(shù);制造業(yè);0引言工業(yè)機(jī)器人作為一種現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)結(jié)晶，其具有高穩(wěn)定性、可靠性和高精度等主要特點(diǎn)，可以在高危的

2、環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)，既減輕了工作人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)也提高丫作業(yè)的效率和質(zhì)量，是推動(dòng)制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心力量。FI前，國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用于制造業(yè)當(dāng)中，大量研宄學(xué)者針對(duì)其目前的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了研宄，并形成了較為完善的理論體系?；诖?，本研究主要對(duì)近年來國(guó)內(nèi)有關(guān)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行了整合，現(xiàn)將綜述報(bào)道如下。1工業(yè)機(jī)器人及其主要技術(shù)1972年，我國(guó)開始加強(qiáng)了對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研制，在政府部門的高度重視和支持下，于1986年實(shí)施了國(guó)家高技術(shù)研宄發(fā)展計(jì)劃，并在多年的研宄后取得了大量的研究成果，成為了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的開端。截止至2016年

3、，我國(guó)己經(jīng)成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，機(jī)器人的銷量也達(dá)到了87000臺(tái)，市場(chǎng)占有率提高至31%。工業(yè)機(jī)器人所采用的主要技術(shù)包括以下幾種：（1）開放性模塊化控制技術(shù)，工業(yè)機(jī)器人采用了分布式的CPU計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，通過利用機(jī)器人的控制器主計(jì)算機(jī)，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的有效規(guī)劃，同時(shí)也具有主控邏輯、數(shù)字1/0以及傳感器處理等功能，在對(duì)其進(jìn)行編程的基礎(chǔ)上，采取開放性模塊化的控制方式U1。（2）故障診斷和安全維護(hù)技術(shù)，工業(yè)機(jī)器人可以通過對(duì)相關(guān)信息的有效利用，以此來針對(duì)自身存在的故障進(jìn)行排查和診斷，并對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，是確保機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)行的核心技術(shù)。（3）控制器技

4、術(shù)，控制器具有串口、現(xiàn)場(chǎng)總線和太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能，可以有效實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制器之間的通訊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人所負(fù)責(zé)生產(chǎn)線的全面監(jiān)督和管理。2工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高以及制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，使我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展也迎來了全新的發(fā)展機(jī)遇，并逐漸引起了企業(yè)管理者的高度重視，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。2.1船舶焊接機(jī)器人焊接作為工業(yè)機(jī)器人所負(fù)責(zé)的主要工作流程，其可以應(yīng)用于汽車、船舶等領(lǐng)域的焊接中，尤其是船舶制造業(yè)，由于船舶構(gòu)建的體積相對(duì)較大，因此多使用移動(dòng)焊接機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行焊接m。船舶焊接機(jī)器人通過對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化集成技術(shù)、協(xié)調(diào)控制技術(shù)以及精確焊縫

5、軌跡跟蹤技術(shù)，可以有效結(jié)合激光以及視覺傳感器可進(jìn)行離線工作的優(yōu)點(diǎn)，從而提高了機(jī)器人對(duì)于復(fù)雜工件焊接的適應(yīng)性，提高了焊接質(zhì)量。同時(shí)，也可以利用無線通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)掌上電腦與機(jī)器人的良好通訊，從而進(jìn)入封閉空間實(shí)施無人化的焊接工作。2.2自動(dòng)化裝配線機(jī)器人自動(dòng)化裝配線機(jī)器人主要伍括旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)型、直角坐標(biāo)型和平面關(guān)節(jié)型，如馬丁路德公司在對(duì)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行裝配線時(shí)，則使用了自動(dòng)化裝配線機(jī)器人進(jìn)行操作，從而確保丫連桿、活塞以及缸體等部件的自動(dòng)化裝配，在提高了裝配工作效率的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用視覺系統(tǒng)技術(shù)，確保零部件裝配的精準(zhǔn)性，并使用力控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)人類觸覺的模仿，

6、確保零件推動(dòng)力度的合理性，以免對(duì)工件產(chǎn)生損傷。其中，垂直多關(guān)節(jié)型自動(dòng)化裝配機(jī)器人共包括6個(gè)自由度，其可以于空間上的任意一點(diǎn)擺放處任意姿勢(shì)，II操作較為簡(jiǎn)便。同吋，自動(dòng)化裝配線機(jī)器人還包括雙臂機(jī)器人，相較于傳統(tǒng)的單臂機(jī)器人，其可以完成更為復(fù)雜的裝配線工作，如ABB公司生產(chǎn)的YuMi雙臂機(jī)器人，其主要適用于小件裝配，并配備了柔性機(jī)械手和進(jìn)料系統(tǒng)等，同時(shí)還采用了固有安全級(jí)設(shè)計(jì)，可以降低裝配的風(fēng)險(xiǎn)水平［3］。2.3搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人是在移動(dòng)機(jī)器人的棊礎(chǔ)上，由計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)控制，具有移動(dòng)、搬運(yùn)、多傳感器控制以及網(wǎng)絡(luò)交互等主要功能，并被廣泛應(yīng)用于我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)

7、域當(dāng)中。目前，常見的搬運(yùn)機(jī)器人多為串聯(lián)機(jī)器人，包括六軸和四軸兩種類型，六軸機(jī)器人主要負(fù)責(zé)重物的搬運(yùn)，但其速度卻相對(duì)較慢。四軸機(jī)器人雖然軸數(shù)較少，無法搬運(yùn)重量過大的物件，但其運(yùn)動(dòng)速度卻相對(duì)較快，可以應(yīng)用于快速包裝環(huán)節(jié)。如ABB公司所生產(chǎn)的IRB7600工業(yè)機(jī)器人，其是一種六軸機(jī)器人，最大承重力可達(dá)到650kg,而1KB660機(jī)器人則為四軸機(jī)器人，最大承重力為250kg,但其到達(dá)距離則達(dá)到了3.15mUl。2.4縫紉機(jī)器人縫紉機(jī)器人是應(yīng)用于服裝生產(chǎn)行業(yè)中的工業(yè)機(jī)器人類型，服裝產(chǎn)業(yè)作為一種傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，美國(guó)亞特蘭大市的SoftwearAuto

8、mation公司早在2012年便開始研發(fā)縫紉機(jī)器人技術(shù)，以此來取代傳統(tǒng)的手工縫紉方式，期望以此來實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)密集型生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型m?？p紉機(jī)器人的