工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動(dòng)執(zhí)行工作，是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類(lèi)指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。
機(jī)器人越來(lái)越智能化，并在制造企業(yè)中擔(dān)負(fù)起越來(lái)越重要的角色。通過(guò)先進(jìn)的IT與自動(dòng)化技術(shù)來(lái)促進(jìn)制造業(yè)的革新，以實(shí)現(xiàn)"智能化"，提升效率，降低成本。
一.工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展背景
從1920年，"Robot"這個(gè)詞被捷克劇作家創(chuàng)造出來(lái)，到現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展了近百年，從最初的單純用于搬運(yùn)的工業(yè)機(jī)器人，到第二代具有視覺(jué)傳感器以及信息處理技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人，再到目前正在研究的"智能機(jī)器人"，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用日新月異。
二.工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景
在短短50多年的時(shí)間中，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在眾多制造業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是汽車(chē)及汽車(chē)零部件制造業(yè)，并且正在不斷地向其他領(lǐng)域拓展，如機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。
在工業(yè)生產(chǎn)中，焊接機(jī)器人、磨拋加工機(jī)器人、焊接機(jī)器人、激光加工機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、真空機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用。
1.磨拋加工機(jī)器人
在短短50多年的時(shí)間中，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在眾多制造業(yè)領(lǐng)域向磨拋加工機(jī)器人主要應(yīng)用于航空、航海、核電葉片磨拋，采用機(jī)器人持砂帶在葉片表面磨拋，采用柔性接觸、視覺(jué)定位的方式減小磨拋缺陷。
與人工磨拋相比，具有加工時(shí)間短，型面精度高，表面粗糙度小，加工一致性好的特點(diǎn)。能適應(yīng)大負(fù)載，惡劣的工作環(huán)境。精度要求高。
2.焊接機(jī)器人
弧焊機(jī)器人主要應(yīng)用于各類(lèi)汽車(chē)零部件的焊接生產(chǎn)，主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類(lèi)型。
在該領(lǐng)域，國(guó)際大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。應(yīng)用特點(diǎn)：要求快速平穩(wěn)移動(dòng)，定位精度要求較高。
3.激光加工機(jī)器人
激光加工機(jī)器人是將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于激光加工中，通過(guò)高精度工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)。
通過(guò)對(duì)加工工件的自動(dòng)檢測(cè)，產(chǎn)生加工件的模型，繼而生成加工曲線，也可以利用CAD數(shù)據(jù)直接加工。可用于工件的激光表面處理、打孔、焊接和模具修復(fù)等。精度要求較高。
4.真空機(jī)器人
真空機(jī)器人是一種在真空環(huán)境下工作的機(jī)器人，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。
真空機(jī)械手難進(jìn)口、受限制、用量大、通用性強(qiáng)，其成為制約了半導(dǎo)體裝備整機(jī)的研發(fā)進(jìn)度和整機(jī)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵部件。精度要求較高。
5.噴涂機(jī)器人
噴漆機(jī)器人一般采用液壓驅(qū)動(dòng)，具有動(dòng)作速度快、防爆性能好等特點(diǎn)，可通過(guò)手把手示教或點(diǎn)位示數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)示教。
噴漆機(jī)器人廣泛用于汽車(chē)、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門(mén)。噴涂機(jī)器人所處工作環(huán)境惡劣，其精度要求較低。
6.搬運(yùn)機(jī)器人
搬運(yùn)機(jī)器人由計(jì)算機(jī)控制，具有移動(dòng)、自動(dòng)導(dǎo)航、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)交互等功能，它可廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的柔性搬運(yùn)、傳輸?shù)裙δ?，也用于自?dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng);
同時(shí)可在車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、郵局的物品分撿中作為運(yùn)輸工具。其負(fù)載大，無(wú)嚴(yán)格精度要求。
三.工業(yè)機(jī)器人全方位解讀
1.我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀
工業(yè)機(jī)器人之所以能在中國(guó)市場(chǎng)異軍突起：
首先是因?yàn)樵诔杀旧?，機(jī)器人通常僅為人工成本的四分之一;
其次，機(jī)器人在質(zhì)量、效率、管理等方面還能帶來(lái)很多新的附加值。
所以，在機(jī)器人技術(shù)快速提升、價(jià)格大幅下降、人工短缺、人力成本上升等因素的綜合作用下，中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于一個(gè)井噴時(shí)代。
2.工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)
工業(yè)機(jī)器人由3大部分6個(gè)子系統(tǒng)組成。3大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分。6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)。
機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)部件主要分成以下三部分：高精度減速機(jī)，高性能交直流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，高性能控制器等。機(jī)器人性能指標(biāo)主要有工作空間、自由度、有效負(fù)載、運(yùn)動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)特性、動(dòng)態(tài)特性等。
3.工業(yè)機(jī)器人面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)
雖然機(jī)器人技術(shù)在近幾年取得了非常大的進(jìn)步，但我們要清醒地看到中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)。
智能機(jī)器人越來(lái)越多的介入到了人類(lèi)的生產(chǎn)和生活中，人工智能技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，發(fā)展前景引人注目，是全球機(jī)器人行業(yè)增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)，成為世界上最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。
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