工业机器人的技术分析与发展展望

工业机器人的技术分析与发展展望

范春梅

韶关学院医学院广东韶关512026

摘要：工业机器人是人类的得力助手，它可以帮助我们提高产品数量与质量，减少劳动力及材料浪费，消除危险和恶劣的劳动岗位等，本文利用图示说明工业机器人的分类和基本组成，并讨论了工业机器人的主要技术以及发展展望。

关键字：工业机器人；组成；技术；

工业机器人是一种能够对环境作出快速反应和分析判断的电子机械装置，它可以长时间持续地工作并具有精确度高和抵抗恶劣环境的能力，它是机器进化的产物，是工业发展的标志，也是先进制造技术领域不可或缺的智能装备。

1工业机器人的分类[1]

工业机器人按不同的形式具有不同的分类，具体分类方式如图1所示

图1工业机器人的分类图2工业机器人的组成

2工业机器人的基本组成[2]

工业机器人由控制部分、机械部分以及传感部分组成，控制部分用于控制机器人按指令完成各种动作；机械部分用于操作各种动作；传感部分用于感知内外部的信息。三大部分包括6个系统，其具体结构及结构间的相互关系如图2所示。

3工业机器人的主要技术分析

3.1机器人控制技术

控制系统是机器人的大脑，所以控制技术是机器人功能和性能的关键因素。机器人控制技术主要包括机器人故障诊断与安全维护技术，网络化机器人控制技术，开放性模块化的控制系统，模块化层次化的控制器软件系统。而工业机器人控制系统的主要功能是控制其工作时的运动位置，运动轨迹，体态动作，操作次序以及动作时间等。控制系统越来越小，机器人结构更加灵巧，简易的在线编程，并向离线编程发展，友好的人机交互界面，人性化的操作提示，软件伺服，全数字控制以及操作简便等特点。

3.2机器人传感技术[3]

工业机器人的传感器分为内部传感器和外部传感器，用于检测自身状态如位置、速度和角度的传感器采用的是内部传感器，用于感知外部环境及状况如距离目标有多远，需要感应的物体采用的是外部传感器。采用多传感器的融合算法对环境建模和决策控制是机器人传感技术的重大发展，如遥控机器人可将视觉传感器、声觉传感器、触觉传感器、力传感器等多传感器进行融合，以提高机器人的自适应能力。

3.3机器人遥控和监控技术

特殊的工作领域越能彰显机器人为人类事业发展所发挥的作用，如深水作业、核辐射、有毒有害作业及高空作业等，为保障人类生命安全与身体健康，需要遥控机器人代替人类从事这些工作。遥控机器人系统的特点是遥控与局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，完成操作者与机器人的人机交互控制。

3.4实现网络通信功能[4]?

??日本YASKAWA和德国KUKA公司的机器人控制器已实现了与Canbus、Profibus总线及一些网络的联接，使机器人由过去的独立应用向网络化应用发展，也使机器人由过去的专用设备向标准化设备发展。

3.5虚拟机器人技术

虚拟现实技术，可以通过机器人帮助人类完成很多人类无法完成的危险事情。如在维修检测或现场救援中，人类可置身于远端作业环境，通过多媒体、多传感器、虚拟现实及临场感技术，实现机器人的虚拟遥控操作。

4工业机器人发展展望

昔日的工业机器人，其功能比较单一，只能完成一些较为简单，低级的任务，对环境的适应性也不强，随着技术的提高与机器人的发展，其功能与性能得到不断的扩展与提高，新型工业机器人朝着动作灵活，外表灵巧，内心强大，智力发达的方向发展。

第一，提高动作的灵活性与柔和性。以前的机器人动作比较生硬和缓慢，需要研发出行动像人类关节和肌肉一样灵敏，看起来更像人而非机器，能够完成一系列复杂、高级的动作，如抓取物品时，能够根据物品大小和形状的改变随之发生相应调整完成抓取动作和运送任务；第二，提高智能性。智能机器人的逻辑剖析能力能有效地协助人类完成更多的工作，甚至完成更难更复杂的工作，如机械手需要有一个强大的大脑去指挥胳膊，希望当项目发生变化时能够智能地作出识别与判断而不需要人为的重新调试与输入数据。第三，提高机动性。机器人的机动灵敏反应要求有较高的传感技术或者传感器融合技术，响应速度快，控制能力强，如现在的搬运机器人行走时要求路面平坦，未来的研发要克服任何障碍，如台阶、管道、沟壑和楼梯等，正如Bostondynamic公司的机器人一样。

工业机器人对未来生产制造和社会发展起至关重要的作用，机器人技术的研究与开发，应用市场的开拓，自主创新能力的提高，技术水平的突破既是商机，更是挑战。

参考文献：

[1]刘小波.工业机器人技术基础[M].北京:机械工业出版社,2016,8

[2]张明文.工业机器人基础与应用[M].北京:机械工业出版社,2018,8

[3]工业机器人的技术发展及其应用[J].骆敏舟,方健,赵江海.机械制造与自动化.2015(01)

[4]面向机器人应用的网络通信框架技术研究与实现[D].李扬.华南理工大学2018