工业机器人运用技术分析

工业机器人运用技术分析

张平良

(广东速美达自动化股份有限公司广东东莞523581)

摘要：文章阐述了工业机器人在应用现状，重点分析了直觉示教与快捷编程、标定与误差补偿以力-运动混合控制等工业机器人运用技术。为提高工业机器人的运用水平、提供参考。

关键词：工业机器人；运用技术；分析

0引言

随着科技的发展，能代替人力实现特定操作的机器人在各个行业得到广泛的应用。极大地降低了劳动强度，提高了生产率及产品质量。随着现代化精密机电设备的不断发展，对零部件的加工精度、装配精度及外观质量要求不断提高。需要不断的研发新的工业机器人应用技术，提高工业机器人的运动精度，增强机器人的感知适应能力，缩短编程时间及机器人示教时间，拓宽机器人应用范围，降低用户使用难度，适应生产需求，促进工业机器人产业的发展。

1．工业机器人应用技术现状

1.1工业机器人新应用方向

如表1所示，目前制造业中工业机器人的应用已经不局限于简单的运动，执行任务时机器人运动轨迹更复杂化，需要机器人适应连续接触式操作的生产方式。这不仅需要工业机器人具有良好的运动性能，还需要机器人对工作对象和环境的感知适应能力、接触力控制功能、快速示教编程功能及协调控制功能。

表1工业机器人新应用

1.2存在的主要技术问题

目前工业机器人还存在一些技术上的不足：①封闭的控制系统，应用程序安装及使用复杂，与外围设备集成性差；②人机界面功能不全面，应用程序少、示教、编程效率低；③绝对定位精度低，缺少在线标定功能、不能应用离线编程软件；④智能化程度低、感知能力、学习能力差；⑤缺少力控制能力无法实现接触式操作难于满足精密零部件生产加工、检测及高度集成设备的装配需要。限制了工业机器人的应用范围。同时，一些企业缺乏专业的工业机器人操作人员，工业机器人由于操作负责不能充分的应用。因此，为了适应工业机器人产业的发展，充分发挥机器人在生产中的优势，工业机器人运用技术的研发成了一项重要课题。

2．直觉示教与快捷编程技术

工业机器人编程的实用性主要依赖于工件的三维数字模型的准确度及机器人的绝对定位精度和工件的安装精度。随着机器视觉技术、激光测距技术及触觉技术的不断发展，为研究直觉示教与快捷编程技术创造了条件。常用的示教方法见表1。

表1示教方法

3．运动标定与误差补偿技术

工业机器人的重复定位精度一般要求是0.1毫米左右，但是由于零部件的制造精度和装配误差及现场的安装误差等因素的存在，大大影响了机器人的运动控制精度，需要进行运动标定与误差补偿。目前，基于工件几何特征的机器人在线误差补偿方法应用比较广泛。在机器人的末端安装一个三维数字化扫描装置，机器人的末端接近工件时，利用扫描装置得到工件的云点坐标或局部几何特征，通过比对确定机器人末端相对于实际工件的运动误差,进行在线误差补偿，提高运动控制精度。

4．4力-运动混合控制技术

目前，工业生产中需要工业机器人完成一些连续接触式的表面加工和零件表面后处理任务。这就需要实现工业机器人的力-运动混合控制。基于并联机构的电动式多自由度末端力控装置，可精确的实现主动力控制及补偿运动误差，这种末端力控装置质量小，转动惯量小，采用压电陶瓷及音圈电机等驱动方式，动态相应快。

5．结论

本分针对工业机器人运用的关键技术进行分析，通过研究工业机器人运用技术，有利于降低工业机器人的使用难度，提高机器人的可操作性，增强工业机器人应用水平及扩大其应用范围，促进工业机器人产业的快速发展。

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作者简介：张平良（1970.01--）；性别：男，籍贯：湖南岳阳，学历：专科，毕业于湖南理工学院；现有职称：无；研究方向：自动化工程。