工业机器人系统的应用技术分析

工业机器人系统的应用技术分析

李子昊 张海岩 马行哲 程豪

宁夏理工学院 宁夏石嘴山市 753000

摘要：面对我国工业行业一片欣欣向荣的发展光景，现代化科技技术已经代替大部分的传统人力生产线。根据相关调查显示，在汽车制造行业中，大量的使用了自动化技术和人工智能系统，在这种情形下，工业机器人也 逐渐问世。其良好的科技技术性能在汽车行业中受到越来越多的广泛关注， 其自身优势能够更好的帮助工业生产效率的提升。在目前的产业发展过程中，为了使工业机器人的作用能够更好的发挥出来，相关人员应当了解其应用现状，研究系统中存在的智能性能做，并做出一定的完善更新，从而推动我国工业产业更好的发展。

关键词：工业机器人；应用技术；发展

前言

工业机器人是集电子、计算机等先进技术为一体的重要装备，其的出现改变了我国社会的生产以及人们生活方式，给生产和生活都带来了巨大的方便。工业机器人成为了当前我国自动化产业中的主要方向，成为国家产业中重要的组成部分，其能有效推动到我国支柱产业的升级以及发展，从而有效推动到我国社会的经济发展。

1工业机器人的分类

在当今科学技术的快速发展中，机器人生产的发布和更新速度非常快，并且种类越来越多。可以根据不同的特定标准对它们进行分类，例如最关键的技术实施，按顺序承载历史功能和信息。但是，AI机器人很难根据特定标准进行分类。根据各种技术的发展，工业制造AI机器人可以分为三种类型。第一代是教学和复制工业机器人。该教学框架用于微信在线编程和教学信息的长期存储。当人工智能机器人执行工作时，一种运动控制手柄将分析并执行教学并发出指令。这种人工智能机器人易于控制和实现，因此已广泛应用于工业生产中。第二代是一种网络化状态规划的人工智能机器人，它采用了标准化的设计方法、模型结构仿真技术和技术方面。首先，对实体相关模型采用运动仿真模型，然后将验证过程后的程序以代码的形式传送到人工智能机器人和控制柜中，使仿人机器人的运动得到控制，具有一定的简洁性。单一智能（例如，来自视觉、触觉和动力）；第三代是智能系统的智能机器人，即具有完全自我控制能力的自动化机器，也可以利用各种传感器感知非常复杂的实时动态生活环境等信息，首先做出了独立准确的判断，然后吹响正确合理的指令，迅速完成超出预期的工作。机器人生产广泛应用于重工业，如医疗、军事、应急救援、家政服务等领域，其中点焊机器人、涂料类仿人机器人、运输类仿人机器人等在汽车行业和工业制造业应用较为广泛；广泛应用于图形匹配仿人机器的通信和远程控制。此外，它还广泛应用于非制造领域。工业机器工业机器人，如救援人工智能机器人和军用装备飞机，需要最大的动力来移动。三种直接驱动方式各有优缺点：液压智能机器人提供综合最大功率，最适合装卸重物。不同的反应加速很快，但对泄漏的耐受性很强，而且油更容易排出。由于其它气体的挤出，很难保证运动过程的稳定性和准确性。智能电动人工智能机器人不能泵送或清洁空气制冷剂，因此电动机器人不需要泵或空压机。由于其结构简单，精度高，是工业机器人最常用的直接驱动方式。任何内容工业机器人都只能承受范围的扩展载荷，否则将失效。顺序信息，即人工智能机器人应用软件过程的功能，是衡量人工智能机器人整体智能水平的主要指标。

2工业机器人系统的应用

工业机器人是拟态人手臂再现功能的集成机电装置。在工业机器人末端的末端执行器是模仿人手的部分动作而设计开发的专用机构。工业机器人通过内部给定程序、位置点、轨迹、实现抓取、搬运、焊接等功能。工业机器人总体结构可分成三大部分或六个系统，分别为：驱动系统、机械结构系统、人机交换系统、控制系统、机器人人机环境交互系统、感受系统，其中驱动系统与机械结构系统组成机械部分，人机交互系统与控制系统组成控制部分，机器人人机环境交互系统与感受系统组成传感部分。

2.1机器人驱动系统机器人驱动系是利用各种电动机产生的力或力矩直接或间接驱动机器人本体以获得机器人的各种运动执行机构，统在设计选用时，依据的原则为：

1）控制方式

对物料搬运时的上下料、冲压用的有限点位控制的程序控制机器人，低俗负载时，可选用液压驱动系统；中、轻负载时可选电机驱动系统；轻载荷、高速时可选用气动驱动系统。

2）作业环境

从事喷漆作业的工业机器人，由于其工作环境需要防爆，且存在于气液二相混合工作环境下，多采用电液伺服驱动系统和具有本征防爆的交流电动伺服驱动系统。

水下机器人、核工业专用机器人、空间机器人、处在腐蚀性或易燃易爆气体及放射性环境的专用机器人，一般采用交流伺服驱动。要求在洁净环境中使用的则要求采用直接驱动电机驱动系统。

3）操作运行速度

装配机器人，由于其要求较高的点位重复精度和较大的运行速度，通常在运行速度
较低的情况下采用AC、DC或步进电动机伺服驱动系统；速度、精度要求均较高的情况下，多采用直接驱动（DD）电动机驱动系统。

2.2机械结构系统

机械结构系统主要由机身、手臂、手腕、末端执行器组成，部分机器人在使用时会配备行走装置及外部轴装置。手部末端执行器是机器人作业工具，如完成抓取工件、取料器、专用工具的加持具等，还包含部分专用工装，如螺钉螺母机、喷枪、焊枪、切割头、测量头等。

末端执行器是工业机器人的手部最重要的执行机构，可分为加持类和吸附类。

加持类包含夹钳式、脱钩式和弹簧式。夹钳式是工业机器人最常见的手部形式，一般由手指、传动机构、驱动装置及支架组成。手指是直接与工件接触的构件。手部松开和夹紧工件就是通过手指的张开和闭合实现的。根据加持工件不同，机器人手部手指数量也是不同的。传动机构是传递手指运动和动力的装置。驱动装置是提供动力的装置，驱动方式包含液压、气动、电动及机械驱动。

气吸式执行器是由吸盘、吸盘架、进排气系统组成，广泛用于吸附非金属材料或不可有剩余磁性的材料。气吸式执行器要求工件上与吸盘接触部位光滑平整、清洁，被吸附工件材料未镂空面积小。气吸式执行器的特点是吸附工件表面没有损伤，但是对被吸附工件的位置定位精度低。

2.3机器人人机环境交互系统

机器人人机环境交互系统实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。多台机器人、机床及设备、多零件存储装置等也可组合完成复杂任务。

2.4感受系统

感受系统由内部传感器与外部传感器组成，用以检测其运动位置及工作状态，如位置、力、触角、视觉传感器等。感受系统由内部的传感器模块与外部的传感器模块组成，获取内部和外部环境状态中有意义的信息。传感器系统提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。

2.5人机交互系统

人机交互系统是人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置，分别是指令给定装置和信息显示装置。

2.6控制系统

控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。信号传输线路大多数都在机器人内部。

总结

我国随着信息技术与先进制造技术的高速发展，智能制造装备的发展深度和广度日益提升，以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、视觉识别系统、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系初步形成，如何快速将机器人应用推广并产业化是迅速提高生产力的关键。

参考文献：

[1]程启良,于复生,王波,李欢欢,张艳芳.码垛机器人在工业生产中的应用研究综述[J].机电技术,2016(02):135-138.

[2]杨桂林.工业机器人运用技术[J].中国科学院院刊,2015,30(06):785-792.