浅谈工业机器人

工业机器人已经逐渐走入当今各行各业里，这已经成为人类生产活动中不可避免的应用新趋势。随着不断的研究和发展，如今工业机器人已经有了非常系统和庞大的学科体系。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的工业自动化装备。其即可靠自身动力和控制能力来实现工业生产制造的各种作业需求，也可接受人类指挥，按照预先编排的程序运行，进行工业生产各项作业要求。成本上，工业机器人能替代越来越昂贵的劳动力，在投入成本高效利用的基础上，以更加精确的操作，实现低误差率，从而降低生产的废品率和产品成本。时间上，在保证产品质量的基础上，缩短产品生产时间，提升工作效率，实现时间高效利用。总之，工业机器人的广泛应用，确实为工业生产带来更加快速，便利，以及充满智慧的生产方式。

1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，它是最早的工业机器人设想。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，这是一种主从型控制系统，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现，这就是所谓的示教再现机器人。 现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。

当今，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。工业机器人的应用领域，在美洲地区的应用非常广泛，其中汽车与汽车零部件制造业为最主要的应用领域。在亚洲方面，汽车行业需求量持续增长，食品行业也有所增加，电子行业是工业机器人应用快的行业。

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体：即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。驱动系统：包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作。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。控制技术机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。

工业机器人特点，首先是可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用。其次是，拟人化。机械结构类似人的腰转、大臂、手爪等。智能化工业机器人还有类似人的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力和声传感器觉等，提高工业机器人的环境适应能力。第三点是，通用性。除专门设计专用工业机器人，一般工业机器人执行不同作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同作业任务。最后是，机电一体化。第三代智能机器人具有获取外部环境信息的各种传感器，还有记忆、语言理解、图像识别能力等人工智能，这都是微电子技术的应用，特别与计算机技术应用密切相关

基于当前工业机器人的发展现状，我们不难想到未来工业机器人的发展，一定会逐渐向更加具有行走能力、多种感知能力、以及更强作业环境适应能力的方向发展。工业机器人的智能化将预示着，人类能在工业机器人的帮助下，实现更加高效，绿色，智慧的工业生产新阶段。