工业机器人的研究趋势

知道行家

　　工业机器人按照其关键技术发展过程可分为以下三代。

　　第一代是示教再现机器人，主要由机器人本体、运动控制器和示教器组成，操作过程比较简单。第一代机器人使用示教器在线示教编程，并保存示教信息。当机器人自动运行时，由运动控制器解析并执行存储的示教程序，使机器人实现预定动作。这类机器人通常采用点到点运动，连续轨迹再现的控制方法可以完成直线和圆弧的连续轨迹运动，然而复杂曲线的运动则由多段圆弧和直线组合而成。由于操作简单、可视性强，在当前工业中应用最多。

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　　第二代是离线编程机器人，该机器人编程系统采用离线式计算机实体模型仿真技术。首先建立机器人及其工作环境的实体模型，再采用实际的正逆解算法，通过对实体模型的控制和操作，在离线的情况下进行路径规划，然后通过编程对实体模型进行三维动画仿真，以检验编程的正确性，最后将正确的代码传递给机器人控制柜，以控制机器人运动，完成离线编程。

　　第三代是智能机器人，它除了具有第一代和第二代的特点外，还带有各种传感器。这类机器人对外界环境不但具有感觉能力，而且具有独立判断、记忆、推理和决策的能力。它能适应外部对象、环境协调地工作，能完成更加复杂的动作。在工作时通过传感器获得外部的信息，并进行信息反馈，然后灵活调整工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。

　　此机器人用在弧焊和搬运工作中较多。在我国，由于机器人技术及研发的落后，工业机器入主要应用在制造业，如汽车制造行业和工程机械行业，主要用于汽车及工程机械的喷涂、焊接及搬运岗位。随着工业机器人应用范围的扩大，建筑、农业、采矿、灾难救援等非制造业行业、国防军事领域、医疗领域、日常生活领域等对机器人的需求越来越大。因此，适合应用的更为智能的机器人技术必将成为未来的研究热点，其研究趋势如下。

　　①工业机器人的应用领域将会由传统的制造业，如治金、石油、化学、船舶、采矿等领域扩大到航空、航天、核能、医药、生化等高科技领域，同时工业机器人也会逐步走向家庭，成为家庭机器人。一些高危行业也会逐步引入工业机器人代替人来完成危险的任务，如消防、排雷、修理高压线、下水道清洁等。人类的生活将会越来越离不开工业机器人，它们将会丰富人们的文化生活。

　　②工业机器人可能会有向小型化发展的趋势。ABB公司的一款小型机器人IRB120自重只有25kg，但是工作能力位居业内领先水平，其工作范围可达580mm，每公斤物料拾取节拍仅需0.58s，定位精度高达0.01mm，投入市场后非常受欢迎。按照以往的思路，机器人往往要比它加工的部件大，但随着航空、航天、核电等技术的发展，工件尺寸越来越大，继续扩大工业机器人尺寸的成本太高，因此，可以换一种思路将工业机器人做小，直接在工件上实施加工。

　　③工业机器人将会有和新发展的技术结合的趋势，如搅拌摩擦焊、高能激光切割、变速箱装配、板金属变形等。一些传统的加工过程也会由工业机器人来执行，如激光切割、激光焊接、粘接、去毛刺、测量等。

　　④同时，降低工业机器人的生产成本，提高高端工业机器人的质量，增强机器人的灵活性，增强产品可靠性，降低机器人整个生命周期的维护费用，简化机器人的安装过程、系统集成及编程设置依旧是工业机器人的发展方向。

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