工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用分析

李肇惠　郝昭

摘要：隨著時代和社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也取得了長足的進步，生產(chǎn)方式上也發(fā)生了變革，由傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄苌a(chǎn)方式，工業(yè)機器人也開始大量的應(yīng)用到生產(chǎn)過程中，大大的提升了我們的生產(chǎn)效率。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，工作人員面臨著操作環(huán)境惡劣，并且具有一定危險的問題，但是工業(yè)機器人的投用大大的降低了此類風(fēng)險，相關(guān)工作人員的人身安全得到了保障。所以工業(yè)機器人的發(fā)展，能夠幫助我們提升工業(yè)生產(chǎn)的效率和安全性，本文將對工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展以及應(yīng)用進行分析，期望能夠提供一些有效的幫助。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人;發(fā)展歷史;應(yīng)用分析

0 ?引言

工業(yè)機器人是科學(xué)技術(shù)進步和發(fā)展的代表性成果，是一種多個學(xué)科領(lǐng)域進行綜合的產(chǎn)物，無論是電子計算機，或是通訊網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，工業(yè)機器人都有所涉及，并且是在這些領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)上誕生的。隨著時代和科技的進步發(fā)展，工業(yè)機器人的性能也越來越強，并且在更多的領(lǐng)域都進行了應(yīng)用，整個工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)也越發(fā)的成熟。我們國家正處于社會主義初級階段，在這個時期進行著高速的發(fā)展，對工業(yè)機器人的需求也就十分的巨大，對工業(yè)機器人的技術(shù)水平也就更加的嚴苛，從數(shù)據(jù)上來看，我國的工業(yè)機器人需求大約占據(jù)著全球總量的三分之一，工業(yè)機器人的發(fā)展和應(yīng)用逐漸成為了我國社會主要討論的話題重心。

1 ?工業(yè)機器人的發(fā)展歷史

1.1 國外工業(yè)機器人發(fā)展歷史 ?和大多數(shù)的智能化工業(yè)設(shè)備一樣，工業(yè)機器人的最早發(fā)源地也是在美國，由于有著技術(shù)上的優(yōu)勢，美國早在1962年就生產(chǎn)了第一臺工業(yè)機器人，隨著這么多年的發(fā)展，美國的工業(yè)機器人生產(chǎn)技術(shù)也越來越成熟，并且在整個世界的工業(yè)機器人制造方面都有著舉足輕重的地位，也是我國主要的工業(yè)機器人供應(yīng)商，有著良好的工業(yè)機器人生產(chǎn)基礎(chǔ)，較為突出的有AmericanRobot、Emerson Industrial Automation以及Adept Technology等公司。

除了工業(yè)機器人的起源地美國之外，德國在先進的工業(yè)機器人生產(chǎn)方面也有著重要的地位。一二戰(zhàn)剛剛結(jié)束之后，德國的勞動人口嚴重不足，所以對工業(yè)機器人有著非常大的潛在需求，并且由于良好的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)，所以很快就能夠投入到工業(yè)機器人的生產(chǎn)當中去。除了本身的工業(yè)機器人生產(chǎn)基礎(chǔ)之外，德國政府也給予了很多的支持，為工業(yè)機器人的研發(fā)和生產(chǎn)提供了大量的資金，這導(dǎo)致工業(yè)機器人在德國的發(fā)展十分迅速，并且很快占據(jù)著世界工業(yè)機器人生產(chǎn)的一席之地，KUKA、CLOOS等企業(yè)都是德國供應(yīng)商的代表。

日本是機器人的王國，也是當前工業(yè)機器人的最大生產(chǎn)商，占據(jù)著整個世界的40%左右，雖然工業(yè)機器人的發(fā)展比美國晚了4年多的時間，但是由于日本政府的大力支持，本身也有著一定的技術(shù)基礎(chǔ)，所以已經(jīng)成為了世界上最先進的工業(yè)機器人生產(chǎn)國家，代表著最高的工業(yè)機器人生產(chǎn)水平，為日本的經(jīng)濟帶來了很大的推動力。

1.2 國內(nèi)工業(yè)機器人發(fā)展歷史 ?國內(nèi)的工業(yè)機器人發(fā)展由于歷史和社會狀況等原因相對較晚，在大約上個世紀的70年代才開始發(fā)展，早期主要是由專業(yè)的研究院來進行研發(fā)，所以發(fā)展的十分緩慢，但是隨著時代和社會的發(fā)展，以及國家給予的政策支持，所以已經(jīng)有更多的部門和單位投入到工業(yè)機器人的研發(fā)當中，并且積極的學(xué)習(xí)國外先進的經(jīng)驗和技術(shù)，所以我們國家的工業(yè)機器人技術(shù)也逐漸的發(fā)展起來。我國的工業(yè)機器人技術(shù)雖然還處于轉(zhuǎn)型階段，但是由于潛在的市場較大，所以有著充足的研發(fā)動力，生產(chǎn)線的大量鋪設(shè)又為我們創(chuàng)造了堅實的基礎(chǔ)，所以對于工業(yè)機器人在我國的發(fā)展還是比較樂觀的。

2 ?工業(yè)機器人發(fā)展趨勢

2.1 一體化發(fā)展趨勢 ?一體化是當前工業(yè)機器人的尖端技術(shù)，將各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，節(jié)省一些不必要的步驟，來大大提升我們的生產(chǎn)效率，提升工業(yè)機器人的產(chǎn)量，并且在這個過程中能夠節(jié)省很大一部分的資源，也是對環(huán)境和資源的一種變相保護，總而言之，一體化將會是工業(yè)機器人未來的主要發(fā)展趨勢。

2.2 精細化發(fā)展趨勢 ?工業(yè)機器人技術(shù)是一種新型的技術(shù)形式，也將會是未來主要的生產(chǎn)方式之一，能夠完成許多人類完成不了的工作，我們在進行工業(yè)機器人生產(chǎn)的過程中，數(shù)字化和自動化的操作模式必不可少，工業(yè)機器人技術(shù)正在朝著精細化發(fā)展。

2.3 多領(lǐng)域發(fā)展趨勢 ?工業(yè)機器人的生產(chǎn)并不是針對某一行業(yè)或者是某一領(lǐng)域來進行的，隨著工業(yè)機器人技術(shù)的不斷進步，生產(chǎn)效率也會逐步的提升，工業(yè)機器人將會在社會的多個領(lǐng)域進行應(yīng)用，除了基礎(chǔ)的工業(yè)制造之外，還會在醫(yī)藥以及交通等多個領(lǐng)域進行應(yīng)用，實現(xiàn)多領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

3 ?工業(yè)機器人應(yīng)用分析

3.1 減速機 ?我國已經(jīng)在減速機領(lǐng)域進行了相關(guān)的研究和分析，并且在諧波減速機領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破，找尋出了相應(yīng)的替代品，但是在實際的應(yīng)用過程中還是有著一定的差距，主要的工業(yè)機器人還是依賴于進口，減速機技術(shù)主要由以下三個方面組成。①材料控制技術(shù)。減速齒輪是減速機精準運行的重要保障，擁有者一定的強度，并且較為耐磨，所以是減速機內(nèi)部必不可少的一個部分。因此，對于減速齒輪來講，材料是最為重要的一個部分，對材料元素的控制技術(shù)以及加工生產(chǎn)藝術(shù)是減速齒輪生產(chǎn)的重要內(nèi)容。②部件的加工。根據(jù)減速機本身的尺寸大小，特殊軸承也需要進行相應(yīng)的變更，這對于特殊軸承的精密性有著很高的要求，需要避免軸承當中出現(xiàn)游隙，需要我們在生產(chǎn)的過程中掌握特殊的加工技術(shù)，來提升特殊軸承的精度。③精密部件的裝配。工業(yè)機器人在生產(chǎn)的過程中往往會要求大幅度的減速，這對于減速器的精密度和強度都是一種很高的考驗，在進行部件的裝配過程中，需要掌握機密的裝配技術(shù)，來提升精密程度，任何一個小小的差錯都可能導(dǎo)致不可挽回的后果。

3.2 伺服驅(qū)動器 ?控制工業(yè)機器人的主要工具就是伺服驅(qū)動器，工業(yè)機器人在工作的過程中對操作的精細程度要求很高，所以就對伺服驅(qū)動器提出了更嚴格的要求，所以我們在進行生產(chǎn)的過程中，由于相關(guān)技術(shù)的缺失，只能夠進行進口，來維持工業(yè)機器人的穩(wěn)定性。①控制快速響應(yīng)。工業(yè)機器人在進行運作的過程中是十分高速的，并且大多采取了三環(huán)控制的方式，也就是電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)這三環(huán)。機器人專用電機要求力矩變化能夠進行高速相應(yīng)，所以快速響應(yīng)控制技術(shù)就成為了必須掌握的技術(shù)途徑。②在線參數(shù)整定。在線參數(shù)整定是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)提出的全新要求，大部分的伺服驅(qū)動器都具有這項功能。使用在線參數(shù)整定，能夠使工業(yè)機器人在進行生產(chǎn)的過程中優(yōu)化自身的算法，自動進行判定工作，并且根據(jù)實際現(xiàn)狀進行相關(guān)的調(diào)整。

3.3 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)技術(shù) ?操作系統(tǒng)是工業(yè)機器人控制單元開發(fā)中最困難的問題，由于工業(yè)機器人本身具有運動控制特性，對實時性要求很高。所以大多數(shù)工業(yè)機器人在實際操作中都是用控制卡來進行的，利用操作系統(tǒng)進行輔助可以有效地提高工業(yè)機器人自身的控制精度，從而提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其他工業(yè)機器一般采用伺服控制系統(tǒng)，保證軟件本身的環(huán)境，從而實現(xiàn)精確控制，但如果采用一般的系統(tǒng)，就不能完全實現(xiàn)工業(yè)機器人的需求，其局部性不能滿足機器人自身的控制要求，所以工業(yè)機器人控制系統(tǒng)技術(shù)還需要進行更新和改進。

4 ?結(jié)語

隨著時代和社會的發(fā)展，我們的生產(chǎn)方式終將會發(fā)生變化，工業(yè)機器人逐漸會代替人工生產(chǎn)方式，大大的提升我們的生產(chǎn)效率，并且能夠節(jié)省更多的資源?？v觀工業(yè)機器人的發(fā)展歷史，我們國家雖然起步較慢，但是擁有者技術(shù)和政策上的支持，所以還保持著樂觀的態(tài)度，減速機、伺服驅(qū)動器和控制系統(tǒng)將是工業(yè)機器人未來發(fā)展的主要方向，我們應(yīng)當針對現(xiàn)有的不足，進行深入研究，最終推動工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展。

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