工業(yè)機器人電子信息技術嵌入研究

楊曉偉

1工業(yè)機器人的概念與特點

工業(yè)機器人的在企業(yè)中的普遍應用預示著我國工業(yè)進入全新的階段，機器人取代了傳統(tǒng)的人力勞動，為企業(yè)降低了人工成本和管理成本，提升企業(yè)的競爭力。機器人技術是眾多學科高度融合的技術，它結合了機械、電子信息技術、計算機技術、傳感器技術、人工智能等，是信息技術和先進制造業(yè)發(fā)展水平的典型代表，是目前各國爭相發(fā)展的技術，智能機器人的發(fā)展水平標志了國家在創(chuàng)新上的能力，智能機器人在工業(yè)上的應用還標志著工業(yè)操作的水平，是國家先進生產(chǎn)力的代表。

2第三階段的機器人

目前工業(yè)上應用的機器人都是第三階段的機器人即智能機器人，它是將電子信息技術嵌入工業(yè)機器人的產(chǎn)物，它能收集和整理傳感器反饋的相關數(shù)據(jù)，進行分析后觸發(fā)相應的指令，能對復雜信息能精準判斷并具有處理能力，具有人的思維和處理能力，能進行復雜的工業(yè)操作，是電子信息技術、工業(yè)技術、傳感器技術的集合，是目前工業(yè)機器人技術飛速發(fā)展的呈現(xiàn)。

3電子信息技術在工業(yè)機器人研發(fā)中的應用

工業(yè)機器人在發(fā)展的過程中技術逐漸成熟，在工業(yè)領域得到了很好的推廣，也涉及了很多的領域，其中電子信息技術在三個階段的工業(yè)機器人發(fā)展中都發(fā)揮了很大的作用。

3.1電子信息技術嵌入機器人驅動方式

電子信息技術在工業(yè)機器人上的應用使工業(yè)機器人發(fā)展進入了高速的發(fā)展階段，實現(xiàn)了快速的升級創(chuàng)新，日本安川研發(fā)的電動工業(yè)機器人，綜合了電子技術、機器人智能技術，標志著工業(yè)機器人正式進入智能機器人發(fā)展階段，它采用電動為驅動方式，促進了工業(yè)機器人在速度、精準度方面的發(fā)展，以液壓為驅動方式的機器人被逐步取代。同時直流伺服驅動方式也被交流伺服驅動代替，在不影響機器人正常工作的情況下節(jié)省了電力能源，為企業(yè)節(jié)省了一定的成本，直線電動機的驅動方式在越來越多的領域得到了長足發(fā)展。

3.2電子信息技術的嵌入對工業(yè)機器人的促進作用

對于工業(yè)機器人來說，電子信息的嵌入方式是其工作質(zhì)量的重要因素，機器人的運動是由各個關節(jié)的驅動電機工作來完成的，機器人通過大量的信息計算來完成復雜的動作，這對計算機的運算能力有很高的要求。隨著電子信息技術嵌入機器人的不斷發(fā)展，計算機的運算能力和控制能力都得到了一定程度的提升，最高性能的機器人可以同時控制20多個關節(jié)的驅動電機工作，電子工業(yè)機器人在電子信息技術的促進下性能得到了提高，性能的提升也擴大了機器人的應用范圍，利用網(wǎng)絡實現(xiàn)多臺機器人的信息共享是未來的發(fā)展趨勢。

3.3電子信息技術嵌入機器人的設計流程工程師根據(jù)生產(chǎn)流程需要先設計機器人的基本架構，這個過程中比較重要的是對數(shù)據(jù)準確性的要求，人工不能精準確定所以需要計算機輔助完成，在這個基礎上，將電子信息技術嵌入到工業(yè)機器人的設計框架當中，改變了機器人的設計環(huán)節(jié)，雙重考慮能提升機器人的設計成功的概率，也能使機器人設計環(huán)節(jié)具有多變性，對機器人的外部結構、功能等方面帶來更多的選擇。

3.4電子信息技術嵌入機器人傳感裝置

傳感器是智能機器人的代表裝置，有傳感器裝置的機器人具備檢測自身角度、速度的功能，對外部情況反映敏感，通過傳感器傳輸?shù)接嬎銠C，計算機經(jīng)過測算之后發(fā)布相應的指令，輔助機器人完成正確的流程操作，隨著傳感器技術的發(fā)展，在外部傳感器上也能引進相關的數(shù)據(jù)，再加上智能化感應等設備，工業(yè)機器人得到了更快速的發(fā)展，內(nèi)外傳感器的聯(lián)合使用，機器人就可以對內(nèi)外環(huán)境掌控的更全面，促進機器人的智能化程度，突破了很多行業(yè)壁壘，拓寬了機器人的應用范圍。

3.5電子信息技術嵌入機器人控制系統(tǒng)

機器人的控制系統(tǒng)是控制機器人各個關節(jié)并支配其行動的，工業(yè)機器人需要完成操作、焊接、安裝等環(huán)節(jié)，在這些過程中，機器人自身支配這行環(huán)節(jié)的控制程度體現(xiàn)了機器人控制系統(tǒng)的能力，電子信息技術的發(fā)展是其嵌入工業(yè)機器人成為大趨勢，目前多類型、多形式的控制系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)機器人上有所應用，應用比較普遍的有開閉環(huán)系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)、物理控制系統(tǒng)等，在多樣控制系統(tǒng)的影響下，機器人的控制模式可以根據(jù)需要設定，豐富了機器人的應用方式，促進了機器人在生產(chǎn)上的分工，提升了機器人的工作效率，為企業(yè)產(chǎn)量提供了幫助。工業(yè)機器人的主體、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的智能化就是智能機器人組成的關鍵，主體說的是機座和執(zhí)行部分，操作臂等，有行走功能的機器人還需要具有行走部分，工業(yè)機器人基本有3-6各運動自由度，腕部的自由度一般有3個;動力裝置和傳動機構是驅動系統(tǒng)的重要部分，來執(zhí)行機構產(chǎn)生的相應的動作;控制系統(tǒng)按照驅動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出的指令和信號進行控制，完成要求的操作，只有三部分都能有更高層次的智能化，才能實現(xiàn)工業(yè)機器人整體的智能化，提高機器人的綜合競爭力，為企業(yè)解決更多的困難，帶來更多的效益。

4工業(yè)機器人研發(fā)中電子信息技術嵌入的前景展望

隨著電子信息技術的嵌入，電子機器人在信息處理、傳感裝置、自身驅動等控制系統(tǒng)方面得到了大幅提升，隨著人們對機器人的繼續(xù)研究，后續(xù)人們將在以下幾個方面發(fā)展：首先是智能化，信息技術的嵌入使機器人更智能化，可以模擬人的思維方式和操作能力，應用范圍更廣泛。然后是人性化，把相應的數(shù)據(jù)進行錄入和處理，使得機器人更具有人的思維，將人的行為能力寫入到程序里，能代替人的日常作用，減輕企業(yè)在人力資源上的投入，將相對簡單的工作交給機器人完成。最后是更加靈活，目前機器人已經(jīng)具備一定的職能，在靈活性方面還有很大的提升空間，電子信息的嵌入，使機器人的傳感裝置更能收集相關數(shù)據(jù)，面對數(shù)據(jù)進行反應，使機器人更靈活更便捷，更能滿足人的需求。

小結：

智能機器人的水平是衡量行業(yè)水平的標志，是不可或缺的重要裝備。隨著“再工業(yè)化”的興起，高端機器人程度行業(yè)競爭的方向，我們客觀分析了工業(yè)機器人目前的應用和未來發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，提出的戰(zhàn)略思考希望能給行業(yè)技術人員帶來啟發(fā)。機器人在各行業(yè)的廣泛應用，促進了人們對機器人的認識，在經(jīng)濟不斷發(fā)展的促進下，為了適應企業(yè)和人的需求，機器人會逐漸走進更多的企業(yè)，同時也會逐漸方便人們的生活，同時多種科學的相互融合也衍生了新的科學和技術，信息技術的嵌入就加快了機器人的智能化，促進了工業(yè)領域發(fā)發(fā)展，帶動了多個行業(yè)的發(fā)展，所以工業(yè)機器人研發(fā)中電子信息技術的嵌入是科技進步的產(chǎn)物，對人類文明有積極的促進作用。

（安徽斯格特信息系統(tǒng)有限公司?230000）