三、工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀

　　伴隨著工業(yè)機(jī)器人的日漸興起，“機(jī)器換人”將成為趨勢。富士康此前曾宣布，將在三年內(nèi)購置百萬臺機(jī)器人，預(yù)計到2016年將在山西晉城建成“世界最大智能化機(jī)器人生產(chǎn)基地”。

　　汽車、電子、食品、化工、塑膠橡膠、金屬制品六大制造行業(yè)，被看做是當(dāng)前應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的主要領(lǐng)域，機(jī)構(gòu)預(yù)測未來會有100萬～200萬臺的年需求量，占中國工業(yè)機(jī)器人市場需求的七成左右?！　〗刂?014年9月份，整個中國機(jī)器人企業(yè)已達(dá)近420多家。另外，目前中國各地正在建設(shè)逾30個機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園。

　　工業(yè)機(jī)器人之所以能在中國市場異軍突起，首先是因為在成本上，機(jī)器人通常僅為人工成本的四分之一；其次，機(jī)器人在質(zhì)量、效率、管理等方面還能帶來很多新的附加值。所以，在機(jī)器人技術(shù)快速提升、價格大幅下降、人工短缺、人力成本上升等因素的綜合作用下，中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于一個井噴時代。

　　四、工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)

　　1.機(jī)器人基本系統(tǒng)構(gòu)成

　　工業(yè)機(jī)器人由3大部分6個子系統(tǒng)組成。3大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分。6個子系統(tǒng)可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成

　　1)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機(jī)座、手臂、末端操作器三大部分組成，每一個大件都有若干個自由度的機(jī)械系統(tǒng)。若基座具備行走機(jī)構(gòu)，則構(gòu)成行走機(jī)器人；若基座不具備行走及彎腰機(jī)構(gòu)，則構(gòu)成單機(jī)器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕組成。末端操作器是直接裝在手腕上的一個重要部件，它可以是二手指或多手指的手抓，也可以是噴漆槍、焊具等作業(yè)工具。

　　2)驅(qū)動系統(tǒng)，要使機(jī)器人運(yùn)作起來，需要在各個關(guān)節(jié)即每個運(yùn)動自由度上安置傳動裝置，這就是驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)可以是液壓傳動、氣壓傳動、電動傳動、或者把它們結(jié)合起來應(yīng)用綜合系統(tǒng)，可以是直接驅(qū)動或者通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接傳動。

　　3)感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，用以獲得內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息。智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動性、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)。人類的感受系統(tǒng)對感知外部世界信息是極其靈巧的，然而，對于一些特殊的信息，傳感器比人類的感受系統(tǒng)更有效。

　　4)機(jī)器人環(huán)境交換系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備互換聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個功能單元，如加工單元、焊接單元、裝配單元等。當(dāng)然，也可以是多臺機(jī)器人、多臺機(jī)床或設(shè)備、多個零件存儲裝置等集成為一個去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。

　　5)人機(jī)交換系統(tǒng)是操作人員與機(jī)器人控制并與機(jī)器人聯(lián)系的裝置，例如，計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)終端，指令控制臺，信息顯示板，危險信號報警器等。該系統(tǒng)歸納起來分為兩大類：指令給定裝置和信息顯示裝置。

　　6)機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素。

　　控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及傳感器反饋回來的信號支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動和功能。假如工業(yè)機(jī)器人不具備信息反饋特征，則為開環(huán)控制系統(tǒng)；若具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)控制原理，控制系統(tǒng)可分為程序控制系統(tǒng)、適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)。根據(jù)控制運(yùn)行的形式，控制系統(tǒng)可分為點位控制和軌跡控制。點位型只控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一點到另一點的準(zhǔn)確定位，適用于機(jī)床上下料、點焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)；連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動，適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。一套完整的工業(yè)機(jī)器人包括機(jī)器人本體、系統(tǒng)軟件、控制柜、外圍機(jī)械設(shè)備、CCD視覺、夾具/抓手、外圍設(shè)備PLC控制柜、示教器/示教盒。

工業(yè)機(jī)器人設(shè)備