工業機器人的技術發展及其應用分析

李肇惠　郝昭

摘要：隨著時代和社會的發展，科學技術也取得了長足的進步，生產方式上也發生了變革，由傳統的人工生產方式逐漸轉變為智能生產方式，工業機器人也開始大量的應用到生產過程中，大大的提升了我們的生產效率。在傳統的生產過程中，工作人員面臨著操作環境惡劣，并且具有一定危險的問題，但是工業機器人的投用大大的降低了此類風險，相關工作人員的人身安全得到了保障。所以工業機器人的發展，能夠幫助我們提升工業生產的效率和安全性，本文將對工業機器人的技術發展以及應用進行分析，期望能夠提供一些有效的幫助。

關鍵詞：工業機器人;發展歷史;應用分析

0 ?引言

工業機器人是科學技術進步和發展的代表性成果，是一種多個學科領域進行綜合的產物，無論是電子計算機，或是通訊網絡領域，工業機器人都有所涉及，并且是在這些領域發展的基礎上誕生的。隨著時代和科技的進步發展，工業機器人的性能也越來越強，并且在更多的領域都進行了應用，整個工業機器人的產業也越發的成熟。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展，對工業機器人的需求也就十分的巨大，對工業機器人的技術水平也就更加的嚴苛，從數據上來看，我國的工業機器人需求大約占據著全球總量的三分之一，工業機器人的發展和應用逐漸成為了我國社會主要討論的話題重心。

1 ?工業機器人的發展歷史

1.1 國外工業機器人發展歷史 ?和大多數的智能化工業設備一樣，工業機器人的最早發源地也是在美國，由于有著技術上的優勢，美國早在1962年就生產了第一臺工業機器人，隨著這么多年的發展，美國的工業機器人生產技術也越來越成熟，并且在整個世界的工業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機器人供應商，有著良好的工業機器人生產基礎，較為突出的有AmericanRobot、Emerson Industrial Automation以及Adept Technology等公司。

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

日本是機器人的王國，也是當前工業機器人的最大生產商，占據著整個世界的40%左右，雖然工業機器人的發展比美國晚了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基礎，所以已經成為了世界上最先進的工業機器人生產國家，代表著最高的工業機器人生產水平，為日本的經濟帶來了很大的推動力。

1.2 國內工業機器人發展歷史 ?國內的工業機器人發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年代才開始發展，早期主要是由專業的研究院來進行研發，所以發展的十分緩慢，但是隨著時代和社會的發展，以及國家給予的政策支持，所以已經有更多的部門和單位投入到工業機器人的研發當中，并且積極的學習國外先進的經驗和技術，所以我們國家的工業機器人技術也逐漸的發展起來。我國的工業機器人技術雖然還處于轉型階段，但是由于潛在的市場較大，所以有著充足的研發動力，生產線的大量鋪設又為我們創造了堅實的基礎，所以對于工業機器人在我國的發展還是比較樂觀的。

2 ?工業機器人發展趨勢

2.1 一體化發展趨勢 ?一體化是當前工業機器人的尖端技術，將各個生產環節進行優化，節省一些不必要的步驟，來大大提升我們的生產效率，提升工業機器人的產量，并且在這個過程中能夠節省很大一部分的資源，也是對環境和資源的一種變相保護，總而言之，一體化將會是工業機器人未來的主要發展趨勢。

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

2.3 多領域發展趨勢 ?工業機器人的生產并不是針對某一行業或者是某一領域來進行的，隨著工業機器人技術的不斷進步，生產效率也會逐步的提升，工業機器人將會在社會的多個領域進行應用，除了基礎的工業制造之外，還會在醫藥以及交通等多個領域進行應用，實現多領域的發展趨勢。

3 ?工業機器人應用分析

3.1 減速機 ?我國已經在減速機領域進行了相關的研究和分析，并且在諧波減速機領域實現了突破，找尋出了相應的替代品，但是在實際的應用過程中還是有著一定的差距，主要的工業機器人還是依賴于進口，減速機技術主要由以下三個方面組成。①材料控制技術。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以及加工生產藝術是減速齒輪生產的重要內容。②部件的加工。根據減速機本身的尺寸大小，特殊軸承也需要進行相應的變更，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游隙，需要我們在生產的過程中掌握特殊的加工技術，來提升特殊軸承的精度。③精密部件的裝配。工業機器人在生產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，來提升精密程度，任何一個小小的差錯都可能導致不可挽回的后果。

3.2 伺服驅動器 ?控制工業機器人的主要工具就是伺服驅動器，工業機器人在工作的過程中對操作的精細程度要求很高，所以就對伺服驅動器提出了更嚴格的要求，所以我們在進行生產的過程中，由于相關技術的缺失，只能夠進行進口，來維持工業機器人的穩定性。①控制快速響應。工業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控制的方式，也就是電流環、速度環和位置環這三環。機器人專用電機要求力矩變化能夠進行高速相應，所以快速響應控制技術就成為了必須掌握的技術途徑。②在線參數整定。在線參數整定是現代工業技術提出的全新要求，大部分的伺服驅動器都具有這項功能。使用在線參數整定，能夠使工業機器人在進行生產的過程中優化自身的算法，自動進行判定工作，并且根據實際現狀進行相關的調整。

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

4 ?結語

隨著時代和社會的發展，我們的生產方式終將會發生變化，工業機器人逐漸會代替人工生產方式，大大的提升我們的生產效率，并且能夠節省更多的資源。縱觀工業機器人的發展歷史，我們國家雖然起步較慢，但是擁有者技術和政策上的支持，所以還保持著樂觀的態度，減速機、伺服驅動器和控制系統將是工業機器人未來發展的主要方向，我們應當針對現有的不足，進行深入研究，最終推動工業機器人技術的發展。

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