工業機器人就是利用現代的電子科技和機械手腳關節制造出來的一種可以模仿人體動作，來從事一一些特殊危險場所工作的智能機器人。工業機器人是機器人應用中的一個分枝，與機器人一樣，是一種可反復編程和多功能的用來搬運材料、零件、工具的操作工具。為了執行不同的任務而具有可改變可遍程序的動作的專門系統。

工業機器人被廣泛應用于電子、物流、化工等各個工業領域之中；已成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。我國正處于加快轉型升級的重要時期，以工業機器人為主體的機器人產業，正是破解我國產業成本上升、環境制約問題的重要路徑選擇；已經在上海、徐州、常州、昆山、哈爾濱、天津、重慶、唐山和青島等地均已經著手開建機器人產業園區。

工業機器人發展歷程

20世紀50年代末，工業機器人最早開始投入使用。約瑟夫·恩格爾貝格（Joseph F．Englberger）利用伺服系統的相關靈感，與喬治·德沃爾（GeorgeDevol）共同開發了一臺工業機器人——“尤尼梅特”（Unimate），率先于1961年在通用汽車的生產車間里開始使用。

20世紀70年代末，由美國Unimation公司推出的PUMA系列機器人，為多關節、多CPU二級計算機控制，全電動，有專用VAL語言和視覺、力覺傳感器，這標志著工業機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。

20世紀80年代，機器人進入了普及期，隨著制造業的發展，使工業機器人在發達國家走向普及，并向高速、高精度、輕量化、成套系列化和智能化發展，以滿足多品種、少批量的需要。

到了20世紀90年代，隨著計算機技術、智能技術的進步和發展，第二代具有一定感覺功能的機器人已經實用化并開始推廣，具有視覺、觸覺、高靈巧手指、能行走的第三代智能機器人相繼出現并開始走向應用。

工業機器人的組成

工業機器人由三大部分六個子系統組成。

三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。

六個子系統可分為機械結構系統、驅動系統、感知系統、機器人－環境交互系統、人機交互系統和控制系統。

工業機器人的應用

1、在碼垛方面的應用

在各類工廠的碼垛方面，自動化極高的機器人被廣泛應用，人工碼垛工作強度大，耗費人力，員工不僅需要承受巨大的壓力，而且工作效率低。搬運機器人能夠根據搬運物件的特點，以及搬運物件所歸類的地方，在保持其形狀的和物件的性質不變的基礎上，進行高效的分類搬運，使得裝箱設備每小時能夠完成數百塊的碼垛任務。在生產線上下料、集裝箱的搬運等方面發揮及其重要的作用。

2、在焊接方面的應用

焊接機器人主要承擔焊接工作，不同的工業類型有著不同的工業需求，所以常見的焊接機器人有點焊機器人、弧焊機器人、激光機器人等。汽車制造行業是焊接機器人應用最廣泛的行業，在焊接難度、焊接數量、焊接質量等方面就有著人工焊接無法比擬的優勢。

3、在裝配方面的應用

在工業生產中，零件的裝配是一件工程量極大的工作，需要大量的勞動力，曾經的人力裝配因為出錯率高，效率低而逐漸被工業機器人代替。裝配機器人的研發，結合了多種技術，包括通訊技術、自動控制、光學原理、微電子技術等。研發人員根據裝配流程，編寫合適的程序，應用于具體的裝配工作。裝配機器人的最大特點，就是安裝精度高、靈活性大、耐用程度高。因為裝配工作復雜精細，所以我們選用裝配機器人來進行電子零件，汽車精細部件的安裝。

4、在檢測方面的應用

機器人具有多維度的附加功能。它能夠代替工作人員在特殊崗位上的工作，比如在高危領域如核污染區域、有毒區域、核污染區域、高危未知區域進行探測。還有人類無法具體到達的地方，如病人患病部位的探測、工業瑕疵的探測、在地震救災現場的生命探測等均有建樹。

工業機器人的特點

1、可編程

生產自動化的進一步發展是柔性啟動化，工業機器人可隨其工作環境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發揮很好的功用，是柔性制造系統中的一個重要組成部分。

2、擬人化

工業機器人在機械結構上有類似人的行走、腰轉、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦，此外，智能化工業機器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等，傳感器提高了工業機器人對周圍環境的自適應能力。

3、通用性

除了專門設計的專用的工業機器人外，一般工業機器人在執行不同的作業任務時具有較好的通用性，比如，更換工業機器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執行不同的作業任務。

4、工業機器技術涉及的學科相當廣泛，歸納起來是機械學和微電子學的結合－機電一體化技術，第三代智能機器人不僅具有獲取外部環境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術的應用，特別是計算機技術的應用密切相關，因此，機器人技術的發展必將帶動其他技術的發展，機器人技術的發展和應用水平也可以驗證一個國家科學技術和工業技術的發展水平。

工業機器人發展趨勢

1、人機協作

隨著機器人從與人保持距離作業向與人自然交互并協同作業方面發展。拖動示教、人工教學技術的成熟，使得編程更簡單易用，降低了對操作人員的專業要求，熟練技工的工藝經驗更容易傳遞。

2、自主化

目前機器人從預編程、示教再現控制、直接控制、遙操作等被操縱作業模式向自主學習、自主作業方向發展。智能化機器人可根據工況或環境需求，自動設定和優化軌跡路徑、自動避開奇異點、進行干涉與碰撞的預判并避障等。

3、智能化、信息化、網絡化

越來越多的3D視覺、力傳感器會使用到機器人上，機器人將會變得越來越智能化。隨著傳感與識別系統、人工智能等技術進步，機器人從被單向控制向自己存儲、自己應用數據方向發展，逐漸信息化。隨著多機器人協同、控制、通信等技術進步，機器人從獨立個體向相互聯網、協同合作方向發展。

審核編輯 黃昊宇

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