工业机器人概述
一、简介
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它们通过自动执行工作,靠自身动力和控制能力实现各种功能,具有高度灵活性和智能化水平,工业机器人可由人类指挥,也可按照预先编排的程序运行,现代工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则行动,广泛应用于工业生产的各个领域。
二、发展历史
工业机器人的发展经历了多个重要阶段:
1、萌芽期(1948-1961年):
1948年,乔治·德沃尔制造出世界上第一台数控机床,标志着数控技术的开始,1954年,美国人乔治·德沃尔发布了《适用于重复作业的机器人》专利,并在1961年与物理学家约瑟·英格伯格合作推出了世界上第一台工业机器人Unimate。
2、成长期(1962-1979年):
1962年,美国AMF公司引入了柱形坐标的Versatm机器人,1967年,日本川崎重工从美国引进生产许可证并研制出Kawasaki-Unimate机器人,1969年,美国斯坦福人工智能研究所研发出带有视觉传感器并能识别装配的机器人Shakey,到1970年代中期,PLC(可编程逻辑控制器)在汽车行业普及,促进了制造业自动化的发展。
3、广泛使用期(1980-至今):
1980年代,随着计算机技术和人工智能的进步,工业机器人得到广泛应用,形成了跨学科的综合性科学,1984年,英格伯格推出Service Mate护理机器人,用于医院和家庭环境,此后,工业机器人逐渐走向高速、高精度和智能化方向发展,2008年金融危机后,全球机器人行业逆势增长,中国成为全球最大的工业机器人市场。
三、基本结构
工业机器人通常由以下三大部分组成:
1、主体:包括机座和执行机构,如臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构,大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度。
2、驱动系统:包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作,有多种驱动方式,如液压、气压、电气和机械驱动。
3、控制系统:按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制,现代工业机器人采用计算机控制系统,具备强大的运算和决策能力。
四、分类
工业机器人可以按不同标准进行分类:
1、按臂部的运动形式分类:直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和关节型。
2、按执行机构运动的控制机能分类:点位型和连续轨迹型。
3、按程序输入方式分类:编程输入型和示教输入型。
4、按运动自由度分类:3轴、4轴、5轴、6轴,甚至7轴以上的机器人。
5、按应用领域分类:焊接、喷涂、装配、搬运等。
五、应用领域
工业机器人广泛应用于各个工业领域,涵盖汽车制造、电子、机械加工、化工、物流等行业,具体应用包括焊接、喷涂、装配、搬运、包装、检测等任务,其高度灵活性和智能化水平使其能够在危险、恶劣环境下代替人工完成任务,提高生产效率,降低运营成本。
工业机器人作为现代制造业的重要组成部分,其发展经历了从萌芽到广泛应用的过程,随着科技的不断进步,工业机器人将在更多领域发挥更大的作用,推动工业生产向智能化、自动化方向发展,随着人工智能和物联网技术的发展,工业机器人将更加智能和高效,为各行业带来更多变革和发展机会。