工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展應(yīng)用及其困境綜述

黃兵　曹潔

摘 要：羅列了機(jī)器人的分類，綜述了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用，分析了國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展所面臨的困境，最后對(duì)其做了簡(jiǎn)單的總結(jié)并指出了未來(lái)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；發(fā)展和應(yīng)用；困境；RV減速機(jī)

0 引言

工業(yè)機(jī)器人是由操作機(jī)，驅(qū)動(dòng)單元，控制裝置以及附屬部件組成的一種生產(chǎn)裝備，是典型的機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品。它在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、生產(chǎn)自動(dòng)化水平和經(jīng)濟(jì)效益，改善勞動(dòng)條件，保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面的作用日益顯著。

1 工業(yè)機(jī)器人的分類

按照機(jī)械結(jié)構(gòu)類型可分為：關(guān)節(jié)型機(jī)器人，球坐標(biāo)型機(jī)器人，圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人和直角坐標(biāo)型機(jī)器人；按用途和作業(yè)類別分為：搬運(yùn)機(jī)器人，堆垛機(jī)器人，焊接機(jī)器人，機(jī)械手，噴涂機(jī)器人，裝配機(jī)器人等；其他還有按控制方式，功能水平等分類方式。

2 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展

1959年，美國(guó)的英格伯格和德沃爾制造出第 一臺(tái)機(jī)器人，最初機(jī)器人對(duì)外界沒有反饋和判斷能力，只能用于簡(jiǎn)單重復(fù)生產(chǎn)。機(jī)器人只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的示教再現(xiàn)，而且每個(gè)動(dòng)作都需要操作人員通過(guò)示教盒用程序進(jìn)行控制。但此類工業(yè)機(jī)器人的成本低，控制簡(jiǎn)單。

隨著電子信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和控制理論的不不斷成熟，工業(yè)機(jī)器人發(fā)展過(guò)程可分為三代，第—代為最初的示教再現(xiàn)型機(jī)器人，它主要由示教盒和機(jī)器手控制器組成，可根據(jù)預(yù)先引導(dǎo)動(dòng)作記錄下信息重復(fù)再現(xiàn)執(zhí)行，這是當(dāng)前工業(yè)中應(yīng)用最多的機(jī)器人類型。第二代為感覺型機(jī)器人，如有視覺力覺和觸覺等，它具有對(duì)某些信息進(jìn)行反饋和調(diào)整的能力，現(xiàn)在已進(jìn)入應(yīng)用階段。第三代為智能型機(jī)器人，它具有感知和理解外部環(huán)境的能力，在不斷變化的工作環(huán)境情況下，也能夠成功完成任務(wù)，目前它尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段。

3 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

3.1 國(guó)內(nèi)外主要機(jī)器人生產(chǎn)廠商

業(yè)內(nèi)公認(rèn)的國(guó)外有名的生產(chǎn)廠家主要有日本安川電機(jī)，日本發(fā)那科，瑞典ABB和德國(guó)庫(kù)卡。國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠家有新松機(jī)器人和廣州數(shù)控。

3.2 國(guó)內(nèi)部分應(yīng)用到機(jī)器人的企業(yè)

汽車行業(yè)，主要有比亞迪和長(zhǎng)城汽車；工程機(jī)械方向，主要是重慶的三一重工；電子領(lǐng)域，主要有雷柏公司和富士康。

3.3 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）工業(yè)制造領(lǐng)域：主要讓機(jī)器人在機(jī)械制造業(yè)中代替人完成大批量、質(zhì)量要求高的工作，如汽車制造、艦船制造及某些家電產(chǎn)品（電視機(jī)、電冰箱）的制造等。

（2）化工行業(yè)：主要完成自動(dòng)化生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運(yùn)、包裝等工作。

（3）軍事領(lǐng)域：機(jī)器人主要執(zhí)行一些自動(dòng)的偵察與控制任務(wù)，尤其是一些相對(duì)較為危險(xiǎn)的任務(wù)，比如，無(wú)人偵察機(jī)、拆除炸彈的機(jī)器人及掃雷機(jī)器人等。

目前，工業(yè)機(jī)器人也已開始擴(kuò)大到核能、航空、航天、醫(yī)藥、生化等高科技領(lǐng)域，以及醫(yī)療康復(fù)、家庭清潔等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中。

4 國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的困境

RV減速機(jī)是工業(yè)機(jī)器人的核心零部件，也是阻礙國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的重要因素。減速機(jī)里面完全是由高精度的齒輪，元件相互嚙合傳動(dòng)。因此，對(duì)材料，加工精度，精密加工裝備，裝配，高精度檢測(cè)技術(shù)都提出了非常高的要求。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)在一般是從進(jìn)口的產(chǎn)品里面拆開分解，分析，然后進(jìn)行反向工程。即便如此，我們還未研發(fā)出工作穩(wěn)定，性能可靠的RV減速機(jī)。因此，擁有自主研發(fā)的工作可靠的RV減速機(jī)是國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人長(zhǎng)足發(fā)展和擴(kuò)大規(guī)模的重要途徑。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，從第一臺(tái)機(jī)器人出現(xiàn)一直發(fā)展到現(xiàn)在，工業(yè)機(jī)器人逐漸滲透到我們研究，工作，生活的方方面面。在國(guó)內(nèi)，機(jī)器人的發(fā)展亟需大力研究和改進(jìn)RV減速機(jī)，以延長(zhǎng)機(jī)器人的壽命和改善其工作可靠性，形成自主研發(fā)產(chǎn)業(yè)模式。未來(lái)工業(yè)機(jī)器人將朝著解放勞動(dòng)效率低，工作條件苛刻工種的方向發(fā)展，朝著更加智能，機(jī)動(dòng)更為靈活的方向發(fā)展，朝著模塊化，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

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（作者單位：重慶交通大學(xué) 機(jī)電與車輛工程學(xué)院）