工业机器人技术研究进展

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2019.03.106

工业机器人技术研究进展

苏艳娟 武漫漫

(河南职业技术学院 河南郑州 450000)

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摘 要：工业机器人是机电一体化的现代制造业装备，它的设计和研究经过40多年的发展已经越来越成熟。但相关的方法和设计的流程仍有很多疑问，仍有许多科研人员在刚接触到这一领域时因为缺乏系统的知识体系讲解而难以快速地深入研究。因此，本文概述了工业机器人技术研究的进展，同时，引出了工业机器人如何进行研究设计的问题，希望能对这一领域有所帮助。关键词：工业机器人 技术设计 研究进展中图分类号：F426.67 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)01(c)-0106-02

科技的进步让工业机器人成为工业生产中重要的部分。工业机器人是涉及多个领域学科的重要自动化装备，它包括机械系统、驱动系统、控制系统、感知系统等系统组成，通过计算机、传感器等先进技术控制，是人工智能在工业生产上的应用。我国虽在研究工业机器人技术上开始的迟，但随着我国科学技术的迅猛发展，工业机器人的研究也取得了很大的进展。同时我们也要认识到我们和全球一些发达国家的机器技术还有一定差距的事实。

1 我国工业机器人的基本情况

我国工业机器人在很多技术上已经成熟，并广泛应用到各个领域。工业机器人被大量运用到工厂等产品生产线和工业制造上，为工厂、企业等节约了原材料、人力等成本，大大提高了生产效率和产品的质量。除此之外，工业机器人还将人们从繁琐、高强度的劳动中解放出来，保障了人身的安全稳定，极大的改善了人们的工作条件和生活方式，为人类社会的发展起到了极大的推动作用。在几年内，我国工业机器人在精细工作上的表现越来越稳定，具备能高精度并稳定持续工作的机器人成为工厂的常见装备。同时这些工业机器人能根据实际需求制造成最适合的形式和最完备的功能，已经能完成各种不同类型的焊接、喷漆以及搬运包装等功能，覆盖了食品的加工包装、汽车装备、电子元器件的制造、化工产品等众多行业。我国已经掌握了工业机器人的制造技术、控制系统的各项设计技术、运动学和轨迹规划技术，并已经具备了一些制造经验，对一些具备特殊工作能力的工业机器人的关键元器件从以前的只能依赖进口到已经能自主设计制造。同时我国自主设计制造的工业机器人应用越来越广泛，自身功能越来越多。但从整体和综合能力上看，我国的工业机器人的设计和技术还难以达到国外一些发达国家的水平，在具备精密度高和高速率效率的机器人制造上，我国还有很大的技术空白。

2 工业机器人技术研究进展

工业机器人的发展经历了3个显著的历程，从不具备反

馈能力的示教再现型机器人发展到具备各种传感器的机

器人，能自主获取一些需要的信息和指令。如今已经发展成为新一代智能机器人，在工业机器人技术研究的进展中，我国创造了很多技术成果和进步。我国运用工业机器人改进了很多落后的产业生产方式，将机器人技术应用在多种工程机械上取得了良好的经济效益，成功自主研制了超过一百项的工业机器人应用工程。2.1 构型综合技术研究进展

我国对工业机器人构型综合技术研究的进展较大，在我国机构学家的创新研究下，已经发展了多种位列世界前列的技术理论成果。构型综合技术的研究主要解决如何将串联、并联机器人的优势集中在一起，解决机器人结构的优化和创新问题。对此我国研究学者先后提出了方位特征集、旋量理论型综合等一系列理论来攻坚克难。同时，能利用计算机算法列举海量的构型，但缺乏从众多构型中选择最好的构型的解决方法。我国的专家和学者在这方面的研究已经为新型机器人的开发积累了宝贵的经验，提供了很多技术基础。

2.2 尺度综合技术研究进展

尺度综合技术指运用运动学等理论知识对工业机器人的尺度和关键元器件的设计进行改造优化，提高机器人的各项工作指标和技术参数。常用的指导技术优化的运动学各项指标有：力传递性能、速度传递性能等。在探索这方面技术的初期，研究学家往往忽略了很多条件指标在并联机器人本身的传递效率，在充分认识到了这一缺陷后，科学家提出了局部力传递系数等一系列相关指标，以此来考虑各方面技术的对机器人的结构性能影响，提高了机器人的综合能力。

2.3 高真实度建模仿真技术

全新的数字化设计技术能帮助提升工业机器人的实体结构设计与制造工艺，能提升高真实度建模仿真技术。 我国在这方面的研究也取得了一定的进展。对于工业机器人的设计来说，建模仿真技术是机器人研究领域不可或缺的一部分。通过建模仿真技术能在安全可靠的条件下，对

①基金项目：受2018年度河南职业技术学院科研基金项目资助（项目编号:2018-HZK-03）。

作者简介：苏艳娟（1988—），女，汉族，河南焦作人，硕士，助教，研究方向:电气自动化方向。 武漫漫（1982—），女，汉族，河南洛阳人，硕士，讲师，研究方向:电子信息工程方向。

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工业技术

机器人的各项性能和功能特点进行全方位的研究，为机器人的建造提供大量的测试数据。我国在测试研究机器人的建模仿真软件上的设计和开发已经持续完善，具备了一定的体系，并取得了很多成果。2.4 多领域耦合仿真研究进展

在影响机器人性能的因素上，数控系统的影响很大。机器人涉及的物理体系广泛，通过多领域耦合仿真技术的预估和参考来对机器人进行有价值的评判，挖掘它的优秀性能。运用一些板块完善的软件能在机电耦合和多领域耦合仿真方面取得较好的参考数据。同时，工业机器人还有很多非机械因素的系统，如入循环、液压等，我国研究者在这方面的精准建模和控制上还有很多的问题。

2019 NO.03Science and Technology Innovation Herald科技创新导报人制造技术的创新发展。

4 结语

综上所述，40年的发展，我国在工业机器人技术研究上取得了很大的进步，并将成果广泛的应用到生活生产的各个方面。关于工业机器人的设计取得了一些位列国际前沿的理论成果，在一些建模仿真技术研究领域，研究学家也创造了很多优质的软件和工具，为科学优质的提高工业机器人设计奠定了牢固的基础。同时，我国机器人在全自动化和人工智能化等技术研究上还有很多的欠缺，与发达国家还存在很大的差距。我国从事工业化机器人的研究专家和团队还不足以满足这项发展事业的需要，只有充分认识工业机器人是科学技术发展的最大成果，并将推动社会发展这一事实，才能不断推陈出新，将我国工业机器人事业发扬光大。

3 工业机器人智能化进展方向

随着时代的进步和科技的蓬勃发展，工业机器人必定向着更高水平的方向发展，高智能化、全自动化并融入计算机技术、大数据技术等高科技技术实现质的飞跃。目前我国加大了对工业机器人的研究开发的各项投入，制定了各项支持机器人研发和应用的产业，积极推动工业生产实现全面应用工业机器人生产的生产方式，实现高生产效率及质量和高自动化水平。我国已经成为世界最大的工业机器人制造国家，为我国创造了很多财富。但我国机器人的人工智能水平还明显落后于发达国家，未来我国必须为研究更高水平的智能化机器人投入更多的财力和人力，继续深入研究各项工业机器人的技术。同时要不断吸收发达国家先进的技术知识，借鉴有效的研究方法，推动自身机器

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参考文献

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减少换配时间，而且不容易造成夹具对零件的损伤。

霍尔效应式编码器检测凸轮，可以更精确地检测凸轮的旋转，将凸轮旋转角度等信息传递给电脑板ECM，从而更好地控制喷油器的工作状态。霍尔式编码器具有形小体轻、反应速度快、灵敏度高的特点，在柴油机各种工况稳定运行，是自动化系统中理想的编码器。

凸轮箱的优化设计实现了凸轮方便快捷拆卸更换，具有质量轻、成本低、材料利用合理，不受连接件化学成分、温度等的影响的特点，连接质量稳定、操作简便。

4 结语

柴油电控EUI喷油器驱动装置改进之处为凸轮方便快捷拆卸，喷油器快速装夹和编码器精确控制喷油提前角。从而大大降低生产成本，降低凸轮更换损坏的可能性，提高测试精度，满足不同客户对性能的使用需求。

参考文献

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图1 柴油电控EUI喷油器测试仪立体结构图

置处，再用螺母在圆锥最小圆端面将凸轮固定于凸轮轴。采用圆锥面，由于锥度较小，利用摩擦原理，可以传递扭矩，因为具有一定锥度，所以可以方便拆卸。

3 使用效果

喷油器快速装夹机构较好地固定喷油器，并且可以简单地安装和卸下喷油器。相比原来螺母固定效率提高，减少装夹误差，降低对操作者的技术要求，提高检测精度，

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