工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。

一、工業(yè)級機(jī)器人特點(diǎn)：

（1）可編程。生產(chǎn)自動化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性啟動化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)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(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個重要組成部分。

（2）擬人化。工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、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(yè)機(jī)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(fù)載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。

（3）通用性。除了專門設(shè)計(jì)的專用的工業(yè)機(jī)器人外，一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。

（4）工業(yè)機(jī)器技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，歸納起來是機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合－機(jī)電一體化技術(shù)。第三代智能機(jī)器人不僅具有獲取外部環(huán)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(shù)的應(yīng)用，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動其他技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗(yàn)證一個國家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平。

二、工業(yè)級機(jī)器人技術(shù)原理：

（1）開放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：采用分布式CPU計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，分為機(jī)器人控制器（RC），運(yùn)動控制器（MC），光電隔離I／O控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機(jī)器人控制器（RC）和編程示教盒通過串口／CAN總線進(jìn)行通訊。機(jī)器人控制器（RC）的主計(jì)算機(jī)完成機(jī)器人的運(yùn)動規(guī)劃、插補(bǔ)和位置伺服以及主控邏輯、數(shù)字I／O、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。

（2）模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)建立在基于開源的實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)Linux上，采用分層和模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開放性。整個控制器軟件系統(tǒng)分為三個層次：硬件驅(qū)動層、核心層和應(yīng)用層。三個層次分別面對不同的功能需求，對應(yīng)不同層次的開發(fā)，系統(tǒng)中各個層次內(nèi)部由若干個功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協(xié)作共同實(shí)現(xiàn)該層次所提供的功能。

（3）機(jī)器人的故障診斷與安全維護(hù)技術(shù)：通過各種信息，對機(jī)器人故障進(jìn)行診斷，并進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)，是保證機(jī)器人安全性的關(guān)鍵技術(shù)。

（4）網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人控制器技術(shù)：當(dāng)前機(jī)器人的應(yīng)用工程由單臺機(jī)器人工作站向機(jī)器人生產(chǎn)線發(fā)展，機(jī)器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得越來越重要。控制器上具有串口、現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能。可用于機(jī)器人控制器之間和機(jī)器人控制器同上位機(jī)的通訊，便于對機(jī)器人生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控、診斷和管理。

三、工業(yè)級機(jī)器人應(yīng)用：

工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用包括焊接、刷漆、組裝、采集和放置（例如包裝、碼垛和SMT）、產(chǎn)品檢測和測試等；所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和準(zhǔn)確性。

工業(yè)機(jī)器人能替代越來越昂貴的勞動力，同時能提升工作效率和產(chǎn)品品質(zhì)。能源十三五規(guī)劃提出，積極推動“互聯(lián)網(wǎng)＋”智慧能源發(fā)展。運(yùn)維機(jī)器人在核能、風(fēng)電、電力、石化、水利、光伏能源領(lǐng)域全壽期管理，依托互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)測、智能控制、運(yùn)維檢修。

常見工業(yè)級能源運(yùn)維機(jī)器人：

（1）核電級管道運(yùn)維機(jī)器人

功能：智能磁吸附單元實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)部行走、過彎、攀爬；履帶自動適應(yīng)300mm以上不同直徑的管道；激光雷達(dá)自主建模定位；360度可旋轉(zhuǎn)高清攝像頭；開放式平臺，拓展搭配各種檢測及維修功能模塊。

應(yīng)用：電力行業(yè)循環(huán)水管道；石油石化管道；大型鋼制儲罐。

（2）工業(yè)級仿生物智能機(jī)器人

功能：20自由度仿生物機(jī)器人；復(fù)雜地形智能行走，磁吸附爬壁；袖珍型360可移動相機(jī)云臺；激光雷達(dá)導(dǎo)航，激光燈傳感器；開放式拓展平臺，拓展裝配檢測及維修工具。

應(yīng)用：電力行業(yè)大型儲罐；電廠冷卻塔、煙囪等大型鋼結(jié)構(gòu)；復(fù)雜地形地面。

（3）軌道巡檢消防機(jī)器人

功能：鋁合金單軌式懸吊安裝；高速多機(jī)聯(lián)網(wǎng)智能巡檢，裝載360度攝像頭及熱成像儀；環(huán)境異常檢測、入侵識別、溫濕度、有害氣體檢測；煙霧檢測、著火電定位、消防彈滅火、消防輔助；線纜及設(shè)備破損及異常識別報(bào)警。

應(yīng)用：核電管廊；城市綜合地下管廊；軌道交通隧道；煤礦礦道。

（4）工業(yè)級巡檢無人機(jī)

功能：軍用級四旋翼飛行控制平臺；360度可旋轉(zhuǎn)攝像頭及熱成像儀；視覺裂紋、破損及故障檢測；紅外熱成像探傷。

應(yīng)用：核電廠安全殼；發(fā)電廠冷卻塔；風(fēng)力發(fā)電樁；跨海大橋。

（5）軌道式光伏電站運(yùn)維機(jī)器人

功能：工字型軌道整站運(yùn)行，跨整列運(yùn)行；獨(dú)立6自由度運(yùn)輸機(jī)器人，實(shí)時對軌，克服每列安裝誤差；無水清掃、雨水收集及噴淋單元；機(jī)械臂模塊，遠(yuǎn)程體感式操控現(xiàn)場作業(yè)；360度控制高清云臺攝像頭單元；熱成像模塊紅外掃描，全局識別熱斑及裂紋；功能及模塊可拓展，對無人化電站提供技術(shù)基礎(chǔ)。

應(yīng)用：光伏電站；無人化智能電站。

（6）單機(jī)式光伏電站運(yùn)維機(jī)器人

功能：橡膠履帶式驅(qū)動，輕松越障；超柔軟式尼龍布刷，無水清掃；自動雨水收集及有水噴淋系統(tǒng)；視頻檢測識別光伏組件裂紋及鳥糞異物；陣列式溫度掃描，識別光伏組件熱斑等組件故障。

應(yīng)用：光伏電站單列式部署。

工業(yè)機(jī)器人正向著智能化方向發(fā)展，而智能工業(yè)機(jī)器人將成為未來的技術(shù)制高點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

未來的智能化方向不會改變，并且會將機(jī)器人產(chǎn)品拓展到更多行業(yè)，形成完備的系統(tǒng)?，F(xiàn)今我國人工利息不時上升的大環(huán)境下，工業(yè)機(jī)器人必將迅速發(fā)展，逐漸成為工廠自動化生產(chǎn)線的主要發(fā)展形式。

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