編者語：我國工業機器人的市場主要集中在汽車、汽車零部件、摩托車
、電器、工程機械
、石油化工等行業。中國作為亞洲第三大的工業機器人需求國
，市場發展穩定，2007年共裝配了約6,581台工業機器人，較上年安裝的5,770台(tai)上(shang)升(sheng)了(le)百(bai)分(fen)之(zhi)十(shi)四(si)點(dian)零(ling)五(wu)，汽(qi)車(che)及(ji)其(qi)零(ling)部(bu)件(jian)製(zhi)造(zao)仍(reng)然(ran)是(shi)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)，隨(sui)著(zhe)我(wo)國(guo)產(chan)業(ye)結(jie)構(gou)調(tiao)整(zheng)升(sheng)級(ji)不(bu)斷(duan)深(shen)入(ru)和(he)國(guo)際(ji)製(zhi)造(zao)業(ye)中(zhong)心(xin)向(xiang)中(zhong)國(guo)的(de)轉(zhuan)移(yi)，我(wo)國(guo)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)市(shi)場(chang)會(hui)進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)大(da)
，市(shi)場(chang)擴(kuo)展(zhan)的(de)速(su)度(du)也(ye)會(hui)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)。本(ben)文(wen)就(jiu)當(dang)前(qian)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)及(ji)其(qi)應(ying)用(yong)進(jin)行(xing)了(le)梳(shu)理(li)。

　　機器人控製技術

　　機(ji)器(qi)人(ren)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)是(shi)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)大(da)腦(nao)，是(shi)決(jue)定(ding)機(ji)器(qi)人(ren)功(gong)能(neng)和(he)性(xing)能(neng)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)。工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)的(de)主(zhu)要(yao)任(ren)務(wu)就(jiu)是(shi)控(kong)製(zhi)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)工(gong)作(zuo)空(kong)間(jian)中(zhong)的(de)運(yun)動(dong)位(wei)置(zhi)、姿態和軌跡、操作順序及動作的時間等。具有編程簡單
、軟件菜單操作、友好的人機交互界麵

、在線操作提示和使用方便等特點。

　　關鍵技術包括：

　　(1)開放性模塊化的控製係統體係結構：采用分布式CPU計算機結構，分為機器人控製器(RC)


，運動控製器(MC)，光電隔離I/O控製板
、傳感器處理板和編程示教盒等。機器人控製器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN總線進行通訊。機器人控製器(RC)的主計算機完成機器人的運動規劃

、插補和位置伺服以及主控邏輯
、數字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)模塊化層次化的控製器軟件係統：軟件係統建立在基於開源的實時多任務操作係統Linux上，采用分層和模塊化結構設計
，以實現軟件係統的開放性。整個控製器軟件係統分為三個層次：硬件驅動層、hexincengheyingyongceng。sangecengcifenbiemianduibutongdegongnengxuqiu，duiyingbutongcengcidekaifa，xitongzhonggegecengcineibuyouruogangegongnengxiangduiduilidemokuaizucheng，zhexiegongnengmokuaixianghuxiezuogongtongshixiangaicengcisuotigongdegongneng。

　　(3)機器人的故障診斷與安全維護技術：通過各種信息
，對機器人故障進行診斷，並進行相應維護，是保證機器人安全性的關鍵技術。

　　(4)網絡化機器人控製器技術：目前機器人的應用工程由單台機器人工作站向機器人生產線發展，機器人控製器的聯網技術變得越來越重要。控製器上具有串口、現場總線及以太網的聯網功能。可用於機器人控製器之間和機器人控製器同上位機的通訊，便於對機器人生產線進行監控、診斷和管理。

　　移動機器人（AGV）

　　移動機器人（AGV）是工業機器人的一種類型

，它由計算機控製

，具有移動、自動導航、多傳感器控製
、網絡交互等功能，它可廣泛應用於機械、電子、紡織

、卷煙
、醫療、食品、造紙等行業的柔性搬運、傳輸等功能，也用於自動化立體倉庫
、柔性加工係統
、柔性裝配係統（以AGV作為活動裝配平台）
；同時可在車站、機場、郵局的物品分撿中作為運輸工具。

　　國際物流技術發展的新趨勢之一，而移動機器人是其中的核心技術和設備，是用現代物流技術配合

、支撐
、改造
、提升傳統生產線，實現點對點自動存取的高架箱儲

、作業和搬運相結合
，實現精細化、柔性化、信息化
，縮短物流流程
，降低物料損耗
，減少占地麵積，降低建設投資等的高新技術和裝備。

　　點焊機器人

　　焊接機器人具有性能穩定、工作空間大

、運動速度快和負荷能力強等特點
，焊接質量明顯優於人工焊接，大大提高了點焊作業的生產率。

　　點(dian)焊(han)機(ji)器(qi)人(ren)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)汽(qi)車(che)整(zheng)車(che)的(de)焊(han)接(jie)工(gong)作(zuo)
，生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)由(you)各(ge)大(da)汽(qi)車(che)主(zhu)機(ji)廠(chang)負(fu)責(ze)完(wan)成(cheng)。國(guo)際(ji)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)企(qi)業(ye)憑(ping)借(jie)與(yu)各(ge)大(da)汽(qi)車(che)企(qi)業(ye)的(de)長(chang)期(qi)合(he)作(zuo)關(guan)係(xi)

，向(xiang)各(ge)大(da)型(xing)汽(qi)車(che)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)提(ti)供(gong)各(ge)類(lei)點(dian)焊(han)機(ji)器(qi)人(ren)單(dan)元(yuan)產(chan)品(pin)並(bing)以(yi)焊(han)接(jie)機(ji)器(qi)人(ren)與(yu)整(zheng)車(che)生(sheng)產(chan)線(xian)配(pei)套(tao)形(xing)式(shi)進(jin)入(ru)中(zhong)國(guo)，在(zai)該(gai)領(ling)域(yu)占(zhan)據(ju)市(shi)場(chang)主(zhu)導(dao)地(di)位(wei)。

　　隨著汽車工業的發展，焊接生產線要求焊鉗一體化，重量越來越大，165公斤點焊機器人是目前汽車焊接中最常用的一種機器人。2008年9月，機器人研究所研製完成國內首台165公斤級點焊機器人，並成功應用於奇瑞汽車焊接車間。2009年9月，經過優化和性能提升的第二台機器人完成並順利通過驗收，該機器人整體技術指標已經達到國外同類機器人水平。

　　弧焊機器人

　　弧hu焊han機ji器qi人ren主zhu要yao應ying用yong於yu各ge類lei汽qi車che零ling部bu件jian的de焊han接jie生sheng產chan。在zai該gai領ling域yu，國guo際ji大da型xing工gong業ye機ji器qi人ren生sheng產chan企qi業ye主zhu要yao以yi向xiang成cheng套tao裝zhuang備bei供gong應ying商shang提ti供gong單dan元yuan產chan品pin為wei主zhu。本ben公gong司si主zhu要yao從cong事shi弧hu焊han機ji器qi人ren成cheng套tao裝zhuang備bei的de生sheng產chan，根gen據ju各ge類lei項xiang目mu的de不bu同tong需xu求qiu

，自zi行xing生sheng產chan成cheng套tao裝zhuang備bei中zhong的de機ji器qi人ren單dan元yuan產chan品pin

，也ye可ke向xiang大da型xing工gong業ye機ji器qi人ren企qi業ye采cai購gou並bing組zu成cheng各ge類lei弧hu焊han機ji器qi人ren成cheng套tao裝zhuang備bei。在zai該gai領ling域yu
，本ben公gong司si與yu國guo際ji大da型xing工gong業ye機ji器qi人ren生sheng產chan企qi業ye既ji是shi競jing爭zheng亦yi是shi合he作zuo關guan係xi。

　　關鍵技術包括：

　　(1)弧焊機器人係統優化集成技術：弧焊機器人采用交流伺服驅動技術以及高精度

、高剛性的RV減速機和諧波減速器，具有良好的低速穩定性和高速動態響應
，並可實現免維護功能。

　　(2)協調控製技術：控製多機器人及變位機協調運動，既能保持焊槍和工件的相對姿態以滿足焊接工藝的要求，又能避免焊槍和工件的碰撞。

　　(3)精確焊縫軌跡跟蹤技術：結(jie)合(he)激(ji)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)離(li)線(xian)工(gong)作(zuo)方(fang)式(shi)的(de)優(you)點(dian)，采(cai)用(yong)激(ji)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)焊(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)焊(han)縫(feng)跟(gen)蹤(zong)，提(ti)升(sheng)焊(han)接(jie)機(ji)器(qi)人(ren)對(dui)複(fu)雜(za)工(gong)件(jian)進(jin)行(xing)焊(han)接(jie)的(de)柔(rou)性(xing)和(he)適(shi)應(ying)性(xing)，結(jie)合(he)視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)離(li)線(xian)觀(guan)察(cha)獲(huo)得(de)焊(han)縫(feng)跟(gen)蹤(zong)的(de)殘(can)餘(yu)偏(pian)差(cha)，基(ji)於(yu)偏(pian)差(cha)統(tong)計(ji)獲(huo)得(de)補(bu)償(chang)數(shu)據(ju)並(bing)進(jin)行(xing)機(ji)器(qi)人(ren)運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)的(de)修(xiu)正(zheng)
，在(zai)各(ge)種(zhong)工(gong)況(kuang)下(xia)都(dou)能(neng)獲(huo)得(de)最(zui)佳(jia)的(de)焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)。

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弧焊機器人

　　激光加工機器人

　　jiguangjiagongjiqirenshijiangjiqirenjishuyingyongyujiguangjiagongzhong，tongguogaojingdugongyejiqirenshixiangengjiarouxingdejiguangjiagongzuoye。benxitongtongguoshijiaohejinxingzaixiancaozuo，yeketongguolixianfangshijinxingbiancheng。gaixitongtongguoduijiagonggongjiandezidongjiance，chanshengjiagongjiandemoxing
，jiershengchengjiagongquxian，yekeyiliyongCAD數據直接加工。可用於工件的激光表麵處理、打孔、焊接和模具修複等。

　　關鍵技術包括：

　　(1)激光加工機器人結構優化設計技術：采用大範圍框架式本體結構，在增大作業範圍的同時


，保證機器人精度

；

　　(2)機器人係統的誤差補償技術：針zhen對dui一yi體ti化hua加jia工gong機ji器qi人ren工gong作zuo空kong間jian大da，精jing度du高gao等deng要yao求qiu

，並bing結jie合he其qi結jie構gou特te點dian，采cai取qu非fei模mo型xing方fang法fa與yu基ji於yu模mo型xing方fang法fa相xiang結jie合he的de混hun合he機ji器qi人ren補bu償chang方fang法fa
，完wan成cheng了le幾ji何he參can數shu誤wu差cha和he非fei幾ji何he參can數shu誤wu差cha的de補bu償chang。

　　(3)高精度機器人檢測技術：將三坐標測量技術和機器人技術相結合，實現了機器人高精度在線測量。

　　(4)激光加工機器人專用語言實現技術：根據激光加工及機器人作業特點，完成激光加工機器人專用語言。

　　(5)網絡通訊和離線編程技術：具有串口、CAN等網絡通訊功能
，實現對機器人生產線的監控和管理；並實現上位機對機器人的離線編程控製。

　　真空機器人

　　真空機器人是一種在真空環境下工作的機器人，主要應用於半導體工業中
，實現晶圓在真空腔室內的傳輸。真空機械手難進口
、受限製、用量大、通(tong)用(yong)性(xing)強(qiang)，其(qi)成(cheng)為(wei)製(zhi)約(yue)了(le)半(ban)導(dao)體(ti)裝(zhuang)備(bei)整(zheng)機(ji)的(de)研(yan)發(fa)進(jin)度(du)和(he)整(zheng)機(ji)產(chan)品(pin)競(jing)爭(zheng)力(li)的(de)關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)。而(er)且(qie)國(guo)外(wai)對(dui)中(zhong)國(guo)買(mai)家(jia)嚴(yan)加(jia)審(shen)查(zha)，歸(gui)屬(shu)於(yu)禁(jin)運(yun)產(chan)品(pin)目(mu)錄(lu)，真(zhen)空(kong)機(ji)械(xie)手(shou)已(yi)成(cheng)為(wei)嚴(yan)重(zhong)製(zhi)約(yue)我(wo)國(guo)半(ban)導(dao)體(ti)設(she)備(bei)整(zheng)機(ji)裝(zhuang)備(bei)製(zhi)造(zao)的(de)“卡脖子”問題。直驅型真空機器人技術屬於原始創新技術。

　　關鍵技術包括：

　　(1)真空機器人新構型設計技術：通過結構分析和優化設計
，避開國際專利，設計新構型滿足真空機器人對剛度和伸縮比的要求；

　　(2)大間隙真空直驅電機技術：涉及大間隙真空直接驅動電機和高潔淨直驅電機開展電機理論分析、結構設計、製作工藝、電機材料表麵處理、低速大轉矩控製、小型多軸驅動器等方麵。

　　(3)真空環境下的多軸精密軸係的設計。采用軸在軸中的設計方法，減小軸之間的不同心以及慣量不對稱的問題。

　　(4)動態軌跡修正技術：tongguochuanganqixinxihejiqirenyundongxinxideronghe
，jiancechujingyuanyushouzhizhijianjizhunweizhizhijiandepianyi，tongguodongtaixiuzhengyundongguiji
，baozhengjiqirenzhunquedijiangjingyuancongzhenkongqiangshizhongdeyigegongweichuansongdaolingyigegongwei。

　　(5)符合SEMI標準的真空機器人語言：根據真空機器人搬運要求、機器人作業特點及SEMI標準，完成真空機器人專用語言。

　　(6)可靠性係統工程技術：在IC製造中
，設備故障會帶來巨大的損失。根據半導體設備對MCBF的高要求
，對各個部件的可靠性進行測試、評價和控製
，提高機械手各個部件的可靠性，從而保證機械手滿足IC製造的高要求。

  潔淨機器人

　　潔(jie)淨(jing)機(ji)器(qi)人(ren)是(shi)一(yi)種(zhong)在(zai)潔(jie)淨(jing)環(huan)境(jing)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)。隨(sui)著(zhe)生(sheng)產(chan)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)，其(qi)對(dui)生(sheng)產(chan)環(huan)境(jing)的(de)要(yao)求(qiu)也(ye)日(ri)益(yi)苛(ke)刻(ke)
，很(hen)多(duo)現(xian)代(dai)工(gong)業(ye)產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)都(dou)要(yao)求(qiu)在(zai)潔(jie)淨(jing)環(huan)境(jing)進(jin)行(xing)
，潔(jie)淨(jing)機(ji)器(qi)人(ren)是(shi)潔(jie)淨(jing)環(huan)境(jing)下(xia)生(sheng)產(chan)需(xu)要(yao)的(de)關(guan)鍵(jian)設(she)備(bei)。

　　關鍵技術包括：

　　(1)潔淨潤滑技術：通過采用負壓抑塵結構和非揮發性潤滑脂，實現對環境無顆粒汙染，滿足潔淨要求。

　　(2)高速平穩控製技術：通過軌跡優化和提高關節伺服性能，實現潔淨搬運的平穩性。

　　(3)控製器的小型化技術：根據潔淨室建造和運營成本高，通過控製器小型化技術減小潔淨機器人的占用空間。

　　(4)晶圓檢測技術：通過光學傳感器，能夠通過機器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無缺片
、傾斜等信息。（文/gkong編輯）