工业机器人技术的发展与应用综述

Internal Combustion Engine & Parts• 193 •

工业机器人技术的发展与应用综述

陈探

(四川一诺创赢科技有限公司，成都610200)

摘要：随着科学技术水平的不断提升，机器人已经成为人类最伟大的发明之一，尤其是其中的工业机器人，机电一体化的快速发 展使其成为制造业中的核心装备，并为推动制造产业的健康发展产生了积极的影响。本研究首先介绍了工业机器人的发展及其主要 技术;其次，阐述了工业机器人技术在我国的应用现状;最后，总结了工业机器人技术未来的发展趋势，期望以此来推动我国工业化进 程的发展。

关键词院工业机器人;机器人技术;制造业

0引言

工业机器人作为一种现代化的科学技术结晶，其具有 高稳定性、可靠性和高精度等主要特点，可以在高危的环 境下进行作业，既减轻了工作人员的工作强度，同时也提 高了作业的效率和质量，是推动制造产业发展的核心力 量。目前，国内的工业机器人主要应用于制造业当中，大量 研究学者针对其目前的应用现状进行了研究，并形成了较 为完善的理论体系。基于此，本研究主要对近年来国内有 关工业机器人技术发展与应用相关文献资料进行了整合，现将综述报道如下。

1工业机器人及其主要技术

1972年，我国开始加强了对工业机器人的研制，在政 府部门的高度重视和支持下，于1986年实施了国家高技 术研究发展计划，并在多年的研究后取得了大量的研究成 果，成为了我国工业机器人发展的开端。截止至2016年，我国已经成为全球最大的机器人市场，机器人的销量也达 到了 87000台，市场占有率提高至31%。工业机器人所采 用的主要技术包括以下几种：①开放性模块化控制技术，工业机器人采用了分布式的CPU计算机结构，通过利用 机器人的控制器主计算机，以此来实现对机器人运动的有 效规划，同时也具有主控逻辑、数字I/O以及传感器处理 等功能，在对其进行编程的基础上，采取开放性模块化的 控制方式11]。②故障诊断和安全维护技术，工业机器人可以 通过对相关信息的有效利用，以此来针对自身存在的故障 进行排查和诊断，并对其进行维护，是确保机器人稳定运 行的核心技术。③控制器技术，控制器具有串□、现场总线 和太网的联网功能，可以有效实现机器人控制器之间的通 讯，从而实现对机器人所负责生产线的全面监督和管理。

2工业机器人技术的应用现状

我国经济水平的不断提高以及制造产业的快速发展，使我国的工业机器人发展也迎来了全新的发展机遇，并逐渐引起了企业管理者的高度重视，广泛应用于各个 领域当中。

2.1船舶焊接机器人

焊接作为工业机器人所负责的主要工作流程，其可以 应用于汽车、船舶等领域的焊接中，尤其是船舶制造业，由于船舶构建的体积相对较大，因此多使用移动焊接机器人 对其进行焊接[2]。船舶焊接机器人通过对系统优化集成技术、协调控制技术以及精确焊缝轨迹跟踪技术，可以有效 结合激光以及视觉传感器可进行离线工作的优点，从而 提高了机器人对于复杂工件焊接的适应性，提高了焊接 质量。同时，也可以利用无线通讯技术实现掌上电脑与机 器人的良好通讯，从而进入封闭空间实施无人化的焊接 工作。

2.2自动化装配线机器人

自动化装配线机器人主要包括旋转关节型、直角坐标 型和平面关节型，如马丁路德公司在对摩托车发动机进行 装配线时，则使用了自动化装配线机器人进行操作，从而 确保了连杆、活塞以及缸体等部件的自动化装配，在提高 了装配工作效率的基础上，进一步利用视觉系统技术，确保零部件装配的精准性，并使用力控软件实现对人类触觉 的模仿，确保零件推动力度的合理性，以免对工件产生损 伤。其中，垂直多关节型自动化装配机器人共包括6个自 由度，其可以于空间上的任意一点摆放处任意姿势，且操 作较为简便。同时，自动化装配线机器人还包括双臂机器 人，相较于传统的单臂机器人，其可以完成更为复杂的装 配线工作，如A B B公司生产的YuM i双臂机器人，其主要 适用于小件装配，并配备了柔性机械手和进料系统等，同时还采用了固有安全级设计，可以降低装配的风险水平[3]。

2.3搬运机器人

搬运机器人是在移动机器人的基础上，由计算机负责 控制，具有移动、搬运、多传感器控制以及网络交互等主要 功能，并被广泛应用于我国的各个领域当中。目前，常见的 搬运机器人多为串联机器人，包括六轴和四轴两种类型，六轴机器人主要负责重物的搬运，但其速度却相对较慢。四轴机器人虽然轴数较少，无法搬运重量过大的物件，但 其运动速度却相对较快，可以应用于快速包装环节。如A B B公司所生产的IRB7600工业机器人，其是一种六轴 机器人，最大承重力可达到650kg，而IRB660机器人则为 四轴机器人，最大承重力为250kg，但其到达距离则达到 了 3.15m[4]。

2.4缝纫机器人

缝纫机器人是应用于服装生产行业中的工业机器人 类型，服装产业作为一种传统的劳动密集型产业，美国亚 特兰大市的Softwear Automation公司早在2012年便开始 研发缝纫机器人技术，以此来取代传统的手工缝纫方式，

• 194 •内燃机与配件

电动汽车充电桩充电管理系统设计

翟娟

(国能新能源汽车有限责任公司，天津300000 )

摘要：本文针对电动汽车充电桩充电管理系统设计进行了研究分析，本文通过对电动汽车充电桩充电管理系统的设计原则、电动汽车充电桩充电系统设计的硬件和软件设计以及电动汽车充电桩充电系统的数据集成方案设计进行了详细的分析，希望在本文的 分析下能够为电动汽车充电桩充电管理系统设计提供建议。

关键词：电动汽车；充电桩；充电管理；系统设计

0引言

当前社会发展中电动汽车的使用数量越来越多，在汽 车使用数量骤增的同时，汽车带来的问题也逐渐此显现出 来，由于汽车尾气的排放对大气造成了严重的污染，因此 在这种背景下人们为了保护环境而积极地采取新式的汽 车应用设计，电动汽车就是众多环保汽车设计中的一种，在实际电动汽车的应用过程中需要借助专门的充电桩进 行充电管理，于是在这种背景下应该加强对电动汽车充电 桩充电管理系统的设计研究，只有加强电动汽车的充电管 理系统研究，才能保障在实际汽车的运行过程中保障汽车 能够在源源不断的动力支持下，进行专门的工作运行。

1电动汽车充电桩充电管理系统的设计原则

1.1安全性设计原则

在经济飞速发展的同时人们在生活过程中越来越注 重对产品质量以及产品的安全性能，因此在实际电动汽车 充电桩充电管理系统的设计过程中，首先要遵循的一项原

期望以此来实现劳动密集型生产的机械自动化生产转 型。缝纫机器人的涉及目标是可以在针下精准地实现布 料的移动，并可以在没有人力的干预下实现对服装的制造 和生产。截止至目前，缝纫机器人可以使用相机对布料进 行“观察”，在机器臂的操作下，可以将缝纫的误差缩减至 半毫米之内，但其目前仅可应用于短袖以及牛仔裤等简单 衣物的缝纫中。

3工业机器人技术的发展趋势

机器人技术的快速发展，不仅为我国的制造业产生了 积极的推动作用，同时也可以应用于其他领域当中，包括 军事、医疗、娱乐以及科研领域当中，而随着人们生活质量 的不断提升，其对于机器人技术的发展也提出了更高的要 求，并期望工业机器人实现智能化、服务化以及绿色化的 快速转变。智能化主要是指机器人可以在程序设定的基础 上，实现自我维护、自我学习和自我创造等，通过提高人机 交互能力，使工业机器人更满足人们的基本需求。服务化 则要求未来的工业机器人可以在离线的基础上，结合现代 化的互联网技术，实现在线化的主动服务。绿色化是指工 业机器人技术所使用的材料、制造工艺以及包装的绿色 化，同时也要求机器人在设计环节和处理回收环节的绿色 化，以此来满足环境保护的基本要求。2017年，全球的机 器人市场始终保持快速的增长趋势，其中亚洲和澳大利亚 地区的机器人安装量同比增长了 21%，而中国作为世界最则就是在实际设计过程中注重对系统的安全性设计[|]。只有加强了系统的安全性设计，才能保障电动汽车在实际运 行过程中，其充电管理系统是安全运行的。另外安全性设 计原则还体现在对电动汽车充电管理系统的性能设计上，性能设计的安全性主要值得是加强对系统的安全性抵御 能力设计，只有保障系统在实际运行过程中不会出现中病 毒现象，才能使得电动汽车的运行是安全的。

1.2系统开放性设计原则

开放性设计原则在电动汽车到的充电桩充电管理系 统的应用中也是很重要的，由于在实际电动汽车的使用过 程中，其面对的使用者文化程度以及对汽车系统的了解程 度不同，因此在这种背景下，必须要加强对电动汽车充电 桩充电管理系统的开放性原则设计。在开放性原则系统设 计中首先要注重的是对系统的数据通信协议设计，在通信 协议的设计中要面对不同厂家的信息输入，因此系统的开 放性设计要注重对系统的兼容性设计[2]。

大的机器人市场，根据国际机器人联合会的预测，截止到 2020年，全球将有170万个新工业机器人得到广泛的应 用。由此可见，工业机器人技术的不断完善和发展，使其 在当前社会背景下拥有更多的发展机遇，具有良好的发 展前景。

4结束语

综上所述，我国的工业机器人主要以在制造业的应用 为主，如船舶焊接机器人、自动化装配线机器人以及搬运 机器人等，相较于其他发达国家，工业机器人在我国的应 用范围仍有待扩张，而这也要求我国必须培养更多的工业 机器人发展人才支持，期望以此来加强对我国工业机器人 技术的深入研究，推动机器人产业的快速发展。

参考文献：

「11贾佳.工业机器人技术的发展及其应用「J1.开封大学学报，2015,29(4)：93-96.

「2]柳倩，桂建军，杨小薇，等.工业机器人传感控制技术研究 现状及发展态势—

—基于专利文献计量分析视角「J1.机器人，2016,38(5) ：612-620.

「3]刘绪乐.工业机器人的技术发展及其应用「J1.科技与企业，2016,19(7 )：203.

「41李长峰.工业机器人发展趋势及在3C电子制造业的应用 「J1.机器人技术与应用，2015,22(6)37-38.

「51曾昶畅.工业机器人的技术发展趋势及产业应用现状「J1.产业与科技论坛，2016,15(17)50-51.