随着人类经济和科学技术的不断进步,工业机器人的技术也在不断更新。在实际应用中,该技术具有高效率、节约原材料的优点。现在,它已经成为工业生产中不可或缺的一部分。一些外国专家认为,机器人将成为继汽车、电脑后,又一个重大的高科技行业。
1工业机器人的发展概况
1.1国外工业机器人发展概况
工业机器最早起源于汽车制造。美国的汽车制造商在19世纪60年代就已将工业机器人应用于生产过程中。同时,它也标志着工业机器人正式投入到了人类的生产生活中,成为了机器人发展史上的一个里程碑。在很长一段时间内,美国通过不断地改进和完善,成为了世界上最先进的机器人技术国家,奠定了工业机器人行业的领先地位,为美国工业强国奠定了坚实的基础。从20世纪80年代开始,日本、俄罗斯等西方发达国家的工业机器人的研究也有了长足的发展,许多工业机器人在一些方面已经达到了美国的水准,这也推动了工业机器人的发展。
1.2国内工业机器人发展概况
工业机器人在降低生产成本、减轻劳动强度、提高安全等方面具有明显的优势。我国是全球最大的工业生产强国,对工业机器人的需求与市场拓展有着越来越迫切的需求。20世纪70年代,我国一直致力于工业机器人的研究与应用,以求占有一席之地[1]。在七个五年规划中,我们把重点放在了电子、智能、机械、基础元器件、工业机器人等方面,探索出一条符合中国特点的机器人产业发展新道路。90年代,我国的工业机器人已经逐渐步入了生产和使用的阶段。自21世纪起,我国工业机器人的需求量迅速增加,年均增长15%。20%,主要用于汽车装配,包括焊接、检测、装配、搬运、打磨、抛光等。在技术上,我们的机器人和美国、日本还有很大的差距,但在某些方面,我们已经超过了他们。尤其是我国在量子技术研究和应用方面,已经形成了较为完善的技术体系,在目前的工业机器人研究中处于领先地位。
2人工智能时代工业机器人的技术分析
工业机器人是具有存储器和执行器的机械臂,它具有记忆与执行功能,能够完成复杂的人的工作,在某种程度上取代了人工。而工业机器人由于其技术的复杂性,能够实现高强度、高精度的工作。
2.1高精度减速机技术
高精密减速器是工业机器人的关键部件,且高精密减速器则是降低工业机器人速度的重要手段。工业机器人的动力来源是由伺服马达驱动,其转速可以由其自行调节,但要使工业机器人达到高加工精度,则必须采用高精度减速装置。在生产过程中,工业机器人必须进行反复的操作,以此实现同一工作乜]。采用高精度减速装置进行工业机器人的操作,既能确保操作的准确性,又能确保加工质量。另外,工业机器人还有一个功能,那就是它可以让伺服电机以合适的速度运转,并且能够将转速降到工业机器人所需要的速度,从而保证输出力矩。
2.2电机和高精度伺服驱动器技术
在工业机器人的控制中,电机及高精密伺服驱动技术的应用是十分关键的。利用该技术可以加强对电力系统的控制,重点是瞬间电力和概功率输出。首先,采用快速响应伺服技术,能有效地控制转速,适当应用干扰观测与前馈补偿。具体来说,就是建立一个闭环优化的内部预测模型。其次,还必须充分利用工业机器人的识别能力,并通过对各个参数进行在线优化,实现准确的参数判断。而在此过程中,加强参数的智能化控制也非常关键,要根据具体情况对参数进行合理的处理。
3人工智能时代工业机器人的发展趋势
在人工智能技术的发展下,工业机器人在不同技术的结合下,得到了一个全新的优化。它既保留了工业机器人的高精度和广泛的应用范围,又克服了其操作复杂、成本高的缺陷,使其在人工智能时代得到了进一步的发展。在未来的人工智能时代,工业机器人的发展方向是:
3.1工业机器人整体性能增强,适用范围更广
近年来,随着科技的飞速发展,工业机器人的种类也逐渐增多,例如搬运机器人、清洁机器人等[3]。更关键的是,尽管机器人的个体数量越来越少,但其性能也在不断提高,能够进行高强度的工作。比如,工业机器人的机械臂可以模仿人类的手臂来进行操作,在自动化设备的控制下,高效实现重复的工作。机器人的工作将被应用到很多方面,包括包装和安装。随着人工智能技术的发展,机器人的机械臂的性能可以得到进一步的改善,以达到更高的效率和更高的精度。在人工智能时代,将智能技术应用到工业机器人上,既能提升其综合性能,又能为扩大其应用领域奠定基础。
3.2工业机器人朝生物性和仿生性方向发展
在工作中,由于人体自身的特殊性,往往难以实现其工作目标,所以其生物特性和仿生特性显得尤为重要。由于工业机器人具有的生物特性和仿生特性,能为人类提供一些不可能实现的任务。就拿半导体来说,有一种需要真空中完成的工作,这就促进了真空机器人的诞生。另一方面,由于其具有生物特性和仿生特性,能够取代人在危险的工作环境中工作,从而保障员工的人身安全。例如,在严酷的工作条件下,能够在没有阻碍的情况下工作的蛇型工业机器人,就能帮助人类完成任务。在工业机器人发展的进程中,随着其技术的发展,其生物、仿生能力将会得到增强,并将代替人类更好地完成各项工作。
3.3工业机器人的控制系统不断完善
工业机器人的核心是它的控制系统。工业机器人的主要作用是:存储、定位等功能,随着科技的进步,这些功能会得到进一步的优化,使之更加完善。在工业机器人控制体系的发展中,最重要的改变是从封闭到开放。由于该控制系统具有可扩展陛,可以方便进行工业机器人的操作,节省了大量的人力资源。同时,工业机器人的网络化特点也越来越明显,并逐渐向规范化、统一化方向发展。随着人工智能的发展,工业机器人的发展方向也将是对其控制系统进行改进,从而彻底解决其操作门槛过高的问题。
3.4工业机器人融合配置技术不断完善
随着人工智能的发展,工业机器人必然会朝着智能化方向发展,而最大的问题就是对人的模拟。基于此,工业机器人的融合配置技术是一个非常重要的问题。集成传感器与组态技术,加速了工业机器人的智能化。以电弧焊接为例,采用多传感器的集成方式,将视觉传感器和机器传感器结合起来,使各种传感器互相协作,以确保作业的准确性[4]。多传感器集成配置技术是实现工业机器人智能化的一个新阶段。而在人工智能时代,工业机器人也将在此基础上进一步改进其集成配置技术。
4结语
作为多项技术的结合,工业机器人在工业领域的应用越来越广泛,特别是在人工智能时代,它的发展前景更加广阔。工业机器人在人工智能时代的发展将会带来巨大的社会效益,因此无论是国家还是企业,应积极利用人工智能技术进行工业机器人的研发,从而推动社会的发展。
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