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1、.2o,o.第13卷第期自动化学报Vll〕N2。,1957年3月ACTA人UTOMATICASINICAMar1987工业机器人技术的现状及其展望余达太(北京钢铁学院)摘要..“”综合技术是现代科学技术发展的一大特点机器人就是综合技术的典型代表它是自,也是控制论、仿生学、、动化技术高度发展的产物计算机科学以及运动学动力学的研究目标之,一本文全面介绍并分析了目前国外工业机器人技术特别是工业机器人的传动机构及其控制技术的现状、存在问题及今后的研究课题.同时也对未来机器人作了预侧与展望.、一工业机器人的定义及其分类,;,大.工业机器人的问世大约是25年前微处理
2、机的诞生约是巧年前正是由于微,、,处理机的出现以及各种LslvLsl的飞跃发展才使得工业机器人控制系统的机能大幅,、、,度提高从而使数百种不同结构不同控制方法不同用途的工业机器人终于在八十年代真正进人了实用与普及的阶段,并发挥了令人难以置信的巨大威力与经济效益.,.,那么什么是工业机器人?回答是令人遗憾的因为关于工业机器人的定义仍在专家们的争议之中,至今还没有人能够提出一个令人信服的明确定义.美国机器人协会A:“,,(肛)对机器人的定义是所谓工业机器人是为了完成不同的作业根据种种程序化、零部件、.”的运动来实现材料工具或特殊装置的移动并可重新编程的多功能
3、操作机日本:产业机器人协会(JIRA)的定义是“,,所谓工业机器人是在三维空间具有类似人体上肢动作机能及其结构并能完成复”“,杂空间动作的多自由度的自动机械或根据感觉机能或认识机能能够自行决定行动的机器(智能机器人).”,,不管各国机器人专家们如何定义和解释工业机器人有一点是可以明确的这就是人,在们开发研究工业机器人的最终目标于要研制出一种能够缥合人的所有动作特性、、.—。通用性柔软性灵活性的自动机械目前,,“”.工业机器人象计算机一样可以按代进行分类.Poa第一代工业机器人所谓第一代工业机器人主要是指T/方式(Teahing/Plyback,.,方式示
4、教/再现方式)的工业机器人即为了让机器人完成某种作业首先由操作者将为:、、,对机器人进了作业的各种知识(例如空间轨迹作业条件作业顺序等)通过某种手段“”,,“”,行示教而机器人的控制系统则将这些知识记忆下来然后再根据再现指令逐条取.本文于1985年4月13日收到D150于1984年12月的巴黎会议上进行了统一定义.自动化学报13卷.,,反复出这些知识经过解读之后在一定精度范围之内忠实执行各种被示教过的复杂动.目前,国际上商品化与实用化的工业机器人,绝大部分都是这种TP,也就是所作/方式谓的第一代工业机器人..,、、第二代工业机器人所谓第二代工业机器人是指
5、具有一些简单智能(如视觉触觉.、三年前就已获得实验室性的成功,力感觉等)的工业机器人第二代工业机器人早在二但是由于智能信息处理系统的庞大与昂贵,尚不能普及.第三代工业机器人.所谓第三代工业机器人是指具有自治性的工业机器人.即不仅、、,、.具有视觉触觉力感觉等智能而且还具有象人一样的逻辑思维逻辑判断机能机器人、,.依靠本身的智能系统对周围环境作业条件等作出判断后即可自行进行工作第三代工,,恐怕难以实现.业机器人目前刚刚进人探索阶段在第五代计算机问世之前、、、、、、,根据其信息输人方式示教方式动作形态自由度负载能力动作领域动力源等工业机器人也可进一步从技术上
6、进行分类.1.根据愉人信息,示教方式分类(主分类)、,工业机器人根据其作业顺序位置或路径等信息的设定方式的不同可有表1所示分类方式.、表1根据输人信息示教方式分类记号ualMipulator操纵机械手(M‘an)FixdsequeneeRobot固定程序机器人()variablesequeneeRobot可变程序机器人()再现机器人(playbaekRobot).数控机器人(NCRobot)IntelligentRobot智能机器人()图11984年日本工业机器人产品类别(%)图1反映了1984年国际市场对各类工业机器人的需求情况(该资料为北京钢铁学院.
7、191,T/机器人研究室对84年日本59个厂家的机器人产品的分析统计数据)其中p方2:期余达太工业机器人技术的现状及其展望式工业机器人已占主导地位.2.根据动作形态分类(以下为.l分类),、、.工业机器人的动作形态是由几个不同的单位动作如伸缩回转转动等组合而成其动作形态可归纳为表2所示4类:表2根据动作形态分类参考图类别Care,,anCoorolinatesRobot直角坐标形机器人()eylin(lriealCoordinatesl之(〕l。(,t、圆筒坐标形机器人(polarCoordinatesl之、,l,‘,t极坐标形机器人()Artieula
8、tedRol,ot多关节形机器人()矛仁之洲图2不同动作形态的工业机器人3.根据
