工业机器人是典型的自动执行工作的机电一体化装备,具有一定的自动性,可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能,广泛应用于电子、物流、化工等工业领域。国际标准化组织将工业机器人界定为一种自动化的、速度和位置可控、可重复编程的、依赖于自己对各种零件和工具进行控制处理,执行并完成各种作业的多用途操作机器,可以是固定式或移动式[1]。工业机器人一般由四个主要部分组成:机械系统、传感系统、驱动系统和控制系统[2]。主要的技术有传感器技术、信息处理技术、驱动技术和控制技术等[3][4]。工业机器人有多种分类方式,其中较为常用的是按控制方式分类以及按运动链形式区分[2][5],常见应用场景包括装配、协作、搬运、焊接、喷漆等[6]。经过长时间的探索研究,工业机器人领域迅猛发展,技术逐渐成熟,智能化程度不断提高,工业机器人作为先进装备制造业中不可或缺的工具手段,是提高工业生产效率、解放和发展生产力的重要支撑[7],2025年前三季度,中国智能设备制造行业增加值同比增长12.2%,中国工业机器人产量同比增长29.8%,前三季度产量达59.5万套,超2024年全年产量总和[a]。[8] 简要介绍
工业机器人指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人,是一种能自动控制、可重复编程、多用途、可在三个或更多轴上进行编程的多用途操作机器,可以是固定式或移动式的,主要应用于工业自动化,在加工过程中通过自动控制执行某些作业,包括焊接机器人、搬运机器人、喷涂机器人等[1]。这些工业机器人在工业生产领域中完成相关操作,具有多自由度、高附加值、应用广泛的特点,其发展水平也反映了一个国家的制造业自动化程度和生产水平[9][10]。 工业机器人具有高效率、高速度、高产品质量等优点,其动作是由编程软件和控制装置共同制定的。它的自动化特性使得它们能够24小时不间断地工作,并且能够在高污染、高低温、高危险的环境下进行操作,因此被广泛地应用于不同的行业和领域。典型应用包括焊接、喷漆、搬运、装配、产品检验和测试等[11]。工业机器人有很多种类型,其中最常见的区别特征是其关节臂的伸展距离、有效载荷能力等。工业机器人技术的应用也提高了生产力和利润,同时减少了劳动密集型的工作[12]。