國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization，ISO)對(duì)機(jī)器人的定義為“機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能夠借助于可編程序操作處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。

　　按照ISO定義，工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人，是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器;它接受人類的指令后，將按照設(shè)定的程序執(zhí)行運(yùn)動(dòng)路徑和作業(yè)。

　　可以按照許多標(biāo)準(zhǔn)將機(jī)器人分類。按照發(fā)展程度將機(jī)器人分為三代：第一代機(jī)器人是以“示教-再現(xiàn)”方式工作的機(jī)器人，這種機(jī)器人目前已在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用;第二代機(jī)器人是具有一定傳感裝置，能利用所獲取的環(huán)境與操作對(duì)象的簡單信息進(jìn)行反饋控制的機(jī)器人，這種機(jī)器人目前已有少量應(yīng)用;第三代機(jī)器人是具有多種感知功能，可進(jìn)行推理判斷，能再未知工作環(huán)境中獨(dú)立工作的機(jī)器人。

　　機(jī)器人也常按照功能，分為工業(yè)機(jī)器人、遙控機(jī)器人和智能機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人(Industrial Robot)，它是應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的機(jī)器人，越大多數(shù)按照“示教-再現(xiàn)”方式進(jìn)行重復(fù)作業(yè)。

　　遙控機(jī)器人(Telerobot)，它是接受遙控指令而進(jìn)行遠(yuǎn)距離作業(yè)的機(jī)器人，主要用于宇航、海底、核工業(yè)及真空等領(lǐng)域。

　　智能機(jī)器人(Intelligent Robot)具有運(yùn)動(dòng)、感知、學(xué)習(xí)、適應(yīng)、邏輯判斷以及人機(jī)通功能的機(jī)器人，屬于第三代機(jī)器人。

　　1、工業(yè)機(jī)器人的控制方式

　　工業(yè)機(jī)器人的控制方式目前市場上使用最多的機(jī)器人當(dāng)屬工業(yè)機(jī)器人，也是最成熟完善的一種機(jī)器人，而工業(yè)機(jī)器人能得到廣泛應(yīng)用，得益于它擁有有多種控制方式，按作業(yè)任務(wù)的不同，可主要分為點(diǎn)位控制方式、連續(xù)軌跡控制方式、力(力矩)控制方式和智能控制方式四種控制方式，下邊詳細(xì)說明這幾種控制方式的功能要點(diǎn)。

　　01 點(diǎn)位控制方式(PTP)

　　這種控制方式只對(duì)工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點(diǎn)上的位姿進(jìn)行控制。在控制時(shí)，只要求工業(yè)機(jī)器人能夠快速、準(zhǔn)確地在相鄰各點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)，對(duì)達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡則不作任何規(guī)定。

　　定位精度和運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間是這種控制方式的兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)。這種控制方式具有實(shí)現(xiàn)容易、定位精度要求不高的特點(diǎn)，因此，常被應(yīng)用在上下料、搬運(yùn)、點(diǎn)焊和在電路板上安插元件等只要求目標(biāo)點(diǎn)處保持末端執(zhí)行器位姿準(zhǔn)確的作業(yè)中。這種方式比較簡單，但是要達(dá)到 2～3um 的定位精度是相當(dāng)困難的。

　　02 連續(xù)軌跡控制方式(CP)

　　這種控制方式是對(duì)工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中的位姿進(jìn)行連續(xù)的控制，要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而且速度可控，軌跡光滑，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，以完成作業(yè)任務(wù)。

　　工業(yè)機(jī)器人各關(guān)節(jié)連續(xù)、同步地進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，其末端執(zhí)行器即可形成連續(xù)的軌跡。這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)是工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器位 姿的軌跡跟蹤精度及平穩(wěn)性，通常弧焊、噴漆、去毛邊和檢測作業(yè)機(jī)器人都采用這種控制方式。

　　03 力(力矩)控制方式

　　在進(jìn)行裝配、抓放物體等工作時(shí)，除了要求準(zhǔn)確定位之外，還要求所使用的力或力矩必須合適，這時(shí)必須要使用(力矩)伺服方式。這種控制方式的原理與位置伺服控制原理基本相同，只不過輸入量和反饋量不是位置信號(hào)，而是力(力矩)信號(hào)，所以該系統(tǒng)中必須有力(力矩)傳感器。有時(shí)也利用接近、滑動(dòng)等傳感功能進(jìn)行自適應(yīng)式控制。

　　04 智能控制方式

　　機(jī)器人的智能控制是通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識(shí)，并根據(jù)自身內(nèi)部的知識(shí)庫作出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù)，使機(jī)器人具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性及自學(xué)習(xí)能力。

　　智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等人工智能的迅速發(fā)展。也許這種控制方式模式，工業(yè)機(jī)器人才真正有點(diǎn)“人工智能”的落地味道，不過也是最難控制得好的，除了算法外，也嚴(yán)重依賴于元件的精度。

　　從控制本質(zhì)來看，目前工業(yè)機(jī)器人，大多數(shù)情況下還是處于比較底層的空間定位控制階段，沒有太多智能含量，可以說只是一個(gè)相對(duì)靈活的機(jī)械臂，離“人”還有很長一段距離的。

　　2、常見應(yīng)用類型

　　下面，我們分別來介紹一下工業(yè)機(jī)器人最常見的幾種應(yīng)用。

　　點(diǎn)焊

　　點(diǎn)焊是通過強(qiáng)電流產(chǎn)生的壓力和熱能，將兩塊金屬板焊接在一起。為了滿足不同厚度和不同材料的焊接，焊槍也變得越來越大。使用機(jī)器人進(jìn)行點(diǎn)焊作業(yè)，其焊接速度比人工焊接可以快3-5倍。

　　弧焊

　　弧焊是利用空氣中的電流將金屬連接在一起，焊接作業(yè)時(shí)溫度可高達(dá)5000-6000開爾文(4726-5726℃)，所以，弧焊是一項(xiàng)十分危險(xiǎn)的工作。而使用機(jī)器人代替人工焊接的話，可以規(guī)避這類危險(xiǎn)作業(yè)。

　　涂裝

　　涂裝是指將涂料噴涂在物體的表面，一般起到美觀、保護(hù)等作用。長期處于這種揮發(fā)性化學(xué)溶劑的環(huán)境中，人的身體健康也會(huì)受到損害，噴涂的質(zhì)量也不穩(wěn)定。如果使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行噴涂作業(yè)，即使長時(shí)間處于這種環(huán)境，它絲毫不會(huì)受到影響，而且依然可以保持高質(zhì)量的產(chǎn)出，幫助企業(yè)提高效率，降低不良率。

　　3、工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢

　　人們都不喜歡在高溫、潮濕、吵鬧的地方工作，長時(shí)間重復(fù)工作會(huì)造成人的注意力降低，產(chǎn)品的不良率也會(huì)增加。同時(shí)，像焊接、涂裝這種工作還需要一定水平的專業(yè)知識(shí)才能上手。所以在工業(yè)場景其實(shí)有很多工作崗位，但是卻缺少工人。

　　而機(jī)器人正是解決這些問題的最佳方案。另外，機(jī)器人還可以完成一些需要精密加工的工作，精度比人工更高，比如微電子，半導(dǎo)體行業(yè)等等。

　　主要來源：cubic2021，現(xiàn)代機(jī)器人，昊威機(jī)器人