时间：2024-12-23 05:28
工业机器人最显著的特点有以下几个：
(1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。
(2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。
(3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。
(4)工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。
当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。当前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。
（1）技术先进工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，通过对过程实施检测、控制、优化、调度、管理和决策，实现增加产量、提高质量、降低成本、减少资源消耗和环境污染，是工业自动化水平的最高体现。
（2）技术升级工业机器人与自动化成套装备具备精细制造、精细加工以及柔性生产等技术特点，是继动力机械、计算机之后，出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具，是实现生产数字化、自动化、网络化以及智能化的重要手段。
（3）应用领域广泛工业机器人与自动化成套装备是生产过程的关键设备，可用于制造、安装、检测、物流等生产环节，并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业，应用领域非常广泛。
（4）技术综合性强工业机器人与自动化成套技术，集中并融合了多项学科，涉及多项技术领域，包括工业机器人控制技术、机器人动力学及仿真、机器人构建有限元分析、激光加工技术、模块化程序设计、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化以及精细物流等先进制造技术，技术综合性强。
制作机器人要的知识：1、机械工程知识；2、电子工程知识；3、计算机科学知识；4、人工智能与机器学习知识；5、跨学科整合能力。
1、机械工程知识：
机械工程是制作机器人的核心基础。它涉及到机器人的结构设计、运动学、动力学以及材料选择等方面。制作者需要了解各种机械原理，如杠杆、齿轮、连杆和滑轨等，以确保机器人能够稳定、高效地移动和执行任务。
2、电子工程知识：
电子工程为机器人提供了“神经系统”和“大脑”。制作者必须精通电路设计、传感器技术、电机控制以及嵌入式系统等领域。电路设计包括电源管理、信号处理和通信接口等方面。
传感器则赋予机器人感知环境的能力，如距离、方向、温度、光照等。电机控制则直接关系到机器人的运动精度和响应速度。
3、计算机科学知识：
计算机科学为机器人提供了智能化的基础。编程是机器人制作中不可或缺的一部分，制作者需要掌握至少一种编程语言，如Python、C++或Java，来实现机器人的自主决策、路径规划、任务调度等功能。
此外，对于算法和数据结构的理解也是至关重要的，它们直接影响到机器人处理信息的效率和准确性。
4、人工智能与机器学习知识：
随着技术的发展，人工智能和机器学习在机器人制作中扮演着越来越重要的角色。这些技术使机器人能够学习、适应并优化其行为。
制作者需要了解各种机器学习算法，如深度学习、强化学习和神经网络等，并知道如何训练模型、调整参数以及评估性能。这些知识将帮助机器人更好地理解和响应复杂的环境。
5、跨学科整合能力：
除了上述专业知识外，制作机器人还需要强大的跨学科整合能力。制作者必须将机械工程、电子工程、计算机科学和人工智能等多个领域的知识融为一体，以实现一个功能完整、性能优越的机器人。
常见的机器人应用技术仿真软件包括ROS（机器人操作系统）、Gazebo、V-REP（现更名为CoppeliaSim）、MATLAB/Simulink等。
1.ROS（机器人操作系统）
ROS，或称机器人操作系统，是一个为机器人软件开发提供便利的框架。它提供了硬件抽象、设备驱动、库、可视化工具、消息传递、包管理等功能。ROS的目的在于简化机器人的开发过程，使开发者能够更快地开发出更复杂的机器人应用程序。尽管ROS本身并不是一个仿真软件，但它的生态系统包含了许多仿真工具，如Gazebo。
2.Gazebo
Gazebo是一个基于ROS的仿真软件，它允许开发者在真实环境中模拟机器人，进行测试和验证。Gazebo提供了物理精确的仿真，包括刚体动力学、碰撞检测、光线追踪等特性。这意味着开发者可以在机器人实际部署之前，就在仿真环境中预测其行为。
3.V-REP（现更名为CoppeliaSim）
V-REP是一个商业化的机器人仿真软件，被广泛应用于工业和研究领域。它支持多种机器人和传感器模型，提供了大量的仿真环境。此外，V-REP还支持多种编程语言，包括Python、C/C++、Java等，使得开发者能够方便地集成自己的代码。
4.MATLAB/Simulink
MATLAB/Simulink是MathWorks公司开发的数学计算和仿真软件。Simulink是MATLAB的一个组件，它提供了一个图形化的环境，用于设计、仿真和分析动态系统。对于机器人技术来说，MATLAB/Simulink可以用于设计和仿真机器人的控制系统，以及处理和分析机器人的传感器数据。
以上所述的仿真软件都各有特色，适用于不同的机器人应用和开发需求。在选择仿真软件时，需要考虑软件的易用性、仿真精度、计算效率、对硬件的支持等因素。同时，由于机器人技术涉及多个领域，因此，熟悉和掌握这些仿真工具，对于机器人技术的研发和应用具有重要的意义。
工业机器人的主要技术参数包括以下七点：
1.自由度：这一参数通过机器人的轴数来衡量。轴数越多，机器人的运动灵活性越高，适应性越强。然而，轴数增加会导致机械结构复杂化，可能会降低机器人的刚性。多余的轴数可以提供避障能力，帮助机器人应对工作中的障碍。根据工作需求的复杂程度，机器人可以选择3至6个自由度。
2.驱动方式：驱动方式涉及关节执行器的动力源形式。常见的驱动方式包括液压、气压和电气。每种方式都有其优势和特点，应根据实际工作需求选择。目前，电气驱动因其高效率、方便使用和较低成本而广泛应用。
3.控制方式：控制方式也称为控制轴的方式，主要用于指导机器人的运动轨迹。主要分为伺服控制和非伺服控制，伺服控制可进一步细分为连续轨迹控制和点位控制。伺服控制机器人具有更大的记忆存储空间，能够处理更复杂的运行过程。
4.工作速度：工作速度是指机器人在合理工作载荷下，匀速运动时，单位时间内末端执行器转动的角度或移动的距离。最大工作速度越高，机器人的工作效率也越高。但高速可能需要更多时间用于加速和减速，对机器人的加速和减速能力要求也更高。
5.工作空间：工作空间是指机器人操作机在正常工作时，末端执行器原点能在空间中活动的最大范围。工作空间的大小与机器人的尺寸和结构形式有关，它决定了机器人能够到达的空间区域。
6.工作载荷：工作载荷是指机器人在规定性能范围内，腕部能承受的最大负载量。它不仅取决于负载的质量，还与机器人的速度和加速度有关。为确保安全，工作载荷通常定义为高速运行时的承载能力。
7.工作精度、重复精度和分辨率：工作精度是指机器人定位位置时的误差，重复精度是反复定位位置误差的平均值，而分辨率是指机器人轴的最小移动距离或转动角度。这三个参数共同决定了机器人的工作精确度。
