（文章來源：金石興機(jī)器人學(xué)院）

當(dāng)前，新的產(chǎn)業(yè)變革和科技革命與我國(guó)要加快變革經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)交匯在一起，國(guó)際上的產(chǎn)業(yè)分工格局正在重新形成。在工業(yè)4.0和中國(guó)制造2025的大環(huán)境大趨勢(shì)下，建設(shè)智能工廠，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)顯得尤為重要。而工業(yè)機(jī)器人就是實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和智能生產(chǎn)必不可少的工具。工業(yè)機(jī)器人目前在大多發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用范圍不僅僅在傳統(tǒng)的制造領(lǐng)域，在非制造領(lǐng)域，如服務(wù)業(yè)，醫(yī)療行業(yè)，甚至太空作業(yè)等都已隨處可見工業(yè)機(jī)器人的身影。

機(jī)器人工作環(huán)境的復(fù)雜多樣，使仿真和離線編程的發(fā)展和應(yīng)用變得越來越廣泛。在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行仿真和離線編程的應(yīng)用，使工業(yè)機(jī)器人的控制操作變得更加便攜，高效，簡(jiǎn)單和安全。

工業(yè)機(jī)器人的定義是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，能夠依靠自身動(dòng)力和通過邏輯編程的控制能力來實(shí)現(xiàn)所需的不同功能的一種機(jī)器。它能夠按照人類的指揮進(jìn)行動(dòng)作，也可以按照預(yù)先編寫好并輸入至機(jī)器人中的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。

工業(yè)機(jī)器人是由三個(gè)基本部分組成的，即控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主體。控制系統(tǒng)是由機(jī)器人主板處理器進(jìn)行控制，按照編寫輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，來控制機(jī)器人的動(dòng)作，一般也認(rèn)為控制系統(tǒng)也包括人機(jī)交互系統(tǒng);由控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)是由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體來完成相應(yīng)的動(dòng)作的，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所組成的;工業(yè)機(jī)器人的主體即包括機(jī)器人的機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)在內(nèi)的所有機(jī)器人實(shí)體部分。

一般的工業(yè)機(jī)器人都具有臂部、腕部和手部等部位，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，常見的為5自由度工業(yè)機(jī)器人和6自由度工業(yè)機(jī)器人，其分別具有5個(gè)運(yùn)動(dòng)軸和6個(gè)運(yùn)動(dòng)軸。現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人向著智能化方向發(fā)展又附加了感知系統(tǒng)和機(jī)器人與環(huán)境的交互系統(tǒng)，集成了大量的傳感器和處理單元。

工業(yè)機(jī)器人可以隨其在具體的工作環(huán)境和條件的改變編寫不同的程序，以程序去驅(qū)動(dòng)機(jī)器人完成不同的動(dòng)作來滿足不同條件下的各種需求，達(dá)成不同的任務(wù)目標(biāo)。所以工業(yè)機(jī)器人可以適應(yīng)各種不同的環(huán)境，并對(duì)不同的環(huán)境和條件做出最適合該環(huán)境下的調(diào)整來滿足需要，尤其是在有毒有害等惡劣環(huán)境下。在批量較大，品種較多的情況下有很高的工作效率，是柔性制造系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。

工業(yè)機(jī)器人與人體結(jié)構(gòu)在很多方面有著較為相似的地方，即工業(yè)機(jī)器人有著較高的擬人化特點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人有與人相似的腕部，手爪，手臂，關(guān)節(jié)等機(jī)械結(jié)構(gòu)，可以完成與人類動(dòng)作很相似甚至人類不能完成的動(dòng)作。此外，智能化的工業(yè)機(jī)器人還具有許多類似人類的可以達(dá)到人類某些能力的“生物傳感器”和功能等，如皮膚型接觸傳感器、負(fù)載傳感器、灰度傳感器、力傳感器、語言功能、視覺傳感器等。當(dāng)工業(yè)機(jī)器人所擁有的傳感器的種類越多，其控制系統(tǒng)所需處理的數(shù)據(jù)就越多，當(dāng)然也就會(huì)對(duì)周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力就越強(qiáng)，所能實(shí)現(xiàn)的功能就越多。

除了專用場(chǎng)合而進(jìn)行專門設(shè)計(jì)的機(jī)器人外，一般的工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性，同樣的機(jī)器人可以完成各種不同的任務(wù)。對(duì)于同一型號(hào)或者系列的機(jī)器人，通過更改控制程序或者主板控制系統(tǒng)，改變機(jī)器人的安裝方式，更換末端執(zhí)行器(EOAT)便可讓機(jī)器人執(zhí)行各種各樣的作業(yè)任務(wù)。比如相同的機(jī)器人可以用來抓取，搬運(yùn)，噴漆，焊接等性質(zhì)不同的操作。

工業(yè)機(jī)器技術(shù)所涉及的相關(guān)學(xué)科內(nèi)容相當(dāng)?shù)膹V泛，總結(jié)起來就是機(jī)械學(xué)科和微電子學(xué)科的結(jié)合，也就是機(jī)電一體化技術(shù)。工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)需要計(jì)算機(jī)微電子技術(shù)的支持，而且現(xiàn)在的智能機(jī)器人越來越多的涉及到微電子學(xué)電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，例如具有各種傳感器的機(jī)器人可以感知外部環(huán)境的情況，而且還可以針對(duì)環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的處理工作，比如圖像識(shí)別，語言理解和記憶能力。工業(yè)機(jī)器人的高集成性，使得機(jī)器人所涉及的領(lǐng)域越來越廣泛，發(fā)揮的作用也越來越大，因此，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展水平可以帶動(dòng)一個(gè)國(guó)家工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。
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