人工智能时代工业机器人发展趋势 .pdfVIP

随着人工智能时代的到来，互联网技术取得巨大突破，大数据技

术成为核心，为工业机器人产品性能的提升提供更加先进的技术支

持。在工业机器人发展进程中，其操作趋于简易化，精准度更高，能

够广泛应用在诸多领域，投入成本呈现不断降低的趋势。立足工业领

域，机器人应用于产品检测、焊接以及搬运等环节。工业机器人的出

现强化对人力应用的缓解，在优势上主要体现为较高的生产效率与较

高品质的操作，同时，操作持久性更加突出。

1工业机器人的构成以及类型

从构成上分析，工业机器人主要包含三个部分，即本体、驱动以

及控制三个系统。从功能上分析，一种机器人的作用体现在对人类手、

手臂的模仿。另外一种更具智能化，有效发挥仿生学的特征，能力更

显多样化，自由度更高。在当前的工业领域，之所以选择工业机器人，

主要源于其较低的单机价格，便于维修，应用效率较高。

2人工智能时代工业机器人核心技术分析

2.1工业机器人以高精度减速机为核心构成，涉及多种技术类型，

要求较高在工业机器人中，关键性结构组成为高精度减速机，涉及多

种技术类型。首先，材料成型控制技术十分关键，尤其对减速机减速

齿轮的耐磨性与刚性提出更高要求，目的是保证运行的高精度标准。

在材料构成方面，要强化对金相组织、材料化学元素以及含量的科学

控制。其次，加工技术不容忽视。在减速器中，非标特殊轴承是必不

可少的组成部分，结构极具特殊性，需要减速器零件加工尺寸来确认

间隙标准，工人技术要求更高。

2.2以电机与高精度伺服驱动器为核心，实现对工业机器人的全

方位控制对于工业机器人的控制，电机与高精度伺服驱动器作用突

出，强化对控制系统的管理，尤其是在瞬间力、功率输出方面面临更

高的标准。首先，快响应伺服控制技术能实现对位置环、电流环以及

速度的有序控制，合理运用干扰观测以及前馈补偿算法。具体讲，要

采用指标预测法来构建内部预测模型，达到闭环优化的目的。其次，

为了保证工业机器人能够有效发挥识别功能，要依托在线参数自整定

技术，强化转动惯量以及PID参数的在线优化，达到参数的精准判定。

另外，在线惯量辨识算法明确伺服驱动器的实际工况，强化参数的智

能化控制，以现场实际为要求，合理进行参数的调整。

2.3以实时性为要求，强化控制操作系统的稳定性与精确性在工

业机器人中，运动学控制系统对实时性要求较高。目前，机器人运动

控制卡以定制方式为主，同时，强调与操作系统的密切配合，强化数

据传输、数据精确性以及稳定性的实现，尤其是对于操作系统的消息

处理机制，更要关注稳定性与快速响应的需要，增强实时性，为机器

人产业化道路的发展创造条件。

3结合工业机器人应用实际准确掌握发展趋势与方向

3.1工业机器人的发展更显系统性特征，整体性能增强，适用范

围更广立足新时期的发展，工业领域的机器人更显多样性，如焊接机

器人、清洁机器人等逐渐投入使用，工程自动化程度显著增强。随着

技术水平的不断提升，机器人的造价呈现下降的趋势，但是，性能却

不断增强。例如，对于工业领域的机械手，其主要原理是进行人手及

手臂的模仿，实现灵活抓取以及搬运的功能，满足自动化操作的目标。

纵观当前，机械手应用最为广泛的领域是工业制造业、包装业等。机

械手能够在既定的时间内较为准确与高效地完成操作动作，这也成为

工业机器人发展的主要方向。目前，信息技术发展迅速，尤其是人工

智能技术影响力不断扩大，加之互联网技术的支持，工业机器人发展

更显系统性特征，强化在控制系统、诊断系统以及维护系统功能的提

升。同时，依托仿真模拟化程序设计，切实增强智能化与自动化水平，

整体性能不断提升，在应用方面更显可靠性，适用范围更广。

3.2以工业发展需求为基础，更显生物性与仿生性特点，强化不

良工作环境生产效率的提升立足工业生产，很多环节与环境保护相矛

盾，对从业者身心健康产生不利影响，有些操作人类很难完成，这也

成为工业机器人得以推广应用的重要因素。例如，对于真空机器人，

其之所以在工业中应用，主要原因是半导体工业中，真空传输晶圆这

一环节人类无法完成，而真空机器人的引进实现这一问题的解决。另

外，在一些恶劣环境中，如适应无阻运动的蛇形机器人，满足水下作

业的仿生鱼机器人等，都处于不断研发之中，备受瞩目。也就是说，

在工业机器人的发展进程中，更加关注其仿生性与生物性的特征，能

够有效实现对人类行为的模仿与替代，成为新时期工业机器人研发的

新动向。