工业机器人电子信息技术嵌入研究

机器人技术随着科学技术的不断提升得到了迅速发展，目前在餐饮服务、医疗卫生、工业制造等领域都得到了比较广泛的应用，机器人技术促进了部分行业的发展，便捷了人们的生活，目前机器人技术的应用只处于初级阶段，随着信息技术在机器人技术上的应用，促进了机器人技术行业水平的提升，本文对机器人的概念和特点就行了详细阐述，就机器人同电子信息技术的相结合做了深入探析，希望能为工业机器人研发电子信息技术的嵌入提供理论依据。人力成本上升是目前企业面临的共同问题，企业为了长远发展提高市场竞争力，在机器人技术上开始投入，于是大量的工业机器人开始了研发和应用，国家为了提升企业创新动力也大力支持机器人技术的发展，提供技术、资金等多方面的支持，给机器人产业带来了巨大的发展空间。随着计算机科学的进步，工业机器人得到了智能化发展，在工业生产、服务业、人们生活中逐渐得到应用，提升了工业生产能力和效益，在服务业上解放了重复操作所使用的普通劳动力，在生活中，智能机器人的加入替代了日常家政人员的工作，机器人在行业的应用不断给我们带来惊喜，下面我们对机器人的概念、特点和发展状况做具体分析，以促进电子信息技术的嵌入使工业机器人更多的参与到社会活动中，为人们解决更多的问题。

1工业机器人的概念与特点

工业机器人分半自主和全自主两种类型，是由计算机控制，按照编程顺序完成工程师安排的工作指令，满足人们对于机械工作的需求，它是应用于人类工作、生活中的机械装置，它是科技进步的产物，给人们生活提供了便利。工业机器人可以将电脑编程、拟人化、通用性等多个学科的技术相结合，在发展过程中得到了多次改造和升级，目前在工业制造上已经得到了充分应用，例如车辆冲压制造、车辆安装都是工业机器人代替了传统的人力劳动，大大地改善了人们的工作环境。工业机器人的在企业中的普遍应用预示着我国工业进入全新的阶段，机器人取代了传统的人力劳动，为企业降低了人工成本和管理成本，提升企业的竞争力。机器人技术是众多学科高度融合的技术，它结合了机械、电子信息技术、计算机技术、传感器技术、人工智能等，是信息技术和先进制造业发展水平的典型代表，是目前各国争相发展的技术，智能机器人的发展水平标志了国家在创新上的能力，智能机器人在工业上的应用还标志着工业操作的水平，是国家先进生产力的代表。

2工业机器人的发展历程

我国工业机器人的发展大致分为三个阶段。第一阶段的工业机器人比较简单，是人为拉动机械手来实现自动化操作，没有传感器和视觉监测等装置，在工作范围和工作精度上都只能达到一般水平，主要有本体、控制系统和示教盒组成，在当时的工业环境中，这种工业机器人操作简单、能实现可视化，相对于传统人工比较先进，所以也得到了广泛应用。第二阶段的工业机器人是工作人员对机器人的工作环境进行实地考察，然后根据计算机编程，将正确的工作模式写入机器人柜，这样就能实现离线操作，工业机器人还能具有一定的感觉功能，解决了人为操作机械手来完成作业的情况，能对机械手就行远程电脑操作，离线编程机器人是工业机器人发展的第二阶段。目前工业上应用的机器人都是第三阶段的机器人即智能机器人，它是将电子信息技术嵌入工业机器人的产物，它能收集和整理传感器反馈的相关数据，进行分析后触发相应的指令，能对复杂信息能精准判断并具有处理能力，具有人的思维和处理能力，能进行复杂的工业操作，是电子信息技术、工业技术、传感器技术的集合，是目前工业机器人技术飞速发展的呈现。目前，行业研究主要集中在智能机器人上，因为智能机器人人为操作程度更少，所以数据更准确精密，自身独立完成作业的能力比较强，技术更先进。但是在工业领域的实际使用中，主要还是以第一部分的工业机器人为主，因为第一阶段的机器人应用已经很成熟，成本也在企业接受范围内，人们对于这个阶段的机器人操作更熟悉，所以目前应用的是最广泛的。

3电子信息技术在工业机器人研发中的应用

工业机器人在发展的过程中技术逐渐成熟，在工业领域得到了很好的推广，也涉及了很多的领域，其中电子信息技术在三个阶段的工业机器人发展中都发挥了很大的作用。

3.1电子信息技术嵌入机器人驱动方式

电子信息技术在工业机器人上的应用使工业机器人发展进入了高速的发展阶段，实现了快速的升级创新，日本安川研发的电动工业机器人，综合了电子技术、机器人智能技术，标志着工业机器人正式进入智能机器人发展阶段，它采用电动为驱动方式，促进了工业机器人在速度、精准度方面的发展，以液压为驱动方式的机器人被逐步取代。同时直流伺服驱动方式也被交流伺服驱动代替，在不影响机器人正常工作的情况下节省了电力能源，为企业节省了一定的成本，直线电动机的驱动方式在越来越多的领域得到了长足发展。

3.2电子信息技术的嵌入对工业机器人的促进作用

对于工业机器人来说，电子信息的嵌入方式是其工作质量的重要因素，机器人的运动是由各个关节的驱动电机工作来完成的，机器人通过大量的信息计算来完成复杂的动作，这对计算机的运算能力有很高的要求。随着电子信息技术嵌入机器人的不断发展，计算机的运算能力和控制能力都得到了一定程度的提升，最高性能的机器人可以同时控制20多个关节的驱动电机工作，电子工业机器人在电子信息技术的促进下性能得到了提高，性能的提升也扩大了机器人的应用范围，利用网络实现多台机器人的信息共享是未来的发展趋势。3.3电子信息技术嵌入机器人的设计流程工程师根据生产流程需要先设计机器人的基本架构，这个过程中比较重要的是对数据准确性的要求，人工不能精准确定所以需要计算机辅助完成，在这个基础上，将电子信息技术嵌入到工业机器人的设计框架当中，改变了机器人的设计环节，双重考虑能提升机器人的设计成功的概率，也能使机器人设计环节具有多变性，对机器人的外部结构、功能等方面带来更多的选择。

3.4电子信息技术嵌入机器人传感装置

传感器是智能机器人的代表装置，有传感器装置的机器人具备检测自身角度、速度的功能，对外部情况反映敏感，通过传感器传输到计算机，计算机经过测算之后相应的指令，辅助机器人完成正确的流程操作，随着传感器技术的发展，在外部传感器上也能引进相关的数据，再加上智能化感应等设备，工业机器人得到了更快速的发展，内外传感器的联合使用，机器人就可以对内外环境掌控的更全面，促进机器人的智能化程度，突破了很多行业壁垒，拓宽了机器人的应用范围。

3.5电子信息技术嵌入机器人控制系统

机器人的控制系统是控制机器人各个关节并支配其行动的，工业机器人需要完成操作、焊接、安装等环节，在这些过程中，机器人自身支配这行环节的控制程度体现了机器人控制系统的能力，电子信息技术的发展是其嵌入工业机器人成为大趋势，目前多类型、多形式的控制系统已经在工业机器人上有所应用，应用比较普遍的有开闭环系统、计算机控制系统、人工智能系统、物理控制系统等，在多样控制系统的影响下，机器人的控制模式可以根据需要设定，丰富了机器人的应用方式，促进了机器人在生产上的分工，提升了机器人的工作效率，为企业产量提供了帮助。工业机器人的主体、驱动系统、控制系统的智能化就是智能机器人组成的关键，主体说的是机座和执行部分，操作臂等，有行走功能的机器人还需要具有行走部分，工业机器人基本有3-6各运动自由度，腕部的自由度一般有3个；动力装置和传动机构是驱动系统的重要部分，来执行机构产生的相应的动作；控制系统按照驱动系统和执行系统发出的指令和信号进行控制，完成要求的操作，只有三部分都能有更高层次的智能化，才能实现工业机器人整体的智能化，提高机器人的综合竞争力，为企业解决更多的困难，带来更多的效益。

4工业机器人研发中电子信息技术嵌入的前景展望

随着电子信息技术的嵌入，电子机器人在信息处理、传感装置、自身驱动等控制系统方面得到了大幅提升，随着人们对机器人的继续研究，后续人们将在以下几个方面发展：首先是智能化，信息技术的嵌入使机器人更智能化，可以模拟人的思维方式和操作能力，应用范围更广泛。然后是人性化，把相应的数据进行录入和处理，使得机器人更具有人的思维，将人的行为能力写入到程序里，能代替人的日常作用，减轻企业在人力资源上的投入，将相对简单的工作交给机器人完成。最后是更加灵活，目前机器人已经具备一定的职能，在灵活性方面还有很大的提升空间，电子信息的嵌入，使机器人的传感装置更能收集相关数据，面对数据进行反应，使机器人更灵活更便捷，更能满足人的需求。

小结：

智能机器人的水平是衡量行业水平的标志，是不可或缺的重要装备。随着“再工业化”的兴起，高端机器人程度行业竞争的方向，我们客观分析了工业机器人目前的应用和未来发展所面临的挑战，提出的战略思考希望能给行业技术人员带来启发。机器人在各行业的广泛应用，促进了人们对机器人的认识，在经济不断发展的促进下，为了适应企业和人的需求，机器人会逐渐走进更多的企业，同时也会逐渐方便人们的生活，同时多种科学的相互融合也衍生了新的科学和技术，信息技术的嵌入就加快了机器人的智能化，促进了工业领域发发展，带动了多个行业的发展，所以工业机器人研发中电子信息技术的嵌入是科技进步的产物，对人类文明有积极的促进作用。

作者：吴廷鑫 薛帅 单位：郑州市电子信息工程学校