数控机床配套的工业机器人涉及到哪些高科技？

机器人是一门综合科学技术，一个小型机器人，是自动控制、测量、计算机技术、人工智能技术、机械、材料和通信技术的综合结晶。那么在工业机器人中，涉及到哪些高科技？这些高科技目前进展如何？

图为一台桁架机械手搭配两台数控车床，组成自动化加工单元

1.[数控机床配套的机器人机械手的结构]

通过应用有限元分析、模态分析、仿真设计等现代设计方法，实现机器人操作机构的优化设计。探索新的高强度轻质材料，进一步提高载荷/自重比。如以德国库卡公司为代表的机器人公司，将机器人的平行平行四边形结构改为开链结构，扩大了机器人的工作范围，轻质铝合金材料的应用大大提高了机器人的性能。此外，采用先进的RV减速器和交流伺服电机，使机器人机械手几乎成为免维护系统。该机制正朝着模块化和重组的方向发展。比如关节模块中的伺服电机、减速器、检测系统三位一体；整个机器人由关节模块和连杆模块重组构成；模块化装配机器人产品在国外有市场。机器人的结构更加灵巧，控制系统越来越小，两者都在向集成化发展。利用并联机构和机器人技术实现高精度测量和加工，是机器人技术向数控技术的拓展，为未来机器人与数控技术的融合奠定了基础。

2.[机器人控制系统]

开放式模块化控制系统。向基于PC的开放式控制器发展，便于标准化和网络化；设备集成度提高，控制柜越来越小，采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、可操作性和可维护性。控制系统性能进一步提高，从过去控制标准的6轴机器人发展到现在可以控制21轴甚至27轴，实现了软件伺服和全数字控制。人机界面更加友好，语言和图形编程接口正在开发中。机器人控制器的标准化和网络化，以及基于PC的网络化控制器成为研究热点。除了进一步提高在线编程的可操作性，离线编程的实用性将成为研究的重点，一些领域的离线编程已经实现。

3.[机器人传感技术]

根据智能制造的知识，机器人中的传感器发挥着越来越重要的作用。装配焊接机器人除了位置、速度、加速度等传统传感器外，还采用了激光传感器、视觉传感器和力传感器，实现了焊缝的自动跟踪、自动化生产线上物体的自动定位和精密装配作业，大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应能力。遥控机器人采用视觉、声音、力和触觉等多传感器融合技术，对环境进行建模并进行决策控制。为了进一步提高机器人的智能和适应性，各种传感器的使用是其解决问题的关键。研究的重点在于有效可行的多传感器融合算法，尤其是在非线性、非平稳、非正态分布的情况下。另一个问题是传感系统的实用性。

4.[网络通信功能]

日本安川和德国库卡最新的机器人控制器，都接入了Canbus、Profibus和一些网络，使机器人从过去的独立应用向网络应用迈出了一大步，也使机器人从过去的专用设备向标准化设备发展。

5.【机器人性价比】

机器人的性能在不断提高(高速度、高精度、高可靠性、易操作维护)，而单机的价格在不断降低。随着微电子技术的飞速发展和大规模集成电路的应用，机器人系统的可靠性大大提高。以前机器人系统的可靠性MTBF通常是几千小时，现在已经达到了5万小时，可以满足任何场合的需要。

6.[多代理控制技术]

这是机器人研究的一个新领域。主要研究了多智能体群体体系结构、通信和协商机制、感知和学习方法、建模和规划以及群体行为控制。