54。1工业机器人：机器人研究与应用的主要驱动力

虽然机器人被认为是当今竞争性制造的基石，特别是在汽车和相关部件装配中，仍然存在解决制造以有效地响应变化的消费者行为和全球竞争力变化的挑战。此外，高增长行业（电子，食品，物流和生命科学）和新兴制造工艺（胶粘，涂层，激光加工，精密装配，纤维材料加工）以及满足可持续性法规将越来越依赖于先进的机器人技术[54。1]。此外，如果机器人更容易安装，与其他制造过程集成，并且编程，特别是具有自适应感测和自动错误恢复，可行应用的范围可以显着增加。进一步的挑战来自于各种类型的控制（可编程逻辑控制器（PLC），计算机数字控制（CNC）传感器）与机器人控制器的集成，从轻型和重型机器人的近距离人机协作和无栅生产，以及从日益增长的节能需求。

一方面工业机器人的设计和生产，另一方面机器人工作单元的规划，集成和操作在很大程度上是独立的工程任务。为了生产足够大的数量，机器人设计应该满足最广泛的潜在应用的要求。由于这在实践中难以实现，关于有效负载能力，机器人轴数量和工作空间体积的各种类型的机器人设计已经出现用于诸如组装，码垛，涂装，焊接，机加工和一般处理任务的应用类别。

通常，机器人工作单元包括一个或多个具有控制器和所谓的机器人外围设备的机器人，例如夹具或工具，安全装置，传感器和用于移动和展示部件的材料转移部件。通常，整个机器人工作单元的成本是机器人单独的成本的四到五倍;然而，正在努力通过使用增加的机器人功能和人工智能大大降低这些成本[54。2]。机器人工作单元通常是定制规划，集成，编程和配置的结果，需要大量的工程专业知识。用于指定和设计机器人工作单元的标准化工程方法，工具和最佳实践示例已经可用于提供可预测的性能并保证投资[54。3]。

今天的工业机器人主要根植于资本密集型大批量制造的需求，通常由汽车，电子和电气行业定义，占所有机器人安装的80％。未来的工业机器人将不是对当今设计的简单推断，而是将遵循针对更广泛的应用领域和行业的新设计原则。同时，新技术，特别是来自信息技术（IT）或消费者领域的新技术将对未来工业机器人的设计，性能，使用和成本产生越来越大的影响。

国际和国家标准现在有助于量化机器人性能和定义安全预防措施，几何和介质接口[54。4]。大多数机器人在安全障碍后面操作，以保持人们处于安全距离。最近，改进的安全标准允许直接的人机协作，允许机器人和人类工厂工人共享相同的工作空间[54。5,6]。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

54。2工业机器人的短暂历史

工业机器人的发明可以追溯到1954年，当发明人George Devol提交了关于程序化物品转移的专利（图54。1）时。在与年轻工程师和企业家Joseph Engelberger合作之后，第一家机器人公司Unimation成立。它于1961年在通用汽车工厂使用第一台机器人来从压铸机中提取零件。大多数液压驱动的Unimates在接下来的几年中被销售用于工件处理和车身点焊[54。7]。很快，许多其他公司开始在许多工业国家开发和制造工业机器人;一个创新驱动的行业诞生了[54。8]。第一届工业机器人国际研讨会（现为ISR）于1970年在芝加哥举行，证明机器人技术已成为一个充满活力的研究界的活动领域。

突破斯坦福大军是1969年由Victor Scheinman设计的一个研究原型（第4章）。六自由度（6-DOF）全电动操纵器由当时最先进的计算机DEC DEC-6控制。具有一个棱柱形和五个旋转接头的非同构运动