導(dǎo)讀： 工業(yè)機(jī)器人需求快速增加，但國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)總體水平與國(guó)外尚有差距，目前我國(guó)工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)多以組裝和代加工為主，普通存在缺少核心技術(shù)、缺少關(guān)鍵零部件的現(xiàn)象。

　　不過(guò)，可喜的是，盡管我國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)起步較晚，但正在往良好的方向發(fā)展，正如中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(zhǎng)、沈陽(yáng)新松機(jī)器人公司總裁曲道奎所言，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的技術(shù)水平和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正朝著高端領(lǐng)域發(fā)展。目前，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的市場(chǎng)占比已達(dá)33%，且高端機(jī)器人的國(guó)產(chǎn)率增速最快，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。

       機(jī)器人工具快換裝置（Robotic Tool Changer）通過(guò)使機(jī)器人自動(dòng)更換不同的末端執(zhí)行器或外圍設(shè)備，使機(jī)器人的應(yīng)用更具柔性。這些末端執(zhí)行器和外圍設(shè)備包含例如點(diǎn)焊焊槍、抓手、真空工具、氣動(dòng)和電動(dòng)馬達(dá)等。

　　機(jī)器人工具快換裝置（Robotic Tool Changer）通過(guò)使機(jī)器人自動(dòng)更換不同的末端執(zhí)行器或外圍設(shè)備，使機(jī)器人的應(yīng)用更具柔性。這些末端執(zhí)行器和外圍設(shè)備包含例如點(diǎn)焊焊槍、抓手、真空工具、氣動(dòng)和電動(dòng)馬達(dá)等。

工具快換裝置包括一個(gè)機(jī)器人側(cè)用來(lái)安裝在機(jī)器人手臂上，還包括一個(gè)工具側(cè)用來(lái)安裝在末端執(zhí)行器上。工具快換裝置能夠讓不同的介質(zhì)例如氣體、電信號(hào)、液體、視頻、超聲等從機(jī)器人手臂連通到末端執(zhí)行器。

       機(jī)器人工具快換裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：

　　1. 生產(chǎn)線更換可以在數(shù)秒內(nèi)完成；
　　2. 維護(hù)和修理工具可以快速更換，大大降低停工時(shí)間；
       3. 通過(guò)在應(yīng)用中使用1個(gè)以上的末端執(zhí)行器，從而使柔性增加；
       4. 使用自動(dòng)交換單一功能的末端執(zhí)行器，代替原有笨重復(fù)雜的多功能工裝執(zhí)行器。

　　機(jī)器人工具快換裝置，使單個(gè)機(jī)器人能夠在制造和裝備過(guò)程中交換使用不同的末端執(zhí)行器增加柔性，被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)點(diǎn)焊、弧焊、材料抓舉、沖壓、檢測(cè)、卷邊、裝配、材料去除、毛刺清理、包裝等操作。

另外，工具快換裝置在一些重要的應(yīng)用中能夠?yàn)楣ぞ咛峁﹤浞莨ぞ�，有效避免意外事件。相�?duì)人工需數(shù)小時(shí)更換工具，工具快換裝置自動(dòng)更換備用工具能夠在數(shù)秒鐘內(nèi)就完成。同時(shí)，該裝置還被廣泛應(yīng)用在一些非機(jī)器人領(lǐng)域，包括托臺(tái)系統(tǒng)、柔性?shī)A具、人工點(diǎn)焊和人工材料抓舉。

　　工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)引導(dǎo)與定位

　　對(duì)于工作在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，其完成最多的一類操作是“抓�。�放置”動(dòng)作。為了完成這類操作，對(duì)被操作物體定位信息的獲取是必要的，首先機(jī)器人必須知道物體被操作前的位姿，以保證機(jī)器人準(zhǔn)確地抓取；其次是必須知道物體被操作后的目標(biāo)位姿，以保證機(jī)器人準(zhǔn)確地完成任務(wù)。

　　在大部分的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)合，機(jī)器人只是按照固定的程序進(jìn)行操作，物體的初始位姿和終止位姿是事先規(guī)定的，作業(yè)任務(wù)完成的質(zhì)量由生產(chǎn)線的定位精度來(lái)保證。為了高質(zhì)量作業(yè)，就要求生產(chǎn)線相對(duì)固定，定位精度高，這樣的結(jié)果是生產(chǎn)柔性下降，成本卻大大增加，此時(shí)生產(chǎn)線的柔性和產(chǎn)品質(zhì)量是矛盾的。

　　視覺(jué)引導(dǎo)與定位是解決上述矛盾的理想工具。

　　工業(yè)機(jī)器人可以通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)地了解工作環(huán)境的變化，相應(yīng)調(diào)整動(dòng)作，保證任務(wù)的正確完成。這種情況下，即使生產(chǎn)線的調(diào)整或定位有較大的誤差也不會(huì)對(duì)機(jī)器人準(zhǔn)確作業(yè)造成多大影響，視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)際上提供了外部閉環(huán)控制機(jī)制，保證機(jī)器人自動(dòng)補(bǔ)償由于環(huán)境變化而產(chǎn)生的誤差。

　　理想的視覺(jué)引導(dǎo)與定位應(yīng)當(dāng)是基于視覺(jué)伺服的。首先觀察物體的大致方位，然后機(jī)械手一邊運(yùn)動(dòng)一邊觀察機(jī)械手和物體之間的偏差，根據(jù)這個(gè)偏差調(diào)整機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方向，直到機(jī)械手和物體準(zhǔn)確接觸為止。但是這種定位方式在實(shí)現(xiàn)上存在諸多困難。

　　直接視覺(jué)引導(dǎo)與定位是一次性地對(duì)在機(jī)器人環(huán)境中物體的空間位姿進(jìn)行詳細(xì)描述，引導(dǎo)機(jī)器人直接地完成動(dòng)作。與基于視覺(jué)伺服的方法相比，直接視覺(jué)引導(dǎo)的運(yùn)算量大大減少，為實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)造了條件，但這必須基于一個(gè)前提：視覺(jué)系統(tǒng)能夠在機(jī)器人空間中（基坐標(biāo)系中）精確測(cè)定物體的三維位姿信息。

        結(jié)語(yǔ)：
　　之所以中國(guó) 工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)被國(guó)際巨頭占據(jù)，其中很重要的原因就是減速器、 伺服電機(jī)、 控制器等核心零部件“受制于人”，大多依靠進(jìn)口，從而使得國(guó)產(chǎn)品牌機(jī)器人成本相比國(guó)外品牌機(jī)器人并無(wú)多大優(yōu)勢(shì)。發(fā)展工業(yè)機(jī)器人必須突破機(jī)器人核心零部件技術(shù)這一關(guān)鍵難題。

文章來(lái)源：中國(guó)機(jī)器人網(wǎng)

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