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       機器人控制系統(tǒng)是機器人的大腦，是決定機器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機器人控制技術(shù)的主要任務(wù)是控制工業(yè)機器人在工作空間中的位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序和動作時間。具有編程簡單、軟件菜單操作、人機交互界面友好、在線操作提示、使用方便等特點。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

  (1) 開放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：它分為機器人控制器（RC）、運動控制器（MC）、光電隔離I/O控制板、傳感器處理板和編程示教盒。機器人控制器（RC）與編程示教盒通過串口/CAN總線進行通信。機器人控制器（RC）的主計算機完成機器人的運動規(guī)劃、插補、位置伺服、主控制邏輯、數(shù)字I/O、傳感器處理等功能，編程示教盒完成信息顯示和按鍵輸入。

  (2) 模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)基于開源實時多任務(wù)操作系統(tǒng)Linux。采用層次化、模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了軟件系統(tǒng)的開放性。整個控制器軟件系統(tǒng)分為三個層次：硬件驅(qū)動層、核心層和應(yīng)用層。這三個層次面臨著不同的功能需求，對應(yīng)著不同的開發(fā)層次。系統(tǒng)的每一級都由幾個功能相反的模塊組成，這些模塊相互配合，實現(xiàn)本層提供的功能。

  (3) 機器人的故障診斷與安全維護技術(shù)：通過各種信息，對機器人進行故障診斷和維護是保證機器人安全的關(guān)鍵技術(shù)。

  (4) 網(wǎng)絡(luò)化機器人控制器技術(shù)：目前，機器人的應(yīng)用工程已從單機器人工作站發(fā)展到機器人生產(chǎn)線，機器人控制器的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)越來越重要。控制器具有串口、現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能。為機器人生產(chǎn)線的監(jiān)控與管理提供了方便，便于機器人生產(chǎn)線與控制器之間的通訊。

01

移動機器人(AGV)

       移動機器人（AGV）是一種工業(yè)機器人。它是由計算機控制的。它具有移動、自動導(dǎo)航、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)交互等功能，可廣泛應(yīng)用于機械、電子、紡織、卷煙、醫(yī)療、食品、造紙等行業(yè)的柔性運輸和傳輸。它還可用于自動化倉庫、柔性加工系統(tǒng)和柔性裝配，可作為運輸工具用于車站、機場和郵局的貨物分揀。

       移動機器人是國際物流技術(shù)發(fā)展的新趨勢之一，而移動機器人是其核心技術(shù)和裝備。利用現(xiàn)代物流技術(shù)，對傳統(tǒng)生產(chǎn)線進行協(xié)同、支撐、改造和升級，實現(xiàn)點對點的自動化倉儲、作業(yè)、運輸相結(jié)合，實現(xiàn)精細化、柔性化、信息化，縮短物流流程，減少物資損失，減少占地，減少建設(shè)投資和其他高科技設(shè)備。

02

點焊機器人

       焊接機器人具有性能穩(wěn)定、工作空間大、運動速度快、承載能力強等特點。焊接質(zhì)量明顯優(yōu)于手工焊接，大大提高了點焊生產(chǎn)率。

       點焊機器人主要用于汽車的焊接，生產(chǎn)過程由各大汽車生產(chǎn)廠家完成。國際工業(yè)機器人企業(yè)與各大汽車企業(yè)有著長期的合作關(guān)系，為大型汽車生產(chǎn)企業(yè)提供各種點焊機器人單元產(chǎn)品，并以焊接機器人和整車生產(chǎn)線的形式進入中國，占據(jù)了該領(lǐng)域的市場主導(dǎo)地位。

      隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，焊接生產(chǎn)線對焊鉗的集成化提出了更高的要求，重量也越來越大。165kg點焊機器人是汽車焊接中最常用的機器人。2008年9月，機器人研究所研制出國內(nèi)首臺165kg點焊機器人，并成功應(yīng)用于奇瑞汽車焊接車間。2009年9月，經(jīng)過優(yōu)化和性能改進，第二臺機器人完成并順利通過驗收。機器人總體技術(shù)指標達到國外同類機器人水平。

03

弧焊機器人

       弧焊機器人主要用于各種汽車零部件的焊接生產(chǎn)。在這一領(lǐng)域，國際大型工業(yè)機器人制造商主要向成套設(shè)備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

(1) 弧焊機器人系統(tǒng)優(yōu)化集成技術(shù)：弧焊機器人采用交流伺服驅(qū)動技術(shù)，采用高精度、高剛度的RV減速器和諧波減速器，具有良好的低速穩(wěn)定性和高速動態(tài)響應(yīng)，可實現(xiàn)免維護功能。

(2) 協(xié)調(diào)控制技術(shù)：通過控制多機器人與變位機的協(xié)調(diào)運動，保持焊槍與工件的相對姿態(tài)，滿足焊接工藝要求，避免焊槍與工件的碰撞。

(3) 精確焊縫軌跡跟蹤技術(shù)：結(jié)合激光傳感器和視覺傳感器離線工作方式的優(yōu)點，采用激光傳感器實現(xiàn)焊接過程中的焊縫跟蹤，提高了焊接機器人對復(fù)雜工件焊接的靈活性和適應(yīng)性。通過視覺傳感器離線觀測得到焊縫跟蹤的殘余偏差，并根據(jù)偏差統(tǒng)計得到補償數(shù)據(jù)，對機器人的軌跡進行修正，得到各種工況下的最佳焊接質(zhì)量。

04

激光加工機器人

       激光加工機器人是機器人技術(shù)在激光加工中的應(yīng)用，通過高精度的工業(yè)機器人來實現(xiàn)更靈活的激光加工。該系統(tǒng)可以通過示教盒在線操作，也可以離線編程。通過對工件的自動檢測，系統(tǒng)可以生成工件的模型，進而生成加工曲線。也可以直接用CAD數(shù)據(jù)進行處理?？捎糜诩す獗砻嫣幚怼@孔、焊接和模具修復(fù)。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

(1) 激光加工機器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)：采用大型架體結(jié)構(gòu)，增加了工作范圍，保證了機器人的精度;

(2) 機器人系統(tǒng)的誤差補償技術(shù)：采用了基于非幾何模型和機器人高精度補償相結(jié)合的非幾何模型補償方法。

(3) 高精度機器人檢測技術(shù)：將三坐標測量技術(shù)與機器人技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了機器人的高精度在線測量。

(4) 激光加工機器人專用語言實現(xiàn)技術(shù)：根據(jù)激光加工和機器人操作的特點，完成了激光加工機器人專用語言的設(shè)計。

(5) 網(wǎng)絡(luò)通訊和離線編程技術(shù)：它具有串口、can等網(wǎng)絡(luò)通信功能，實現(xiàn)對機器人生產(chǎn)線的監(jiān)控和管理，并通過上位機實現(xiàn)對機器人的離線編程控制。

05

真空機器人

       真空機器人是一種在真空環(huán)境中工作的機器人。它主要用于半導(dǎo)體工業(yè)中實現(xiàn)真空室中的晶圓傳輸。真空機械手進口困難、數(shù)量有限、使用量大、通用性強。它已成為制約半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)進度和產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵部件。而且，國外嚴格審查中國買家，屬于違禁產(chǎn)品目錄。真空機械手已成為制約我國半導(dǎo)體設(shè)備制造的一個嚴重問題。直接驅(qū)動真空機器人技術(shù)屬于原始創(chuàng)新技術(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

(1) 真空機器人新構(gòu)型設(shè)計技術(shù)：通過結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計，避開國際專利，設(shè)計了滿足真空機器人剛度和膨脹率要求的新型結(jié)構(gòu);

(2) 大間隙真空直驅(qū)電機技術(shù)：它涉及大間隙真空直驅(qū)電機和高清潔度直驅(qū)電機，進行電機理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝、電機材料表面處理、低速大轉(zhuǎn)矩控制、小型多軸驅(qū)動等。

(3) 真空環(huán)境下的多軸精密軸系的設(shè)計。采用軸中軸線的設(shè)計方法，解決了軸間不同心和慣性不對稱的問題。

(4) 動態(tài)軌跡修正技術(shù)：通過傳感器信息和機器人運動信息的融合，檢測晶圓與手指之間的參考位置偏移。通過動態(tài)修改運動軌跡，機器人可以精確地將晶圓從真空室的一個工位轉(zhuǎn)移到另一個工位。

(5) 符合SEMI標準的真空機器人語言：根據(jù)真空機器人運輸?shù)囊?、機器人的操作特點和半標準，編寫了真空機器人專用語言。

(6) 可靠性系統(tǒng)工程技術(shù)：在集成電路制造中，設(shè)備故障會帶來巨大的損失。針對半導(dǎo)體設(shè)備對MCBF的高要求，對機械手各部件的可靠性進行了測試、評估和控制，以提高機械手各部件的可靠性，保證機械手滿足IC制造的高要求。

06

潔凈機器人

       清潔機器人是一種用于清潔環(huán)境的工業(yè)機器人。隨著生產(chǎn)工藝的不斷改進，對生產(chǎn)環(huán)境的要求也越來越嚴格。許多現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品都要求在清潔的環(huán)境中生產(chǎn)。清潔機器人是清潔環(huán)境下生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

(1) 潔凈潤滑技術(shù)：采用負壓抑塵結(jié)構(gòu)和不揮發(fā)油脂，環(huán)境無顆粒污染，滿足清潔度要求。

(2) 高速平穩(wěn)控制技術(shù)：通過軌跡優(yōu)化和關(guān)節(jié)伺服性能的提高，實現(xiàn)了清潔運輸?shù)钠椒€(wěn)性。

(3) 控制器的小型化技術(shù)：針對潔凈室建設(shè)和運行成本高的特點，采用控制器的小型化技術(shù)，減少了清潔機器人占用的空間。

(4) 晶圓檢測技術(shù)：通過光學傳感器，可以通過機器人掃描獲得硅片丟失和傾斜的信息。