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

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(jī)器人控制器（RC）、運(yùn)動(dòng)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(jī)器人控制器（RC）與編程示教盒通過(guò)串口/CAN總線進(jìn)行通信。機(jī)器人控制器（RC）的主計(jì)算機(jī)完成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、插補(bǔ)、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(shí)時(shí)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(jì)，實(shí)現(xiàn)了軟件系統(tǒng)的開放性。整個(gè)控制器軟件系統(tǒng)分為三個(gè)層次：硬件驅(qū)動(dòng)層、核心層和應(yīng)用層。這三個(gè)層次面臨著不同的功能需求，對(duì)應(yīng)著不同的開發(fā)層次。系統(tǒng)的每一級(jí)都由幾個(gè)功能相反的模塊組成，這些模塊相互配合，實(shí)現(xiàn)本層提供的功能。

  (3) 機(jī)器人的故障診斷與安全維護(hù)技術(shù)：通過(guò)各種信息，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行故障診斷和維護(hù)是保證機(jī)器人安全的關(guān)鍵技術(shù)。

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

01

移動(dòng)機(jī)器人(AGV)

       移動(dòng)機(jī)器人（AGV）是一種工業(yè)機(jī)器人。它是由計(jì)算機(jī)控制的。它具有移動(dòng)、自動(dòng)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(jī)械、電子、紡織、卷煙、醫(yī)療、食品、造紙等行業(yè)的柔性運(yùn)輸和傳輸。它還可用于自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、柔性加工系統(tǒng)和柔性裝配，可作為運(yùn)輸工具用于車站、機(jī)場(chǎng)和郵局的貨物分揀。

       移動(dòng)機(jī)器人是國(guó)際物流技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)之一，而移動(dòng)機(jī)器人是其核心技術(shù)和裝備。利用現(xiàn)代物流技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)線進(jìn)行協(xié)同、支撐、改造和升級(jí)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)、作業(yè)、運(yùn)輸相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精細(xì)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(diǎn)焊機(jī)器人

       焊接機(jī)器人具有性能穩(wěn)定、工作空間大、運(yùn)動(dòng)速度快、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。焊接質(zhì)量明顯優(yōu)于手工焊接，大大提高了點(diǎn)焊生產(chǎn)率。

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

      隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，焊接生產(chǎn)線對(duì)焊鉗的集成化提出了更高的要求，重量也越來(lái)越大。165kg點(diǎn)焊機(jī)器人是汽車焊接中最常用的機(jī)器人。2008年9月，機(jī)器人研究所研制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)165kg點(diǎn)焊機(jī)器人，并成功應(yīng)用于奇瑞汽車焊接車間。2009年9月，經(jīng)過(guò)優(yōu)化和性能改進(jìn)，第二臺(tái)機(jī)器人完成并順利通過(guò)驗(yàn)收。機(jī)器人總體技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類機(jī)器人水平。

03

弧焊機(jī)器人

       弧焊機(jī)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(guó)際大型工業(yè)機(jī)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(jī)器人系統(tǒng)優(yōu)化集成技術(shù)：弧焊機(jī)器人采用交流伺服驅(qū)動(dòng)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(dòng)態(tài)響應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)功能。

(2) 協(xié)調(diào)控制技術(shù)：通過(guò)控制多機(jī)器人與變位機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，保持焊槍與工件的相對(duì)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(diǎn)，采用激光傳感器實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中的焊縫跟蹤，提高了焊接機(jī)器人對(duì)復(fù)雜工件焊接的靈活性和適應(yīng)性。通過(guò)視覺傳感器離線觀測(cè)得到焊縫跟蹤的殘余偏差，并根據(jù)偏差統(tǒng)計(jì)得到補(bǔ)償數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)器人的軌跡進(jìn)行修正，得到各種工況下的最佳焊接質(zhì)量。

04

激光加工機(jī)器人

       激光加工機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)在激光加工中的應(yīng)用，通過(guò)高精度的工業(yè)機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)更靈活的激光加工。該系統(tǒng)可以通過(guò)示教盒在線操作，也可以離線編程。通過(guò)對(duì)工件的自動(dòng)檢測(cè)，系統(tǒng)可以生成工件的模型，進(jìn)而生成加工曲線。也可以直接用CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?？捎糜诩す獗砻嫣幚?、鉆孔、焊接和模具修復(fù)。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

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

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

(3) 高精度機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)：將三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的高精度在線測(cè)量。

(4) 激光加工機(jī)器人專用語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)技術(shù)：根據(jù)激光加工和機(jī)器人操作的特點(diǎn)，完成了激光加工機(jī)器人專用語(yǔ)言的設(shè)計(jì)。

(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(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人生產(chǎn)線的監(jiān)控和管理，并通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的離線編程控制。

05

真空機(jī)器人

       真空機(jī)器人是一種在真空環(huán)境中工作的機(jī)器人。它主要用于半導(dǎo)體工業(yè)中實(shí)現(xiàn)真空室中的晶圓傳輸。真空機(jī)械手進(jìn)口困難、數(shù)量有限、使用量大、通用性強(qiáng)。它已成為制約半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)進(jìn)度和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵部件。而且，國(guó)外嚴(yán)格審查中國(guó)買家，屬于違禁產(chǎn)品目錄。真空機(jī)械手已成為制約我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備制造的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。直接驅(qū)動(dòng)真空機(jī)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(jī)器人新構(gòu)型設(shè)計(jì)技術(shù)：通過(guò)結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，避開國(guó)際專利，設(shè)計(jì)了滿足真空機(jī)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(jī)技術(shù)：它涉及大間隙真空直驅(qū)電機(jī)和高清潔度直驅(qū)電機(jī)，進(jìn)行電機(jī)理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝、電機(jī)材料表面處理、低速大轉(zhuǎn)矩控制、小型多軸驅(qū)動(dòng)等。

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

(4) 動(dòng)態(tài)軌跡修正技術(shù)：通過(guò)傳感器信息和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)信息的融合，檢測(cè)晶圓與手指之間的參考位置偏移。通過(guò)動(dòng)態(tài)修改運(yùn)動(dòng)軌跡，機(jī)器人可以精確地將晶圓從真空室的一個(gè)工位轉(zhuǎn)移到另一個(gè)工位。

(5) 符合SEMI標(biāo)準(zhǔn)的真空機(jī)器人語(yǔ)言：根據(jù)真空機(jī)器人運(yùn)輸?shù)囊?、機(jī)器人的操作特點(diǎn)和半標(biāo)準(zhǔn)，編寫了真空機(jī)器人專用語(yǔ)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(huì)帶來(lái)巨大的損失。針對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備對(duì)MCBF的高要求，對(duì)機(jī)械手各部件的可靠性進(jìn)行了測(cè)試、評(píng)估和控制，以提高機(jī)械手各部件的可靠性，保證機(jī)械手滿足IC制造的高要求。

06

潔凈機(jī)器人

       清潔機(jī)器人是一種用于清潔環(huán)境的工業(yè)機(jī)器人。隨著生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求也越來(lái)越嚴(yán)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(jī)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(rùn)滑技術(shù)：采用負(fù)壓抑塵結(jié)構(gòu)和不揮發(fā)油脂，環(huán)境無(wú)顆粒污染，滿足清潔度要求。

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

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

(4) 晶圓檢測(cè)技術(shù)：通過(guò)光學(xué)傳感器，可以通過(guò)機(jī)器人掃描獲得硅片丟失和傾斜的信息。