工業機器人是指在工業生產環境中通過自動控制、可重新編程的方式,實現對物體的搬運、裝配、焊接、噴涂、檢測等作業任務的機械裝置。通常具備可編程性、自動控制性和多自由度運動能力,可在預先設定的程序或外部控制系統指令下執行特定的工業任務,從而替代或輔助人工完成重復性高、精度要求高的操作 [18]。工業機器人通常由本體機械結構、關節驅動與傳動機構、控制系統、傳感器以及末端執行器等部分構成,其設計和制造需要綜合考慮運動空間、負載能力、重復定位精度等指標,這些指標亦為行業標準化評估的重點 [18]。作為現代制造體系中的基礎裝備,工業機器人在全球范圍內的應用已從傳統的裝配線搬運和弧焊等場景擴展至分揀、檢測、碼垛、機床自動上下料等更復雜的工業作業任務。與傳統固定自動化設備相比,工業機器人在作業柔性化、靈活性和適應程度等方面具有顯著優勢 [18],并能通過末端執行器的更換和程序調整快速切換作業任務,適應多品種、小批量生產模式的制造需求 [18]。工業機器人的概念和實踐始于20世紀50年代末,約瑟夫·恩格爾伯格與喬治·德沃爾共同開發的“尤尼梅特”于1961年在通用汽車投入應用,開啟了工業機器人的發展序幕 [6]。當前,工業機器人的作業方式和效果不僅與機械結構相關,還受控制軟件、傳感技術和現場集成系統的協同影響。隨著傳感與人工智能技術進步,機器人向智能化、信息化方向發展;多機器人協同、通信技術推動其向聯網協作演進 [28]。
