工業(yè)機器人之所以能精準完成重復作業(yè),核心在于驅動系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的協(xié)同配合。驅動系統(tǒng)如同機器人的 “肌肉”,分為液壓驅動、氣壓驅動和電氣驅動三大類。其中,電氣驅動憑借響應速度快、控制精度高的優(yōu)勢,成為當前主流選擇,伺服電機更是該系統(tǒng)的核心部件 —— 它能通過編碼器實時反饋位置信息,讓機器人末端執(zhí)行器的定位誤差控制在 毫米以內(nèi),滿足汽車焊接、電子元件裝配等高精度需求。
控制系統(tǒng)則相當于機器人的 “大腦”,由硬件和軟件兩部分組成。硬件以工業(yè)級 CPU 為核心,搭配運動控制卡、輸入輸出模塊,實現(xiàn)對多關節(jié)運動的同步協(xié)調(diào);軟件則通過編程語言(如 ABB 的 RAPID、發(fā)那科的 Karel)定義作業(yè)流程。以汽車生產(chǎn)線為例,當機器人進行車身點焊時,控制系統(tǒng)會同時計算 6 個關節(jié)的運動軌跡,確保焊槍在 秒內(nèi)精準抵達指定焊點,且每個焊點的壓力、電流參數(shù)保持一致,這背后離不開 PID(比例 - 積分 - 微分)算法對運動過程的動態(tài)調(diào)節(jié)。
隨著工業(yè) 的推進,控制系統(tǒng)正朝著智能化升級。部分高端機器人已具備自適應能力,比如在抓取不規(guī)則零件時,能通過力傳感器感知接觸力,自動調(diào)整抓取角度和力度,無需人工重新編程。這種 “感知 - 決策 - 執(zhí)行” 的閉環(huán)控制,讓工業(yè)機器人從 “機械執(zhí)行者” 逐漸向 “智能合作者” 轉變。
工業(yè)機器人的核心技術:驅動與控制系統(tǒng)