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1技術(shù)原理

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)器人技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動作的時間等。具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提示和使用方便等特點(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)：采用分布式CPU計算機(jī)結(jié)構(gòu)，分為機(jī)器人控制器（RC），運(yùn)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等。機(jī)器人控制器（RC）和編程示教盒通過串口/CAN總線進(jìn)行通訊。機(jī)器人控制器（RC）的主計算機(jī)完成機(jī)器人的運(yùn)動規(guī)劃、插補(bǔ)和位置伺服以及主控邏輯、數(shù)字I/O、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。

（2）模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)建立在基于開源的實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)Linux上，采用分層和模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以實(shí)現(xiàn)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。三個層次分別面對不同的功能需求，對應(yīng)不同層次的開發(fā)，系統(tǒng)中各個層次內(nèi)部由若干個功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協(xié)作共同實(shí)現(xiàn)該層次所提供的功能。

（3）機(jī)器人的故障診斷與安全維護(hù)技術(shù)：通過各種信息，對機(jī)器人故障進(jìn)行診斷，并進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)，是保證機(jī)器人安全性的關(guān)鍵技術(shù)。

（4）網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人控制器技術(shù)：當(dāng)前機(jī)器人的應(yīng)用工程由單臺機(jī)器人工作站向機(jī)器人生產(chǎn)線發(fā)展，機(jī)器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得越來越重要。控制器上具有串口、現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能。可用于機(jī)器人控制器之間和機(jī)器人控制器同上位機(jī)的通訊，便于對機(jī)器人生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控、診斷和管理。

2種類介紹

移動機(jī)器人（AGV）

移動機(jī)器人（AGV）是工業(yè)機(jī)器人的一種類型，它由計算機(jī)控制，具有移動、自動導(dǎo)航、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)交互等功能，它可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、紡織、卷煙、醫(yī)療、食品、造紙等行業(yè)的柔性搬運(yùn)、傳輸?shù)裙δ埽灿糜谧詣踊Ⅲw倉庫、柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)（以AGV作為活動裝配平臺）；同時可在車站、機(jī)場、郵局的物品分撿中作為運(yùn)輸工具。

*物流技術(shù)發(fā)展的新趨勢之一，而移動機(jī)器人是其中的核心技術(shù)和設(shè)備，是用現(xiàn)代物流技術(shù)配合、支撐、改造、提升傳統(tǒng)生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)自動存取的高架箱儲、作業(yè)和搬運(yùn)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、柔性化、信息化，縮短物流流程，降低物料損耗，減少占地面積，降低建設(shè)投資等的*和裝備。

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)動速度快和負(fù)荷能力強(qiáng)等

焊接機(jī)器人

特點(diǎn)，焊接質(zhì)量明顯優(yōu)于人工焊接，大大提高了點(diǎn)焊作業(yè)的生產(chǎn)率。

點(diǎn)焊機(jī)器人主要用于汽車整車的焊接工作，生產(chǎn)過程由各大汽車主機(jī)廠負(fù)責(zé)完成。*工業(yè)機(jī)器人企業(yè)憑借與各大汽車企業(yè)的*合作關(guān)系，向各大型汽車生產(chǎn)企業(yè)提供各類點(diǎn)焊機(jī)器人單元產(chǎn)品并以焊接機(jī)器人與整車生產(chǎn)線配套形式進(jìn)入中國，在該領(lǐng)域*主導(dǎo)地位。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，焊接生產(chǎn)線要求焊鉗一體化，重量越來越大，165公斤點(diǎn)焊機(jī)器人是當(dāng)前汽車焊接中常用的一種機(jī)器人。2008年9月，機(jī)器人研究所研制完成*臺165公斤級點(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)過優(yōu)化和性能提升的第二臺機(jī)器人完成并順利通過驗(yàn)收，該機(jī)器人整體技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國外同類機(jī)器人水平。

弧焊機(jī)器人

弧焊機(jī)器人主要應(yīng)用于各類汽車零部件的焊接生產(chǎn)。在該領(lǐng)域，*大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。

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)動技術(shù)以及高精度、高剛性的RV減速機(jī)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)，并可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)功能。

（2）協(xié)調(diào)控制技術(shù)：控制多機(jī)器人及變位機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動，既能保持焊槍和工件的相對姿態(tài)以滿足焊接工藝的要求，又能避免焊槍和工件的碰撞。

（3）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)焊接過程中的焊縫跟蹤，提升焊接機(jī)器人對復(fù)雜工件進(jìn)行焊接的柔性和適應(yīng)性，結(jié)合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟蹤的殘余偏差，基于偏差統(tǒng)計獲得補(bǔ)償數(shù)據(jù)并進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動軌跡的修正，在各種工況下都能獲得佳的焊接質(zhì)量。

激光加工機(jī)器人

激光加工機(jī)器人是將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于激光加工中，通過高精度工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)。本系統(tǒng)通過示教盒進(jìn)行在線操作，也可通過離線方式進(jìn)行編程。該系統(tǒng)通過對加工工件的自動檢測，產(chǎn)生加工件的模型，繼而生成加工曲線，也可以利用CAD數(shù)據(jù)直接加工。可用于工件的激光表面處理、打孔、焊接和模具修復(fù)等。

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)計技術(shù)：采用大范圍框架式本體結(jié)構(gòu)，在增大作業(yè)范圍的同時，保證機(jī)器人精度；

（2）機(jī)器人系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償技術(shù)：針對一體化加工機(jī)器人工作空間大，精度高等要求，并結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取非模型方法與基于模型方法相結(jié)合的混合機(jī)器人補(bǔ)償方法，完成了幾何參數(shù)誤差和非幾何參數(shù)誤差的補(bǔ)償。

（3）高精度機(jī)器人檢測技術(shù)：將三坐標(biāo)測量技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人高精度在線測量。

（4）激光加工機(jī)器人*語言實(shí)現(xiàn)技術(shù)：根據(jù)激光加工及機(jī)器人作業(yè)特點(diǎn)，完成激光加工機(jī)器人*語言。

（5）網(wǎng)絡(luò)通訊和離線編程技術(shù)：具有串口、CAN等網(wǎng)絡(luò)通訊功能，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人生產(chǎn)線的監(jiān)控和管理；并實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對機(jī)器人的離線編程控制。

真空機(jī)器人

真空機(jī)器人是一種在真空環(huán)境下工作的機(jī)器人，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。真空機(jī)械手難進(jìn)口、受限制、用量大、通用性強(qiáng)，其成為制約了半導(dǎo)體裝備整機(jī)的研發(fā)進(jìn)度和整機(jī)產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵部件。而且國外對中國買家嚴(yán)加審查，歸屬于禁運(yùn)產(chǎn)品目錄，真空機(jī)械手已成為嚴(yán)重制約我國半導(dǎo)體設(shè)備整機(jī)裝備制造的“卡脖子”問題。直驅(qū)型真空機(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)計技術(shù)：通過結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計，避開*，設(shè)計新構(gòu)型滿足真空機(jī)器人對剛度和伸縮比的要求；

（2）大間隙真空直驅(qū)電機(jī)技術(shù)：涉及大間隙真空直接驅(qū)動電機(jī)和高潔凈直驅(qū)電機(jī)開展電機(jī)理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作工藝、電機(jī)材料表面處理、低速大轉(zhuǎn)矩控制、小型多軸驅(qū)動器等方面。

（3）真空環(huán)境下的多軸精密軸系的設(shè)計。采用軸在軸中的設(shè)計方法，減小軸之間的不同心以及慣量不對稱的問題。

（4）動態(tài)軌跡修正技術(shù)：通過傳感器信息和機(jī)器人運(yùn)動信息的融合，檢測出晶圓與手指之間基準(zhǔn)位置之間的偏移，通過動態(tài)修正運(yùn)動軌跡，保證機(jī)器人準(zhǔn)確地將晶圓從真空腔室中的一個工位傳送到另一個工位。

（5）符合SEMI標(biāo)準(zhǔn)的真空機(jī)器人語言：根據(jù)真空機(jī)器人搬運(yùn)要求、機(jī)器人作業(yè)特點(diǎn)及SEMI標(biāo)準(zhǔn)，完成真空機(jī)器人*語言。

（6）可靠性系統(tǒng)工程技術(shù)：在IC制造中，設(shè)備故障會帶來巨大的損失。根據(jù)半導(dǎo)體設(shè)備對MCBF的高要求，對各個部件的可靠性進(jìn)行測試、評價和控制，提高機(jī)械手各個部件的可靠性，從而保證機(jī)械手滿足IC制造的高要求。

潔凈機(jī)器人

潔凈機(jī)器人是一種在潔凈環(huán)境中使用的工業(yè)機(jī)器人。隨著生產(chǎn)技術(shù)水平

潔凈機(jī)器人

不斷提高，其對生產(chǎn)環(huán)境的要求也日益苛刻，很多現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)都要求在潔凈環(huán)境進(jìn)行，潔凈機(jī)器人是潔凈環(huán)境下生產(chǎn)需要的關(guān)鍵設(shè)備。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

（1）潔凈潤滑技術(shù)：通過采用負(fù)壓抑塵結(jié)構(gòu)和非揮發(fā)性潤滑脂，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境無顆粒污染，滿足潔凈要求。

（2）高速平穩(wěn)控制技術(shù)：通過軌跡優(yōu)化和提高關(guān)節(jié)伺服性能，實(shí)現(xiàn)潔凈搬運(yùn)的平穩(wěn)性。

（3）控制器的小型化技術(shù)：根據(jù)潔凈室建造和運(yùn)營成本高，通過控制器小型化技術(shù)減小潔凈機(jī)器人的占用空間。

（4）晶圓檢測技術(shù)：通過光學(xué)傳感器，能夠通過機(jī)器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無缺片、傾斜等信息。

3歷史沿革

已知早的工業(yè)機(jī)器人，符合ISO定義是由“條例”格里菲斯P·泰勒于1937年完成并出版的Meccano雜志，1938年3月。幾乎*是用吊車狀裝置建成的Meccano件和動力由單個電動機(jī)。運(yùn)動五軸是可能的，包括搶而搶旋轉(zhuǎn)。自動化是用穿孔紙帶通電螺線管，這將有利于起重機(jī)的控制桿的運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的。該機(jī)器人可以在預(yù)先設(shè)定的圖案疊積木。需要為每個所需的運(yùn)動馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)，次繪制在坐標(biāo)紙上。然后這個信息被轉(zhuǎn)移到紙帶上，從而也推動了機(jī)器人的單個馬達(dá)。1997，克里斯舒特建造的機(jī)器人的完整副本。

喬治·迪沃申請了個機(jī)器人的在1954年（1961年授予）。制作機(jī)器人的家公司是Unimation，由迪沃并成立約瑟夫F. Engelberger于1956年，并且是基于迪沃的原始。Unimation機(jī)器人也被稱為可編程移機(jī)，因?yàn)橐婚_始他們的主要用途是從一個點(diǎn)傳遞對象到另一個，不到十英尺左右分開。他們用液壓 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并編入關(guān)節(jié) 坐標(biāo)，即在一個教學(xué)階段進(jìn)行存儲和回放操作中的各關(guān)節(jié)的角度。他們是到一英寸的1 / 10,000。Unimation后*其技術(shù)，川崎重工和GKN，制造Unimates分別在日本和英國。一段時間以來Unimation的競爭對手是美國辛辛那提米拉克龍公司 的俄亥俄州。這從根本上改變了20世紀(jì)70年代后期，幾個大財團(tuán)的日本開始生產(chǎn)類似的工業(yè)機(jī)器人。

1969年，維克多·沙因曼在斯坦福大學(xué)發(fā)明了斯坦福大學(xué)的手臂，全電動，6軸多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的設(shè)計允許一個手臂的解決方案。這使得它地跟蹤在太空中任意路徑拓寬了潛在用途的機(jī)器人更復(fù)雜的應(yīng) 用，如裝配和焊接。沙因曼則設(shè)計了第二臂的MIT 人工智能實(shí)驗(yàn)室，被稱為“麻省理工學(xué)院的手臂。” 沙因曼，接收獎學(xué)金從Unimation發(fā)展他的設(shè)計后，賣給那些設(shè)計以Unimation誰進(jìn)一步發(fā)展他們的支持，通用汽車公司，后來它上市的可編程的通用機(jī)裝配（PUMA）。

工業(yè)機(jī)器人在歐洲起飛相當(dāng)快，既ABB機(jī)器人和庫卡機(jī)器人帶來機(jī)器人市場在1973年ABB機(jī)器人（原ASEA）推出IRB 6，世界上*市售全電動微型處理器控制的機(jī)器人。前兩個IRB 6機(jī)器人被出售給馬格努森在瑞典進(jìn)行研磨和拋光管彎曲并在1974年1月被安裝在生產(chǎn)同樣是在1973年，庫卡機(jī)器人建立了自己的個機(jī)器人，被稱為FAMULUS，也1關(guān)節(jié)機(jī)器人具有6機(jī)電驅(qū)動軸。

在機(jī)器人技術(shù)在20世紀(jì)70年代后期，許多美國公司的興趣增加進(jìn)入該領(lǐng)域，包括大公司，如通用電氣和通用汽車公司（這就形成合資 FANUC機(jī)器人與FANUC日本LTD）。美國創(chuàng)業(yè)公司包括Automatix和嫻熟技術(shù)，公司在機(jī)器人熱潮在1984年的高度，Unimation收購了西屋電氣公司 107萬美元。西屋出售Unimation以史陶比爾法韋日SCA的法國于1988年，還在進(jìn)行關(guān)節(jié)型機(jī)器人用于一般工業(yè)和潔凈室應(yīng)用，甚至買的機(jī)器人事業(yè)部，博世于2004年底。

只有少數(shù)的非日本公司管理，終在這個市場中生存，其中主要的有：嫻熟技術(shù)，史陶比爾，Unimation，在瑞典 - 瑞士公司ABB阿西亞·布朗Boveri公司，在德國公司的KUKA機(jī)器人與意大利公司柯馬。[1] 

4主要特點(diǎn)

戴沃爾提出的工業(yè)機(jī)器人有以下特點(diǎn):將數(shù)控機(jī)床的伺服軸與遙控操縱器的連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接在一起，預(yù)先設(shè)定的機(jī)械手動作經(jīng)編程輸入后，系統(tǒng)就可以離開人的輔助而獨(dú)立運(yùn)行。這種機(jī)器人還可以接受示教而完成各種簡單的重復(fù)動作，示教過程中，機(jī)械手可依次通過工作任務(wù)的各個位置，這些位置序列全部記錄在存儲器內(nèi)，任務(wù)的執(zhí)行過程中，機(jī)器人的各個關(guān)節(jié)在伺服驅(qū)動下依次再現(xiàn)上述位置，故這種機(jī)器人的主要技術(shù)功能被稱為“可編程”和“示教再現(xiàn)”。

1962年美國推出的一些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。后來，出現(xiàn)了具有視覺傳感器的、能識別與定位的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。

工業(yè)機(jī)器人顯著的特點(diǎn)有以下幾個：

（1）可編程。生產(chǎn)自動化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性啟動化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個重要組成部分。

（2）擬人化。工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業(yè)機(jī)器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機(jī)器人對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。

（3）通用性。除了專門設(shè)計的*的工業(yè)機(jī)器人外，一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。

（4）工業(yè)機(jī)器技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，歸納起來是機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合-機(jī)電一體化技術(shù)。第三代智能機(jī)器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術(shù)的應(yīng)用，特別是計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動其他技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗(yàn)證一個國家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平。

當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正逐漸向著具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強(qiáng)的對作業(yè)環(huán)境的自適應(yīng)能力的方向發(fā)展。當(dāng)前，對*機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展有影響的國家是美國和日本。美國在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的綜合研究水平上仍處于地位，而日本生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人在數(shù)量、種類方面則居世界*。

（1）技術(shù)*工業(yè)機(jī)器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開發(fā)等*制造技術(shù)于一體，通過對過程實(shí)施檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染，是工業(yè)自動化水平的高體現(xiàn)。

（2）技術(shù)升級工業(yè)機(jī)器人與自動化成套裝備具備精細(xì)制造、精細(xì)加工以及柔性生產(chǎn)等技術(shù)特點(diǎn)，是繼動力機(jī)械、計算機(jī)之后，出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的重要手段。

（3）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛工業(yè)機(jī)器人與自動化成套裝備是生產(chǎn)過程的關(guān)鍵設(shè)備，可用于制造、安裝、檢測、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并廣泛應(yīng)用于汽車整車及汽車零部件、工程機(jī)械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、*、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè)，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

（4）技術(shù)綜合性強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人與自動化成套技術(shù)，集中并融合了多項(xiàng)學(xué)科，涉及多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域，包括工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)、機(jī)器人動力學(xué)及仿真、機(jī)器人構(gòu)建有限元分析、激光加工技術(shù)、模塊化程序設(shè)計、智能測量、建模加工一體化、工廠自動化以及精細(xì)物流等*制造技術(shù)，技術(shù)綜合性強(qiáng)。

5組成結(jié)構(gòu)

工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個運(yùn)動自由度，其中腕部通常有1～3個運(yùn)動自由度；驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號，并進(jìn)行控制。

工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個直角坐標(biāo)移動；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。

工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的控制機(jī)能，又可分點(diǎn)位型和連續(xù)軌跡型。點(diǎn)位型只控制執(zhí)行

工業(yè)機(jī)器人

機(jī)構(gòu)由一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，適用于機(jī)床上下料、點(diǎn)焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)；連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動，適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。

工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計算機(jī)上已編好的作業(yè)程序文件，通過RS232串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到機(jī)器人控制柜。

示教輸入型的示教方法有兩種：一種是由操作者用手動控制器（示教操縱盒），將指令信號傳給驅(qū)動系統(tǒng)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動作順序和運(yùn)動軌跡操演一遍；另一種是由操作者直接領(lǐng)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按要求的動作順序和運(yùn)動軌跡操演一遍。在示教過程的同時，工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機(jī)器人自動工作時，控制系統(tǒng)從程序存儲器中檢出相應(yīng)信息，將指令信號傳給驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)再現(xiàn)示教的各種動作。示教輸入程序的工業(yè)機(jī)器人稱為示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人。

具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業(yè)機(jī)器人，能在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作；如具有識別功能或更進(jìn)一步增加自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能，即成為智能型工業(yè)機(jī)器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應(yīng)環(huán)境，并自動完成更為復(fù)雜的工作。

6發(fā)展前景

中國

中國的工業(yè)機(jī)器人

我國工業(yè)機(jī)器人起步于上世紀(jì)1970年初期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個階段：70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的適用化期。

1970年我國也發(fā)射了人造衛(wèi)星。世界上工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用掀起一個高潮，尤其在日本發(fā)展更為迅猛，它補(bǔ)充了日益短缺的勞動力。在這種背景下，我國于1972年開始研制自己的工業(yè)機(jī)器人。

進(jìn)入80年代后，在高技術(shù)浪潮的沖擊下，隨著改革開放的不斷深入，我國機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)與研究得到了政府的重視與支持。“七五”期間，國家投入資金，對工業(yè)機(jī)器人及其零部件進(jìn)行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)的開發(fā)，研制出了噴涂、點(diǎn)焊、弧焊和搬運(yùn)機(jī)器人。1986年國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）開始實(shí)施，智能機(jī)器人主題跟蹤世界機(jī)器人技術(shù)的前沿，經(jīng)過幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機(jī)器人。

從90年代初期起，我國的國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入實(shí)現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變時期，掀起了新一輪的經(jīng)濟(jì)體制改革和技術(shù)進(jìn)步熱潮，我國的工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，先后研制出了點(diǎn)焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛等各種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程，形成了一批機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。

雖然中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在不斷的進(jìn)步中，但和*同行相比，差距依舊明顯。從*來說，更無法相提并論。工業(yè)機(jī)器人很多核心技術(shù)，當(dāng)前我們尚未掌握，這是影響我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。

隨著人口紅利的逐漸下降，企業(yè)用工成本不斷上漲，工業(yè)機(jī)器人正逐步走進(jìn)公眾的視野。中國產(chǎn)業(yè)洞察網(wǎng)分析師*認(rèn)為，人口紅利的持續(xù)消退，給機(jī)器人產(chǎn)業(yè)帶來了重大的發(fā)展機(jī)遇；在國家政策支持下，產(chǎn)業(yè)有望迎來爆發(fā)期。

*工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也有所擴(kuò)大。2010年，在德國市場，除了汽車行業(yè)，食品行業(yè)顯著增加了機(jī)器人的

緊湊型機(jī)器人 （2張）

 利用。可見，在藥品和化妝品行業(yè)和塑料行業(yè)，機(jī)器人的投資潛力巨大。預(yù)計亞洲將成為工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展快的地區(qū)。

《2014-2018年中國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測與轉(zhuǎn)型升級分析報告》數(shù)據(jù)顯示，2013年中國市場銷售36560臺工業(yè)機(jī)器人，占*銷售量的五分之一，同比增幅達(dá)60%，取代日本成為世界大工業(yè)機(jī)器人市場。預(yù)計2014年本體產(chǎn)值約90億元，本體加集成市場規(guī)模約270億元。

根據(jù)2011年3月發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》，中國在“十二五”時期將加快發(fā)展戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)。*在相關(guān)決定中指出：“發(fā)展戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)已成為世界主要國家搶占新一輪經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展制高點(diǎn)的重大戰(zhàn)略”，包括“裝備制造產(chǎn)業(yè)”、“新材料產(chǎn)業(yè)”、“新能源產(chǎn)業(yè)”及“節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)”等。今后十年我國裝備制造業(yè)的銷售產(chǎn)值將占全部裝備制造業(yè)銷售產(chǎn)值的30%以上。工業(yè)機(jī)器人行業(yè)作為裝備制造產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，必將在此期間得到更多的政策扶持，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步增長。

中國到2014年將成為*大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)國。預(yù)計到2015年，中國機(jī)器人市場需求量將達(dá)3.5萬臺，占*總量的16.9%，成為規(guī)模大的機(jī)器人市場。專家表示，未來3年中國工業(yè)機(jī)器人市場復(fù)合增速可達(dá)30%，爆發(fā)性增長可期。

盡管各大企業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型升級的陣痛，但不少具備實(shí)力、具有長遠(yuǎn)眼光的企業(yè)已經(jīng)在此陣痛中尋找到了新的出路。山推作為國內(nèi)大型工程機(jī)械生產(chǎn)廠家和推土機(jī)*企業(yè)，在自動化焊接設(shè)備的應(yīng)用上應(yīng)該說走到了國內(nèi)同行的前列，其在20世紀(jì)90年代中期就開始應(yīng)用焊接機(jī)器人和自動化焊接專機(jī)。這些舉措不僅使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了有效提高，也轉(zhuǎn)變了員工的傳統(tǒng)觀念。

當(dāng)前，國外已經(jīng)研制和生產(chǎn)了各種不同的標(biāo)準(zhǔn)組件，而中國作為未來工業(yè)機(jī)器人的主要生產(chǎn)國，標(biāo)準(zhǔn)化的過程是發(fā)展趨勢。

中國制造業(yè)面臨著向轉(zhuǎn)變，承接*制造、參與*分工的巨大挑戰(zhàn)。加快工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究開發(fā)與生產(chǎn)是中國抓住這個歷史機(jī)遇的主要途徑。因此我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展要進(jìn)一步落實(shí)：，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是我國由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的主要手段和途徑，政府要對國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人有更多的政策與經(jīng)濟(jì)支持，參考*進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，加大技術(shù)投入與改造；第二，在國家的科技發(fā)展計劃中，應(yīng)該繼續(xù)對智能機(jī)器人研究開發(fā)與應(yīng)用給予大力支持，形成產(chǎn)品和自動化制造裝備同步協(xié)調(diào)的新局面；第三，部分國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人質(zhì)量已經(jīng)與國外相當(dāng)，企業(yè)采購工業(yè)機(jī)器人時不要盲目進(jìn)口，應(yīng)該綜合評估，立足國產(chǎn)。

智能化、仿生化是工業(yè)機(jī)器人的高階段，隨著材料、控制等技術(shù)不斷發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品越來越多的產(chǎn)品化，逐步應(yīng)用於各個場合。伴隨移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，多傳感器、分布式控制的精密型工業(yè)機(jī)器人將會越來越多，逐步滲透制造業(yè)的方方面面，并且由制造實(shí)施型向服務(wù)型轉(zhuǎn)化。

工業(yè)機(jī)器人先大規(guī)模使用的區(qū)域?qū)鋈缃癜l(fā)達(dá)地區(qū)。隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的進(jìn)行，發(fā)達(dá)地區(qū)的制造業(yè)需要提升。基於工人成本不斷增長的現(xiàn)實(shí)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用成為好替代方式。未來我國工業(yè)機(jī)器人的大范圍應(yīng)用將會集中在廣東、江蘇、上海、北京等地，其工業(yè)機(jī)器人擁有量將占全國一半以上。

日益增長的工業(yè)機(jī)器人市場以及巨大的市場潛力吸引世界著名機(jī)器人生產(chǎn)廠家的目光。當(dāng)前，我國進(jìn)口的工業(yè)機(jī)器人主要來自日本，但是隨著諸如“機(jī)器人”類似的具有自有知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)不斷出現(xiàn)，越來越多的工業(yè)機(jī)器人將會由中國制造。

中國成大工業(yè)機(jī)器人市場

機(jī)器人的運(yùn)用范圍越來越廣泛，即使在很多的傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域中人們也在努力使機(jī)器人代替人類工作，在食品工業(yè)中的情況也是如此。人們已經(jīng)開發(fā)出的食品工業(yè)機(jī)器人有包裝罐頭機(jī)器人、自動午餐機(jī)器人和切割牛肉機(jī)器人等，機(jī)器人在食品加工領(lǐng)域應(yīng)用得如魚水。[2] 

中國到2016年或成為*大的機(jī)器人市場

25日，2014中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰會議在張家港舉行。*裝備工業(yè)司副司長王衛(wèi)明的透露，預(yù)計中國到2016年或成為*大的機(jī)器人市場。

王衛(wèi)明這一“預(yù)計”無疑讓眾多關(guān)心中國機(jī)器人市場的與會商家有點(diǎn)竊喜。眼下，中國市場可謂是機(jī)器人熱潮涌動。王衛(wèi)明說，不久前他去參加一個機(jī)床展，竟然展出的一半產(chǎn)品是機(jī)器人。

機(jī)器人需求猛增

“人力成本的逐年上漲，將刺激制造業(yè)對機(jī)器人的需求。”王衛(wèi)明稱，汽車行業(yè)使用機(jī)器人多，醫(yī)藥等行業(yè)的增長需求甚至達(dá)到*以上，2013年*機(jī)器人銷量16.8萬臺。

“機(jī)器換人”已是大勢所趨

未來的5至10年將成為中國市場的爆發(fā)期，業(yè)界對此普遍持樂觀態(tài)度。曲道奎認(rèn)同這一觀點(diǎn)。作為國內(nèi)的機(jī)器人制造企業(yè)新松機(jī)器人自動化股份有限公司的掌舵人，他在會上不斷提醒企業(yè)要意識到該行業(yè)的殘酷性。他呼吁，在機(jī)器人這個產(chǎn)業(yè)里中國要避免處于產(chǎn)業(yè)鏈低端位置。

在中國廉價勞動力優(yōu)勢逐漸消失的背景下，“機(jī)器換人”已是大勢所趨。面對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)誘人的大蛋糕，中國各地都行動了起來，機(jī)器人企業(yè)、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園如雨后春筍般層出不窮，積極投身這場“掘金戰(zhàn)”中。

王衛(wèi)明在會上指出，國內(nèi)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化方面存在諸多問題。面對將要到來的“機(jī)器人時代”，中國未來將加強(qiáng)頂層設(shè)計，組建的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會；完善標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)；加大對機(jī)器人國產(chǎn)化的政策支持力度；支持國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用和示范等。

2015年安徽工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計超200億元

根據(jù)安徽省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)區(qū)域集聚發(fā)展試點(diǎn)實(shí)施方案，國家支持在皖打造機(jī)器人、新型顯示兩大產(chǎn)業(yè)集聚試點(diǎn)。蕪馬合地區(qū)作為目前我國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集聚試點(diǎn)，發(fā)展目標(biāo)是到2015年培育3家至5家產(chǎn)值超50億元的*，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模超200億元。

2014年3月，蕪湖市已規(guī)劃用地5000畝建設(shè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園，依托埃夫特、瑞祥工業(yè)、陀曼精機(jī)等企業(yè)，集聚產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新要素，打造以主機(jī)為龍頭、關(guān)鍵零部件協(xié)作配套的機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈。蕪湖市早在2007年就啟動了工業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目，如今，*企業(yè)安徽埃夫特公司已形成系列化工業(yè)機(jī)器人研發(fā)和制造能力，實(shí)際裝機(jī)臺數(shù)位居自主品牌*，在汽車、家電、機(jī)械加工等多個行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。該市正在建設(shè)的6個重點(diǎn)項(xiàng)目，涉及工業(yè)機(jī)器人整機(jī)項(xiàng)目以及伺服電機(jī)、驅(qū)動及控制系統(tǒng)、精密減速機(jī)等配套的核心零部件項(xiàng)目。[2] 

國外

在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時避免了大量的工傷事故。*諸多國家近半個世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高社會生產(chǎn)效率，推動企業(yè)和社會生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。

機(jī)器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。*電氣電子工程師協(xié)會IEEE的科學(xué)家在對未來科技發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測中提出了4個重點(diǎn)發(fā)展方向，機(jī)器人技術(shù)就是其中之一。

1990年10月，*機(jī)器人工業(yè)人士在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_了一次工業(yè)機(jī)器人*標(biāo)準(zhǔn)大會，并在這次大會上通過了一個文件，把工業(yè)機(jī)器人分為四類：⑴順序型。這類機(jī)器人擁有規(guī)定的程序動作控制系統(tǒng)；⑵沿軌跡作業(yè)型。這類機(jī)器人執(zhí)行某種移動作業(yè)，如焊接。噴漆等；⑶遠(yuǎn)距作業(yè)型。比如在月球上自動工作的機(jī)器人；⑷智能型。這類機(jī)器人具有感知、適應(yīng)及思維和人機(jī)通信機(jī)能。

日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)早在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)普及了和第二類工業(yè)機(jī)器人，并達(dá)到了其工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史的鼎盛時期。而今已在第發(fā)展三、四類工業(yè)機(jī)器人的路上取得了舉世矚目的成就。日本下一代機(jī)器人發(fā)展重點(diǎn)有：低成本技術(shù)、高速化技術(shù)、小型和輕量化技術(shù)、提高可靠性技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、高精度化技術(shù)、視覺和觸覺等傳感器技術(shù)等。

根據(jù)日本政府2007年*的一份計劃，日本2050年工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到1.4兆日元，擁有百萬工業(yè)機(jī)器人。按照一個工業(yè)機(jī)器人等價于10個勞動力的標(biāo)準(zhǔn)，百萬工業(yè)機(jī)器人相當(dāng)于千萬勞動力，是當(dāng)前日本全部勞動人口的15%。

我國工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初，其發(fā)展過程大致可分為三個階段：70年代的萌芽期；80年代的開發(fā)期；90年代的實(shí)用化期。而今經(jīng)過20多年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。當(dāng)前我國已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、碼垛、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國內(nèi)諸多企業(yè)的生產(chǎn)線上；一批機(jī)器人技術(shù)的研究人才也涌現(xiàn)出來。一些相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計制造技術(shù)；工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動系統(tǒng)的硬件設(shè)計技術(shù)；機(jī)器人軟件的設(shè)計和編程技術(shù)；運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)；弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動生產(chǎn)線與周邊配套設(shè)備的開發(fā)和制備技術(shù)等。某些關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到或接近世界水平。

一個國家要引入高技術(shù)并將其轉(zhuǎn)移為產(chǎn)業(yè)技術(shù)（產(chǎn)業(yè)化），必須具備5個要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有著“機(jī)器人王國”之稱的日本相比，我國有著截然不同的基本國情，那就是人口多，勞動力過剩。刺激日本發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的根本動力就在于要解決勞動力嚴(yán)重短缺的問題。所以，我國工業(yè)機(jī)器人起步晚發(fā)展緩。但是正如前所述，廣泛使用機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化，提高社會生產(chǎn)效率的一種十分重要的途徑。我國正在努力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，引進(jìn)*和設(shè)備，培養(yǎng)人才，打開市場。日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的輝煌得益于本國政府的鼓勵政策，我國在十一五綱要中也體現(xiàn)出了對發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的大力支持。

7應(yīng)用領(lǐng)域

工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用包括焊接、刷漆、組裝、采集和放置（例如包裝、碼垛和 SMT）、產(chǎn)品檢測和測試等; 所有的工作的完成都具有性、持久性、速度和準(zhǔn)確性。

在美洲地區(qū)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用非常廣泛，其中汽車與汽車零部件制造業(yè)為主要的應(yīng)用領(lǐng)域，2012年美洲地區(qū)這兩個行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求占總份額的61%。

美洲地區(qū)主要行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人需求比例

亞洲方面，工業(yè)機(jī)器人大規(guī)模應(yīng)用的時機(jī)已經(jīng)成熟。汽車行業(yè)的需求量持續(xù)快速增長，食品行業(yè)的需求也有所增加，電子行業(yè)則是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用快的行業(yè)。工業(yè)機(jī)器人行業(yè)正成為受亞洲政府財政扶持的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一。

工業(yè)機(jī)器人市場的大幕已經(jīng)拉開，世界機(jī)器人市場的需求即將進(jìn)人噴發(fā)期，中國潛在的巨大機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)市場需求已初露端倪，工業(yè)機(jī)器人進(jìn)軍機(jī)床行業(yè)投資前景可期。
　　工業(yè)機(jī)器人能替代越來越昂貴的勞動力，同時能提升工作效率和產(chǎn)品品質(zhì)。富士康機(jī)器人可以承接生產(chǎn)線精密零件的組裝任務(wù)，更可替代人工在噴涂、焊接、裝配等不良工作環(huán)境中工作，并可與數(shù)控超精密鐵床等工作母機(jī)結(jié)合模具加工生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，替代部分非技術(shù)工人。
　　使用工業(yè)機(jī)器人可以降低廢品率和產(chǎn)品成本，提高了機(jī)床的利用率，降低了工人誤操作帶來的殘次零件風(fēng)險等，其帶來的一系列效益也十分明顯，例如減少人工用量、減少機(jī)床損耗、加快技術(shù)創(chuàng)新速度、提高企業(yè)競爭力等。機(jī)器人具有執(zhí)行各種任務(wù)特別是高危任務(wù)的能力，平均故障間隔期達(dá)60000小時以上，比傳統(tǒng)的自動化工藝更加*。
　　在發(fā)達(dá)國家中工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已大量使用工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線以保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。目前典型的成套裝備有大型轎車殼體沖壓自動化系統(tǒng)技術(shù)和成套裝備、大型機(jī)器人車體焊裝自動化系統(tǒng)技術(shù)和成套裝備、電子電器等機(jī)器人柔性自動[3]  。

輸送線

1.系統(tǒng)簡介

機(jī)器人及輸送線物流自動化系統(tǒng)主要由如下幾個部分組成：

機(jī)器人輸送線

（1）自動化輸送線：將產(chǎn)品自動輸送，并將產(chǎn)品工裝板在各裝配工位定位，裝配完成后能使工裝板自動循環(huán)；設(shè)有電機(jī)過載保護(hù)，驅(qū)動鏈與輸送鏈直接嚙合，傳遞平穩(wěn)，運(yùn)行可靠。

（2）機(jī)器人系統(tǒng)：通過機(jī)器人在特定工位上準(zhǔn)確、快速完成部件的裝配，能使生產(chǎn)線達(dá)到較高的自動化程度；機(jī)器人可遵照一定的原則相互調(diào)整，滿足工藝點(diǎn)的節(jié)拍要求；備有與上層管理系統(tǒng)的通信接口。

（3）自動化立體倉儲供料系統(tǒng)：自動規(guī)劃和調(diào)度裝配原料，并將原料及時向裝配生產(chǎn)線輸送，同時能夠?qū)崟r對庫存原料進(jìn)行統(tǒng)計和監(jiān)控。

（4）全線主控制系統(tǒng)：采用基于現(xiàn)場總線—Profibus DP 的控制系統(tǒng)，不僅有*的實(shí)時性，更有*的可靠性。

（5）條碼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：使各種產(chǎn)品制造信息具有規(guī)范、準(zhǔn)確、實(shí)時、可追溯的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用文件服務(wù)器和大容量存儲設(shè)備，快速采集和管理現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

（6）產(chǎn)品自動化測試系統(tǒng)：測試終產(chǎn)品性能指標(biāo)，將不合格產(chǎn)品轉(zhuǎn)入返修線。

（7）生產(chǎn)線監(jiān)控/調(diào)度/管理系統(tǒng)：采用管理層、監(jiān)控層和設(shè)備層三級網(wǎng)絡(luò)對整個生產(chǎn)線進(jìn)行綜合監(jiān)控、調(diào)度、管理，能夠接受車間生產(chǎn)計劃，自動分配任務(wù)，完成自動化生產(chǎn)。

2.應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)器人及輸送線物流自動化系統(tǒng)可應(yīng)用于建材、家電、電子、化纖、汽車、食品等行業(yè)。

涂膠

1．產(chǎn)品簡介：

機(jī)器人涂膠工作站是機(jī)器人中心研制開發(fā)的機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)，

人涂膠工作站

主要包括機(jī)器人、供膠系統(tǒng)、涂膠工作臺、工作站控制系統(tǒng)及其它周邊配套設(shè)備。為了提高系統(tǒng)的可靠性，涂膠工作站中的機(jī)器人和供膠系統(tǒng)，一般采用國外產(chǎn)品，我所根據(jù)用戶的需求，進(jìn)行工作臺、控制柜及周邊配套設(shè)備的設(shè)計制造，并完成涂膠系統(tǒng)的集成。該工作站自動化程度高，適用于多品種、大批量生產(chǎn)，可廣泛地應(yīng)用于汽車風(fēng)擋、汽車摩托車車燈、建材門窗、太陽能光伏電池涂膠等行業(yè)。

2．車燈機(jī)器人涂膠工作站主要技術(shù)指標(biāo)：

車燈機(jī)器人涂膠工作站主要由機(jī)器人、膠機(jī)、涂膠工作臺、控制柜等設(shè)備組成。

（1）機(jī)器人：

自動化所可應(yīng)用戶要求選用機(jī)器人品牌、并根據(jù)用戶產(chǎn)品尺寸確定機(jī)器人規(guī)格型號。機(jī)器人重復(fù)定位精度≤0.1mm、涂膠工作速度150～250mm/s。

機(jī)器人具有6個控制軸，可以靈活地生成任何空間軌跡，可以完成各種復(fù)雜布膠動作。加之其運(yùn)動快速、平穩(wěn)、重復(fù)精度高，可充分保證生產(chǎn)節(jié)拍需求，并保證膠條均勻，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

（2）供膠系統(tǒng)：

機(jī)器人涂膠工作站供膠系統(tǒng)有冷膠和熱熔膠兩種供膠方式，自動化所可根據(jù)不同客戶的要求配置供膠系統(tǒng)。該供膠系統(tǒng)可以與機(jī)器人動作銜接，正確完成布膠及供膠動作。

（3）涂膠工作臺

涂膠工作臺結(jié)構(gòu)方式主要包括：

· 往復(fù)式雙工位工作臺

· 回轉(zhuǎn)式雙工位工作臺

· 固定式雙工位工作臺

· 固定式單工位工作臺

我所可根據(jù)用戶要求設(shè)計制造各種形式工作臺，保證燈具安裝方便、定位準(zhǔn)確，運(yùn)行可靠。

（4）工作站控制柜：

工作站控制柜的設(shè)計融入了多行業(yè)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和采用了*的電氣技術(shù)，其性能指標(biāo)居國內(nèi)水平。系統(tǒng)設(shè)計均采用成熟的技術(shù)，元器件采用高可靠性的*,并經(jīng)過嚴(yán)格的進(jìn)貨檢驗(yàn)，因此，工作站控制系統(tǒng)具有*的可靠性。

控制柜主要功能：

· 工件程序號顯示及選擇

· 工作臺、機(jī)器人、輸膠系統(tǒng)協(xié)調(diào)與互鎖

· 工作臺工作狀態(tài)選擇

· 具有故障報警、急停功能

· 計數(shù)功能

3．用戶效益分析：

（1）自動化程度高，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)量大。

（2）運(yùn)行可靠，涂膠精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

（3）節(jié)省人力，節(jié)省材料，降低生產(chǎn)成本。

（4）改善作業(yè)環(huán)境，符合環(huán)保要求。

（5）產(chǎn)量增加時，無需增加人力，只需增加機(jī)器人工作時間。

焊接

1.簡介

隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)控及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，自動弧焊機(jī)器

機(jī)器人焊接工作站

人工作站, 從60年代開始用于生產(chǎn)以來，其技術(shù)已日益成熟，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量；⑵提高勞動生產(chǎn)率；⑶改善工人勞動強(qiáng)度，機(jī)器人可在有害環(huán)境下工作；⑷降低了對工人操作技術(shù)的要求；⑸縮短了產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期（只需修改軟件和必要的夾具即可），減少相應(yīng)的設(shè)備投資。因此，在各行各業(yè)已得到了廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)一般多采用熔化極氣體保護(hù)焊（MIG、MAG、CO2焊）或非熔化極氣體保護(hù)焊（TIG、等離子弧焊）方法。設(shè)備一般包括：焊接電源、焊槍和送絲機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)器人系統(tǒng)及相應(yīng)的焊接軟件及其它輔助設(shè)備等。

自動化47所已設(shè)計制造了多種自動機(jī)器人焊接工作站，均為企業(yè)帶來了良好的效益，在自動機(jī)器人焊接工作站領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

2.技術(shù)指標(biāo)

工件尺寸：可按用戶的工件大小設(shè)計。

工件重量：可按用戶要求設(shè)計。

焊接速度：一般取5～50mm/s，根據(jù)焊縫大小來選定。

機(jī)器人重復(fù)定位精度：±0.05mm

移動機(jī)構(gòu)重復(fù)定位精度：±0.1mm

變位機(jī)重復(fù)定位精度：±0.1mm

機(jī)器人螺柱焊接：設(shè)備一般包括焊接電源、自動退釘機(jī)、自動焊槍、機(jī)器人系統(tǒng)、相應(yīng)的焊接軟件及其它輔助設(shè)備等。

焊接效率：5-8個/分鐘

螺釘規(guī)格：直徑2-8mm

長度：10-40mm

機(jī)器人重復(fù)定位精度：±0.05mm

3.應(yīng)用領(lǐng)域

自動機(jī)器人焊接工作站可廣泛地應(yīng)用于鐵路、航空航天、*、冶金、汽車、電器等各個行業(yè)。

4.用戶效益分析

隨著我國加入WTO，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和*正在接軌，國內(nèi)競爭和*競爭的界限將越來越模糊，改造過去的生產(chǎn)方式和管理模式已迫在眉睫。在焊接領(lǐng)域也是如此，采用自動化焊接提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量已是大勢所趨。在大型企業(yè)是這樣，對中小型企業(yè)也是如此。

采用機(jī)器人進(jìn)行焊接作業(yè)可以*地提高生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效率；另一方面，機(jī)器人的移位速度快，可達(dá)3m/s，甚至更快。因此，一般而言，采用機(jī)器人焊接比同樣用人工焊接效率可提高2～4倍，焊接質(zhì)量優(yōu)良且穩(wěn)定。

自動裝箱

1.系統(tǒng)簡介

機(jī)器人自動裝箱、碼垛工作站是一種集成化的系統(tǒng)，它包括工業(yè)機(jī)器人、控制器、編程器、機(jī)器人手爪、自動拆/疊盤機(jī)、托盤輸送及定位設(shè)備和碼垛模式軟件等。它還配置自動稱重、貼標(biāo)簽和檢測及通訊系統(tǒng)，并與生產(chǎn)控制系統(tǒng)相連接，以形成一個完整的集成化包裝生產(chǎn)線。

（1）生產(chǎn)線末端碼垛的簡單工作站：

這是一種柔性碼垛系統(tǒng)，它從輸送線上下料，并完成工件碼垛、加層墊等工序，然后用輸送線將碼好的托盤送走。

（2）碼垛/拆垛工作站：

這種柔性碼垛系統(tǒng)可將三垛不同貨物碼成一垛，機(jī)器人還可抓取托盤和層墊，一垛碼滿后由輸送線自動輸出。

（3）生產(chǎn)線中碼垛：

工件在輸送線定位點(diǎn)被抓取并放到兩個不同托盤上，層墊也由機(jī)器人抓取。托盤和滿垛通過線體自動輸出或輸入。

（4）生產(chǎn)線末端碼垛的復(fù)雜工作站：

工件來自三條不同線體，它們被抓取并放到三個不同托盤上，層墊也由機(jī)器人抓取。托盤和滿垛由線體上自動輸出或輸入。

2.技術(shù)指標(biāo)

工件：箱體、板材、袋料、罐/紙類包裝

工件尺寸：可按用戶的工件大小設(shè)計

工件重量：可按用戶要求設(shè)計

工件移動范圍：可按用戶要求設(shè)計

機(jī)器人自由度數(shù)：6個

機(jī)器人重復(fù)精度：± 0.1mm

3.應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)器人自動裝箱、碼垛工作站可應(yīng)用于建材、家電、電子、化纖、汽車、食品等行業(yè)。

4.用戶效益分析

由于機(jī)器人自動裝箱、碼垛工作站在產(chǎn)品的裝箱、碼垛等工序?qū)崿F(xiàn)了自動化作業(yè)，并且具有安全檢測、連鎖控制、故障自診斷、示教再現(xiàn)、順序控制、自動判斷等功能，從而大大地提高了生產(chǎn)效率和工作質(zhì)量，節(jié)省了人力，建立了現(xiàn)代化的生產(chǎn)環(huán)境。

自動焊接

1．產(chǎn)品簡介

轉(zhuǎn)軸自動焊接工作站用于以轉(zhuǎn)軸為基體（上置若干懸臂）的各類工件的焊接，它由焊接機(jī)器人、回轉(zhuǎn)雙工位變位機(jī)（若干個工位）及工裝夾具組成，在同一工作站內(nèi)通過使用不同的夾具可實(shí)現(xiàn)多品種的轉(zhuǎn)軸自動焊接，焊接的相對位置精度很高。由于采用雙工位變位機(jī)，焊接的同時，其他工位可拆裝工件，*地提高了效率。

2．技術(shù)指標(biāo)

10—50mm，長度300—900mm，焊接速度3—15mm/s，焊接工藝采用MAG混合氣體保護(hù)焊，變位機(jī)回轉(zhuǎn)，變位精度達(dá)0.05mm。　轉(zhuǎn)軸直徑：

3．應(yīng)用領(lǐng)域

可廣泛應(yīng)用于高質(zhì)量、高精度的以轉(zhuǎn)軸為基體的各類工件焊接，適用于電力、電氣、機(jī)械、汽車等行業(yè)。

4．效益分析

采用手工電弧焊進(jìn)行轉(zhuǎn)軸焊接，工人勞動強(qiáng)度*，產(chǎn)品的一致性差，生產(chǎn)效率低，僅為2—3件/小時。采用自動焊接工作站后，產(chǎn)量可達(dá)到15—20件/小時，焊接質(zhì)量和產(chǎn)品的一致性也大幅度的提高。

8發(fā)展方向

工業(yè)機(jī)器人正向著智能化方向發(fā)展，而智能工業(yè)機(jī)器人將成為未來的技術(shù)制高點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

要想跟上未來工業(yè)發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是*制造技術(shù)的代表。首要任務(wù)是提高工業(yè)機(jī)器人的智能化技術(shù)。智能化技術(shù)可以提高機(jī)器人的工作能力和使用性能。智能化技術(shù)的發(fā)展將推動著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，未來智能化水平將標(biāo)志著機(jī)器人的水平，雖然目前還有很多問題需要解決，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，會逐漸改進(jìn)發(fā)展。未來的智能化方向不會改變，并且會將機(jī)器人產(chǎn)品拓展到更多行業(yè)，形成完備的系統(tǒng)。現(xiàn)今我國人工利息不時上升的大環(huán)境下，工業(yè)機(jī)器人必將迅速發(fā)展，逐漸成為工廠自動化生產(chǎn)線的主要發(fā)展形式。[4] 

近年來，智能機(jī)器人越來越多的介入到了人類的生產(chǎn)和生活中，人工智能技術(shù)不僅在西方國家發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，在中國的發(fā)展前景也同樣引人注目，業(yè)內(nèi)人士分析表示，中國已然是*機(jī)器人行業(yè)增長快的市場，國內(nèi)的高增長將使得中國未來兩年內(nèi)超越日本，成為世界上大的工業(yè)機(jī)器人市場。[5] 

在近段時間里，美國谷歌（Google）公司陸續(xù)收購多家與智能機(jī)器人有關(guān)的技術(shù)公司，這引發(fā)了外界的廣泛關(guān)注。該公司是目前世界上具創(chuàng)新意識和研發(fā)能力的科技公司之一;雖然它為人所熟知的業(yè)務(wù)范圍是搜索、廣告和云計算，但在近卻重金砸向智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。中國*學(xué)者周海中教授認(rèn)為，谷歌進(jìn)軍智能機(jī)器人領(lǐng)域正其時，它看到了未來的技術(shù)制高點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)；此舉意義深遠(yuǎn)，它采取了新的發(fā)展模式，為其長遠(yuǎn)利益作打算。[6] 

9市場結(jié)構(gòu)

根據(jù)*機(jī)器人聯(lián)合會（IFR）發(fā)布的在2012年世界機(jī)器人研究報告，在2011年年底為至少有1,153,000個運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器人。預(yù)計這個數(shù)字到2015年年底將達(dá)到1,575,000個。

根據(jù)*機(jī)器人聯(lián)合會2011年度的估計，工業(yè)機(jī)器人*銷售額為85億美元。包括軟件，外圍設(shè)備和系統(tǒng)工程的成本后，機(jī)器人系統(tǒng)的年度營業(yè)額估計在2011年達(dá)到255億美元。

日本政府估計，該行業(yè)可能從約在2006年52億美元到在2010年接近260億美元，并在2025年激增至700億美元。在2005年，日本已有超過370,000個正在運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器人。在2007年的國家技術(shù)發(fā)展路線圖中，貿(mào)易部呼吁到2025年要在全國各地安裝100萬臺工業(yè)機(jī)器人。