工业机器人发展或应用相关调研

下面是小编为大家整理的工业机器人发展或应用相关调研,供大家参考。希望对大家写作有帮助!

工业机器人发展或应用的相关调研6篇

【篇1】工业机器人发展或应用的相关调研

郑州领航机器人有限公司

工业机器人发展史

工业机器人最早产生于美国，从发展上来看，大至可以分为三代：

第一代机器人，也称作示教再现型机器人，它是通过一个计算机，来控制一个多自由度的机械。它通过示教存储程序和信息，工作时再将信息重现，并发出指令，这样机器人就可以重复示教时的结果，再现出示教时的动作。例如：汽车的点焊机器人，只要把点焊的过程示教完以后，它总是重复这样一种工作，它对于外界的环境没有感知，这个操作力的大小，这个工件存在不存在，焊的好与坏，它并不知道。因此，示教再现型机器人也就存在着很多的缺陷。为解决上述问题，在 20 世纪 70 年代后期，人们开始第二代机器人的研究。

第二代机器人，也称作带感觉的机器人，这种带感觉的机器人是模拟人某种功能的感觉，比如说力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉和人进行相类比。有了各种各样的感觉，那么在机器人进行实际工作时，它可以通过感觉功能去感知环境与自身的状况，也形成了机器人本身与环境的协调。尤其是 20 世纪 60 年代末，传感器技术得到了飞速的发展与成熟，这就为带感觉机器人发展和应用带来了契机。在此基础上，第二代机器人的发展与成熟也为第三代机器人的发展打下了基础。

第三代机器人，也是我们机器人学中所追求的一个理想的最高级阶段，叫智能机器人。从理论上来说，智能机器人是一种带有思维能力的机器人，能根据给定的任务去自主的设定完成工作的流程，并不需要人在实现其过程中进行干预。由于受到技术和其它方面的约束，智能机器人目前的发展还是相对的，只是局部的符合这种智能的概念和含义，真正完整意义的这种智能机器人实际上并不存在。

在工业机器人的发展过程中有以下一些里程碑，它们在机器人的发展史上具有重大的意义：

1959 年德沃尔与美国发明家约瑟夫.英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂— Unimation 公司。

1962 年美国 AMF 公司生产出“VERSTRAN”(万能搬运 )，与 unimation 公司生产的 Unimate 一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人的研究热潮。

1962 一 1963 年传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器上安装各种各样的传感器，包括 1961 年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼 1962 年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡 1963 年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在 1965 年帮助 MIT 推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。

1965 年约翰.霍普金斯大学应用物理实验室研制出 Beast 机器人。

Beast 已经能通过声纳系统、光电管等装置，根据环境校正自己的位置。20 世纪 60 年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。

1968 年美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人 Shakey。它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木，不过控制它的计算机却有将近一个房间那么大。shakey 可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。

1973年世界世界上第一次机器人和小型计算机携手合作诞生了美国CincinnatiMllacron 的机器人T3。

1978 年美国 Unimation 公司推出通用工业机器人 PUMA，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA 至今仍然工作在工厂第一线。

1984 年英格伯格再推机器 Helpmate，这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。

1998 年丹麦乐高公司推出机器人(Mind 一 storms)套件，让机器人制造变得跟积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。

2002 年丹麦 iRobot 公司推出了吸尘器机器人 Roolllba，它能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。Roolllba 是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。

2006 年 6 月，微软公司推出 MicrosoftRoboticSStudio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，促进了家用机器人的使用。

未来的机器人会是怎么样的呢？我们敬请期待！

郑州领航机器人有限公司

【篇2】工业机器人发展或应用的相关调研

第五章搬运机器人及其操作应用

5.1搬运机器人的分类及特点

5.2搬运机器人的系统组成

5.3搬运机器人的作业示教

5.3.1冷加工搬运机器人

5.3.2热加工搬运机器人

学习目标导入案例课堂认知扩展与提高本章小结思考练习

5.4搬运机器人的周边设备

5.4.1周边设备

5.4.1周边设备

课前回顾

如何使用在线示教方式进行工业机器人任务编程？

如何进行工业机器人离线作业示教再现？

学习目标

认知目标

了解搬运机器人的分类及特点

掌握搬运机器人的系统组成及其功能

熟悉搬运机器人作业示教的基本流程

熟悉搬运机器人的周边设备与布局

能力目标

能够识别搬运机器人工作站基本构成

能够进行搬运机器人的简单作业示教

导入案例

机器人助力机床上下料，国产高效智能压铸装备研制成功

智能压铸岛是以压铸机为核心设备构成的一组智能化生产单元，以无人化生产管理方式自动完成从原材料到合格铸件成品间的工艺生产流程，实现压铸生产的程序化、数字化和远程控制。高效智能压铸岛以压铸机为核心，配备3-10个机器人和多部AGV小车，集成多个控制系统、伺服系统、检测系统于一体，包括铝液智能熔化系统、伺服定量浇注系统、炉料回收系统、智能熔体含气量检测系统、真空压铸系统自动模温机、自动三维伺服喷涂机械手、耐高温抗腐蚀的装件取件机器人、镶嵌自动快速加热和均温装置、自动型芯冷却系统、自动余料去除及飞边清理装置、大型精密压铸模具、输送带、冷却装置、在线智能检测系统、

激光打标机、智能转运小车、压铸生产信息化管理系统、嵌入式专用控制器、压铸专家系统等设备和系统。

课堂认知

5.1搬运机器人的分类及特点

搬运机器人具有通用性强、工作稳定的优点，且操作简便、功能丰富，逐渐向第三代智能机器人发展，其主要优点有。

动作稳定和提高搬运准确性。

提高生产效率，解放繁重体力劳动，实现“无人”或“少人”生产。

改善工人劳作条件，摆脱有毒、有害环境。

柔性高、适应性强，可实现多形状、不规则物料搬运。

定位准确，保证批量一致性。

降低制造成本，提高生产效益。

从结构形式上看，搬运机器人可分为龙门式搬运机器人、悬臂式搬运机器人、侧壁式搬运机器人、摆臂式搬运机器人和关节式搬运机器人。

龙门式搬运机器人

其坐标系主要由X轴、Y轴和Z轴组成。其多采用模块化结构，可依据负载位置、大小等选择对应直线运动单元及组合结构形式，可实现实现大物料、重吨位搬运，采用直角坐标系，编程方便快捷，广泛运用于生产线转运及机床上下料等大批量生产过程。

悬臂式搬运机器人其坐标系主要由X轴、Y轴和Z轴组成。其也可随不同的应用采取相应的结构形式。

广泛运用于卧式机床、立式机床及特定机床内部和冲压机热处理机床自动上下料。

龙门式搬运机器人悬臂式搬运机器人

侧壁式搬运机器人

其坐标系主要由X轴、Y轴和Z轴组成。其也可随不同的应用采取相应的结构形式。主要运用于立体库类，如档案自动存取、全自动银行保管箱存取系统等。

摆臂式搬运机器人其坐标系主要由X轴、Y轴和Z轴组成。Z轴主要是升降，也称为主轴。Y轴的移动主要通过外加滑轨，X轴末端连接控制器，其绕X轴的转动，实现4轴联动。广泛应用于国内外生产厂家，是关节式机器人的理想替代品，但其负载程度相对于关节式机器人小。

侧壁式搬运机器人摆臂式搬运机器人

关节式搬运机器人

关节式搬运机器人是当今工业产业中常见的机型之一，其拥有5~6个轴，行为动作类似于人的手臂，具有结构紧凑、占地空间小、相对工作空间大、自由度高等特点，适合于几乎任何轨迹或角度的工作。

关节式搬运机器人

龙门式、悬臂式、侧壁式和摆臂式搬运机器人均在直角式坐标系下作业，其适应范围相对较窄、针对性较强，适合定制专用机来满足特定需求。

直角式（桁架式）搬运机器人和关节式机器人在实际运用中都有如下特性:

1）能够实时调节动作节拍、移动速率、末端执行器动作状态。

2）可更换不同末端执行器以适应物料形状的不同，方便、快捷。

3）能够与传送带、移动滑轨等辅助设备集成，实现柔性化生产。

4）占地面积相对小、动作空间大，减少厂源限制。

5.2搬运机器人的系统组成

搬运机器人是一个完整系统。以关节式搬运机器人为例，其工作站主要有操作机、控制系统、搬运系统（气体发生装置、真空发生装置和手爪等）和安全保护装置组成。

搬运机器人系统组成

关节式搬运机器人常见的本体有4-6轴。6轴搬运机器人本体部分具有回转、抬臂、前伸、手腕旋转、手腕弯曲和手腕扭转6个独立旋转关节，多数情况下5轴搬运机器人略去手腕旋转这一关节，4轴搬运机器人则略去了手腕旋转和手腕弯曲这两个关节运动。

搬运机器人运动轴

常见的搬运机器人末端执行器有吸附式、夹钳式和仿人式等。

吸附式吸附式末端执行器依据吸力不同可分为气吸附和磁吸附。

1)气吸附主要是利用吸盘内压力和大气压之间压力差进行工作，依据压力差分为真空吸盘吸附、气流负压气吸附、挤压排气负压气吸附等。

1—橡胶吸盘；
2—固定环；
3—垫片4—支撑杆；
5—螺母；
6—基板

真空吸盘吸附

1—橡胶吸盘；
2—心套；
3—透气螺钉4—支撑架；
5—喷嘴；
6—喷嘴套

气流负压气吸附

1—橡胶吸盘；
2—弹簧；
3—拉杆

挤压排气负压气吸附

2)磁吸附利用磁力进行吸取工件，常见的磁力吸盘分为永磁吸盘、电磁吸盘、电永磁吸盘等。

1—非导磁体；
2—永磁铁；
3—磁轭；
4—工件

永磁吸附

1—直流电源；
2—激磁线圈；
3—工件

电磁吸附

电永磁吸附是利用永磁磁铁产生磁力，利用激磁线圈对吸力大小进行

控制，起到“开、关”作用。

磁吸附只能吸附对磁产生感应物体起作用，故对于要求不能有剩磁的工

件无法使用，且磁力受高温影响较大，故在高温下工作亦不能选择磁吸附，

所以在使用过程中有一定局限性。常适合要求抓取精度不高且在常温下工作

的工件。

根据被抓取工件形状、大小及抓取部位的不同，爪面形式常有平滑爪面、齿形爪面和柔性爪面。

平滑爪面:指爪面光滑平整，多数用来加持已加工好的工件表面，保证加工表面无损伤。

齿形爪面:指爪面刻有齿纹，主要目的是增加与加持工件的摩擦力，确保加持稳固可靠，常用于加持表面粗糙毛坯或半成品工件。

柔性爪面:内镶有橡胶、泡沫、石棉等物质，起到增加摩擦、保护已加工工件表面、隔热等作用。多用于加持已加工工件、炽热工件、脆性或薄壁工件等。

夹钳式:通过手爪的开启闭合实现对工件的夹取，由手爪、驱动机构、传动机构、连接和支

承元件组成。多用于负载重、高温、表面质量不高等吸附式无法进行工作的场合。常见手爪前端形状分V型爪、平面型爪、尖型爪等。

1)V型爪常用于圆柱形工件，其加持稳固可靠，误差相对较小。

2)平面型爪多数用于加持方形工件（至少有两个平行面如方形包装盒等），厚板形或者短小棒料。

3)尖型爪常用于加持复杂场合小型工件，避免与周围障碍物相碰撞，也可加持炽热工件，避免搬运机器人本体受到热损伤。

V型爪平面型爪尖型爪

仿人式仿人式末端执行器是针对特殊外形工件进行抓取的一类手爪，其主要包括柔性手和多指灵巧手。

1)柔性手柔性手的抓取是多关节柔性手腕，每个手指有多个关节链组成，有摩擦轮和牵引丝组成，工作时通过一根牵引线收紧另一根牵引线放松实现抓取，其抓取不规则、圆形等轻便工件。

2)多指灵巧手多指灵巧手包括多根手指，每根手指都包含3个回转自由度且为独立控制，实现精确操作，广泛应用于核工业、航天工业等高精度作业。

柔性手灵巧手

搬运机器人夹钳式、仿人式手爪需要连接相应外部信号控制装置及传感系统，以控制搬运机器人手爪实时的动作状态及力的大小，其手爪驱动方式多为气动、电动和液压驱动，对于轻型和中型的零件采用气动的手爪，对于重型的零件采用液压手爪，对于精度要求高或复杂的场合采用伺候的手爪。

依据手爪开启闭合状态的传动装置可分为回转型和移动型。

夹钳式手爪常用形式，是通过斜楔、滑槽、连杆、齿轮螺杆或蜗轮蜗杆等机构组合形成，可适时改变传动比以实现对夹持工件不同力的需求。

手爪做平面移动或者直线往复移动来实现开启闭合，多用于夹持具有平行面的工件，设计结构相对复杂，应用不如回转型手爪广泛。

搬运机器人主要包括机器人和搬运系统组成。机器人由搬运机器人本体及完成搬运路线控制的控制柜组成。而搬运系统中末端执行器主要有吸附式、夹钳式和仿人式等形式。

5.3搬运机器人的作业示教

搬运机器人主要适应对象为大批量、重复性强或是工件重量较大以及工作环境

具有高温、粉尘等条件恶劣情况。

特点：定位精确、生产质量稳定、工作节拍可调、运行平稳可靠、维修方便。

TCP点确定：

末端执行器不同而设置在不同位置，就吸附式而言其TCP一般设在法兰中心线与吸盘平面交点处；
夹钳式其TCP一般设在法兰中心线与手爪前端面交点处。

吸盘式TCP生产再现

TCP点确定：

末端执行器不同而设置在不同位置，就吸附式而言其TCP一般设在法兰中心

线与吸盘平面交点处；
夹钳式其TCP一般设在法兰中心线与手爪前端面交点处。

夹钳式TCP生产再现

5.3.1冷加工搬运作业

以机加工件搬运为例，选择龙门式（5轴），末端执行器为气吸附，采用在线示教方式为机器人输入搬运作业程序。

搬运运动轨迹图例

程序点说明

冷加工搬运机器人作业示教流程

5.3.1冷加工搬运作业

(1)示教前的准备

1)确认自己和机器人之间保持安全距离。

2)机器人原点确认。

(2)新建作业程序

点按示教器的相关菜单或按钮，新建一个作业程序，如“Handle_cold”。

(3)程序点的登录

示教模式下，手动操作移动龙门搬运机器人轨迹设定程序点1至程序点13，程序点1和程序点13需设置在同一点，可方便编写程序，此外程序点1至程序点13需处于与工件、夹具互不干涉位置。

冷加工搬运作业示教

(4)设定作业条件

1）在作业开始命令中设定搬运开始规范及搬运开始动作次序。

2）在搬运结束命令中设定搬运结束规范及搬运结束动作次序。

3）手动调节相应大小的负压。依据实际情况，在编辑模式下合理选择配置

搬运工艺参数。

(5)检查试运行

1）打开要测试的程序文件。

2）移动光标到程序开头位置。

3）按住示教器上的有关【跟踪功能键】，实现搬运机器人单步或连续运转。

(6)再现搬运

1）打开要再现的作业程序，并将光标移动到程序的开始位置，将示教器上

的【模式开关】设定到“再现/自动”状态。

2）按示教器上【伺服ON按钮】，接通伺服电源。

3）按【启动按钮】，搬运机器人开始运行。

5.3.2热加工搬运作业

模锻工件搬运为例，选择关节式（6轴），末端执行器为夹钳式，采用在线示教方式为机器人输入搬运作业程序，此程序由编号1至10的10个程序点组

成。

热加工搬运机器人轨迹图例

(1)示教前的准备

1）确认自己和机器人之间保持安全距离。

2）机器人原点确认。通过机器人机械臂各关节处的标记或调用原点程序复位机器人。

(2)新建作业程序

点按示教器的相关菜单或按钮，新建一个作业程序，如“Handle_hot”。

(3)程序点的登录

示教模式下，手动操作移动搬运机器人轨迹设定程序点1至程序点10，程序点1和程序点10需设置在同一点，可方便编写程序，此外程序点1至程序点10需处于与工件、夹具互不干涉位置。

热加工搬运作业示教

5.4.1周边设备

常见的搬运机器人辅助装置有增加移动范围的滑移平台、合适的搬运系统装

置和安全保护装置等。

1)滑移平台增加滑移平台是搬运机器人增加自由度最常用的方法，可安装在

地面上或龙门框架上。

2)搬运系统主要包括真空发生装置、气体发生装置、液压发生装置等，此部

分装置均为标准件，企业常用空气控压站对整个车间提供压缩空气和抽真空。

5.4.2工位布局

常见搬运机器人工作站可采用L型、环状、“品”字、“一”字等布局。

L型布局将搬运机器人安装在龙门架上，使其行走在机床上方，大限度节约地面资源。

L型布局

环状布局又称“岛式加工单元”，以关节式搬运机器人为中心，机床围绕其周围形成环状，进行工件搬运加工，可提高生产、节约空间，适合小空间厂房作业。

环状布局

“一”字布局直角桁架机器人通常要求设备成一字排列，对厂房高度、长度具有一定要求，工作运动方式为直线编程，很难能满足对放置位置、相位等有特别要求工件的上下料作业需要。

“一”字排列布局

扩展与提高

搬运机器人技术的新发展

1．机器人系统

操作机日本FANUC公司推出的FANUCR-2000iB，有紧凑的手腕结构、狭小的后部干涉区域、可高密度布置机构等特点；
瑞士ABB公司推出的IRB6660-100/3.3，解决坯件大、重、距离长等压机上下料的难题，缩短生产节拍，是处理大坯件最快速的压机上下料机器人。

FANUCR-2000iBABBIRB6660-100/3.3

控制器实现同时对几台机器人和几个外部轴的协同控制，如FANUC推出的机器人控制柜R-30iA，可实现散堆工件搬运，大幅度提高CPU的处理能力，增加最新软件功能，实现机器人的智能化与网络化，有高速动作性能、内置视觉功能、散堆工件取出功能、故障诊断功能优点。

散堆工件的拾取与搬运

示教器COMAU公司的无线示教器WiTP与机器人控制单元之间的连接“配对－解配

对”安全连接程序，多个控制器可由一个示教器控制。它可与其他Wi-Fi资源实现数据传送与接收，有效范围达100m，且各系统间无干扰。

COMAU无线示教器WiTP

2．传感技术

传感技术运用到搬运机器人中，拓宽了搬运机器人的应用范围，提高了生产效率，保证了产品质量的稳定性和可追溯性。

3．维广域传感器

搬运机器人视觉传感系统

搬运机器人传感系统的流程是：视觉系统采集被测目标的相关数据，控制柜内置相应系统进行图象处理和数据分析，转换成相应数据量，传给搬运机器人，机器人以接收到的数据为依据，进行相应作业。

小型工件散堆拾取

3．AGV搬运车

AGV搬运车是一种无人搬运车(AutomatedGuidedVehicle)，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。通常AGV搬运车可分为列车型、平板车型、带移载装置型、货叉型及带升降工作台型。

列车型AGV

平板型AGV

带移栽装置型AGV

货叉型AGV

带升降工作台型AGV

本章小结

搬运机器人亦为工业机器人当中一员，通过轴之间的相互配合可将搬运手爪准确移动到预定空间位置，实现物件的抓取和释放动作，按结构形式分，搬运机器人可分为龙门式、悬臂式、侧壁式、摆臂式和关节式等。

搬运机器人作业编程简单，主要为运动轨迹、作业条件和作业顺序的示教。对于搬运作业而言，其机器人控制点(TCP)可依据实际条件进行设置，如吸盘类手爪多设置为法兰中心线与吸盘底面的交点处，夹钳类手爪多设置在法兰中心线与手爪前端面的交点处，作业时要求机器人手爪贴近工件实现抓取动作。

思考练习

1、填空

(1)从结构形式上看，搬运机器人可分为__________、__________、__________、

__________

和关节式搬运机器人。

(2)搬运机器人常见的末端执行器主要有__________、__________和__________等。

(3)下图所示为吸附式搬运机器人系统组成示意图。其中，编号1表示__________，编

号2表示__________，编号3表示__________，编号6表示__________。

题3图

2、选择

(1)依据压力差不同，可将气吸附分为（）。

①真空吸盘吸附②气流负压气吸附③挤压排气负压气吸附

A.①②B.①③C.②③D.①②③

(2)搬运机器人作业编程主要是完成（）的示教。

①运动轨迹②作业条件③作业顺序

A.①②B.①③C.②③D.①②③

3、判断

(1)根据车间场地面积，在有利于提高生产节拍的前提下，搬运机器人工作站可采用L型、环状、“品”字、“一”字等布局。（）

(2)关节式搬运机器人本体在负载较轻的情况下可以与其它通用关节机器人本体进行互换。（）

(3)关于搬运机器人TCP点，吸盘类一般设置在法兰中心线与吸盘底面的交点处，而夹钳类通常设置在法兰中心线与手爪前端面的交点处。（）

4、综合应用

(1)简述气吸附与磁吸附的异同点。

(2)下图是某品牌游戏机钣金件生产线，该生产线主要由5台冲压机床和6台垂直多关

节搬运机器人组成。产品采用Q235冷板材，生产工序依次为落料→一次拉伸→二次拉伸→冲孔（大孔）→冲孔（周边小孔），各工序间物料搬运均由机器人完成。依图画出落料至一次拉伸工序间机器人物料搬运轨迹示意图并完成下表（请在相应选项下打“√”或选择序号）

【篇3】工业机器人发展或应用的相关调研

调研报告

1 工业机器人的概念

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

2 工业机器人展现状与前景展望

2.1工业机器人的发展简史

1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。

　　20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。

1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。

2.2工业机器人的特点

戴沃尔提出的工业机器人有以下特点:将数控机床的伺服轴与遥控操纵器的连杆机构联接在一起，预先设定的机械手动作经编程输入后，系统就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人还可以接受示教而完成各种简单的重复动作，示教过程中，机械手可依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列全部记录在存储器内，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下依次再现上述位置，故这种机器人的主要技术功能被称为“可编程”和“示教再现”。

　　1962年美国推出的一些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形主要由类似人的手和臂组成。后来，出现了具有视觉传感器的、能识别与定位的工业机器人系统。

　　当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。目前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。

2.3工业机器人的构造与分类

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；
驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；
控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。

　　工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；
圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；
球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；
关节型的臂部有多个转动关节。

　　工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；
连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。

　　工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。

　　示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；
另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。

　　具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；
如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。

2.3.1 点焊机器人

焊接机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等

特点，焊接质量明显优于人工焊接，大大提高了点焊作业的生产率。

　　点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作，生产过程由各大汽车主机厂负责完成。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系，向各大型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产线配套形式进入中国，在该领域占据市场主导地位。

随着汽车工业的发展，焊接生产线要求焊钳一体化，重量越来越大，165公斤点焊机器人是目前汽车焊接中最常用的一种机器人。2008年9月，机器人研究所研制完成国内首台165公斤级点焊机器人，并成功应用于奇瑞汽车焊接车间。2009年9月，经过优化和性能提升的第二台机器人完成并顺利通过验收，该机器人整体技术指标已经达到国外同类机器人水平。

2.3.2弧焊机器人

弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域，国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。本公司主要从事弧焊机器人成套装备的生产，根据各类项目的不同需求，自行生产成套装备中的机器人单元产品，也可向大型工业机器人企业采购并组成各类弧焊机器人成套装备。在该领域，本公司与国际大型工业机器人生产企业既是竞争亦是合作关系。

　　关键技术包括：

　　(1)弧焊机器人系统优化集成技术：弧焊机器人采用交流伺服驱动技术以及高精度、高刚性的RV减速机和谐波减速器，具有良好的低速稳定性和高速动态响应，并可实现免维护功能。

　　(2)协调控制技术：控制多机器人及变位机协调运动，既能保持焊枪和工件的相对姿态以满足焊接工艺的要求，又能避免焊枪和工件的碰撞。

(3)精确焊缝轨迹跟踪技术：结合激光传感器和视觉传感器离线工作方式的优点，采用激光传感器实现焊接过程中的焊缝跟踪，提升焊接机器人对复杂工件进行焊接的柔性和适应性，结合视觉传感器离线观察获得焊缝跟踪的残余偏差，基于偏差统计获得补偿数据并进行机器人运动轨迹的修正，在各种工况下都能获得最佳的焊接质量。

2.3.3激光加工机器人

激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工中，通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业。本系统通过示教盒进行在线操作，也可通过离线方式进行编程。该系统通过对加工工件的自动检测，产生加工件的模型，继而生成加工曲线，也可以利用CAD数据直接加工。可用于工件的激光表面处理、打孔、焊接和模具修复等。

　　关键技术包括：

　　(1)激光加工机器人结构优化设计技术：采用大范围框架式本体结构，在增大作业范围的同时，保证机器人精度；

　　(2)机器人系统的误差补偿技术：针对一体化加工机器人工作空间大，精度高等要求，并结合其结构特点，采取非模型方法与基于模型方法相结合的混合机器人补偿方法，完成了几何参数误差和非几何参数误差的补偿。

　　(3)高精度机器人检测技术：将三坐标测量技术和机器人技术相结合，实现了机器人高精度在线测量。

　　(4)激光加工机器人专用语言实现技术：根据激光加工及机器人作业特点，完成激光加工机器人专用语言。

(5)网络通讯和离线编程技术：具有串口、CAN等网络通讯功能，实现对机器人生产线的监控和管理；
并实现上位机对机器人的离线编程控制。

2.3.4真空机器人

真空机器人是一种在真空环境下工作的机器人，主要应用于半导体工业中，实现晶圆在真空腔室内的传输。真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强，其成为制约了半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件。而且国外对中国买家严加审查，归属于禁运产品目录，真空机械手已成为严重制约我国半导体设备整机装备制造的“卡脖子”问题。直驱型真空机器人技术属于原始创新技术。

　　关键技术包括：

　　(1)真空机器人新构型设计技术：通过结构分析和优化设计，避开国际专利，设计新构型满足真空机器人对刚度和伸缩比的要求；

　　(2)大间隙真空直驱电机技术：涉及大间隙真空直接驱动电机和高洁净直驱电机开展电机理论分析、结构设计、制作工艺、电机材料表面处理、低速大转矩控制、小型多轴驱动器等方面。

　　(3)真空环境下的多轴精密轴系的设计。采用轴在轴中的设计方法，减小轴之间的不同心以及惯量不对称的问题。

　　(4)动态轨迹修正技术：通过传感器信息和机器人运动信息的融合，检测出晶圆与手指之间基准位置之间的偏移，通过动态修正运动轨迹，保证机器人准确地将晶圆从真空腔室中的一个工位传送到另一个工位。

　　(5)符合SEMI标准的真空机器人语言：根据真空机器人搬运要求、机器人作业特点及SEMI标准，完成真空机器人专用语言。

(6)可靠性系统工程技术：在IC制造中，设备故障会带来巨大的损失。根据半导体设备对MCBF的高要求，对各个部件的可靠性进行测试、评价和控制，提高机械手各个部件的可靠性，从而保证机械手满足IC制造的高要求。

2.3.5洁净机器人

洁净机器人是一种在洁净环境中使用的工业机器人。随着生产技术水平不断提高，其对生产环境的要求也日益苛刻，很多现代工业产品生产都要求在洁净环境进行，洁净机器人是洁净环境下生产需要的关键设备。

　　关键技术包括：

　　(1)洁净润滑技术：通过采用负压抑尘结构和非挥发性润滑脂，实现对环境无颗粒污染，满足洁净要求。

　　(2)高速平稳控制技术：通过轨迹优化和提高关节伺服性能，实现洁净搬运的平稳性。

　　(3)控制器的小型化技术：根据洁净室建造和运营成本高，通过控制器小型化技术减小洁净机器人的占用空间。

　　(4)晶圆检测技术：通过光学传感器，能够通过机器人的扫描，获得卡匣中晶圆有无缺片、倾斜等信息。

2.4工业机器人的应用

工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；
60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；
1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。

2.5工业机器人的发展前景

在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流 机器人发展前景及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。1990年10月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会，并在这次大会上通过了一个文件，把工业机器人分为四类：⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；
⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业，如焊接。喷漆等；
⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人；
⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人，并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有：低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。根据日本政府2007年指定的一份计划，日本2050年工业机器人产业规模将达到1.4兆日元，拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准，百万工业机器人相当于千万劳动力，是目前日本全部劳动人口的15%。我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；
80年代的开发期；
90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；
一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；
工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；
机器人软件的设计和编程技术；
运动学和轨迹规划技术；
弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术（产业化），必须具备5个要素即5M: Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有着“机器人王国”之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以，我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策，我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。

3结束语

工业机器人是机械科学技术的一个分支， 它的发展需要机械及其他门类学科的发展来推动， 它的发展也能推动工业系统的整体发展。

它有其独特的优势与劣势， 和其他技术一样，需要不断地设计应用修改和完善。

4参考文献

[1] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社.2002

[2] 雷天觉.新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社.1998

[3] 王积伟.液压与电气传动[M].北京：机械工业出版社.2005

[4] 张利平．现代液压技术应用220例（第 1版）[M].北京：化学工业出版社.2004

[5] 黄兴.液压技术创新及发展趋势[M]．机床与液压.2005年12期

[6] 王益群.纯水液压传动及其展望[M].机床与液压.2003

[7] 赵恩刚．纯水液压传动技术的现状与应用展望[M]．流体传动与控制.2006

[8] 许贤良.液压技术回顾和展望[M].煤矿机械.2002

[9] 林建亚.液压元件[M].北京：机械工业出版社.1998

[10] Per Sorensen.News and trends by the industrial application of water hydraulics[J].The Proceedings of The 6th

【篇4】工业机器人发展或应用的相关调研

2019年工业机器人应用案例分析

2019年6月

1.机器人行业概况及现状

机器人主要分为工业机器人和服务机器人。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

服务机器人是除从事工业生产以外的，为人类健康或设备良好状态提供有帮助服务的一种机器人。国际机器人联盟（IFR）根据服务机器人应用场景的不同，将服务机器人分为专业领域服务机器人和个人/家庭服务机器人。

1.1全球机器人市场规模分析

    全球工业机器人市场规模持续增长。

金融危机以后，全球机器人行业发展迅速， 2012 年以来，全球工业机器人市场规模扩大， 全球工业机器人销量持续增加， 2016 年全球销量达 29.4 万台，同比增长 13.78%。

IFR 预测，未来十年，全球工业机器人销量年平均增长率将保持在 12%左右，预计 2017全年，全球工业机器人销量在 34.6 万台左右。

2014 年全球工业机器人保有量达到 148 万，同比增长 10%；

其中，日本工业机器人保有量为 29.6 万台，占全球的 20%，中国为 18.9 万台， 占 13%，欧洲、美洲占比分别为 28%和17%。据预测， 2017 年有 200 万台机器人在全球的工厂中服役。

全球工业机器人竞争格局：欧日牢占半壁江山。

美国是工业机器人的生地，早在 1959 年，美国 UNIMATION 公司就生产出了世界上第一台工业机器人。到了上世纪 70-80 年代，美国工业机器人产业发展放缓，机器制造业产能逐步转移到亚洲。

日本机器人产业在 80 年代实现了对美国的反超，成为机器人制造大国。如今，日本和欧洲是全球工业机器人市场的两大主角，并且实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。通过满足具有国际性竞争力的汽车、电子/电机产业等企业使用者的严苛要求，以及专门技能的累积， 欧洲和日本已经成为全球的领导者。

【篇5】工业机器人发展或应用的相关调研

工业机器人的焊接应用-焊接机器人

工业机器人在焊接领域内的应用，被称作焊接机器人，它是从事焊接工艺的工业机器人，它主要包括机器人和专业工艺焊接装备两部分。其中，机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成；
而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人，还应配有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。
　　
　　1、弧焊机器人的特点
　　
　　弧焊机器人多采用气体保护焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制，而焊接电源多为模拟控制，所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。
　　
　　近年来，国内外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备，在这些焊接设备内已经插入相应的接口板，所以弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。比如：上海弗劳思FRB050不锈钢自动化焊接机器人套装，是联合了北京时代科技量身定制的数字化脉冲焊机，焊接1CM的小圆效果完美赶超四大家族品牌。随着不锈钢焊接、铝制品焊接的应用越来越广泛，国内外的焊接设备倾向于往数字化焊机方向的发展。应该指出的是，在弧焊机器人工作周期中，电弧时间所占的比例较大，因此在选择焊接电源时，一般应按持续率100％来确定电源的容量。送丝机构可以装在机器人的上臂上，也可以放在机器人之外，前者焊枪到送丝机之间的软管较短，有利于保持送丝的稳定性，而后者软管校长，当机器人把焊枪送到某些位置，使软管处于多弯曲状态，会严重影响送丝的质量，所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。

       2、点焊机器人的特点
　　
　　由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以点焊机器人的变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流，而对于容量较大的变压器，工业上已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600～700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600～700Hz交流电焊接，也可以再进行二次整流，用直流电焊接，焊接参数由定时器调节。目前，新型定时器已经微机化，因此机器人控制柜可以直接控制定时器，无需另配接口。点焊机器人的焊钳，用电伺服点焊钳，焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动，码盘反馈，使焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置，而且电极间的压紧力也可以无级调节。
　　
　　电伺服点焊钳具有如下优点：
　　
　　（1）每个焊点的焊接周期可大幅度降低，因为焊钳的张开程度是由机器人精确控制的，机器人在点与点之间的移动过程，焊钳就可以开始闭合；
而焊完一点后，焊钳一边张开，机器人就可以一边位移，不必等机器人到位后，焊钳才闭合或焊钳完全张开后机器人再移动。
　　
　　（2）焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整，只要不发生碰撞或干涉，可尽可能减少张开度，以节省焊钳开度，节省焊钳开合所占的时间。
　　
　　（3）焊钳闭合加压时，不仅压力大小可以调节，而且在闭合时两电极是轻轻闭合，可减少撞击变形和噪声。　

　
　　3、焊接机器人应用中存在的问题和解决措施
　　
　　（1)出现焊偏问题：可能为焊接的位置不正确或焊枪寻找时出现问题。这时，要考虑TCP(焊枪中心点位置)是否准确，并加以调整。如果频繁出现这种情况就要检查一下机器人各轴的零位置，重新校零予以修正。
　　
　　（2)出现咬边问题：可能为焊接参数选择不当、焊枪角度或焊枪位置不对，可适当调整。
　　
　　（3)出现气孔问题：可能为气体保护差、工件的底漆太厚或者保护气不够干燥，进行相应的调整就可以处理。
　　
　　（4)飞溅过多问题：可能为焊接参数选择不当、气体组分原因或焊丝外伸长度太长，可适当调整机器功率的大小来改变焊接参数，调节气体配比仪来调整混合气体比例，调整焊枪与工件的相对位置。
　　
　　（5)焊缝结尾处冷却后形成一弧坑问题：可编程时在工作步中添加埋弧坑功能，可以将其填满。
　　
　　4、在焊接过程中，机器人系统常见的故障
　　
　　（1)发生撞枪：可能是由于工件组装发生偏差或焊枪的TCP不准确，可检查装配情况或修正焊枪TCP。
　　
　　（2)出现电弧故障，不能引弧：可能是由于焊丝没有接触到工件或工艺参数太小，可手动送丝，调整焊枪与焊缝的距离，或者适当调节工艺参数。
　　
　　（3)保护气监控报警：冷却水或保护气供给存有故障，检查冷却水或保护气管路。
　　
　　5.焊接机器人的编程技巧
　　
　　（1)选择合理的焊接顺序，以减小焊接变形、焊枪行走路径长度来制定焊接顺序。
　　
　　（2)焊枪空间过渡要求移动轨迹较短、平滑、安全。
　　
　　（3)优化焊接参数，为了获得最佳的焊接参数，制作工作试件进行焊接试验和工艺评定。
　　
　　（4)采用合理的变位机位置、焊枪姿态、焊枪相对接头的位置。工件在变位机上固定之后，若焊缝不是理想的位置与角度，就要求编程时不断调整变位机，使得焊接的焊缝按照焊接顺序逐次达到水平位置。同时，要不断调整机器人各轴位置，合理地确定焊枪相对接头的位置、角度与焊丝伸出长度。工件的位置确定之后，焊枪相对接头的位置必须通过编程者的双眼观察，难度较大。这就要求编程者善于总结积累经验。
　　
　　（5)及时插入清枪程序，编写一定长度的焊接程序后，应及时插入清枪程序，可以防止焊接飞溅堵塞焊接喷嘴和导电嘴，保证焊枪的清洁，提高喷嘴的寿命，确保可靠引弧、减少焊接飞溅。
　　
　　（6)编制程序一般不能一步到位，要在机器人焊接过程中不断检验和修改程序，调整焊接参数及焊枪姿态等，才会形成一个好程序。
　　
　　结束语
　　
　　随着先进制造技术的发展，实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已成为必然趋势。目前，采用机器人焊接已成为焊接自动化技术现代化的主要标志，特别对于不锈钢焊接、铝制品焊接的需求越来越大。焊接机器人由于具有通用性强、工作可靠的优点，受到了人们越来越多的重视。

【篇6】工业机器人发展或应用的相关调研

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课程体会
工业机器人的认知和发展

姓名学号院系专业年级指导教师

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年月日
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前言
工业机器人是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的专用机械装置；
由计算机控制，是无人参与的自主自动化控制系统；
他是可编程、具有柔性的自动化系统，可以允许进行人机联系。可以通俗的理解为“机器人是技术系统的一种类别，它能以其动作复现人的动作和职能；
它与传统的自动机的区别在于有更大的万能性和多目的用途，可以反复调整以执行不同的功能。



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第1章目前我国工业机器人产业存在的问题
1.1通用性
工业机器人可编程，支持多自由度运动，因此应用较灵活。虽然不及人类，但相对于很多工业自动化常见的专机(专为一类工业应用或一家客户定制的机电集成方案，工业机器人还是灵活多了。工业应用改动不太大时，是可以通过机器人重新编程来满足新的需求，而无需在硬件上再做大量投资。但相应的，它的相对不足会是效率。毕竟专机是为一个应用定制的，因此虽牺牲通用性但实现了效率优化，在产量这个客户非常关心的指标上能完成地很好。
1.2机电性能
工业机器人普遍能达到低于0.1毫米的运动精度(指重复运动到点精度，抓取重达一吨的物体，伸展也可达三四米。这样的性能虽不一定能轻易完成苹果手机上一些“疯狂”的加工要求，但对绝大部分的工业应用来说，是足以圆满完成任务。随着机器人的性能逐渐提升，以前一些不可能的任务也变得可行起来(如激光焊接或切割，曾需要专门的高精度设备来指导激光的走向，但随着机器人精度的提升，现在也变得可依赖机器人本身的准确运动来代替了。但相比传统高端设备，如高精度数控机床，激光校准设备，或特殊环境(高温或特低温设备等，工业机器人尚力不能及。
1.3人机合作
传统的工业机器人是关在笼子里工作的，因为它实在危险(想象一个抓着几十或几百公斤的家伙以四米每秒的速度甩着，谁也不想靠近吧。主要原因是一般机器人，基于成本与技术的考虑，不会集成额外的传感器去感知外部的特殊情况(如突然有人触碰，它只会“傻傻”得照着人类编好的程序日复一日的动着，除非有外部信号告诉它停止。所以常见的方案就是为机器人配备笼子，当笼子门打开时，机器人收到信号便自动暂停。对安全的考虑，自然给机器人集成带来了很多额外的成本，笼子可能并不贵，但毕竟要为此仔细考虑产线排布，增加产线面积，改变人机合作方式等，从而影响生产效率。所以最近比较受关注的工业机器人都以能安全地和人一起工作“为荣”，如RethinkRobotics的Baxter，UniversalRobots的PR系列，以及很多传统工业机器人巨头(ABB，kuka，Yaskawa


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等的半概念半成品的机器人。而从产业需求看来，已通过传统工业机器人解决了对精度速度重量等自动化需求后，也的确是时候开始满足人机安全合作了。
1.4成本
机器人的成本从小型号的几万RMB到大型的上百万RMB都有。这个成本自然低于高端专业制造设备，但也可能会高于国内小集成商们拼凑出的自动化方案来。但从一直来西方工业界及近几年国内制造业对机器人的欢迎程度看来，说明机器人自动化的经济优势普遍到了一个临界点，超过了其他替代方案(人工，或专机，看来这个成本还是值得的。
其实要走传统机器人的老路，那硬件成本降低空间不大。工业机器人基本是一个开环的运动机构，靠的就是电机和齿轮箱的高精度配合。而大部分领先厂商的这些关键零部件都是从日本几家厂商那买的，(这也是国内公司自己制造的机器人，买同样的零部件，也不会便宜多少，因为日本厂商不会为了你这点量给多少折扣。除非中国零部件制造商能静下心来，努力追赶上日本人的技术，从而以价格优势打破多年来的垄断，才能真正促进国内机器人厂商的发展。另一个就是另辟蹊径，追求其他技术和市场。如RethinkRobotics当时甚至考虑用塑料的齿轮箱来降低成本，而通过视觉来弥补运动精度损失，就像人的眼睛来辅助手的精微操作一样。但毕竟不能一步登天，所以Baxter机器人暂时在精度和速度上完全无法与传统机器人相比，但在它能处理的物料抓放的应用中，却也足够了。也许随着Rethink的努力，会在硬件较差的情况下，通过软件的智能化弥补，来达到与传统工业机器人竞争的程度(那就是真颠覆这些传统大厂商了。
1.5智能性
之所以将智能型放在最后一点，因为相对现在市场对机器人的主流需求(即强，快，准，它暂时还不是最迫切的。这也体现了传统工业机器人的优势(任劳任怨，保质保量，是个“干活”的好手和不足(但很“笨”，老得让人教。但不代表智能型不重要，相反企业已经开始做技术投资了。比如怎么让机器人更好的理解人的指挥意图，相对自主的去理解并规划任务，而不需一个点一个点得让人告诉它怎么走;如何让机器人在外围环境发生变化下(光线变暗影响图像识别，传


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送带上物品有损坏需要特殊处理自动适应;如何通过触觉视觉听觉等感知判断零部件的装配质量，等等。
这方面美国人做的比较好(当然他们也是避实击虚，因为传统工业机器人硬件上的技术和市场已基本被日本欧洲企业统治，ROSIndustrial，RethinkRobotics等都在做有领先的尝试。
1.6人才匮乏
工业机器人顺应时代发展，行业前景广阔，然而，该领域人才供需失衡的矛盾正日益凸显。一方面是机器人厂商、系统集成商以及汽车加工制造业求贤若渴，另一方面是人才供给不足，难以满足企业用人需求。、究其原因，主要是相对近年来国内机器人产业所表现出来的爆发性发展态势，高校、职校等培训机构的课程设置仍然滞后，尽管一些机器人厂商提供相关培训，却存在品牌针对性过强，推广力度不足、配套设施不足以及培训网点有限等短板，难以达成系统的教学流程，尚不能与全国各地求学者的需要很好地契合，导致众多有志投身机器人行业者求学无门。



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第2章我国未来工业机器人产业发展趋势和方向
2.1大力发展机器人关键零部件
针对6自由度及以上工业机器人用关键零部件性能、可靠性差，使用寿命短等问题，从优化设计、材料优选、加工工艺、装配技术、专用制造装备、产业化能力等多方面入手，全面提升高精密减速器、高性能机器人专用伺服电机和驱动器、高速高性能控制器、传感器、末端执行器等五大关键零部件的质量稳定性和批量生产能力，突破技术壁垒，打破长期依赖进口的局面。
2.2强化产业创新能力
加强共性关键技术研究。针对智能制造和工业转型升级对工业机器人的需求和智慧生活、现代服务和特殊作业对服务机器人的需求，重点突破制约我国机器人发展的共性关键技术。积极跟踪机器人未来发展趋势，提早布局新一代机器人技术的研究。
建立健全机器人创新平台。充分利用和整合现有科技资源和研发力量，组建面向全行业的机器人创新中心，打造政产学研用紧密结合的协同创新载体。重点聚焦前沿技术、共性关键技术研究。
加强机器人标准体系建设。开展机器人标准体系的顶层设计，构建和完善机器人产业标准体系，加快研究制订产业急需的各项技术标准，支持机器人评价标准的研究和验证，积极参与国际标准的制修订。
建立机器人检测认证体系。建立并完善以国家机器人检测与评定中心为代表的机器人检验与认证机构，推动建立机器人第三方评价和认证体系,开展机器人整机及关键功能部件的检测与认证工作。
2.3着力推进应用示范
为满足国家战略和民生重大需求，加强质量品牌建设，积极开展机器人的应用示范。围绕制造业重点领域，实施一批效果突出、带动性强、关联度高的典型行业应用示范工程，重点针对需求量大、环境要求高、劳动强度大的工业领域以及救灾救援、医疗康复等服务领域，分步骤、分层次开展细分行业的推广应用，培育重点领域机器人应用系统集成商及综合解决方案服务商，充分利用外包服务、新型租赁等模式，拓展工业机器人和服务机器人的市场空间。


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2.4积极培育龙头企业
引导企业围绕细分市场向差异化方向发展，开展产业链横向和纵向整合，支持互联网企业与传统机器人企业的紧密结合，通过联合重组、合资合作及跨界融合，加快培育管理水平先进、创新能力强、效率高、效益好、市场竞争力强的龙头企业，打造知名度高、综合竞争力强、产品附加值高的机器人国际知名品牌。大力推进研究院所、大专院校与机器人产业紧密结合，充分发挥龙头企业带动作用，以龙头企业为引领形成良好的产业生态环境，带动中小企业向“专、精、特、新”方向发展，形成全产业链协同发展的局面。



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第3章心得体会
通过近一个学期的《机器人技术基础》的课程学习，在老师的讲解和自己课下的学习过程中，我对机器人技术尤其是工业机器人有了较为深刻的认识。我掌握了工业机器人基本的发展历程，并了解了机器人的分类和不同场合的性能要求。对于机器人技术有了自己的理解和认识。并认识到我们的机器人技术还有着极为漫长的道路要走，还需要更加深入的技术探索与研发。



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