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飞行器先进制造技术

——工业机器人的发展与应用

摘要：随着计算机技术的不断向智能化方向发展，机器人应用领域的不断扩展

和深化，工业机器人已成为一种高新技术产业，为工业自动化发挥了巨大作用，

将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了工业机器人的国内

国外的发展状况和应用趋势，以及带来的经济效益。

关键词：工业机器人；组成；发展；应用；

1工业机器人的定义与组成

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。

组成：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

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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。

2工业机器人的发展

随着科技的不断进步，工业机器人的发展过程可分为三代，第—代，为示

教再现型机器人，它主要由机器手控制器和示教盒组成，可按预先引导动作记

录下信息重复再现执行，当前工业中应用最多。第二代为感觉型机器人，如有

力觉触觉和视觉等，它具有对某些外界信息进行反馈调整的能力，目前已进入

应用阶段。第三代为智能型机器人它具有感知和理解外部环境的能力，在工作

环境改变的情况下，也能够成功地完成任务，它尚处于实验研究阶段。

2．1国外工业机器人的的发展

美国是机器人的诞生地，早在1961年，美国的ConsolidedControlCorp和

AMF公司联合研制了第一台实用的示教再现机器人。经过40多年的发展，美国

的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进，适应性也很

强。

日本在1967年从美国引进第一台机器人，1976年以后，随着微电子的快

速发展和市场需求急剧增加，日本当时劳动力显著不足，工业机器人在企业里

受到了救世“主”般的欢迎，使其日本工业机器人得到快速发展，现在无论机器

人的数量还是机器人的密度都位居世界第一，素有“机器人王国”之称。德国引

进机器人的时间比英国和瑞典大约晚了五六年，但战争所导致的劳动力短缺，

国民的技术水平较高等社会环境，却为工业机器人的发展、应用提供了有利条

件。此外，在德国规定，对于一些危险、有毒、有害的工作岗位，必须以机器

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人来代替普通人的劳动。这为机器人的应用开拓了广泛的市场，并推动了工业