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工业机器人发展现状与趋势

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先

进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一

台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自

动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。

广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善

劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，

有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益

改变着人类的生产和生活方式。

一、工业机器人技术现状及国内外发展的趋势

工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很

广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发

展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现

的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会

(IFR)的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一

直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代，机器人产品发展速度加快，

年增长率平均在10％左右。2004年增长率达到创记录的20％。其中，亚洲机器人

增长幅度最为突出，高达43%，如图1所示。

各区域用户工业机器人定购指数（以1996年作为100）

国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：

1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可*性、便于操作和维修），而

单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。

2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测

系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模

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块化装配机器人产品问市。

3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络

化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可*

性、易操作性和可维修性。

4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，

装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、

力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置

技术在产品化系统中已有成熟应用。

5．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控

机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，

通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技

术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关

键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷

漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机

器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工