工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學(xué)科技術(shù)于體的現代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。自從1962年美研制出世界上第臺工業(yè)機器人以來(lái)，機器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快，已成為柔性制造系統(FMS)、自動(dòng)化工廠(chǎng)(FA)、計算機集成制造系統(CIMS)的自動(dòng)化工具。

廣泛采用工業(yè)機器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，有著(zhù)十分重要的意義。和計算機、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)樣，工業(yè)機器人的廣泛應用正在日益改變著(zhù)人類(lèi)的生產(chǎn)和生活方式。

、工業(yè)機器人技術(shù)現狀及內外發(fā)展的趨勢

工業(yè)機器人是更典型的機電體化數字化裝備，技術(shù)附加值很高，應用范圍很廣，作為制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì )的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來(lái)生產(chǎn)和社會(huì )發(fā)展起著(zhù)越來(lái)越重要的作用。外專(zhuān)預測，機器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車(chē)、計算機之后出現的種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據聯(lián)合歐洲經(jīng)濟委員會(huì )(UNECE)和際機器人聯(lián)合會(huì )(IFR)的統計，世界機器人市場(chǎng)前景看好，從20世紀下半葉起，世界機器人產(chǎn)業(yè)直保持著(zhù)穩步增長(cháng)的良好勢頭。進(jìn)入20世紀90年代，機器人產(chǎn)品發(fā)展速度加快，年增長(cháng)率平均在10％左右。2004年增長(cháng)率達到創(chuàng )記錄的20％。其中，亞洲機器人增長(cháng)幅度更為突出，高達43%，如圖1所示。

工業(yè)機器人發(fā)展現狀與趨勢

各區域用戶(hù)工業(yè)機器人定購指數（以1996年作為100）

外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢：

1．工業(yè)機器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可*性、便于操作和維修），而單機價(jià)格不斷下降，平均單機價(jià)格從91年的10．3萬(wàn)美元降至97年的6．5萬(wàn)美元。

2．機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。例如關(guān)節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位體化；由關(guān)節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機；外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問(wèn)市。

3．工業(yè)機器人控制系統向基于PC機的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡(luò )化；器件集成度提高，控制柜日見(jiàn)小巧，且采用模塊化結構；大大提高了系統的可*性、易操作性和可維修性。

4．機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器，而遙控機器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統中已有成熟應用。

5．虛擬現實(shí)技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過(guò)程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機器人。

我的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開(kāi)始起步，在的支持下，通過(guò)“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機器人操作機的設計制造技術(shù)、控制系統硬件和軟件設計技術(shù)、運動(dòng)學(xué)和軌跡規劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機器人關(guān)鍵元器件，開(kāi)發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運等機器人；其中有130多臺套噴漆機器人在二十余企業(yè)的近30條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(xiàn)（站）上獲得規模應用，弧焊機器人已應用在汽車(chē)制造廠(chǎng)的焊裝線(xiàn)上。但總的來(lái)看，我的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應用的水平和外比還有定的距離，如：可*性低于外產(chǎn)品；機器人應用工程起步較晚，應用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線(xiàn)系統技術(shù)與外比有差距；在應用規模上，我已安裝的產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺，約占全球已安裝臺數的萬(wàn)分之四。以上原因主要是沒(méi)有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當前我的機器人生產(chǎn)都是應用戶(hù)的要求，“客戶(hù)，次重新設計”，品種規格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長(cháng)、成本也不低，而且質(zhì)量、可*性不穩定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行全面規劃，搞好系列化、通用化、?；O計，積推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

二、工業(yè)機器人的應用領(lǐng)域日漸廣泛

經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展，工業(yè)機器人已在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了應用。在制造業(yè)中，尤其是在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，工業(yè)機器人得到了廣泛的應用。如在毛坯制造(沖壓、壓鑄、鍛造等)、機械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測及倉庫堆垛等作業(yè)中，機器人都已逐步取代了人工作業(yè)。

隨著(zhù)工業(yè)機器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機器人智能化水平的提高，機器人的應用范周還在不斷地擴大，已從汽車(chē)制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進(jìn)而推廣到諸如采礦機器人、建筑業(yè)機器人以及水電系統維護維修機器人等各種非制造行業(yè)。此外，在防軍事、醫療衛生、生活服務(wù)等領(lǐng)域機器人的應用也越來(lái)越多，如無(wú)人偵察機(飛行器)、警備機器人、醫療機器人、政服務(wù)機器人等均有應用實(shí)例。機器人正在為提高人類(lèi)的生活質(zhì)量發(fā)揮著(zhù)重要的作用。

三、內外主要的工業(yè)機器人生產(chǎn)廠(chǎng)商

在外，工業(yè)機器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為種標準設備被工業(yè)界廣泛應用。從而，相繼形成了批具有影響力的、著(zhù)名的工業(yè)機器人公司，它們包括：瑞典的abb Robotics，日本的fanuc、Yaskawa，德的kuka Roboter，美的Adept Technology、American Robot、Emerson Industrial Automation、S-T Robotics，意大利comau，英的AutoTech Robotics，加拿大的Jcd International Robotics，以色列的Robogroup Tek公司，這些公司已經(jīng)成為其所在地區的支柱性產(chǎn)業(yè)。在內，工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)剛剛起步，但增長(cháng)的勢頭非常強勁。如中科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化所投資組建的新松機器人公司，年利潤增長(cháng)在40%左右。

四、工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢

工業(yè)機器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實(shí)踐證明，它在提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟效益，改善工人勞動(dòng)條件等方面，有著(zhù)令世人矚目的作用，引起了世界各和社會(huì )各層人士的廣泛關(guān)注。在新的世紀，機器人工業(yè)必將得到更加快速的發(fā)展和更加廣泛的應用。

1、工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展趨勢

從近幾年世界機器人推出的產(chǎn)品來(lái)看，工業(yè)機器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢主要為：結構的模塊化和可重構化；控制技術(shù)的開(kāi)放化、PC化和網(wǎng)絡(luò )化；伺服驅動(dòng)技術(shù)的數字化和分散化；多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化；工作環(huán)境設計的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統的網(wǎng)絡(luò )化和智能化等方面。

2、工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

據UNECE/IFR預測，至2007年，全球新安裝裝機器人的數量將從2003年的81800套增至2007年的106000套，年平均增長(cháng)7%。其中，日本2003-2007年工業(yè)機器人的銷(xiāo)售將從2003年的31600增長(cháng)至2007年的41000套；歐洲2003-2007年工業(yè)機器人將從2003年的27100套增長(cháng)至2007年的34000套；北美2003-2007年工業(yè)機器人市場(chǎng)每年平均增長(cháng)5.8%，至2007年將增長(cháng)到16000套。

五、工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的探討

縱觀(guān)世界各在發(fā)展工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)過(guò)程，可歸納為三種不同的發(fā)展模式，即日本模式、歐洲模式和美模式：

1、日本模式

此種模式的特點(diǎn)是：各司其職，分層面完成交鑰匙工程。即機器人制造廠(chǎng)商以開(kāi)發(fā)新型機器人和批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為主要目標，并由其子公司或社會(huì )上的工程公司來(lái)設計制造各行業(yè)所需要的機器人成套系統，并完成交鑰匙工程；

2、歐洲模式

此種模式的特點(diǎn)是：攬子交鑰匙工程。即機器人的生產(chǎn)和用戶(hù)所需要的系統設計制造，全部由機器人制造廠(chǎng)商自己完成；

3、美模式

此種模式的特點(diǎn)是：采購與成套設計相結合。美內基本上不生產(chǎn)普通的工業(yè)機器人，企業(yè)需要時(shí)機器人通常由工程公司進(jìn)口，再自行設計、制造配套的外圍設備，完成交鑰匙工程。

我從上世紀80年代開(kāi)始在高校和科研單位全面開(kāi)展工業(yè)機器人的研究，近20年來(lái)取得不少的科研成果。但是由于沒(méi)有和企業(yè)有機地進(jìn)行聯(lián)合，至今仍未形成具有影響力的產(chǎn)品和有規模的產(chǎn)業(yè)。目前內除了以組裝為主的中日合資的機器人公司外，具有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)機器人尚停留在高?；蚩蒲袉挝唤M織的零星生產(chǎn)，未能形成氣候。近10年來(lái)，進(jìn)口機器人的價(jià)格大幅度降低，對我工業(yè)機器人的發(fā)展造成了定的影響，特別是我自行制造的普通工業(yè)機器人在價(jià)格上根本無(wú)法與之競爭。特別是我在研制機器人的初期，沒(méi)有同步發(fā)展相應的零部件產(chǎn)業(yè)，使得內企業(yè)在生產(chǎn)的機器人過(guò)程中，只能依賴(lài)配套進(jìn)口的零部件，更削弱了我企業(yè)的價(jià)格競爭力。

中的機器人產(chǎn)業(yè)應走什么道路，如何建立自己的發(fā)展模式，確實(shí)值得探討。中工程院在2003年12月完成并公開(kāi)的《我制造業(yè)焊接生產(chǎn)現狀與發(fā)展戰略研究總結報告》中認為，我應從“美模式”著(zhù)手，在條件成熟后逐步向“日本模式”靠近。

六、機器人在我的前景

應該說(shuō)中是更需要又更不需要機器人的。中人口眾多，勞動(dòng)力資源豐富且廉價(jià)，從這層面說(shuō)用個(gè)貴而笨重的機器人還不如雇個(gè)人來(lái)的便宜，但是我要做世界強就必須用更少的資源作更多的事，我們的企業(yè)必須盡可能的采用技術(shù)來(lái)更高效率的生產(chǎn)，以高競爭力取勝，這就需要很多的機器人，人是沒(méi)有機器人那樣的率，準確率和高效率的?？赡軙?huì )有人失業(yè)，但創(chuàng )造的就業(yè)機會(huì )更多，社會(huì )所得的利益會(huì )更多。我相信在不久將來(lái)，機器人產(chǎn)業(yè)會(huì )如同汽車(chē)樣成為的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，美是“汽車(chē)上的度”，中可以成為“站在機器人肩膀上的”。

七、機器人發(fā)展的希望與困難

機器人技術(shù)是高技術(shù)的重要組成部分，其產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程在我剛剛起步，雖然取得了定的成績(jì)，但仍然存在很多困難和不足，因此更需要多方面的關(guān)心和支持。

政策支持，是加速技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要前提。根據我政府有關(guān)部門(mén)應組織力量進(jìn)行充分地調查研究，在此基礎上，制定切實(shí)可行的推廣、應用機器人和促進(jìn)機器人研究開(kāi)發(fā)的傾斜政策。如在稅收、投資和貸款方面對機器人產(chǎn)業(yè)實(shí)行扶持政策。日本政府通過(guò)制定政策，采取系列措施鼓勵企業(yè)應用機器人，為日本機器人在內開(kāi)拓市場(chǎng)的經(jīng)驗值得我們借鑒。另外，對機器人用戶(hù)，可以考慮給予定的資金補貼，以鼓勵購買(mǎi)．為了避免危險惡劣的工作環(huán)境導致的工傷事故和職業(yè)病，保護工人的身心安全，對些特殊工種，如噴涂，鑄造等通過(guò)勞動(dòng)法強制采用工業(yè)機器人來(lái)代替．這樣可以大大增加工業(yè)機器人的需求數量。

我的機器人產(chǎn)業(yè)化必須由市場(chǎng)來(lái)拉動(dòng)。機器人作為高技術(shù)，它的發(fā)展與社會(huì )的生產(chǎn)、經(jīng)濟狀況密切相關(guān)。機器人的研制、開(kāi)發(fā)只有從技術(shù)上實(shí)現可能性大為原則選擇機器人優(yōu)先應用的領(lǐng)域，并以此為突破口，向其他領(lǐng)域滲透、擴散至為重要。

我機器的應用人要順利走上市場(chǎng)，實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，還是需要各方面的共同努力。

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