工業機器人的發展與應用研究

工業機器人是機器人的一種，它由操作機．控制器．伺服驅動系統和檢測傳感器裝置構成，是一種仿人操作自動控制，可重復編程，能在三難空間完成各種作業的機電一體化的自動化生產設備，特別適合于多品種，變批量柔性生產。它對穩定和提高產品質量，提高生產效率，改善勞動條件的快速更新換代起著十分重要作用。

工業機器人帶來的效益

廣泛的應用工業機器人，可以逐步改善勞動條件，更強與可控的生產能力，加快產品更新換代。提高生產效率和保證產品質量，消除枯燥無味的工作，節約勞動力，提供更安全的工作環境，降低工人的勞動強度，減少勞動風險，提高機床，減少工藝過程中的工作量及降低停產時間和庫存，提高企業競爭力。

工業機器人的發展

隨著科技的不斷進步，工業機器人的發展過程可分為三代，第—代，為示教再現型機器人，它主要由機器手控制器和示教盒組成，可按預先引導動作記錄下信息重復再現執行，當前工業中應用最多。第二代為感覺型機器人，如有力覺觸覺和視覺等，它具有對某些外界信息進行反饋調整的能力，目前已進入應用階段。第三代為智能型機器人它具有感知和理解外部環境的能力，在工作環境改變的情況下，也能夠成功地完成任務，它尚處于實驗研究階段。

國外工業機器人的的發展

美國是機器人的誕生地，早在1961年，美國的ConsolidedControlCorp和AMF公司聯合研制了第一臺實用的示教再現機器人。經過40多年的發展，美國的機器人技術在國際上仍一直處于領先地位。其技術全面、先進，適應性也很強。

日本在1967年從美國引進第一臺機器人，1976年以后，隨著微電子的快速發展和市場需求急劇增加，日本當時勞動力顯著不足，工業機器人在企業里受到了“救世主”般的歡迎，使其日本工業機器人得到快速發展，現在無論機器人的數量還是機器人的密度都位居世界第一，素有“機器人王國”之稱。德國引進機器人的時間比英國和瑞典大約晚了五六年，但戰爭所導致的勞動力短缺，國民的技術水平較高等社會環境，卻為工業機器人的發展、應用提供了有利條件。此外，在德國規定，對于一些危險、有毒、有害的工作崗位，必須以機器人來代替普通人的勞動。這為機器人的應用開拓了廣泛的市場，并推動了工業機器人技術的發展。目前，德國工業機器人的總數占世界第二位，僅次于日本。

法國政府一直比較重視機器人技術，通過大力支持一系列研究計劃，建立了一個完整的科學技術體系，使法國機器人的發展比較順利。在政府組織的項目中，特別注重機器人基礎技術方面的研究，把重點放在開展機器人的應用研究上。而由工業界支持開展應用和開發方面的工作，兩者相輔相成，使機器人在法國企業界得以迅速發展和普及，從而使法國在國際工業機器人界擁有不可或缺的一席之地。

英國紀70年代末開始，推行并實施了一系列措施支持機器人發展的政策，使英國工業機器人起步比當今的機器人大國日本還要早，并曾經取得了早期的輝煌。然而，這時候政府對工業機器人實行了限制發展的錯誤。這個錯誤導致英國的機器人工業一蹶不振，在西歐幾乎處于末位。近些年，意大利、瑞典、西班牙、芬蘭、丹麥等國家由于自身國內機器人市場的大量需求，發展速度非常迅速。目前，國際上的工業機器人公司主要分為日系和歐系。日系中主要有安川、oTC、松下、FANLUC、不二越、川崎等公司的產品。歐系中主要有德國的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的CO毗U及奧地利的工GM公司。

國內工業機器人的發展

我國工業機器人起步于20世紀70年代初期，經過30多年發展，大致經歷了3個階段：70年代萌芽期，80年代的開發期和90年代的應用化期。隨著20世紀70年代世界科技快速發展，工業機器人的應用在世界掀起了一個高潮，在這種背景下，我國于1972年開始研制自己的工業機器人。進入20世紀80年代后，隨著改革開放的不斷深入，在高技術浪潮的沖擊下，我國機器人技術的開發與研究得到了政府的重視與支持，“七五”期間，國家投入資金，對工業機器人及零部件進行攻關，完成了示教再現式工業機器人成套技術的開發，研制出了噴漆，點焊，弧焊和搬運機器人。，國家高技術研究發展計劃開始實施，經過幾年研究，取得了一大批科研成果。成功地研制出了一批特種機器人。

從20世紀90年代初期起，我國的國民經濟進入實現兩個根本轉變期，掀起了新一輪的經濟體制改革和技術進步熱潮，我國的工業機器人又在實踐中邁進了一大步，先后研制了點焊，弧焊，裝配，噴漆，切割，搬運，碼垛等各種用途的工業機器人，并實施了一批機器人應用工程，形成了一批工業機器人產業化基地，為我國機器人產業的騰飛奠定了基礎。但是與發達國家相比，我國工業機器人還有很大差距。

目前，我國工業機器人公司主要有中國新松機器自動化股份有限公司和首鋼莫托曼機器人有限公司。

工業機器人的應用

隨著工業機器人發展的深度和廣度以及機器人智能水平的提高，工業機器人已在眾多領域得到了應用。從傳統的汽車制造領域向非制造領域延伸。如采礦機器人、建筑業機器人以及水電系統用于維護維修的機器人等。在國防軍事、醫療衛生、食品加工、生活服務等領域工業機器人的應用也越來越多。汽車制造是一個技術和資金高度密集的產業，也是工業機器人應用最廣泛的行業，幾乎占到整個工業機器人的一半以上。在我國，工業機器人最初也是應用于汽車和工程機械行業中。在汽車生產中工業機器人是一種主要的制動化設備，在整車及零部件生產的弧焊、點焊、噴涂、搬運、涂膠、沖壓等工藝中大量使用。據預測我國正在進入汽車擁有率上升時期，在未來幾年里，汽車仍將每年15％左右的速度增長。所以未來幾年工業機器人的需求將會呈現出高速增長趨勢，年增幅達到50％左右，工業機器人在我國汽車行業的應用將得到快速發展。

工業機器人除了在汽車行業的廣泛應用，在電子，食品加工，非金屬加工，日用消費品和木材家具加工等行業對工業機器人的需求也快速增長。在亞洲，2005年安裝工業機器人72，600臺，與2004年相比，增長了40％，而應用在電子行業的就占了31％左右。在歐洲地區，據統計2005年與2004年相l：tI業機器人在食品加工行業的應用增長了17％左右，在非金屬加工行業的應用增長了20％左右，在日用品消費行業增長了32％，在木材家具加工行業增長了18％左右。工業機器人在石油方面也有廣泛的應用，如海上石油鉆井、采油平臺、管道的檢測、煉油廠、大型油罐和儲罐的焊接等均可使用機器人來完成。在未來幾年，傳感技術，激光技術，工程網絡技術將會被廣泛應用在工業機器人工作領域，這些技術會使工業機器人的應用更為高效，高質，運行成本低。據預測，今后機器人將在醫療、保健、生物技術和產業、教育、救災、海洋開發、機器維修、交通運輸和農業水產等領域得到應用。