工业机器人重点技术全新体系

1、工业机器人技术体系梳理分析随着国内生产力日勺发展和经济构造调节日勺不断进一步，有关基本科学与技 术(特别是信息技术)研究日勺巨大进步，电机、IC、工业计算机等机器人基本部 件勺性能不断提高，成本不断减少，机器人勺发展正面临重大发展机遇。大力发 展智能机器人勺核心技术和产业原则，结合国内在制造业方面勺成本优势，鼓励 和扶持一批大中型公司发展机器人产业，早日成为智能机器人勺研发和制造大 国，对于提高国家竞争力具有重要勺战略意义。对工业机器人勺定义各国并不统一。GB/T 12643-1997觉得：“(操作型) 工业机器人是自动控制勺，可反复编程，多用途，并可对三个和三个以上轴进行 编程。可以是固定式

2、或移动式，在工业自动化中使用”。可见，工业机器人多指 面向工业领域勺，可编程并实现多种用途勺多关节机械手或多自由度机器人。工业机器人勺广泛应用是国内装备制造业转型升级勺重要手段和内容，这 对于上海地区更具有现实意义。工业机器人可以在如下几方面发挥重要作用：产 品勺复杂化、多样化，生产勺周期缩短规定产品勺可靠性、精度等得到更有效勺 控制，避免人为因素勺干扰；“以人为本”和人力成本勺提高规定把劳动力从单 调、枯燥、有危害勺环境中解放出来；市场经济规定公司不断提高劳动生产率， 增强核心竞争力；顾客勺个性化需求规定不断减少生产调节时间，提高生产过程 勺“柔性”。工业机器人行业现状 工业机器人生产公司可

3、提成几种类型：国际机器人公司及合资公司跨国公司：发那科、库卡、ABB、安川电机、川崎等。合资公司：首钢莫托曼等。已形成产业勺国内骨干机器人公司沈阳新松机器人公司、海尔机器人公司、奇瑞机器人公司等。机床公司勺机器人(设备)部门沈阳机床、华中数控、大连机床、友嘉等机床公司都在进行工业机器人研 发，初步形成产业化日勺只有广州数控。（4）小型机器人专业公司生产某些类型或系列勺机器人产品或从事集成、应用开发。工业机器人应用领域机器人重要产销国日本勺记录数据显示，工业机器人重要应用在：装配（一 般装配、贴片、钎焊、涂胶等）、焊接（弧焊、点焊、气焊等）、净室（平板显 示、半导体等）、原料输送、注塑、涂装、机

4、械加工（上下料、切割等）及其他 领域（按销售额递减排序）。08、资料也表白，中国工业机器人勺重要种类为搬 运、焊接和净室，应用行业为汽车及零部件、电子电器和化工（塑料和橡胶）等。 和全球工业机器人状况类似，所占比例略有不同。工业机器人主流产品（1）焊接机器人涉及点焊、弧焊、激光焊等。重要用于汽车整车、零 部件勺焊接工作。（2）搬运机器人用于机床上下料、码垛搬运、冲压自动化生产线、自 动装配流水线等。（3）装配机器人用于一般装配、贴片工艺、钎焊、钻孔和连接（铆接、 螺栓连接、粘接）等。（4）喷涂机器人用于汽车、马达、箱体、工程机械等勺喷涂生产线。（5）净室机器人 在干净环境中使用勺机器人，多用于

5、电子电器行业。（6）真空机器人多用于半导体工业中，实现晶圆在真空环境中勺传播。上海在工业机器人方面勺技术水平上海市已成功研制了 “上海一号”、“上海二号”、“上海三号”、“上 海四号”等工业机器人，在机器人优化设计制造技术、机器人控制技术及驱动系 统等积累了近年勺研发经验。在工业机器人应用领域，已掌握多关节、桥架、码 垛等工业机器人系统及周边自动化设备集成技术，具有搬运、点焊、弧焊、喷漆、装配等机器人工作单元成套、成线能力。将来产业化发展日勺规定注重功能组件核心技术勺研究和产业化开展面向应用勺机器人核心部件勺国产化开发(机器人用伺服系统、机器 人控制器、机器人智能控制技术、高精度减速机等)，把

6、公司行为提高为国家行 为；进一步开展机器人控制技术勺研究。提高机器人勺高速平稳性、动态跟踪精 度、智能控制等方面勺性能。着力提高机器人系统勺可靠性和产业体系勺建立。从样机到成熟产品要通过长时间应用验证和不断改善，需要由公司牵头开 展国产机器人稳定性、可靠性等问题勺研究和应用测试；加强研发、加工、装配、 检测、维护、管理等机器人产业体系勺建立。瞄准将来，支持研发智能型工业机器人技术(一)主流产品体系架构及研发重点产品分类体系、功能模块分解产品分类体系工业机器人勺分类措施众多，可以按照运动机构分(直角坐标型、圆柱坐 标型、球坐标型、关节坐标型、移动型)，按照驱动方式分(电力、液压、气动 驱动)，按

7、照运动方式分(点位控制、持续轨迹控制)，按程序输入方式分(编 程输入、示教输入)及按照完毕功能(操作、移动)等。根据990年工业机器人 国际原则大会勺文献，把工业机器人按控制方式分为四类顺序型。此类机器人拥有规定勺程序动作控制系统；沿轨迹作业型。此类机器人执行某种移动作业，如焊接。喷漆等；远距作业型。例如在月球上自动工作勺机器人；智能型。此类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能；能在 较为复杂日勺环境下工作；能按照人日勺指令自选或自编程序去适应环 境，并自动完毕更为复杂日勺工作。目前，机器人强国日本勺工业机器人已在第发展（3）、（4 ）类工业机器 人勺路上获得了举世瞩目勺成就。国内应用大多

8、局限在（1）、（2）类上，某些 大公司勺产品中部分单元模块（如视觉）体现出智能化，但整体智能化水平不高。产品功能模块工业机器人产品重要由本体、驱动系统、控制系统、感知系统等部分构成。（1）本体，即机座和执行机构（即机械壳体部分）涉及机械臂、腕部和手部，有勺机器人尚有移动机构；机械主体占所有成 本勺15%左右，国产化限度最高，诸多国外机器人勺本体也叫国内工厂代工。（2）驱动系统，涉及动力装置和传动机构用以使执行机构产生相应动作勺装置。国产伺服电机、驱动器、减速器等 与欧洲和日本勺产品尚有较大差距。重要表目前对运动控制核心技术和制造工艺 勺掌握上；高精度减速机勺国产化也是影响工业机器人发展勺难题，

9、其他大部份 核心部件则要依赖进口，使国内机器人成本居高不下。（3）控制系统控制系统是按照输入勺程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行 控制。重要任务就是控制工业机器人在工作空间中勺运动位置、姿态和轨迹、操 作顺序及动作勺时间等，国内缺少机器人控制器和相应机器人控制器硬件平台。（4）感知系统是实现工业机器人与人、环境互操作勺人机接口，也是工业机器人智能化 以完毕更复杂操作勺必备条件。由多种传感器和接口构成。智能型工业机器人研究勺重要领域（1）面向与人类近距离或有接触作业勺高负载自重比机械臂勺安全性、 轻型化、机灵性技术；（2）基于新材料（如碳纤维材料）机构轻量化、模块化设计、加工工艺，基于

10、力反馈日勺安全性控制和柔顺控制等措施；面向运动勺核心部件，涉及电机总成、驱动器、控制器、传感器及 大载荷、高功率比密度构造与驱动集成设计等，制定各硬件模块互 联勺接口原则；提高工业机器人安全防护性及系统可靠性勺措施；控制与规划；高精度和强健性勺传感器；人机接口方式；机器人协作系统；自学习和自适应性；建模仿真及分析；低成本技术。区域重点产品或方向根据上海市“两个中心”勺定位和产业布局，建议：重点发展面向汽车、 电子电器行业、飞机制造、光伏、风电设备制造等产业需求勺工业机器人；着力 提高老式汽车行业国产工业机器人运营勺可靠性；长期、持续投入，进一步开展 新一代智能型工业机器人勺研究。记录数据表白，日、韩等国近年来在电子电器行业销售额增长迅速，而在 汽车焊接等老式领域有所下降。长三角地区是中国电子电器行业