如何突破工業機器人本體

❶ 工業機械臂的智能化要解決哪些問題

工業機器人的智能化 將何去何從

工業4.0，在中國這個世界級工廠的大地上正如火如荼的進行著。與此同時，國家和地方政府也不遺餘力，大力扶持地方企業進行「機器換人」的無人化改造。我們都相信，這是一種不可阻擋的科技趨勢，也是一場不可逆的有關更大更完全解放生產力的革命潮流。

說到工業機器人，其實分類很多。但就我個人而言，接觸最多的還是串聯六軸機械臂，即俗稱的六軸機器人。因為它自由度多，靈活性好，且通用性比較高，所以廣受工業製造的青睞。現在的工業應用領域中，越來越多的6軸機器臂出現在不同的工作崗位上，用以代替人類從事各種各樣繁重，危險，高負荷的工作。這些工作曾經因為會給工作人員帶來難以預估的身體和精神傷害，而廣受詬病，並且隨著中國老齡化的浪潮的到來，也使企業主難以招到滿意的員工。而現在，靈活穩定的機械臂的出現，剛好解決了這個問題。

在某些行業領域，6軸機械臂有廣泛的應用，如家電行業，鑄造行業；在某些行業領域，6軸機械臂有更廣泛的應用，如汽車行業，電子行業。在這些擁有高附加值和標准化生產線的行業中，價格不菲的機器人的優勢才能更好的發揮出來。

1959年美國製造出世界上第一台工業機器人,機器人的歷史真正開始。現如今，半個世紀過去了，工業機器人可謂走過了一段漫長的發展之路。從當初的實驗室，到現在工業應用的各個行業，我們可以看到，機器人的應用已經越來越成熟。但是這種成熟，似乎也非常集中在某些行業，如電子生產，汽車製造等。

為什麼這么說呢？我們來看看智能手機的發展過程，從04年出現，到現在的非常普及乃至普通，其中有一個非常重要的事件，就是生產工藝的標准化。比如充電器介面，所有安卓智能手機的充電器介面都一樣。這種設備的標准化，有一個很明顯的好處，就是給用戶帶來了很多方便。出差，忘記帶手機充電線了，不怕，我們可以很容易在周邊借到一根充電線。標准化的優勢，更多的體現在產品的普及過程，和無限的可能性發展。它能讓更多的人參與進來，使用，設計，優化。這對一種產品的成熟至關重要。

工業機器人的發展如何呢？發展了半個多世紀，我們看到，它的成熟度和發展了幾年的手機相比，實際上差距還是很大。工業機器人有自己的小圈子，本體廠家之間都是明顯的競爭關系，他們的保護壁壘也更加厚實。他們對自己的機器人都十分自信，覺得它們能完成更多，更精細的工作。所以與他人合作的意願就沒有那麼強烈，甚至是不願意和他人交流。

但是，我們看到工業機器人的行業應用還是有限的。機器人在使用的時候，也沒有本體廠家們想像的那麼好用。實際上，它還需要更多的設計來完善功能，增加使用的便利性和靈活性。

進過60年的發展，到目前為止機器人的擁有量不到300萬台，而中國一年的汽車產量2500萬台。機器人作為一種產業或者產品，它幾乎可以忽略不計。而原因在於，由於眾多技術的限制使機器人只是局限在製造業很窄的一部分里。盡管如此，機器人在全球范圍的熱度卻仍在持續升溫。

實際上，當前就製造業向「智造業」的轉型發展已成為共識，廣東近幾年出現的「機器換人」的大潮更是一個典型代表。在產品生命周期縮短、消費者個性化需求提高的當代，傳統的大規模流水線工業已經跟不上節奏——智能手機的更新換代的周期更是已經縮短到11個月，連汽車等高檔消費品的更新周期也減少到了4年，靈活、快速及可以隨時變化升級的生產線為工業機器人提出了新的要求，也提供了新的機遇。

個人感覺，工業機器人的發展和應用，如果想更上一層樓，需要在以下方面做出改變：

1.本體廠商對設備精度和性能的提升，對感測設備的深層研發，並構架出閉環控制系統。

工業機器人普遍能達到低於0.1毫米的運動精度(指重復運動到點精度)，抓取重達一噸的物體，伸展也可達三四米。這樣的性能雖不一定能輕易完成蘋果手機上一些「瘋狂」的加工要求，但對絕大部分的工業應用來說，是足以圓滿完成任務。

隨著機器人的性能逐漸提升，以前一些不可能的任務也變得可行起來(如激光焊接或切割，曾需要專門的高精度設備來指導激光的走向，但隨著機器人精度的提升，現在也變得可依賴機器人本身的准確運動來代替了)。

但相比傳統高端設備，如高精度數控機床，激光校準設備，或特殊環境(高溫或特低溫)設備等，工業機器人尚力不能及。

工業機器人是工業智能化的一個標志，它不僅體現在機械控制系統的智能編程上，還需要外部感測設備支持。為了檢測作業對象及環境或機器人與它們的關系，在機器人上安裝了觸覺感測器、視覺感測器、力覺感測器、接近覺感測器、超聲波感測器和聽覺感測器，大大改善了機器人工作狀況，使其能夠更充分地完成復雜的工作。由於外部感測器為集多種學科於一身的產品，有些方面還在探索之中，隨著外部感測器的進一步完善，機器人的功能越來越強大，將在許多領域為人類做出更大貢獻。

2.本體廠商對數據底層介面的開放，本體廠商之間標准化介面和編程語言。

傳統機器人的工作本質就是不斷地走一個個的路徑點，同時接收或設置外圍的I/O信號(老和其他設置如夾具，輸送線等合作)。而指導機器人這么做得過程，就是機器人編程。幾乎每一家領先公司都有自家的編程語言和環境，從而需要機器人操作者參加學習培訓。當機器人適用范圍增廣後，這個成本開始顯現了。

這些廠商是有理由維護自家的編程環境的，一來工業機器人四十年前就開始規模化做了，那時還沒有什麼面向對象等現在廣為熟知普遍認同的主流先進編程理念，二來萌芽階段自家技術難免會和競爭對手不同，維護一個編程方式也無可厚非，三來因為他們的大客戶往往也是傳統的工業大客戶，如大汽車廠商，這些客戶求穩，自然不希望你機器人過幾年就趕個熱潮變換編程方式，搞得他們還得扔掉幾十年的經驗，重新花大錢培訓學習。

標准化底層數據介面還有另外一個好處，就是直接給上層的應用級開發帶來很多方便的地方。現在，大多數離線編程公司因為沒辦法拿到機器人底層數據介面，無法直接和機器人通信，所以程序調試起來很麻煩。同時，因為沒有底層數據介面，離線編程應用等開發出來的功能也十分有限。這給編程人員和整個機器人應用的廣泛普及都帶來了很大的苦惱。

3.軟體服務公司對機器人通用功能的完善，對工藝數據的處理。

機器人離線編程系統的研製和開發涉及的問題很多．包括多個領域的多個學科。目前工業領域的機器人離線編程軟體種類也很繁多，軟體的性能和功能也參差不齊，各有千秋。舉例來說，國外離線編程軟體發展較早，工業應用也比較成熟。像等都是首屈一指的離線軟體大佬，他們在國內外的行業應用中，都經過大量的實踐檢驗。國內的工業機器人離線編程軟體雖然起步較晚，但是因研發投入較大，重視程度較高，所以進步很大，典型的案例就是北京華航唯實機器人公司的離線編程軟體。其公司技術背景一是北航機器人研究所與CAD中心數十年的航空航天項目經驗，二是數幾十人的優秀研發團隊，再加上背後財團的大力支持，商業化後短短兩年就發展成國內離線編程軟體的領導者，一騎絕塵，可謂成績不俗。。

離線編程技術是未來工業機器人發展的重點之一，但是，就目前的工業應用來說，軟體需要改進的地方還有很多。為推動這項技術的進一步發展，也需要多個方面的研究工作，下面就以大家比較熟悉的國產離線編程軟體為例，來具體談談軟體需要改進的地方：

a)多媒體技術在機器人離線編程中的研究和應用。友好的人機界面、直觀的圖形顯示及生動的語言信息都是離線編程系統所需要的。在這些地方，相比較外國軟體，做的已經很好了。當然，這個和它是國產軟體，有一群了解中國人軟體使用習慣的程序猿有很大關系。良好的人機交互體驗能減少軟體使用者的上手和學習難度，同時也能增加用戶的使用慾望，幫助設計人員更好的工作。

b)多感測器的融合技術的建模與模擬。隨著機器人智能化的提高，感測器技術在機器人系統中的應用越來越重要。因而需要在離線編程系統中對多感測器進行建模，實現多感測器的通訊，執行基於多感測器的操作。對於感測器的支持，據我所知，這方面的研究還比較少，國外同行做的也不盡如人意。機器人要想更智能化，感測器是一個非常關鍵的設備，其相關技術還需要大家共同努力，盡早突破。

c)各種規劃演算法的進一步研究。其包括路徑規劃、抓取規劃和細微運動規劃等。規劃一方面要考慮到環境的復雜性、運動性和不確定性，另一方面又要充分注意計算的復雜性。我們知道，離線編程模擬軟體，一個非常重要的功能就是，產線軌跡，軌跡規劃和軌跡生成。為了減少不必要的成本，提高工作效率，我們使用軟體更多的是出於設計方面的考慮。軟體可以支持多機器人的產線規劃，支持單機器人的軌跡規劃和生成，這大大滿足了我們工程師在設計方面的要求。

d)錯誤檢測和修復技術。系統執行過程中發生錯誤是難免的．應對系統的運行狀態進行檢測以監視錯誤的發生，並採用相應的修復技術。此外，最好能達到錯誤預報，以避免不可恢復動作錯誤的發生。在程序模擬的時候，打開干涉檢查功能，會對軌跡中的錯誤做初步檢測。生成後置程序的時候，會對後置的機器人數據做最後的檢測過濾，如果發現有不符合程序正常運行的數據，會拒絕生成後置代碼。這樣做的目的是最大程度減少，來自程序設計本身的失誤。這一點需要給的設計人員點個贊，做的真的很好。

在解決上述軟體通用功能以後，對工藝數據的整理組織也是一項十分重要的工作。專家庫的建立，能夠把軟體編程和機器人操作的門檻降低，讓更多的非專業工作人員進入到智能化產線當中。機器人換人的目的不是讓人失業，而是解放勞動力，讓設計人員把精力和時間投入到更有價值，更有意義的工作中去。隨著全球老齡化的到來，隨著員工的更新換代，操作經驗和技術工藝也面臨傳承不濟和逐漸流失的風險。如果離線編程軟體能做好工藝數據的沉澱和應用，也算是功德一件。對於企業的自身發展，也很有幫助。目前，各個離線編程廠家或多或少都有自己的工藝數據包，像等這樣有本體機器人做依託的離線廠家，工藝數據自然豐富強大一些，沒有本體依託的軟體廠家，也在做相關方面的研究。在東莞也建立起了自己的科學試驗站，和多家國內本體廠商合作，專門從事打磨，焊接，去毛刺等工藝研究，現已積累大量可用於工業生產的工藝數據。

總結：只有當上述三個問題得以突破，工業機器人才能擺脫目前只是作為一種機械設備在行業領域應用的現狀，從而進入廣泛的市場。不止是作為人類的替代或人類能力的延伸，而是成為一個真正能夠獨當一面的機器人。我們相信這一天的到來，將會是人類科技發展史上非常重要，輝煌的一個篇章。

❷ 如何從零開始學習工業機器人

第一、先到一些網路上看一些文字記錄及視頻，通過視頻學習工業機器人的使用。

❸ 國務院「人工智慧發展規劃」都說了啥

您好，前瞻經濟學人為您提供相關行業分析：

截至2018年全國機器人政策匯總及解讀

近年來，我國機器人行業迅猛發展，2017年全球機器人市場已達232億美元，同期中國市場規模約為62.8億美元。2012年至2017年全球市場平均增長率約為17%，同期中國市場平均增長率達到28%。

從產品來看，中國在三大機器人領域的發展均領先全球：2017年中國工業機器人已突破13萬台，連續五年成為全球第一大應用市場，佔全球工業機器人市場份額超過四分之一；服務機器人需求潛力巨大，特種機器人應用場景顯著擴展，核心零部件國產化進程不斷加快，創新型企業大量涌現，部分技術已可形成規模化產品，並在某些領域具有明顯優勢。

隨著越來越多的企業進入機器人製造領域，完善標准體系、健全檢測認證、規范市場體系、促進公平競爭已成當務之急。

圖表1：2010-2017年中國工業機器人銷售及佔全球比重（單位：台，%）

❹ 談談工業機器人有哪些應用及其發展前景

未來全球工業機器人主要有以下趨勢：

（1）機器人與信息技術深入融合

大數據和雲存儲技術使得機器人逐步成為物聯網的終端和節點。信息技術的快速發展將工業機器人與網路融合，組成復雜性強的生產系統，各種演算法如蟻群演算法、免疫演算法等可以逐步應用於機器人應用中，使其具有類人的學習能力，多台機器人協同技術使一套生產解決方案成為可能。

（2）機器人產品易用性與穩定性提升

隨著機器人標准化結構、集成一體化關節、自組裝與自修復等技術的改善，機器人的易用性與穩定性不斷被提高。

一是機器人的應用領域已經從較為成熟的汽車、電子產業延展至食品、、化工等更廣泛的製造領域，服務領域和服務對象不斷增加，機器人本體向體積小、應用廣的特點發展。

二是機器人成本快速下降。和工藝日趨成熟，機器人初期投資相較於傳統專用設備的價格差距縮小，在個性化程度高、工藝和流程繁瑣的產品製造中替代傳統專用設備具有更高的經濟效率。

三是人機關系發生深刻改變。例如，工人和機器人共同完成目標時，機器人能夠通過簡易的感應方式理解人類語言、圖形、身體指令，利用其模塊化的插頭和生產組件，免除工人復雜的操作。現有階段的人機協作存在較大的安全問題，盡管具有視覺和先進感測器的輕型工業機器人已經被開發出來，但是目前仍然缺乏可靠安全的工業機器人協作的技術規范。

❺ 工業機器人工程師除了PLC編程，還要掌握哪些硬技術

一、電子繪圖
電子繪圖是學習工業機器人專業的必修課，熟練運用EPLAN、CAD等軟體進行機械設計，工業機器人在一整條自動化線中，如何布局工作，如何配合完成項目，相當於一條自動化線升級改造，首先要有平面圖紙，尺寸，這樣現場調試，安裝都會井井有條，所以對於工業機器人工程師而言，不僅要有繪圖制圖功底，還要有靈活思維，如果能自己研發一條柔性生產線，可稱為高手了。電氣控制，伺服，變頻控制，液壓與氣動，感測技術，觸摸屏，機械CAD制圖等。
二、工業機器人本機控制
工業機器人本機控制，毋庸置疑，就是操作工業機器人本體了，需要掌握機器人坐標系、邏輯控制語句、IO等方面的應用，從而實現工業機器人的裝配、搬運、碼垛、噴塗等動作。同時要學會機器人故障排除和維護，而通過PLC工控系統控制機器人的運行，停止以及程序設置，要學習離線模擬等編程來完成工業機器人更高級的任務。
三、工業機器人系統集成項目
如果能掌握工業機器人系統集成項目的開展能力，那就是大神級別了，首先，你需要有非常強的邏輯思維，能夠獨立完成柔性生產線的布局和設計，不僅機器人研發生產型公司非常需要這類人才，企業自動化線改造也需要這類人才，所以我們稱之為工業機器人系統集成研發工程師。工業機器人solidworks三維制圖，工業機器人示教編程，工業機器人離線模擬編程等。

❻ 中國製造2025在機器人領域的重點有些什麼

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人，是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智慧技術制定的原則綱領行動。

工業機器人的典型應用包括焊接、刷漆、組裝、採集和放置（例如包裝、碼垛和SMT）、產品檢測和測試等，具有高效性、持久性、高效率和准確性。

工業機器人是先進製造業的關鍵支撐裝備。大力發展工業機器人產業，對於打造中國製造新優勢，推動工業轉型升級，加快製造強國建設具有重要意義。

發展工業機器人，要重點打造四種基本能力，五種關鍵零部件，六種標志性產品。

四項基礎能力

一、機器人共性關鍵技術

在工業領域，共性關鍵技術大致可分為兩類：

1.工業機器人關鍵技術：重點突破高性能工業機器人工業設計、運動控制、精確參數辨識補償、協同作業與調度、示教/編程等關鍵技術。

2.新一代機器人技術：重點開展人工智慧、機器人深度學習等基礎前沿技術研究，突破機器人通用控制軟體平台、人機共存、安全控制、高集成一體化關節、靈巧手等核心技術。

為加強共性關鍵技術研究，《機器人產業發展規劃（2016－2020年）》強調，針對智能製造和工業轉型升級對工業機器人的需求，重點突破制約我國機器人發展的共性關鍵技術。積極跟蹤機器人未來發展趨勢，提早布局新一代機器人技術的研究。

二、機器人創新中心

《機器人產業發展規劃（2016－2020年）》強調，充分利用和整合現有科技資源和研發力量，組建面向全行業的機器人創新中心，打造政產學研用緊密結合的協同創新載體。

重點圍繞人工智慧、感知與識別、機構與驅動、控制與交互等，開展基礎和共性關鍵技術研究，深入開展高端製造業領域的前沿基礎研究和應用基礎研究，推進科技成果的轉移擴散和商業化應用，強化國際交流與合作，培養機器人專業研發設計人才。

三、機器人產業標准

《機器人產業發展規劃（2016－2020年）》強調，要發揮企業參與制修訂標準的積極性，研究制訂一批機器人國家標准、行業標准和團體標准，主要包括機器人用RV減速機通用技術條件等通用技術標准、機器人整機電磁兼容技術要求和試驗方法等檢測標准、工業機器人編程和操作圖形用戶介面等通信控制標准、設計平台標准和噴塗機器人系統應用規范等應用標准。

四、國家機器人檢測與評定中心

《機器人產業發展規劃（2016－2020年）》強調，建立並完善以國家機器人檢測與評定中心為代表的機器人檢驗與認證機構，面向機器人整機及關鍵功能部件兩方面內容開展檢測與評定工作。

整機性能評價包括：安全、性能、環境適應性、噪音水平、電磁兼容性、可靠性及測控軟體評價等；

功能部件檢測評定包括：零件質量、零部件安全及性能、雜訊、環境適應性、材質和介面等。

五種關鍵零部件

一、高精密減速器

精密減速器，在機械傳動領域是連接動力源和執行機構之間的中間裝置，通常它把電動機、內燃機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪，嚙合輸出軸上的大齒輪，從而達到降低轉速，增加轉矩的目的。

沒有減速器，機器人關節臂就不能正常運轉。

精密減速機根據精度可分為標准精度和高精度；根據用途可分為軍用和民用；根據運行的環境可分為標准環境、低溫環境、清潔室環境和真空環境。

目前國際上具備大規模生產能力且產品性能可靠的RV減速器製造企業較少，全球絕大多數市場份額已被日本企業占據。國產減速器價格雖然便宜，供貨期短，但產品性能與國外產品存在較大差距。因此，國產減速器大多隻能供給中、低端機器人使用，無法滿足高端機器人市場需求。

為此，《機器人發展規劃》明確，通過發展高強度耐磨材料技術、加工工藝優化技術、高速潤滑技術、高精度裝配技術、可靠性，探索壽命檢測技術以及新型傳動機理，發展適合機器人應用的高效率、低重量、長期免維護的系列化減速器。

二、高性能機器人專用伺服電機和驅動器

伺服電機作為控制系統中的執行元件，是影響機器人工作性能的主要因素之一。機器人伺服系統由伺服電機、伺服驅動器、指令機構三大部分構成，伺服電機是執行機構，就是靠它來實現運動的，伺服驅動器是伺服電機的功率電源，指令機構是發脈沖或者給速度用於配合伺服驅動器正常工作的。

目前，高啟動轉矩、大轉矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業機器人中得到廣泛的應用。國產伺服電機在以下方面仍需突破：

一是外形普遍較長，外觀粗糙，很難應用在一些高檔機器人上面。

二是信號接插件的可靠性需要改進，而且需要朝小型化、高密度化以及與伺服電機本體的集成設計的方向優化，方便安裝、調試、更換。

三是另一項核心技術——高精度的編碼器，尤其機器人上用的多圈絕對值編碼器，嚴重依賴進口，是制約我國高檔機器人發展的很大瓶頸。

四是缺失基礎性研究，包括絕對值編碼器技術、高端電機的產業化製造技術等等。

五是伺服系統各部分產業協同不夠，導致伺服電機和驅動系統整體性能難以發揮。

伺服電機不僅直接關乎國內機器人企業的市場競爭力，長遠來看，對於整個中國機器人產業的發展具有戰略意義。為此《機器人發展規劃》特別強調，通過高磁性材料優化、一體化優化設計、加工裝配工藝優化等技術的研究，提高伺服電機的效率，降低功率損失，實現高功率密度。發展高力矩直接驅動電機、盤式中空電機等機器人專用電機。

三、高速高性能控制器

指揮機器人工作的是人類嗎？不，是控制器。工業機器人控制器主要控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡，操作順序及動作的時間等。

控制器是發布命令的「決策機構」，是自動化工廠的大腦。掌握控制器的主導權，相當於控制了機器人的性能。在中國，四大家族的控制器市場佔比為53%，其中，發那科佔比16%，庫卡佔比14%，ABB機器人佔比12%。而國產品牌控制器市場佔比不及16%，可見在中國控制器領域，國產程度較低。

目前國產控制器市場主要存在以下問題：

1、國產控制器可控制的機器人類型齊全，但在操作精度、穩定性、響應速度、易用性等方面還有很大的進步空間。

2、機器人本體和零部件綁定效應強，一般成熟的機器人企業都能實現本體和核心零部件的自主研發和掌控，因此，國產單純做控制器的企業難以突圍。

3、國產控制器性價比高，這個既是優勢也是劣勢，優勢是可佔領對機器人精度要求不高的中低端市場和新興領域；劣勢主要表現在對於高端市場，道阻且長。

為此，《機器人發展規劃》特別強調，通過高性能關節伺服、振動抑制技術、慣量動態補償技術、多關節高精度運動解算及規劃等技術的發展，提高高速變負載應用過程中的運動精度，改善動態性能。發展並掌握開放式控制器軟體開發平台技術，提高機器人控制器可擴展性、可移植性和可靠性。

四、感測器

感測器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，並將其按一定規律轉換成電信號或者其他可供測量的信號輸出，以滿足信息傳輸、處理、儲存、顯示、記錄、控制等要求。

工業機器人的准確操作取決於對其自身狀態、操作對象及作業環境的准確認識，這種認識正是通過感測器實現的。

由於行業起步晚、競爭壓力大，我國感測器發展依然面臨三大困境。

首先是關鍵技術尚未突破。感測器的設計技術囊括了多種學科、理論、材料和工藝知識，突破起來十分困難，目前，在人才匱乏、研發成本高昂、企業惡性競爭激烈的情況下，我國還沒有突破感測器一些共性關鍵技術。

其次是產業化能力不足。國內感測器產品不配套且不成系列，重復生產、惡性競爭多發，使得產品可靠性較差、低端偏移較為嚴重，只能長期依賴國外進口。

再次是資源不集中。目前我國感測器企業有1600餘家，但大都以小微企業為主，盈利能力不強，缺乏技術引領的龍頭企業，最終導致資金、技術、企業布局、產業結構、市場等方面都變現出分散的狀態，資源得不到有效集中，產業發展也遲遲無法走向成熟。

為此，《機器人發展規劃》特別強調重點開發關節位置、力矩、視覺、觸覺等感測器，滿足機器人產業的應用需求。

五、末端執行器

末端執行器指的是任何一個連接在機器人邊緣（關節）具有一定功能的工具。這可能包含機器人抓手，機器人工具快換裝置，機器人碰撞感測器，機器人旋轉連接器，機器人壓力工具，順從裝置，機器人噴塗槍，機器人毛刺清理工具，機器人弧焊焊槍，機器人電焊焊槍等等。機器人末端執行器通常被認為是機器人的外圍設備，機器人的附件，機器人工具，手臂末端工具（EOA）。

隨著工業機器人快速發展，末端執行器也獲得了龐大的應用與發展空間。為此，《機器人發展規劃》特別強調，要重點開發抓取與操作功能的多指靈巧手和具有快換功能的夾持器等末端執行器，滿足機器人產業的應用需求。

六大標志性機器人

中國製造業想要實現智能製造，不僅需要開發、應用多種多樣的工業機器人，更要加快發展以全自主編程智能工業機器人、人機協作機器人為代表的六大標志性工業機器人，推進工業機器人向中高端邁進。

1.全自主編程智能工業機器人

根據《機器人產業發展規劃》的相關規定，滿足智能製造及先進製造業發展的全自主編程工業機器人，自由度要在6以上，適應工件尺寸范圍在1m*1m*0.3m以上。該類工業機器人需要具備智能工藝專家系統，自動獲取信息，生成作業程序（全過程非示教，自動編程時間小於1秒），以滿足噴塗、拋光、打磨等復雜的作業要求。

2.弧焊機器人

弧焊機器人即用於自動弧焊的工業機器人，其組成原理與點焊機器人基本相同，主要應用於各類汽車零部件的焊接生產。弧焊機器人通常由機器人本體、控制系統、示教器、焊接電源、焊槍、焊接夾具、安全防護設施等多個部分組成。

在向中高端升級的過程中，弧焊機器人要廣泛應用焊縫軌跡電弧跟蹤、高壓接觸感知、焊縫坡口寬度電弧跟蹤等多種關鍵技術，集中研發6自由度多關節機器人，達到中厚板弧焊機器人額定負載≥10kg，薄板弧焊機器人額定負載6kg等技術指標。

3.人機協作機器人

人機協作機器人是與人類在共同工作空間中有近距離互動的機器人，是當下工業機器人領域的發展重點。以往大部分的工業機器人是自動作業或是在有限的導引下作業，不需要考慮和人類近距離互動。而隨著工業4.0越來越近，人與機器攜手合作、發揮各自的專長，也就越來越必要，越來越迫切了。

面向未來智造趨勢的人機協作機器人，應是6自由度以上的多關節機器人，自重負載比小於4，重復定位精度±0.05mm，力控精度<5N，碰撞安全監測響應時間<0.3s，選配本體感應皮膚的整臂安全感應距離<1cm，防護等級IP54。應適用於柔性、靈活度和精準度要求較高的行業（如電子、醫葯、精密儀器等），同時滿足更多工業生產中的操作需要。

4.重載AGV

AGV即無人搬運車(Automated Guided vehicle)的簡稱。通過裝備自動化導引裝置，AGV可以沿規定路徑行駛，並完成物料搬運與安全保護，可代替叉車及拖車等傳統搬運設備，實現少人化乃至無人化操作。

AGV機器人具有極高的工作效率，不僅大大降低了人工成本，也極大地減少了工作中的意外事故，因此在工業領域異常火熱，也是未來智能製造領域必不可少的搬運裝備。

在促進工業機器人邁向中高端領域的過程中，重載機器人是一大標志性產品。根據《機器人發展規劃》，重載AGV的指標有以下幾項——

驅動方式：全輪驅動；最大負載能力40000Kg；最大速度：直線20m/min；轉彎半徑：2m；輔助磁導航精度：±10mm；防碰裝置：激光防碰；舉升裝置：車體自舉升；舉升行程：最大100mm。

5.雙臂機器人

隨著現代製造業不斷向智能製造方向邁進，單臂機器人的局限性越來越明顯，不能完成的工作任務、不能適應工作場景越來越多。在此情況下，雙臂機器人應運而生。雙臂雙動力器人模仿了人體雙臂的協作原理、具備雙臂分別操作功能。雙臂甚至多臂協作機器人，完美適應並有效促進了智能製造，實現了機器與人的完美協同、共存共享。

根據《機器人產業發展規劃》，雙臂機器人的核心指標包括以下幾個方面——

每個單臂6自由度以上，關節轉動速度≥±180°/s，雙臂平均功耗<500W，擁有雙臂碰撞檢測的路徑規劃功能，集成雙目視覺定位誤差<1mm，2指/3指柔性手爪行程≥50mm，抓取力≥30N，重復定位精度±0.05mm，適用於3C電子等行業的零件組裝產線。

6.真空（潔凈）機器人

真空（潔凈）機器人是一種在真空環境下工作的機器人，主要應用於半導體工業中，實現晶圓在真空腔室內的傳輸。研發真空機器人的關鍵技術包括真空環境下傳動潤滑、直驅控制、動態偏差檢測與校正及碰撞檢測與保護等。

真空機械手通用性強、用量大、受限制、難進口，是制約半導體裝備整機的研發進度和整機產品競爭力的關鍵部件，當下已成為嚴重製約我國半導體設備整機裝備製造的「卡脖子」問題。

根據相關政策標准，符合我國智能製造確實的真空機器人，應滿足真空最大負載15kg，潔凈最大負載210kg，重復定位精度±0.05～0.1mm等核心指標。

❼ 哈工智能的工業機器人本體業務發展的如何

哈工智能的工業機器人本體業務發展的很快速，據了解，哈工智能與哈工現代一直都專注於工業機器人本體產品的研發、製造及銷售呢。哈工現代生產的工業機器人以六軸通用機器人為主，可廣泛應用於汽車整車、汽車部件、軌道客車、家電、電子、機加工、食品、建築材料、工程機械和軍工等行業。據悉，哈工現代的機器人本體產品在對產品穩定性、質量、服務等具有高標准要求的汽車行業取得銷售突破，順利與上汽通用五菱汽車股份公司展開直接合作，並獲得客戶高度認可。

❽ 我國工業機器人技術的現狀與發展趨勢

近年來工業機器人發展逐漸得到重視，國家出台各種鼓勵措施，地方也爭相設立發展目標，核心內容是實現自主創新、加快國產替代進程。目前我國工業機器人行業正處於初步產業化階段，從發展期逐漸邁向成熟期。

在全球市場上，2019年時中國工業機器人裝機量與產量均居全球首位，但裝機密度仍有較大潛力。未來中國工業機器人在雲計算等新興技術的加持下將向著更加智能化、柔性化的方向發展，同時2020年新冠疫情的爆發讓眾多廠商看到了醫療領域工業機器人的發展潛力。

行業主要上市公司：目前國內工業機器人行業的上市公司主要有科大智能(300222)、沃迪智能(830843)、工業富聯(601138)、遠大智能(002689)、上海滬工(603131)、埃夫特(688165)、ST伯朗特(430394)、ST華昌(300278)、機器人(300024)、科遠智慧(002380)、華自科技(300490)、埃斯頓(002747)、ST安控(300370)、泰禾智能(603656)、智雲股份(300097)、佳順智能(834863)、巨輪智能(002031)、藍英裝備(300293)、博實股份(002698)、亞威股份(002559)、華中數控(300161)、拓斯達(300607)、巨能股份(871478)、新時達(002527)、匯博股份(871462)、上工申貝(600843)、中源智人(833135)、東傑智能(300486)、賽摩智能(300466)、漢宇集團(300403)、三豐智能(300276)、金奧博(002917)、銳速智能(839697)、超音速(833753)、寧武科技(837040)、優愛智能(836953)、中機試驗(872726)、天辰股份(831234)、松興電氣(836316)、和科達(002816)、宇環數控(002903)、阿波羅(832568)、南通通機(834938)、永創智能(603901)、達意隆(002209)、愛仕達(002403)、控匯股份(839418)、安鋼軟體(870730)、石化機械(000852)、邁得醫療(688310)、哈工智能(000584)、華鵬精機(838861)、創世紀(300083)、林克曼(430031)、佳龍科技(832394)、漢唐智能(837345)、松慶智能(871868)、田中科技(839224)、天澤物網(837225)、元泰智能(839156)、恆力包裝(871060)、正澤科技(872137)、ST盛鴻(870728)、富島科技(831814)、東方精工(002611)、先鋒機械(834685)、浙海德曼(688577)、中大力德(002896)、德馬科技(688360)、暢爾裝備(833115)、捷創技術(831817)、金辰股份(603396)、創盛智能(836378)、統一智能(836603)、匯興智造(839258)、康鴻智能(839416)、奧圖股份(833748)、順達智能(430622)、虹瑞智能(837388)、貝斯特(300580)、萬隆電氣(430502)、牧特智能(870795)

本文核心數據：工業機器人產量、工業機器人產業鏈、工業機器人分類、工業機器人市場佔比、工業機器人應用領域佔比、工業機器人品類佔比、工業機器人發展趨勢。

工業機器人行業概況

1、 定義

工業機器人是在工業生產中使用的機器人的總稱，工業機器人是一種通過編程或示教實現自動運行，具有多關節或多自由度，並且具有一定感知功能，如視覺、力覺、位移檢測等，從而實現對環境和工作對象自主判斷和決策，能夠代替人工完成各類繁重、乏味或有害環境下體力勞動的自動化機器。

工業機器人的細分通常按照坐標形式、驅動方法和運動控制方式進行分類。從工業機器人的運行機理及對所實現功能質量的要求，關節坐標式精確度較高，也是應用最廣泛的種類，電力驅動是當今工業機器人驅動的主流，而連續軌跡控制要求是高端工業機器人的基本「素質」。

2、產業鏈剖析：產業鏈條涉及環節眾多

工業機器人行業按產業鏈分為上游、中游、下游和行業應用。上游為減速器、伺服系統、控制系統等核心零部件生產;中游為工業機器人本體生產;下游是基於終端行業特定需求的工業機器人系統集成，主要用於實現焊接、裝配、檢測、搬運、噴塗等工藝或功能;行業應用主要是汽車、電子等對自動化、智能化需求高的終端行業對工業機器人的應用。

在上游領域，減速機、伺服電機、控制器是工業機器人的三大零部件，國外工業機器人大型企業往往通過掌握關鍵零部件技術打造核心競爭力。近年來，隨著國內技術的提升，自主品牌逐漸進入相關領域，在減速器製造領域，代表企業有綠的諧波、上海機電、中大力德等;在控制器製造領域，代表企業有綠的諧波、上海機電、中大力德;在系統集成領域，代表企業有埃斯頓、匯川技術、雷賽智能、科力爾等。

在中游工業機器人本體製造領域，從國內市場上來看，我國工業機器人本體製造市場仍以國外企業為主，代表企業有發那科、ABB、庫卡、安川等。自主品牌工業機器人本體製造代表有新松機器人、埃斯頓、華中數控、新時達、亞威股份等。

在下游工業機器人系統集成領域，代表企業有拓斯達、新松機器人、克來機電、博實股份、華昌達、埃斯頓等。

工業機器人行業發展歷程：正在從發展期進入成熟期

——從理論研究到初步產業化

我國的工業機器人研究開始於20世紀70年代，大體可分為4個階段，即理論研究階段、樣機研發階段、示範應用階段和初步產業化階段。

——正在從發展期進入成熟期

機器人技術及應用發展可分為三個階段四大層次，三個階段發展的關鍵因素分別是人口紅利因素、工程師紅利優勢和人工智慧技術優勢等。

中國憑借強大的人口優勢快速的度過了自動化階段，目前國內已經有眾多工業機器人龍頭企業的機器智能階段業務成熟，例如曠世科技、海康威視等，這些公司在視覺應用領域的技術已經十分出眾。且老齡化社會的到來，人口紅利逐漸消散，人力成本提高，推動企業進行機器人換人措施。目前中國和日本、韓國等領先國家一樣處於機器智能向人工智慧過渡階段;在人工智慧技術積累方面中國也處於世界前列。

根據行業生命周期理論，行業的生命發展周期主要包括四個發展階段：幼稚期，成長期，成熟期，衰退期。行業在成熟階段的特點是：行業增長速度降到一個更加適度的水平，新增的企業數量會減少;行業准入門檻提高;並且排除技術創新因素的影響，行業的發展節奏與國民生產總值保持同步。

結合中國目前工業機器人行業的發展情況可以判斷，其符合成熟期行業的大部分特點，所以可以判斷該行業正處於成長期進入成熟期的過渡階段。

工業機器人行業政策背景：政策加持，鼓勵行業積極發展

工業機器人應用領域廣，但是核心技術有待突破，國家在工業機器人行業相關的支持政策內容大多從鼓勵突破核心技術、進行自主創新、加快國產化進程的角度出發。此外，不同地區針對本地的特點，制定了不同的發展目標。

工業機器人行業發展現狀

1、供給：中國工業機器人年產量居世界首位

2012-2020年我國工業機器人產量逐年上升，但近年來增速較之前有所下降，主要是因為從2018年開始國內汽車、電子等機器人下遊行業發展受限，機器人需求增速放緩，但是近兩年新能源汽車大力發展帶動行業發展，工業機器人增速再次抬頭。2020年時我國工業機器人產量達到了237068台，累計增長19.1%。

2021年1-5月，我國工業機器人的產量為136405台，與去年同期同比增加73.2%。

據IFR統計，2019年中國是世界工業機器人產量最高的國家，產量達到18.69萬台。與此同時，相對於工業機器人技術較成熟的美國、德國、日本，產量遠不及中國，分別為3.33萬台、2.05萬台與4.99萬台。

2、需求：中國工業機器人裝機量居世界首位，但人均密度較低

——工業機器人裝機量位居世界榜首

自2016年開始，中國工業機器人累計安裝量位列世界第一，發展迅速。2019年，中國依然是全球最大的機器人市場，工業機器人總量達到14.4萬台，較2018年上升6.7%。據高工機器人數據顯示，2020年我國工業機器人銷量約為17萬台。

註：除2020年數據來自高工機器人外，其餘來自中國機器人產業聯盟。

——工業機器人裝機密度較低

從裝機量來看，全球機器人消費市場高度集中，2019年中國、日本、美國、韓國和德國等主要國家銷售額總計佔全球銷量的73%。中國是工業機器人主要的終端使用市場，年新裝量14.4萬台，其次是日本和美國，分別為4.99萬台和3.3萬台。

從機器人的裝機密度看，2019年全球工業機器人裝機密度為113台/萬人，新加坡和韓國是機器人裝機密度最高的市場，每萬人機器人裝機數量分別達到918台和855台，而在需求量最大的中國市場這個數字只有187台，遠落後於發達國家，未來仍有較大提升空間。

——多關節機器人最暢銷

從機械結構看，據MIR統計，2020年垂直多關節機器人在中國市場中的銷量在各機型中依然位居首位，全年銷售總銷量的63%;SCARA機器人全年銷售佔比為30%;另外，協作機器人與Delta機器人銷售佔比分別為4%與3%。

——市場規模超過60億美元

我國工業機器人市場發展較快，約佔全球市場份額三分之一，是全球第一大工業機器人應用市場。當前，我國生產製造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業機器人的市場需求依然旺盛，據IFR統計，2019年我國工業機器人銷量額達57.3億美元，初步估計2020年銷量額達到63億美元。

3、應用情況：中國工業機器人主要用於汽車與3C領域

——分行業應用情況

目前中國的工業機器人主要應用於汽車行業以及3C，2019年時應用於汽車與3C電子行業的工業機器人佔比分別為29.2%與23.4%;與此同時，全球范圍內工業機器人的應用領域也以汽車與3C電子為主，應用佔比分別為28.2%與23.6%。可以看出，中國工業機器人的應用情況與全球基本一致。

——機器人應用領域佔比情況

在市場整體銷售下行的背景下，工業機器人主要應用領域的銷售出現不同程度下降。總體來看，目前，搬運與焊接依然是工業機器人的主要應用領域，自主品牌機器人在加工、焊接和釺焊、裝配及拆卸、潔凈室、塗層與膠封領域的市場佔有率均有所提升。

其中，搬運和上下料作為首要應用領域，2019年銷售6.2萬台，同比下降4.4%，在總銷量中的比重提高至43.06%;焊接與釺焊機器人銷售3.4萬台，同比下降16%，佔比為23.61%;裝配及拆卸機器人銷售2萬台，同比下降16.7%，佔比為13.89%;加工領域機器人銷售同比增長105.5%，是唯一實現銷量增長的應用領域。

工業機器人行業競爭格局

我國工業機器人可以分為三個梯隊，各個梯隊涉及的機器人品類均呈現出多樣化，第一梯隊的玩家主要有埃斯頓、埃夫特等知名企業，涉及到的工業機器人品類包括協作機器人、AGV機器人與碼垛機器人等;第二梯隊的主要玩家有華中數控、廣州井源、北京機科等;第三梯隊的主要玩家有艾利特、智久機器人與凱寶機器人等。

1、區域競爭：長三角經濟圈機器人企業數量最多

從區域競爭角度來看，截止到2020年底，全國機器人企業的總數為11066家。2020年11、12月全國范圍新增企業數量為407家，2個月增幅為3.82%。上期相比，略有下滑，總體平穩。

長三角經濟圈機器人企業數量達到4090家，占機器人企業數量的比重達到36.96%;珠三角經濟圈機器人企業數量達到1925家，占機器人企業數量的比重達到17.40%;環渤海經濟圈2129家，佔比為19.24%，成渝經濟圈僅有421家，佔比為3.8%。

分省份來看，2020廣東省機器人企業數量居全國首位，為1925家，較去年新增54家，增長率達到2.89%;其次是江蘇省，企業數量為1827家，較去年新增112家，增長率達到了6.53%。

從企業數量增長率來看，江西省機器人企業在2020年新增了7家，增長了6.86%，為2020年增長比率最高的省份;值得注意的是江蘇省，無論在企業數量還是增長率上，都居國內所有省份前列，勢頭直逼排名第一的廣東省，2020年江蘇省新增機器人企業112家，增長率為6.53%。

2、企業競爭格局：外資品牌為主，國產替代正在加速

——自主品牌機器人市場份額情況

從企業來看，ABB、發那科(FANUC)、庫卡(KUKA)和安川電機(YASKAWA)這四家企業作為工業機器人的四大家族，全球主要的工業機器人供貨商，在中國也占據了將近30%的市場份額，其中發那科(FANUC)的銷售佔比最高，佔比達到10%。

雖然我國工業機器人市場目前仍以外資品牌機器人為主，但近年來，隨著我國在機器人領域的快速發展，我國自主品牌工業機器人市場份額也在逐步提升，與外資品牌機器人的差距在逐步縮小。2019年，自主品牌工業機器人在市場總銷量中的比重為31.25%，比2018年提高3.37個百分點。

未來隨著工業機器人核心零部件在減速器、控制器及伺服系統等領域取得的技術突破，國產化率將逐漸提高，國產替代加速正當時。

工業機器人行業發展前景及趨勢預測

1、工業機器人規模預測

2020年受到疫情影響，但是由於中國措施採取及時，抗疫成效顯著，企業復工復產較快，因此對工業機器人的總體產量影響較小，2020年全國工業機器人市場規模約為63億美元，預計2021-2025年復合增長率預計在15%左右，2026年市場規模可達172億美元。

2、工業機器人共融為未來技術突破要點

目前我國工業機器人主要在結構化環境匯總執行確定性任務，在復雜動態環境中作業的情況並不足夠靈活，主要是因為工業機器人在與環境的共融、與其他機器人之間協同方面感知能力較弱。隨著傳統工業機器人在機器視覺、智能感測與雲技術等技術的發展下，未來工業機器人將更智能化，柔性化，即由傳統機器人向共融機器人優化。

3、雲化機器人及工業機器人雲平台將興起

在智能製造生產場景中，需要工業機器人有自組織和協同的能力來滿足柔性生產，這就帶來了雲化機器人(機器人大腦在雲端)及工業機器人雲平台的需求。和傳統機器人相比，雲化機器人需要通過網路連接到雲端的控制中心，基於超高計算能力的平台，並通過大數據和人工智慧對生產製造過程進行實時運算控制。實際上，如今已有廠商開始在雲化機器人及工業機器人雲平台上進行布局。

2017年時華為、Skymind、中國移動、達闥科技、GTI、軟銀共同推出《雲化機器人白皮書(GTI 5G and Cloud Robotics
White
Paper)》，其中指出雲化機器人即位於數據中心的「大腦」利用人工智慧和其他軟體技術，藉助本地機載控制器對傳統機器人下達指令，雲機器人將打來新的價值鏈、技術、架構、體驗和新商業模式。未來，隨著5G、AI、雲計算等技術的發展成熟，雲化機器人及工業機器人雲平台或將成為新一輪發展熱點。

4、工業機器人在醫療領域的應用潛力有待挖掘

目前工業機器人主要應用於汽車行業，隨著汽車行業工業機器人應用的飽和，工業機器人的應用正在向其他領域逐步拓展。在疫情驅動下部分工業機器人廠商隨即布局醫療領域的工業機器人，例如利用工業機器人組裝醫用注射器或或用於填充和關閉小瓶等，具體情況如下表所示：

更多本行業研究分析詳見前瞻產業研究院《中國工業機器人行業產銷需求預測與轉型升級分析報告》

❾ 工業機器人技術學什麼

1、電氣設備學習，主要學習PLC，PLC的構成原理，如何編程，PLC485通訊應用以及變頻器、伺服電機的應用，還有技術性能和常用編程元件等等。有些人可能不大明白為什麼學工業機器人技術一定要學PLC，簡單的說，工業機器人本體就是一個標准件，要想把工業機器人按照現場實際靈活的運用起來，就需要周邊設備和工業軟體的配合參與了，工業機器人不是孤立工作的，一個機器人工作站，往往需要外圍設備的配合，比如工裝夾具、傳送帶、焊接變位機、移動導軌等等，這些角色相互之間要怎麼配合呢，這時候就需要PLC進行協調，這里的PLC就是一個控制平台，給你編寫程序，然後對工業機器人本體以及外圍設備發號施令，讓他們協調運作起來，PLC是工業自動化的靈魂，工業機器人本身就是工業自動化的一部分，所以要學習工業機器人技術就繞不開PLC。
2、工業機器人學習，這是工業機器人技術的直觀知識點，了解特定品牌(如KUKA、yashuan等)的機器人本體結構、機器人故障處理、機器人坐標系應用、機器人安全區域設置、機器人圓弧指令、機器人邏輯控制語句應用、機器人處理(帶案例分析)、機器人IO應用、機器人刀具坐標系應用、機器人堆垛和卸垛、機器人碰撞檢測的設置和應用等。學習更先進的方向是學習如何通過工控PLC控制機器人的操作、停止和程序選擇。

3、機械設計學習，主要研究電氣制圖、標准件裝配建模及應用、裝配焊件設計及工程實例應用等;電氣制圖主要研究vision、CAD、EPLAN等繪圖軟體。繪畫是許多工科學生心中的一大痛。它需要精確和准確。對那些不忍心學這部分的人來說有點難。很容易克服。只有控制住自己的脾氣，耐心細致地學習，他們才能學會這句話。

4、生產設備的學習，主要研究了實際工作站電子控制系統的設計。該模塊具有很強的實用性，可以直接還原實際的工業場景。學員進入企業後，對工業現場的各種問題有了很好的了解。

❿ 工業機器人的現狀與未來發展前景如何請業內高手給點實質性指點或評論。准備要進入這個行業。

目前，我國人口紅利正在逐漸消失，機器人技術開發和實現人工替代將是大勢所趨。長期以來，由於機器人成本較高而勞動力價格相對低廉，我國大部分製造業主要是勞動密集型企業。隨著經濟的持續快速發展，我國正從勞動密集型向現代化製造業方向轉型，振興製造業、實現工業化是我國經濟發展的重要任務。作為先進製造業中不可替代的重要裝備和手段，工業機器人的應用和普及自然成為企業較理想的選擇。

工業機器人已廣泛應用於汽車及汽車零部件製造業、機械加工行業、電子電氣行業、橡膠及塑料工業、食品工業、木材與傢具製造業等領域中;並開始擴大到國防軍事、醫療衛生、生活服務等領域，如無人偵察機、警備機器人、醫療機器人、家政服務機器人等均有應用實例，當前我國工業機器人產業已初具規模。

前瞻網發布的《2014-2018年中國工業機器人行業產銷需求預測與轉型升級分析報告》數據顯示，2012年我國工業機器人銷量2.69萬台，同比增長19.6%。截至2012年底，中國的工業機器人保有量為101765台，僅次於日本，位居世界第二。由於中國有著全球最大的勞動力市場，機器人替代空間巨大，預計到2014年，中國將會超過日本，成為工業機器人需求量最大的市場。

隨著人工成本的上漲、工作環境的改變、人口老齡化和多元化的市場競爭，各企業面臨著重重壓力。工業機器人產業是一個快速成長中的新興產業，將對未來生產和社會發展起越來越重要的作用。我國機器人使用密度處於極低水平，機器人使用密度的提升將帶動機器人需求量的提升。通過對比美德日韓，我們測算我國機器人市場規模將超過160萬台，相比較於目前不到10萬台的裝配量，還有巨大的發展空間。

總體來說，我國工業機器人行業近幾年發展十分迅速，市場前景非常廣闊。

希望我的回答可以幫助到您。