❶ 中国近代民族工业三阶段 ：萌芽阶段、发展阶段、黄金时代分别是什么
萌毁态芽阶段：19世纪六七十年代
发展阶段：19世纪末袜稿
黄金时代告余孝：1912~1919
❷ 工业机器人的发展与应用
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。 发展史1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人 最早的关节机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。UNIMATION的VAL（very advantage language)语言也成为机器人领域最早的编程语言在各大学及科研机构中传播，也是各个机器人品牌的最基本范本。其机械结构也成为行业的模板。其后，UNIMATION公司被瑞士STAUBLI收购，并利用STAUBLI的技术优势，进一步得以改良发展。日本第一台机器人由KAWASAKI从UNIMATION进口，并由kawasaki模仿改进在国内推广。特点戴沃尔提出的工业机器人有以下特点:将数控机床的伺服轴与遥控操纵器的连杆 工业机器人机构联接在一起，预先设定的机械手动作经编程输入后，系统就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人还可以接受示教而完成各种简单的重复动作，示教过程中，机械手可依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列全部记录在存储器内，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下依次再现上述位置，故这种机器人的主要技术功能被称为“可编程”和“示教再现”。1962年美国推出的一些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形主要由类似人的手和臂组成。后来，出现了具有视觉传感器的、能识别与定位的工业机器人系统。[1]工业机器人最显着的特点有以下几个：(1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。(2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。(3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。(4)工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。当前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。构造分类工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行 工业机器人机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。应用工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。
❸ 工业机器人技术毕业论文范文
现如今，随着社会经济发展，机器人开始被广泛应用于各行各业中，替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动，能减轻人们的工作负担。下面是由我整理的工业机器人技术论文 范文 ，希望能对大家有所帮助！
工业机器人技术论文范文篇一：《浅谈工业机器人在工业生产中的应用》
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。就工业机器人在工业生产中的应用进行探讨。
关键词：工业机器人 应用 工业
1 引言
工业机器人最早应用于汽车制造工业，常用于焊接，喷漆，上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能，它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。
2 工业机器人的主要运用
(1)恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有些作业是有害于人体健康并危及生命，或不安全因素很大而不宜由人去做的作业，用工业机器人去做最合适。例如核工厂设备的检验和维修机器人，核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机。
(2)特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间探索等领域对于人类来说是力所不能及的，只有机器人才能进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂;用于海底采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。
(3)自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用于机床上、下料，点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。随着柔性自动化的出现，机器人在自动化生产领域扮演了更重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的应用进行简单介绍。
2.1 焊接机器人
点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业，点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一般大约需要完成3000～4000个焊点，其中60%是由点焊机器人来完成的。在有些大批量汽车生产线上，服役的点焊机器人数量甚至高达150多台。
点焊机器人主要性能要求：安装面积小，工件空间大;快速完成小节距的多点定位;定位精度高(土0 .25 mm )，以确保焊接质量;持重大(490～980N ) ，以便携带内装变压器的焊钳;示教简单，节省工时。
2.2 弧焊机器人
弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺，绝大多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工作。弧焊机器人应用范围很广，除汽车行业外，在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种焊接附属装置在内的焊接系统，而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机。如图1所示为弧焊机器人的基本组成。适合机器人应用的弧焊 方法 主要有惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。
1-机器人控制柜2-焊接电源3-气瓶4-气体流量计5-气路6-焊丝轮7-柔性导管8-弧焊机器人9-送丝机器人10-焊枪11-工件电缆12-焊接电缆13-控制电缆
图1 弧焊机器人系统的基本组成
弧焊机器人的主要性能要求：在弧焊作业中，要求焊枪跟踪工件的焊道运动，并不断填充金属形成焊道。因此，运动过程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标，一般情况下，焊接速度约取5～50 mm/s ，轨迹精度约为.2 ～0.5 ) mm;由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响，因此希望在跟踪焊道的同时，焊枪姿态的可调范围尽量大。此外，还有一些其他性能要求，这些要求包括：设定焊接条件(电流、电压、速度等)、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能(断弧、工件熔化)及焊接传感器(起始焊点检测，焊道跟踪)的接口功能。
2.3 喷漆机器人
喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如下特点：
(1)工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气;
(2)沿轨迹高速运动，途经各点均为作业点;
(3)多数被喷漆部件都搭载在传送带上，边移动边喷漆。如图2所示为关节式喷漆机器人。
2.4 搬运机器人
随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展，搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。机器人可用于零件的加工过程中，物料、工辅量具的装卸和储运，可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置，或从一台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。
2.5 装配机器人
装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料统计表明，装配劳动量占产品生产劳动量的50%～60%，在有些场合，这一比例甚至更高。例如，在电子器件厂的芯片装配、电路板的生产中，装配劳动量占产品生产劳动量的70 %～80%。因此，用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。
2.6 机器人柔性装配系统
机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的1980年前后，引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装配线上手工作业的工序，随后很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小型、中等复杂程度的产品，如电机、水泵齿轮箱等，特别适应于中小批量生产的装配，可实现自动装卸、传送、检测、装配、监控、判断、决策等机能。
机器人柔性装配系统通常以机器人为中心，并有诸多周边设备，如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之配合，此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多，整个系统将过于庞大，效率降低，这是不可取的。在机器人柔性装配系统中，机器人的数量可根据产量选定，而零件供给装置等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此，和装配线比较，产量越少，机器人柔性装配系统的投资越大。
3 结束语
工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学科领域的技术为基础，融合而成的一种系统技术;也可说是一门知识、技术密集的，多学科交叉的综合化的高新技术。随着这些相关学科技术的进步和发展，工业机器人技术也一定会到迅速发展和提高。
工业机器人技术论文范文篇二：《探讨工业机器人的发展趋势》
摘 要 随着社会经济发展，机器人开始被广泛应用于各行各业中，替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前，机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表，这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域，这是目前，是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成，因此，它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看，工业机器人的应用范围越来越广泛，同时在技术操作中，他也变得越来越标准化、规范化，提高工业机器人的安全性。另一方面，工业机器人发展越来越微型化、智能化，在人类生活中应用越来越广泛。
关键词 工业机器人 智能化 应用领域 安全性
随着社会复杂的需求，工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面，工业机器人被广泛应用于工业生产中，代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业，例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上，同时还应用于原子能工业等高危险的部门，这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面，工业机器人在其他的领域应用也比较多，随着科学技术的飞速发展，提高了工业机器人的使用性能和安全性能，其应用的范围越来越广泛，应用的范围已经突破了工业，尤其在医疗业中应用比较好。
一、工业机器人的发展历程
第一代机器人，一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年，美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统，从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人，带有外部传感器，可进行离线编程。能在传感系统支持下，具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人，正在各国研制和发展。它不但具有感知功能，还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。
我国机器人研究工作起步较晚，从“七五”开始国家投入资金，对工业机器及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986 年国家高技术研究发展计划开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。
我国工业机器人起步于70年代初期，经过30多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。
上世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑：人类登上了月球，实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。
进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。
从90年代初期起，中国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。
我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展，工业机器人市场也已经成熟，应用上已经遍及各行各业。
我国未来工业机器人技术发展的重点有：第一，危险、恶劣环境作业机器人：主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二，医用机器人：主要有脑外科手术辅助机器人，遥控操作辅助正骨等;第三，仿生机器人：主要有移动机器人，网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。
二、工业机器人的发展趋势
机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有：一是工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降。二是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;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是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，控制柜日渐小巧，采用模块化结构，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。四是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，视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的 热点 之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。
总体趋势是，从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移，从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧，控制系统愈来愈小，其智能也越来越高，并正朝着一体化方向发展。
三、我国工业机器人发展面临的挑战与前景
我国工业底子薄，工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段，虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人，但是技术力量不足与西方国家的技术封锁，对此，在发展过程中，存在着比较多的问题。细分起来，有如下几点：
首先，我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础，但是无论从质量、产品系列全面，还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显，因此造成关键零部件的进口，影响了我国机器人的价格竞争力。
第二，我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发，但是都没有形成较大的规模，缺乏市场的品牌认知度，在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价，吸引国内企业购买，而在后续的维护备件费用很高的策略，逐步占领中国市场。
第三，认识不到位，在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平，代表了一个国家的制造业水平，我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性，这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。□
参考文献：
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[6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学，2005年.
工业机器人技术论文范文篇三：《试论工业机器人机电一体化》
1机电一体化技术的应用现状
1.1工业机器人。
工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动，对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说，工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段，第一代工业机器人智能化程度较低，只能通过预设的程序进行简单的重复动作，无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展，在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元，从而进行一些适应性的工作，这种机器人虽然智能化程度较低，但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天，第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升，其可以通过强大的传感原件收集信息数据，并根据实际情况作出类似于人脑的判断，因此可以在多种环境下进行独立作业，但成本较高，在一定程度上限制了实际应用。
1.2分布式控制系统。
分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的，是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥，由于其强大的功能和安全性，使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级，通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等，同时，随着测控技术的不断发展与创新，分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能，成为一种集测、控、管于一体的综合系统，具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点，因此使系统的可靠性大幅提高。
2机电一体化技术的发展趋势
2.1人工智能化。
人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力，使其在生产过程中具备一定的推理判断、 逻辑思维 和自主决策的能力，可大幅提升工业生产过程的自动化程度，甚至实现真正的无人值守，对于降低人力成本，提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前，人工智能已经不只是停留在概念上，因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点，但在工业生产中，使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。
2.2网络化。
网络技术 的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件，因此，将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中，操作人员需要在车间内来回走动，对设备的状态进行掌握，并对机床的操作面板进行操作，通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议，并通过光纤等介质实现信息数据的传递，即可实现远程监视和操作，降低工人的劳动量，并且各种控制系统功能的实现，理论上来说都是建立在网络技术基础上的。
2.3环保化。
在人类社会发展的最近几十年里，虽然经济得到了迅猛的发展，人们生活水平得到了显着的提高，然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染，因此，在可持续发展战略提出的今天，发展任何技术都应当以对环境友好作为前提，否则就是没有前途的，故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中，通过对资源的高效利用，并在制造过程中做到达标排放甚至零排放，产品在使用过程中对生态环境不造成影响，即便报废后也可对其进行有效回收利用，这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式，符合可持续发展的要求。
2.4模块化。
由于机电一体化装置的制造商较多，为降低系统升级改造的成本，并为维修提供便利，模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造，可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换，即便出现故障，只需将损害的模块进行更换即可，工作效率极高，通用性的增强为企业节约了大量的成本。
2.5自带能源化。
机电一体化对电力的要求较高，如果没有充足的电能供应就会影响生产效率，甚至由于停电造成数据的丢失等，因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应，使系统运行更流畅。
3结语
综上所述，机电一体化技术的应用可使产品的生产效率和精度大幅提高，在当前工业生产中具有较大的技术优势，相信随着科技的发展，机电一体化技术水平也会不断提高，为工业生产做出更大贡献。
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❹ 我国工业机器人技术的现状与发展趋势
近年来工业机器人发展逐渐得到重视，国家出台各种鼓励措施，地方也争相设立发展目标，核心内容是实现自主创新、加快国产替代进程。目前我国工业机器人行业正处于初步产业化阶段，从发展期逐渐迈向成熟期。
在全球市场上，2019年时中国工业机器人装机量与产量均居全球首位，但装机密度仍有较大潜力。未来中国工业机器人在云计算等新兴技术的加持下将向着更加智能化、柔性化的方向发展，同时2020年新冠疫情的爆发让众多厂商看到了医疗领域工业机器人的发展潜力。
行业主要上市公司：目前国内工业机器人行业的上市公司主要有科大智能(300222)、沃迪智能(830843)、工业富联(601138)、远大智能(002689)、上海沪工(603131)、埃夫特(688165)、ST伯朗特(430394)、ST华昌(300278)、机器人(300024)、科远智慧(002380)、华自科技(300490)、埃斯顿(002747)、ST安控(300370)、泰禾智能(603656)、智云股份(300097)、佳顺智能(834863)、巨轮智能(002031)、蓝英装备(300293)、博实股份(002698)、亚威股份(002559)、华中数控(300161)、拓斯达(300607)、巨能股份(871478)、新时达(002527)、汇博股份(871462)、上工申贝(600843)、中源智人(833135)、东杰智能(300486)、赛摩智能(300466)、汉宇集团(300403)、三丰智能(300276)、金奥博(002917)、锐速智能(839697)、超音速(833753)、宁武科技(837040)、优爱智能(836953)、中机试验(872726)、天辰股份(831234)、松兴电气(836316)、和科达(002816)、宇环数控(002903)、阿波罗(832568)、南通通机(834938)、永创智能(603901)、达意隆(002209)、爱仕达(002403)、控汇股份(839418)、安钢软件(870730)、石化机械(000852)、迈得医疗(688310)、哈工智能(000584)、华鹏精机(838861)、创世纪(300083)、林克曼(430031)、佳龙科技(832394)、汉唐智能(837345)、松庆智能(871868)、田中科技(839224)、天泽物网(837225)、元泰智能(839156)、恒力包装(871060)、正泽科技(872137)、ST盛鸿(870728)、富岛科技(831814)、东方精工(002611)、先锋机械(834685)、浙海德曼(688577)、中大力德(002896)、德马科技(688360)、畅尔装备(833115)、捷创技术(831817)、金辰股份(603396)、创盛智能(836378)、统一智能(836603)、汇兴智造(839258)、康鸿智能(839416)、奥图股份(833748)、顺达智能(430622)、虹瑞智能(837388)、贝斯特(300580)、万隆电气(430502)、牧特智能(870795)
本文核心数据：工业机器人产量、工业机器人产业链、工业机器人分类、工业机器人市场占比、工业机器人应用领域占比、工业机器人品类占比、工业机器人发展趋势。
工业机器人行业概况
1、 定义
工业机器人是在工业生产中使用的机器人的总称，工业机器人是一种通过编程或示教实现自动运行，具有多关节或多自由度，并且具有一定感知功能，如视觉、力觉、位移检测等，从而实现对环境和工作对象自主判断和决策，能够代替人工完成各类繁重、乏味或有害环境下体力劳动的自动化机器。
工业机器人的细分通常按照坐标形式、驱动方法和运动控制方式进行分类。从工业机器人的运行机理及对所实现功能质量的要求，关节坐标式精确度较高，也是应用最广泛的种类，电力驱动是当今工业机器人驱动的主流，而连续轨迹控制要求是高端工业机器人的基本“素质”。
2、产业链剖析：产业链条涉及环节众多
工业机器人行业按产业链分为上游、中游、下游和行业应用。上游为减速器、伺服系统、控制系统等核心零部件生产;中游为工业机器人本体生产;下游是基于终端行业特定需求的工业机器人系统集成，主要用于实现焊接、装配、检测、搬运、喷涂等工艺或功能;行业应用主要是汽车、电子等对自动化、智能化需求高的终端行业对工业机器人的应用。
在上游领域，减速机、伺服电机、控制器是工业机器人的三大零部件，国外工业机器人大型企业往往通过掌握关键零部件技术打造核心竞争力。近年来，随着国内技术的提升，自主品牌逐渐进入相关领域，在减速器制造领域，代表企业有绿的谐波、上海机电、中大力德等;在控制器制造领域，代表企业有绿的谐波、上海机电、中大力德;在系统集成领域，代表企业有埃斯顿、汇川技术、雷赛智能、科力尔等。
在中游工业机器人本体制造领域，从国内市场上来看，我国工业机器人本体制造市场仍以国外企业为主，代表企业有发那科、ABB、库卡、安川等。自主品牌工业机器人本体制造代表有新松机器人、埃斯顿、华中数控、新时达、亚威股份等。
在下游工业机器人系统集成领域，代表企业有拓斯达、新松机器人、克来机电、博实股份、华昌达、埃斯顿等。
工业机器人行业发展历程：正在从发展期进入成熟期
——从理论研究到初步产业化
我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代，大体可分为4个阶段，即理论研究阶段、样机研发阶段、示范应用阶段和初步产业化阶段。
——正在从发展期进入成熟期
机器人技术及应用发展可分为三个阶段四大层次，三个阶段发展的关键因素分别是人口红利因素、工程师红利优势和人工智能技术优势等。
中国凭借强大的人口优势快速的度过了自动化阶段，目前国内已经有众多工业机器人龙头企业的机器智能阶段业务成熟，例如旷世科技、海康威视等，这些公司在视觉应用领域的技术已经十分出众。且老龄化社会的到来，人口红利逐渐消散，人力成本提高，推动企业进行机器人换人措施。目前中国和日本、韩国等领先国家一样处于机器智能向人工智能过渡阶段;在人工智能技术积累方面中国也处于世界前列。
根据行业生命周期理论，行业的生命发展周期主要包括四个发展阶段：幼稚期，成长期，成熟期，衰退期。行业在成熟阶段的特点是：行业增长速度降到一个更加适度的水平，新增的企业数量会减少;行业准入门槛提高;并且排除技术创新因素的影响，行业的发展节奏与国民生产总值保持同步。
结合中国目前工业机器人行业的发展情况可以判断，其符合成熟期行业的大部分特点，所以可以判断该行业正处于成长期进入成熟期的过渡阶段。
工业机器人行业政策背景：政策加持，鼓励行业积极发展
工业机器人应用领域广，但是核心技术有待突破，国家在工业机器人行业相关的支持政策内容大多从鼓励突破核心技术、进行自主创新、加快国产化进程的角度出发。此外，不同地区针对本地的特点，制定了不同的发展目标。
工业机器人行业发展现状
1、供给：中国工业机器人年产量居世界首位
2012-2020年我国工业机器人产量逐年上升，但近年来增速较之前有所下降，主要是因为从2018年开始国内汽车、电子等机器人下游行业发展受限，机器人需求增速放缓，但是近两年新能源汽车大力发展带动行业发展，工业机器人增速再次抬头。2020年时我国工业机器人产量达到了237068台，累计增长19.1%。
2021年1-5月，我国工业机器人的产量为136405台，与去年同期同比增加73.2%。
据IFR统计，2019年中国是世界工业机器人产量最高的国家，产量达到18.69万台。与此同时，相对于工业机器人技术较成熟的美国、德国、日本，产量远不及中国，分别为3.33万台、2.05万台与4.99万台。
2、需求：中国工业机器人装机量居世界首位，但人均密度较低
——工业机器人装机量位居世界榜首
自2016年开始，中国工业机器人累计安装量位列世界第一，发展迅速。2019年，中国依然是全球最大的机器人市场，工业机器人总量达到14.4万台，较2018年上升6.7%。据高工机器人数据显示，2020年我国工业机器人销量约为17万台。
注：除2020年数据来自高工机器人外，其余来自中国机器人产业联盟。
——工业机器人装机密度较低
从装机量来看，全球机器人消费市场高度集中，2019年中国、日本、美国、韩国和德国等主要国家销售额总计占全球销量的73%。中国是工业机器人主要的终端使用市场，年新装量14.4万台，其次是日本和美国，分别为4.99万台和3.3万台。
从机器人的装机密度看，2019年全球工业机器人装机密度为113台/万人，新加坡和韩国是机器人装机密度最高的市场，每万人机器人装机数量分别达到918台和855台，而在需求量最大的中国市场这个数字只有187台，远落后于发达国家，未来仍有较大提升空间。
——多关节机器人最畅销
从机械结构看，据MIR统计，2020年垂直多关节机器人在中国市场中的销量在各机型中依然位居首位，全年销售总销量的63%;SCARA机器人全年销售占比为30%;另外，协作机器人与Delta机器人销售占比分别为4%与3%。
——市场规模超过60亿美元
我国工业机器人市场发展较快，约占全球市场份额三分之一，是全球第一大工业机器人应用市场。当前，我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显，工业机器人的市场需求依然旺盛，据IFR统计，2019年我国工业机器人销量额达57.3亿美元，初步估计2020年销量额达到63亿美元。
3、应用情况：中国工业机器人主要用于汽车与3C领域
——分行业应用情况
目前中国的工业机器人主要应用于汽车行业以及3C，2019年时应用于汽车与3C电子行业的工业机器人占比分别为29.2%与23.4%;与此同时，全球范围内工业机器人的应用领域也以汽车与3C电子为主，应用占比分别为28.2%与23.6%。可以看出，中国工业机器人的应用情况与全球基本一致。
——机器人应用领域占比情况
在市场整体销售下行的背景下，工业机器人主要应用领域的销售出现不同程度下降。总体来看，目前，搬运与焊接依然是工业机器人的主要应用领域，自主品牌机器人在加工、焊接和钎焊、装配及拆卸、洁净室、涂层与胶封领域的市场占有率均有所提升。
其中，搬运和上下料作为首要应用领域，2019年销售6.2万台，同比下降4.4%，在总销量中的比重提高至43.06%;焊接与钎焊机器人销售3.4万台，同比下降16%，占比为23.61%;装配及拆卸机器人销售2万台，同比下降16.7%，占比为13.89%;加工领域机器人销售同比增长105.5%，是唯一实现销量增长的应用领域。
工业机器人行业竞争格局
我国工业机器人可以分为三个梯队，各个梯队涉及的机器人品类均呈现出多样化，第一梯队的玩家主要有埃斯顿、埃夫特等知名企业，涉及到的工业机器人品类包括协作机器人、AGV机器人与码垛机器人等;第二梯队的主要玩家有华中数控、广州井源、北京机科等;第三梯队的主要玩家有艾利特、智久机器人与凯宝机器人等。
1、区域竞争：长三角经济圈机器人企业数量最多
从区域竞争角度来看，截止到2020年底，全国机器人企业的总数为11066家。2020年11、12月全国范围新增企业数量为407家，2个月增幅为3.82%。上期相比，略有下滑，总体平稳。
长三角经济圈机器人企业数量达到4090家，占机器人企业数量的比重达到36.96%;珠三角经济圈机器人企业数量达到1925家，占机器人企业数量的比重达到17.40%;环渤海经济圈2129家，占比为19.24%，成渝经济圈仅有421家，占比为3.8%。
分省份来看，2020广东省机器人企业数量居全国首位，为1925家，较去年新增54家，增长率达到2.89%;其次是江苏省，企业数量为1827家，较去年新增112家，增长率达到了6.53%。
从企业数量增长率来看，江西省机器人企业在2020年新增了7家，增长了6.86%，为2020年增长比率最高的省份;值得注意的是江苏省，无论在企业数量还是增长率上，都居国内所有省份前列，势头直逼排名第一的广东省，2020年江苏省新增机器人企业112家，增长率为6.53%。
2、企业竞争格局：外资品牌为主，国产替代正在加速
——自主品牌机器人市场份额情况
从企业来看，ABB、发那科(FANUC)、库卡(KUKA)和安川电机(YASKAWA)这四家企业作为工业机器人的四大家族，全球主要的工业机器人供货商，在中国也占据了将近30%的市场份额，其中发那科(FANUC)的销售占比最高，占比达到10%。
虽然我国工业机器人市场目前仍以外资品牌机器人为主，但近年来，随着我国在机器人领域的快速发展，我国自主品牌工业机器人市场份额也在逐步提升，与外资品牌机器人的差距在逐步缩小。2019年，自主品牌工业机器人在市场总销量中的比重为31.25%，比2018年提高3.37个百分点。
未来随着工业机器人核心零部件在减速器、控制器及伺服系统等领域取得的技术突破，国产化率将逐渐提高，国产替代加速正当时。
工业机器人行业发展前景及趋势预测
1、工业机器人规模预测
2020年受到疫情影响，但是由于中国措施采取及时，抗疫成效显着，企业复工复产较快，因此对工业机器人的总体产量影响较小，2020年全国工业机器人市场规模约为63亿美元，预计2021-2025年复合增长率预计在15%左右，2026年市场规模可达172亿美元。
2、工业机器人共融为未来技术突破要点
目前我国工业机器人主要在结构化环境汇总执行确定性任务，在复杂动态环境中作业的情况并不足够灵活，主要是因为工业机器人在与环境的共融、与其他机器人之间协同方面感知能力较弱。随着传统工业机器人在机器视觉、智能传感与云技术等技术的发展下，未来工业机器人将更智能化，柔性化，即由传统机器人向共融机器人优化。
3、云化机器人及工业机器人云平台将兴起
在智能制造生产场景中，需要工业机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产，这就带来了云化机器人(机器人大脑在云端)及工业机器人云平台的需求。和传统机器人相比，云化机器人需要通过网络连接到云端的控制中心，基于超高计算能力的平台，并通过大数据和人工智能对生产制造过程进行实时运算控制。实际上，如今已有厂商开始在云化机器人及工业机器人云平台上进行布局。
2017年时华为、Skymind、中国移动、达闼科技、GTI、软银共同推出《云化机器人白皮书(GTI 5G and Cloud Robotics
White
Paper)》，其中指出云化机器人即位于数据中心的“大脑”利用人工智能和其他软件技术，借助本地机载控制器对传统机器人下达指令，云机器人将打来新的价值链、技术、架构、体验和新商业模式。未来，随着5G、AI、云计算等技术的发展成熟，云化机器人及工业机器人云平台或将成为新一轮发展热点。
4、工业机器人在医疗领域的应用潜力有待挖掘
目前工业机器人主要应用于汽车行业，随着汽车行业工业机器人应用的饱和，工业机器人的应用正在向其他领域逐步拓展。在疫情驱动下部分工业机器人厂商随即布局医疗领域的工业机器人，例如利用工业机器人组装医用注射器或或用于填充和关闭小瓶等，具体情况如下表所示：
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》
❺ 机器人经过哪几个阶段发展
机器人发展至今已出现了三代。
第一代机器人是简单的示教再现型机器人，这类机器人需要使用者事先教给它们动作顺序和运动路径，再不断地重复这些动作。目前在汽车工业和电子工业自动线上大量使用的就是这类机器人。它们基本上没有感觉也不会思考。
第二代机器人是低级智能机器人，或称感觉机器人。和第一代机器人相比，低级智能机器人具有一定的感觉系统，能获取外界环境和操作对象的简单信息，可对外界环境的变化做出简单的判断并相应调整自己的动作，以减少工作出错、产品报废。因此这类机器人又被称为自适应机器人。20世纪90年代以来，在生产企业中这类机器人的台数正逐年增加。
第三代机器人是高级智能机器人。它不但有第二代机器人的感觉功能和简单的自适应能力，而且能充分识别工作对象和工作环境，并能根据人给的指令和它自身的判断结果自动确定与之相适应的动作。这类机器人目前尚处于实验室研究探索阶段。