如何突破工业机器人本体

❶ 工业机械臂的智能化要解决哪些问题

工业机器人的智能化 将何去何从

工业4.0，在中国这个世界级工厂的大地上正如火如荼的进行着。与此同时，国家和地方政府也不遗余力，大力扶持地方企业进行“机器换人”的无人化改造。我们都相信，这是一种不可阻挡的科技趋势，也是一场不可逆的有关更大更完全解放生产力的革命潮流。

说到工业机器人，其实分类很多。但就我个人而言，接触最多的还是串联六轴机械臂，即俗称的六轴机器人。因为它自由度多，灵活性好，且通用性比较高，所以广受工业制造的青睐。现在的工业应用领域中，越来越多的6轴机器臂出现在不同的工作岗位上，用以代替人类从事各种各样繁重，危险，高负荷的工作。这些工作曾经因为会给工作人员带来难以预估的身体和精神伤害，而广受诟病，并且随着中国老龄化的浪潮的到来，也使企业主难以招到满意的员工。而现在，灵活稳定的机械臂的出现，刚好解决了这个问题。

在某些行业领域，6轴机械臂有广泛的应用，如家电行业，铸造行业；在某些行业领域，6轴机械臂有更广泛的应用，如汽车行业，电子行业。在这些拥有高附加值和标准化生产线的行业中，价格不菲的机器人的优势才能更好的发挥出来。

1959年美国制造出世界上第一台工业机器人,机器人的历史真正开始。现如今，半个世纪过去了，工业机器人可谓走过了一段漫长的发展之路。从当初的实验室，到现在工业应用的各个行业，我们可以看到，机器人的应用已经越来越成熟。但是这种成熟，似乎也非常集中在某些行业，如电子生产，汽车制造等。

为什么这么说呢？我们来看看智能手机的发展过程，从04年出现，到现在的非常普及乃至普通，其中有一个非常重要的事件，就是生产工艺的标准化。比如充电器接口，所有安卓智能手机的充电器接口都一样。这种设备的标准化，有一个很明显的好处，就是给用户带来了很多方便。出差，忘记带手机充电线了，不怕，我们可以很容易在周边借到一根充电线。标准化的优势，更多的体现在产品的普及过程，和无限的可能性发展。它能让更多的人参与进来，使用，设计，优化。这对一种产品的成熟至关重要。

工业机器人的发展如何呢？发展了半个多世纪，我们看到，它的成熟度和发展了几年的手机相比，实际上差距还是很大。工业机器人有自己的小圈子，本体厂家之间都是明显的竞争关系，他们的保护壁垒也更加厚实。他们对自己的机器人都十分自信，觉得它们能完成更多，更精细的工作。所以与他人合作的意愿就没有那么强烈，甚至是不愿意和他人交流。

但是，我们看到工业机器人的行业应用还是有限的。机器人在使用的时候，也没有本体厂家们想象的那么好用。实际上，它还需要更多的设计来完善功能，增加使用的便利性和灵活性。

进过60年的发展，到目前为止机器人的拥有量不到300万台，而中国一年的汽车产量2500万台。机器人作为一种产业或者产品，它几乎可以忽略不计。而原因在于，由于众多技术的限制使机器人只是局限在制造业很窄的一部分里。尽管如此，机器人在全球范围的热度却仍在持续升温。

实际上，当前就制造业向“智造业”的转型发展已成为共识，广东近几年出现的“机器换人”的大潮更是一个典型代表。在产品生命周期缩短、消费者个性化需求提高的当代，传统的大规模流水线工业已经跟不上节奏——智能手机的更新换代的周期更是已经缩短到11个月，连汽车等高档消费品的更新周期也减少到了4年，灵活、快速及可以随时变化升级的生产线为工业机器人提出了新的要求，也提供了新的机遇。

个人感觉，工业机器人的发展和应用，如果想更上一层楼，需要在以下方面做出改变：

1.本体厂商对设备精度和性能的提升，对传感设备的深层研发，并构架出闭环控制系统。

工业机器人普遍能达到低于0.1毫米的运动精度(指重复运动到点精度)，抓取重达一吨的物体，伸展也可达三四米。这样的性能虽不一定能轻易完成苹果手机上一些“疯狂”的加工要求，但对绝大部分的工业应用来说，是足以圆满完成任务。

随着机器人的性能逐渐提升，以前一些不可能的任务也变得可行起来(如激光焊接或切割，曾需要专门的高精度设备来指导激光的走向，但随着机器人精度的提升，现在也变得可依赖机器人本身的准确运动来代替了)。

但相比传统高端设备，如高精度数控机床，激光校准设备，或特殊环境(高温或特低温)设备等，工业机器人尚力不能及。

工业机器人是工业智能化的一个标志，它不仅体现在机械控制系统的智能编程上，还需要外部传感设备支持。为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系，在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器，大大改善了机器人工作状况，使其能够更充分地完成复杂的工作。由于外部传感器为集多种学科于一身的产品，有些方面还在探索之中，随着外部传感器的进一步完善，机器人的功能越来越强大，将在许多领域为人类做出更大贡献。

2.本体厂商对数据底层接口的开放，本体厂商之间标准化接口和编程语言。

传统机器人的工作本质就是不断地走一个个的路径点，同时接收或设置外围的I/O信号(老和其他设置如夹具，输送线等合作)。而指导机器人这么做得过程，就是机器人编程。几乎每一家领先公司都有自家的编程语言和环境，从而需要机器人操作者参加学习培训。当机器人适用范围增广后，这个成本开始显现了。

这些厂商是有理由维护自家的编程环境的，一来工业机器人四十年前就开始规模化做了，那时还没有什么面向对象等现在广为熟知普遍认同的主流先进编程理念，二来萌芽阶段自家技术难免会和竞争对手不同，维护一个编程方式也无可厚非，三来因为他们的大客户往往也是传统的工业大客户，如大汽车厂商，这些客户求稳，自然不希望你机器人过几年就赶个热潮变换编程方式，搞得他们还得扔掉几十年的经验，重新花大钱培训学习。

标准化底层数据接口还有另外一个好处，就是直接给上层的应用级开发带来很多方便的地方。现在，大多数离线编程公司因为没办法拿到机器人底层数据接口，无法直接和机器人通信，所以程序调试起来很麻烦。同时，因为没有底层数据接口，离线编程应用等开发出来的功能也十分有限。这给编程人员和整个机器人应用的广泛普及都带来了很大的苦恼。

3.软件服务公司对机器人通用功能的完善，对工艺数据的处理。

机器人离线编程系统的研制和开发涉及的问题很多．包括多个领域的多个学科。目前工业领域的机器人离线编程软件种类也很繁多，软件的性能和功能也参差不齐，各有千秋。举例来说，国外离线编程软件发展较早，工业应用也比较成熟。像等都是首屈一指的离线软件大佬，他们在国内外的行业应用中，都经过大量的实践检验。国内的工业机器人离线编程软件虽然起步较晚，但是因研发投入较大，重视程度较高，所以进步很大，典型的案例就是北京华航唯实机器人公司的离线编程软件。其公司技术背景一是北航机器人研究所与CAD中心数十年的航空航天项目经验，二是数几十人的优秀研发团队，再加上背后财团的大力支持，商业化后短短两年就发展成国内离线编程软件的领导者，一骑绝尘，可谓成绩不俗。。

离线编程技术是未来工业机器人发展的重点之一，但是，就目前的工业应用来说，软件需要改进的地方还有很多。为推动这项技术的进一步发展，也需要多个方面的研究工作，下面就以大家比较熟悉的国产离线编程软件为例，来具体谈谈软件需要改进的地方：

a)多媒体技术在机器人离线编程中的研究和应用。友好的人机界面、直观的图形显示及生动的语言信息都是离线编程系统所需要的。在这些地方，相比较外国软件，做的已经很好了。当然，这个和它是国产软件，有一群了解中国人软件使用习惯的程序猿有很大关系。良好的人机交互体验能减少软件使用者的上手和学习难度，同时也能增加用户的使用欲望，帮助设计人员更好的工作。

b)多传感器的融合技术的建模与仿真。随着机器人智能化的提高，传感器技术在机器人系统中的应用越来越重要。因而需要在离线编程系统中对多传感器进行建模，实现多传感器的通讯，执行基于多传感器的操作。对于传感器的支持，据我所知，这方面的研究还比较少，国外同行做的也不尽如人意。机器人要想更智能化，传感器是一个非常关键的设备，其相关技术还需要大家共同努力，尽早突破。

c)各种规划算法的进一步研究。其包括路径规划、抓取规划和细微运动规划等。规划一方面要考虑到环境的复杂性、运动性和不确定性，另一方面又要充分注意计算的复杂性。我们知道，离线编程仿真软件，一个非常重要的功能就是，产线轨迹，轨迹规划和轨迹生成。为了减少不必要的成本，提高工作效率，我们使用软件更多的是出于设计方面的考虑。软件可以支持多机器人的产线规划，支持单机器人的轨迹规划和生成，这大大满足了我们工程师在设计方面的要求。

d)错误检测和修复技术。系统执行过程中发生错误是难免的．应对系统的运行状态进行检测以监视错误的发生，并采用相应的修复技术。此外，最好能达到错误预报，以避免不可恢复动作错误的发生。在程序仿真的时候，打开干涉检查功能，会对轨迹中的错误做初步检测。生成后置程序的时候，会对后置的机器人数据做最后的检测过滤，如果发现有不符合程序正常运行的数据，会拒绝生成后置代码。这样做的目的是最大程度减少，来自程序设计本身的失误。这一点需要给的设计人员点个赞，做的真的很好。

在解决上述软件通用功能以后，对工艺数据的整理组织也是一项十分重要的工作。专家库的建立，能够把软件编程和机器人操作的门槛降低，让更多的非专业工作人员进入到智能化产线当中。机器人换人的目的不是让人失业，而是解放劳动力，让设计人员把精力和时间投入到更有价值，更有意义的工作中去。随着全球老龄化的到来，随着员工的更新换代，操作经验和技术工艺也面临传承不济和逐渐流失的风险。如果离线编程软件能做好工艺数据的沉淀和应用，也算是功德一件。对于企业的自身发展，也很有帮助。目前，各个离线编程厂家或多或少都有自己的工艺数据包，像等这样有本体机器人做依托的离线厂家，工艺数据自然丰富强大一些，没有本体依托的软件厂家，也在做相关方面的研究。在东莞也建立起了自己的科学试验站，和多家国内本体厂商合作，专门从事打磨，焊接，去毛刺等工艺研究，现已积累大量可用于工业生产的工艺数据。

总结：只有当上述三个问题得以突破，工业机器人才能摆脱目前只是作为一种机械设备在行业领域应用的现状，从而进入广泛的市场。不止是作为人类的替代或人类能力的延伸，而是成为一个真正能够独当一面的机器人。我们相信这一天的到来，将会是人类科技发展史上非常重要，辉煌的一个篇章。

❷ 如何从零开始学习工业机器人

第一、先到一些网络上看一些文字记录及视频，通过视频学习工业机器人的使用。

❸ 国务院“人工智能发展规划”都说了啥

您好，前瞻经济学人为您提供相关行业分析：

截至2018年全国机器人政策汇总及解读

近年来，我国机器人行业迅猛发展，2017年全球机器人市场已达232亿美元，同期中国市场规模约为62.8亿美元。2012年至2017年全球市场平均增长率约为17%，同期中国市场平均增长率达到28%。

从产品来看，中国在三大机器人领域的发展均领先全球：2017年中国工业机器人已突破13万台，连续五年成为全球第一大应用市场，占全球工业机器人市场份额超过四分之一；服务机器人需求潜力巨大，特种机器人应用场景显着扩展，核心零部件国产化进程不断加快，创新型企业大量涌现，部分技术已可形成规模化产品，并在某些领域具有明显优势。

随着越来越多的企业进入机器人制造领域，完善标准体系、健全检测认证、规范市场体系、促进公平竞争已成当务之急。

图表1：2010-2017年中国工业机器人销售及占全球比重（单位：台，%）

❹ 谈谈工业机器人有哪些应用及其发展前景

未来全球工业机器人主要有以下趋势：

（1）机器人与信息技术深入融合

大数据和云存储技术使得机器人逐步成为物联网的终端和节点。信息技术的快速发展将工业机器人与网络融合，组成复杂性强的生产系统，各种算法如蚁群算法、免疫算法等可以逐步应用于机器人应用中，使其具有类人的学习能力，多台机器人协同技术使一套生产解决方案成为可能。

（2）机器人产品易用性与稳定性提升

随着机器人标准化结构、集成一体化关节、自组装与自修复等技术的改善，机器人的易用性与稳定性不断被提高。

一是机器人的应用领域已经从较为成熟的汽车、电子产业延展至食品、、化工等更广泛的制造领域，服务领域和服务对象不断增加，机器人本体向体积小、应用广的特点发展。

二是机器人成本快速下降。和工艺日趋成熟，机器人初期投资相较于传统专用设备的价格差距缩小，在个性化程度高、工艺和流程繁琐的产品制造中替代传统专用设备具有更高的经济效率。

三是人机关系发生深刻改变。例如，工人和机器人共同完成目标时，机器人能够通过简易的感应方式理解人类语言、图形、身体指令，利用其模块化的插头和生产组件，免除工人复杂的操作。现有阶段的人机协作存在较大的安全问题，尽管具有视觉和先进传感器的轻型工业机器人已经被开发出来，但是目前仍然缺乏可靠安全的工业机器人协作的技术规范。

❺ 工业机器人工程师除了PLC编程，还要掌握哪些硬技术

一、电子绘图
电子绘图是学习工业机器人专业的必修课，熟练运用EPLAN、CAD等软件进行机械设计，工业机器人在一整条自动化线中，如何布局工作，如何配合完成项目，相当于一条自动化线升级改造，首先要有平面图纸，尺寸，这样现场调试，安装都会井井有条，所以对于工业机器人工程师而言，不仅要有绘图制图功底，还要有灵活思维，如果能自己研发一条柔性生产线，可称为高手了。电气控制，伺服，变频控制，液压与气动，传感技术，触摸屏，机械CAD制图等。
二、工业机器人本机控制
工业机器人本机控制，毋庸置疑，就是操作工业机器人本体了，需要掌握机器人坐标系、逻辑控制语句、IO等方面的应用，从而实现工业机器人的装配、搬运、码垛、喷涂等动作。同时要学会机器人故障排除和维护，而通过PLC工控系统控制机器人的运行，停止以及程序设置，要学习离线仿真等编程来完成工业机器人更高级的任务。
三、工业机器人系统集成项目
如果能掌握工业机器人系统集成项目的开展能力，那就是大神级别了，首先，你需要有非常强的逻辑思维，能够独立完成柔性生产线的布局和设计，不仅机器人研发生产型公司非常需要这类人才，企业自动化线改造也需要这类人才，所以我们称之为工业机器人系统集成研发工程师。工业机器人solidworks三维制图，工业机器人示教编程，工业机器人离线仿真编程等。

❻ 中国制造2025在机器人领域的重点有些什么

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，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。

工业机器人的典型应用包括焊接、刷漆、组装、采集和放置（例如包装、码垛和SMT）、产品检测和测试等，具有高效性、持久性、高效率和准确性。

工业机器人是先进制造业的关键支撑装备。大力发展工业机器人产业，对于打造中国制造新优势，推动工业转型升级，加快制造强国建设具有重要意义。

发展工业机器人，要重点打造四种基本能力，五种关键零部件，六种标志性产品。

四项基础能力

一、机器人共性关键技术

在工业领域，共性关键技术大致可分为两类：

1.工业机器人关键技术：重点突破高性能工业机器人工业设计、运动控制、精确参数辨识补偿、协同作业与调度、示教/编程等关键技术。

2.新一代机器人技术：重点开展人工智能、机器人深度学习等基础前沿技术研究，突破机器人通用控制软件平台、人机共存、安全控制、高集成一体化关节、灵巧手等核心技术。

为加强共性关键技术研究，《机器人产业发展规划（2016－2020年）》强调，针对智能制造和工业转型升级对工业机器人的需求，重点突破制约我国机器人发展的共性关键技术。积极跟踪机器人未来发展趋势，提早布局新一代机器人技术的研究。

二、机器人创新中心

《机器人产业发展规划（2016－2020年）》强调，充分利用和整合现有科技资源和研发力量，组建面向全行业的机器人创新中心，打造政产学研用紧密结合的协同创新载体。

重点围绕人工智能、感知与识别、机构与驱动、控制与交互等，开展基础和共性关键技术研究，深入开展高端制造业领域的前沿基础研究和应用基础研究，推进科技成果的转移扩散和商业化应用，强化国际交流与合作，培养机器人专业研发设计人才。

三、机器人产业标准

《机器人产业发展规划（2016－2020年）》强调，要发挥企业参与制修订标准的积极性，研究制订一批机器人国家标准、行业标准和团体标准，主要包括机器人用RV减速机通用技术条件等通用技术标准、机器人整机电磁兼容技术要求和试验方法等检测标准、工业机器人编程和操作图形用户接口等通信控制标准、设计平台标准和喷涂机器人系统应用规范等应用标准。

四、国家机器人检测与评定中心

《机器人产业发展规划（2016－2020年）》强调，建立并完善以国家机器人检测与评定中心为代表的机器人检验与认证机构，面向机器人整机及关键功能部件两方面内容开展检测与评定工作。

整机性能评价包括：安全、性能、环境适应性、噪音水平、电磁兼容性、可靠性及测控软件评价等；

功能部件检测评定包括：零件质量、零部件安全及性能、噪声、环境适应性、材质和接口等。

五种关键零部件

一、高精密减速器

精密减速器，在机械传动领域是连接动力源和执行机构之间的中间装置，通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮，啮合输出轴上的大齿轮，从而达到降低转速，增加转矩的目的。

没有减速器，机器人关节臂就不能正常运转。

精密减速机根据精度可分为标准精度和高精度；根据用途可分为军用和民用；根据运行的环境可分为标准环境、低温环境、清洁室环境和真空环境。

目前国际上具备大规模生产能力且产品性能可靠的RV减速器制造企业较少，全球绝大多数市场份额已被日本企业占据。国产减速器价格虽然便宜，供货期短，但产品性能与国外产品存在较大差距。因此，国产减速器大多只能供给中、低端机器人使用，无法满足高端机器人市场需求。

为此，《机器人发展规划》明确，通过发展高强度耐磨材料技术、加工工艺优化技术、高速润滑技术、高精度装配技术、可靠性，探索寿命检测技术以及新型传动机理，发展适合机器人应用的高效率、低重量、长期免维护的系列化减速器。

二、高性能机器人专用伺服电机和驱动器

伺服电机作为控制系统中的执行元件，是影响机器人工作性能的主要因素之一。机器人伺服系统由伺服电机、伺服驱动器、指令机构三大部分构成，伺服电机是执行机构，就是靠它来实现运动的，伺服驱动器是伺服电机的功率电源，指令机构是发脉冲或者给速度用于配合伺服驱动器正常工作的。

目前，高启动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛的应用。国产伺服电机在以下方面仍需突破：

一是外形普遍较长，外观粗糙，很难应用在一些高档机器人上面。

二是信号接插件的可靠性需要改进，而且需要朝小型化、高密度化以及与伺服电机本体的集成设计的方向优化，方便安装、调试、更换。

三是另一项核心技术——高精度的编码器，尤其机器人上用的多圈绝对值编码器，严重依赖进口，是制约我国高档机器人发展的很大瓶颈。

四是缺失基础性研究，包括绝对值编码器技术、高端电机的产业化制造技术等等。

五是伺服系统各部分产业协同不够，导致伺服电机和驱动系统整体性能难以发挥。

伺服电机不仅直接关乎国内机器人企业的市场竞争力，长远来看，对于整个中国机器人产业的发展具有战略意义。为此《机器人发展规划》特别强调，通过高磁性材料优化、一体化优化设计、加工装配工艺优化等技术的研究，提高伺服电机的效率，降低功率损失，实现高功率密度。发展高力矩直接驱动电机、盘式中空电机等机器人专用电机。

三、高速高性能控制器

指挥机器人工作的是人类吗？不，是控制器。工业机器人控制器主要控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹，操作顺序及动作的时间等。

控制器是发布命令的“决策机构”，是自动化工厂的大脑。掌握控制器的主导权，相当于控制了机器人的性能。在中国，四大家族的控制器市场占比为53%，其中，发那科占比16%，库卡占比14%，ABB机器人占比12%。而国产品牌控制器市场占比不及16%，可见在中国控制器领域，国产程度较低。

目前国产控制器市场主要存在以下问题：

1、国产控制器可控制的机器人类型齐全，但在操作精度、稳定性、响应速度、易用性等方面还有很大的进步空间。

2、机器人本体和零部件绑定效应强，一般成熟的机器人企业都能实现本体和核心零部件的自主研发和掌控，因此，国产单纯做控制器的企业难以突围。

3、国产控制器性价比高，这个既是优势也是劣势，优势是可占领对机器人精度要求不高的中低端市场和新兴领域；劣势主要表现在对于高端市场，道阻且长。

为此，《机器人发展规划》特别强调，通过高性能关节伺服、振动抑制技术、惯量动态补偿技术、多关节高精度运动解算及规划等技术的发展，提高高速变负载应用过程中的运动精度，改善动态性能。发展并掌握开放式控制器软件开发平台技术，提高机器人控制器可扩展性、可移植性和可靠性。

四、传感器

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并将其按一定规律转换成电信号或者其他可供测量的信号输出，以满足信息传输、处理、储存、显示、记录、控制等要求。

工业机器人的准确操作取决于对其自身状态、操作对象及作业环境的准确认识，这种认识正是通过传感器实现的。

由于行业起步晚、竞争压力大，我国传感器发展依然面临三大困境。

首先是关键技术尚未突破。传感器的设计技术囊括了多种学科、理论、材料和工艺知识，突破起来十分困难，目前，在人才匮乏、研发成本高昂、企业恶性竞争激烈的情况下，我国还没有突破传感器一些共性关键技术。

其次是产业化能力不足。国内传感器产品不配套且不成系列，重复生产、恶性竞争多发，使得产品可靠性较差、低端偏移较为严重，只能长期依赖国外进口。

再次是资源不集中。目前我国传感器企业有1600余家，但大都以小微企业为主，盈利能力不强，缺乏技术引领的龙头企业，最终导致资金、技术、企业布局、产业结构、市场等方面都变现出分散的状态，资源得不到有效集中，产业发展也迟迟无法走向成熟。

为此，《机器人发展规划》特别强调重点开发关节位置、力矩、视觉、触觉等传感器，满足机器人产业的应用需求。

五、末端执行器

末端执行器指的是任何一个连接在机器人边缘（关节）具有一定功能的工具。这可能包含机器人抓手，机器人工具快换装置，机器人碰撞传感器，机器人旋转连接器，机器人压力工具，顺从装置，机器人喷涂枪，机器人毛刺清理工具，机器人弧焊焊枪，机器人电焊焊枪等等。机器人末端执行器通常被认为是机器人的外围设备，机器人的附件，机器人工具，手臂末端工具（EOA）。

随着工业机器人快速发展，末端执行器也获得了庞大的应用与发展空间。为此，《机器人发展规划》特别强调，要重点开发抓取与操作功能的多指灵巧手和具有快换功能的夹持器等末端执行器，满足机器人产业的应用需求。

六大标志性机器人

中国制造业想要实现智能制造，不仅需要开发、应用多种多样的工业机器人，更要加快发展以全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人为代表的六大标志性工业机器人，推进工业机器人向中高端迈进。

1.全自主编程智能工业机器人

根据《机器人产业发展规划》的相关规定，满足智能制造及先进制造业发展的全自主编程工业机器人，自由度要在6以上，适应工件尺寸范围在1m*1m*0.3m以上。该类工业机器人需要具备智能工艺专家系统，自动获取信息，生成作业程序（全过程非示教，自动编程时间小于1秒），以满足喷涂、抛光、打磨等复杂的作业要求。

2.弧焊机器人

弧焊机器人即用于自动弧焊的工业机器人，其组成原理与点焊机器人基本相同，主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。弧焊机器人通常由机器人本体、控制系统、示教器、焊接电源、焊枪、焊接夹具、安全防护设施等多个部分组成。

在向中高端升级的过程中，弧焊机器人要广泛应用焊缝轨迹电弧跟踪、高压接触感知、焊缝坡口宽度电弧跟踪等多种关键技术，集中研发6自由度多关节机器人，达到中厚板弧焊机器人额定负载≥10kg，薄板弧焊机器人额定负载6kg等技术指标。

3.人机协作机器人

人机协作机器人是与人类在共同工作空间中有近距离互动的机器人，是当下工业机器人领域的发展重点。以往大部分的工业机器人是自动作业或是在有限的导引下作业，不需要考虑和人类近距离互动。而随着工业4.0越来越近，人与机器携手合作、发挥各自的专长，也就越来越必要，越来越迫切了。

面向未来智造趋势的人机协作机器人，应是6自由度以上的多关节机器人，自重负载比小于4，重复定位精度±0.05mm，力控精度<5N，碰撞安全监测响应时间<0.3s，选配本体感应皮肤的整臂安全感应距离<1cm，防护等级IP54。应适用于柔性、灵活度和精准度要求较高的行业（如电子、医药、精密仪器等），同时满足更多工业生产中的操作需要。

4.重载AGV

AGV即无人搬运车(Automated Guided vehicle)的简称。通过装备自动化导引装置，AGV可以沿规定路径行驶，并完成物料搬运与安全保护，可代替叉车及拖车等传统搬运设备，实现少人化乃至无人化操作。

AGV机器人具有极高的工作效率，不仅大大降低了人工成本，也极大地减少了工作中的意外事故，因此在工业领域异常火热，也是未来智能制造领域必不可少的搬运装备。

在促进工业机器人迈向中高端领域的过程中，重载机器人是一大标志性产品。根据《机器人发展规划》，重载AGV的指标有以下几项——

驱动方式：全轮驱动；最大负载能力40000Kg；最大速度：直线20m/min；转弯半径：2m；辅助磁导航精度：±10mm；防碰装置：激光防碰；举升装置：车体自举升；举升行程：最大100mm。

5.双臂机器人

随着现代制造业不断向智能制造方向迈进，单臂机器人的局限性越来越明显，不能完成的工作任务、不能适应工作场景越来越多。在此情况下，双臂机器人应运而生。双臂双动力器人模仿了人体双臂的协作原理、具备双臂分别操作功能。双臂甚至多臂协作机器人，完美适应并有效促进了智能制造，实现了机器与人的完美协同、共存共享。

根据《机器人产业发展规划》，双臂机器人的核心指标包括以下几个方面——

每个单臂6自由度以上，关节转动速度≥±180°/s，双臂平均功耗<500W，拥有双臂碰撞检测的路径规划功能，集成双目视觉定位误差<1mm，2指/3指柔性手爪行程≥50mm，抓取力≥30N，重复定位精度±0.05mm，适用于3C电子等行业的零件组装产线。

6.真空（洁净）机器人

真空（洁净）机器人是一种在真空环境下工作的机器人，主要应用于半导体工业中，实现晶圆在真空腔室内的传输。研发真空机器人的关键技术包括真空环境下传动润滑、直驱控制、动态偏差检测与校正及碰撞检测与保护等。

真空机械手通用性强、用量大、受限制、难进口，是制约半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件，当下已成为严重制约我国半导体设备整机装备制造的“卡脖子”问题。

根据相关政策标准，符合我国智能制造确实的真空机器人，应满足真空最大负载15kg，洁净最大负载210kg，重复定位精度±0.05～0.1mm等核心指标。

❼ 哈工智能的工业机器人本体业务发展的如何

哈工智能的工业机器人本体业务发展的很快速，据了解，哈工智能与哈工现代一直都专注于工业机器人本体产品的研发、制造及销售呢。哈工现代生产的工业机器人以六轴通用机器人为主，可广泛应用于汽车整车、汽车部件、轨道客车、家电、电子、机加工、食品、建筑材料、工程机械和军工等行业。据悉，哈工现代的机器人本体产品在对产品稳定性、质量、服务等具有高标准要求的汽车行业取得销售突破，顺利与上汽通用五菱汽车股份公司展开直接合作，并获得客户高度认可。

❽ 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》

❾ 工业机器人技术学什么

1、电气设备学习，主要学习PLC，PLC的构成原理，如何编程，PLC485通讯应用以及变频器、伺服电机的应用，还有技术性能和常用编程元件等等。有些人可能不大明白为什么学工业机器人技术一定要学PLC，简单的说，工业机器人本体就是一个标准件，要想把工业机器人按照现场实际灵活的运用起来，就需要周边设备和工业软件的配合参与了，工业机器人不是孤立工作的，一个机器人工作站，往往需要外围设备的配合，比如工装夹具、传送带、焊接变位机、移动导轨等等，这些角色相互之间要怎么配合呢，这时候就需要PLC进行协调，这里的PLC就是一个控制平台，给你编写程序，然后对工业机器人本体以及外围设备发号施令，让他们协调运作起来，PLC是工业自动化的灵魂，工业机器人本身就是工业自动化的一部分，所以要学习工业机器人技术就绕不开PLC。
2、工业机器人学习，这是工业机器人技术的直观知识点，了解特定品牌(如KUKA、yashuan等)的机器人本体结构、机器人故障处理、机器人坐标系应用、机器人安全区域设置、机器人圆弧指令、机器人逻辑控制语句应用、机器人处理(带案例分析)、机器人IO应用、机器人刀具坐标系应用、机器人堆垛和卸垛、机器人碰撞检测的设置和应用等。学习更先进的方向是学习如何通过工控PLC控制机器人的操作、停止和程序选择。

3、机械设计学习，主要研究电气制图、标准件装配建模及应用、装配焊件设计及工程实例应用等;电气制图主要研究vision、CAD、EPLAN等绘图软件。绘画是许多工科学生心中的一大痛。它需要精确和准确。对那些不忍心学这部分的人来说有点难。很容易克服。只有控制住自己的脾气，耐心细致地学习，他们才能学会这句话。

4、生产设备的学习，主要研究了实际工作站电子控制系统的设计。该模块具有很强的实用性，可以直接还原实际的工业场景。学员进入企业后，对工业现场的各种问题有了很好的了解。

❿ 工业机器人的现状与未来发展前景如何请业内高手给点实质性指点或评论。准备要进入这个行业。

目前，我国人口红利正在逐渐消失，机器人技术开发和实现人工替代将是大势所趋。长期以来，由于机器人成本较高而劳动力价格相对低廉，我国大部分制造业主要是劳动密集型企业。随着经济的持续快速发展，我国正从劳动密集型向现代化制造业方向转型，振兴制造业、实现工业化是我国经济发展的重要任务。作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人的应用和普及自然成为企业较理想的选择。

工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中;并开始扩大到国防军事、医疗卫生、生活服务等领域，如无人侦察机、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实例，当前我国工业机器人产业已初具规模。

前瞻网发布的《2014-2018年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示，2012年我国工业机器人销量2.69万台，同比增长19.6%。截至2012年底，中国的工业机器人保有量为101765台，仅次于日本，位居世界第二。由于中国有着全球最大的劳动力市场，机器人替代空间巨大，预计到2014年，中国将会超过日本，成为工业机器人需求量最大的市场。

随着人工成本的上涨、工作环境的改变、人口老龄化和多元化的市场竞争，各企业面临着重重压力。工业机器人产业是一个快速成长中的新兴产业，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。我国机器人使用密度处于极低水平，机器人使用密度的提升将带动机器人需求量的提升。通过对比美德日韩，我们测算我国机器人市场规模将超过160万台，相比较于目前不到10万台的装配量，还有巨大的发展空间。

总体来说，我国工业机器人行业近几年发展十分迅速，市场前景非常广阔。

希望我的回答可以帮助到您。