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工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢
發(fā)布時(shí)間：2018-03-14 點(diǎn)擊次數(shù)：686
工業(yè)機(jī)器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實(shí)踐證明，它在提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益，改善工人勞動(dòng)條件等方面，有著令世人矚目的作用，引起了世界各國和社會(huì)各層人士的廣泛關(guān)注。
1、國外發(fā)展趨勢
日本將機(jī)器人列為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，韓國將機(jī)器人作為“增長發(fā)動(dòng)產(chǎn)業(yè)”，各發(fā)達(dá)國家政府通過制定政策，采取一系列措施鼓勵(lì)企業(yè)應(yīng)用機(jī)器人，設(shè)立科研基金鼓勵(lì)機(jī)器人的研發(fā)設(shè)計(jì)，從政策上、資金上給予大力支持，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用和研究走在世界的前列。世界工業(yè)機(jī)器人市場普遍看好，各國都在期待機(jī)器人的應(yīng)用研究有技術(shù)上的突破。從近幾年世界機(jī)器人推出的產(chǎn)品來看，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢主要為：結(jié)構(gòu)的模塊化和重構(gòu)化；控制技術(shù)的開放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化；多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化；工作環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。
國外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢：
（1）、工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高，而單機(jī)價(jià)格不斷下降。
（2）、機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)檢測系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)。
（3）、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提供，控制柜日漸小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。
（4）、機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，裝配、焊接機(jī)器人采用了位置、速度、加速度視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。
（5）、虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。
（6）、當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作者系統(tǒng)，使機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美國發(fā)射到火星上的索杰納機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。
（7）、機(jī)器人化機(jī)械開始興起。從94年美國開發(fā)出虛擬機(jī)床以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點(diǎn)之一，紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。
2、國內(nèi)發(fā)展趨勢
中國工業(yè)機(jī)器人在“七五”、“九五”、“十五”期間研究取得了較大進(jìn)展，我國在關(guān)鍵技術(shù)上有所突破，但還缺乏整體核心技術(shù)的突破，應(yīng)用遍及各行各業(yè)，但進(jìn)口機(jī)器人占了絕大多數(shù)。科學(xué)院機(jī)器人“十二五”規(guī)劃研究目標(biāo)：開展高速、高精、智能化工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究工作，建立并完善新型工業(yè)機(jī)器人智能化體系結(jié)構(gòu)；研究高速，高精度工業(yè)機(jī)器人控制方法并研制高性能工業(yè)機(jī)器人控制器，自動(dòng)噴涂工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)，并在汽車制造行業(yè)，焊接行業(yè)開展應(yīng)用示范。
國家下一步的發(fā)展思路，將發(fā)展以工業(yè)機(jī)器人為代表的智能制造，以高端裝備制造業(yè)重大產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展工程為平臺(tái)和載體，系統(tǒng)推進(jìn)智能技術(shù)、智能裝備和數(shù)字制造的協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國高端裝備制造的重大跨越。具體分兩步進(jìn)行：第一步，2012~2020年，基本普及數(shù)控化，在若干領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)化，為我國制造模式轉(zhuǎn)變奠定基礎(chǔ)；第二步，2021~2030年，全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，在主要領(lǐng)域全面推行智能制造模式、基本形成高端制造業(yè)的國際競爭優(yōu)勢。
工業(yè)機(jī)器人市場競爭越來越激烈，中國制造業(yè)面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰(zhàn)，加快工業(yè)機(jī)器人的研究開發(fā)與生產(chǎn)是使我國從制造業(yè)大國走向制造業(yè)強(qiáng)國的重要手段和途徑。未來幾年，國內(nèi)機(jī)器人研究員將重點(diǎn)研究工業(yè)機(jī)器人智能化體系結(jié)構(gòu)，高速高精度控制，智能化作業(yè)，形成新一代智能化工業(yè)機(jī)器人的核心關(guān)鍵技術(shù)體系，并在相關(guān)行業(yè)開展應(yīng)用示范和推廣。
（1）、工業(yè)機(jī)器人智能化體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)
研究開放式，模塊化的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方法，形成切實(shí)可行的設(shè)計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，以便于系統(tǒng)的集成，應(yīng)用與改造。
（2）工業(yè)機(jī)器人新型控制器技術(shù)
研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)工業(yè)機(jī)器人控制器。研究具有高實(shí)時(shí)性的，多處理器并行工作的控制器硬件系統(tǒng)；真對應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高性能，低成本總線技術(shù)的控制盒驅(qū)動(dòng)模式。深入研究先進(jìn)性控制方法，策略在工業(yè)機(jī)器人中的工程實(shí)現(xiàn)，提高系統(tǒng)高速、重載、高追蹤精度等動(dòng)態(tài)性能，提高系統(tǒng)開放性。通過人機(jī)交互方式建立模擬仿真環(huán)境，研究開發(fā)工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)/離線編程技術(shù)，增強(qiáng)人機(jī)交互和二次開發(fā)能力。
（3）、工業(yè)機(jī)器人智能化作業(yè)技術(shù)
實(shí)現(xiàn)以傳感器融合，虛擬現(xiàn)實(shí)與人機(jī)交互為代表的智能化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人上的可靠應(yīng)用，提升工業(yè)機(jī)器人操作能力。除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)和決策控制，基于視覺的噴涂機(jī)器人姿態(tài)反饋控制；研究虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)與人機(jī)交互環(huán)境建模系統(tǒng)。
（4）、成線成套裝備技術(shù)
針對汽車制造業(yè)，焊接行業(yè)等具體行業(yè)工藝需求，結(jié)合新型控制器技術(shù)和智能化作業(yè)技術(shù)的研究，研究與行業(yè)密切相關(guān)的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)，以工業(yè)機(jī)器人為核心的生產(chǎn)線上的相關(guān)成套裝備設(shè)計(jì)技術(shù)，開發(fā)弧焊機(jī)器人用激光視覺焊縫跟蹤裝置，噴涂線的噴涂設(shè)備的研制以及相關(guān)功能部件并加以集成，形成我國以智能化工業(yè)機(jī)器人為核心的成線成套自動(dòng)化制造裝備。
（5）、系統(tǒng)可靠性技術(shù)
可靠性技術(shù)是與設(shè)計(jì)、制造、測試和應(yīng)用密切相關(guān)的。建立工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性保障體系是確保工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、制造環(huán)節(jié)和測試環(huán)節(jié)，研究系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)，從而為工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用提供保證。
我國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)必須由市場來拉動(dòng)。機(jī)器人作為高技術(shù)，它的發(fā)展與社會(huì)的生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)狀況密切相關(guān)。機(jī)器人的研制、開發(fā)只有從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)可能性大為原則選擇機(jī)器人優(yōu)先應(yīng)用的領(lǐng)域，并以此為突破口，向其它領(lǐng)域滲透、擴(kuò)散至為重要。
綜合國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，工業(yè)機(jī)器人的研究正在超智能化、模塊化、系統(tǒng)化、微型化、多功能化及高性能、自診斷、自修復(fù)趨勢發(fā)展，以適應(yīng)多樣性、個(gè)性化的需求向更寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。
