浅谈工业机器人的发展现状与趋势

韩博禹

【摘 要】随着科学技术的不断发展，工业机器人的发展越来越智能化，它的发展在一定程度上代表着一个国家先进制造业的发展水平。基于此，本文简要介绍了工业机器的系统构成以及工业机器人的种类，阐述了目前国内外工业机器人的发展现状，并对工业机器人的发展趋势做了分析。

【关键词】工业机器人；发展现状；自动化技术

0 前言

工业机器人的研发在一定程度上解放了劳动力，由于它可以模仿人的操作，在艰难环境下进行各种高难度作业，并且在提高人们工作效率的同时节约了生产成本，所以工业机器人这种高新技术产业得到了迅猛发展。

1 工业机器人的系统构成及分类

作为一名高中生，我曾在浏览网页时，得知工业机器人系统主要由四部分组成，这四个部分分别为：人机界面、驱动器、运动控制器以及机械本体，且这四部分的功能存在着紧密的联系。操作人员在人机界面向机器人下达相应的指令，指令传递到运动控制器部分时，运动控制器便控制机械本体按照指令工作，与此同时，驱动器为工业机器人的各组成部分提供动力，由此顺利完成操控人员发送的指令。工业机器人种类繁多，划分工业机器人种类的方法通常有三种，一种是按照工业机器人的关键技术发展对机器人种类进行划分，一种是根据不同的动力来源对机器人种类进行划分，最后的一种划分方法是基于机器人的承载能力进行的划分。其中，按照机器人承载能力的不同，可以将工业机器人划分为五种：承载能力大于1t的超大型工业机器人、承载能力为100kg～1t的大型工业机器人、承载能力为10～100kg的中型机器人、承载能力为0.1～10kg的小型机器人以及承载能力小于0.1kg的超小型机器人，在使用工业机器人作业时，可以根据需要选择合适的机器人类型完成工作。

2 国内外工业机器人的发展现状

2.1 国外工业机器人的发展现状

1954年，美国的乔治·迪沃生产了世界上首台工业机器人，它被用来移动物体，该机器人在当时被称作可编程移机。20世纪80年代末，美国政府出台了一系列研发工业机器人的相关政策，加大对于机器人研发制造的资金投入，鼓励发展工业机器人技术。随着工业机器人技术的日趋成熟，美国研造出的工业机器人功能愈发强大，抢占了世界工业机器人的市场，美国成为世界著名的机器人王国。科学技术的不断进步，使机器人生产技术的标准化以及智能化程度不断提高，工业机器人的数量和销量逐年攀升，工业机器人的使用方向逐渐拓展到非制造业领域，如采矿、建筑以及救援领域等等。截止到现在，国际知名的工业机器人公司除了日本的安川、OTC、FANUC机器人生产公司外，还有德国的KUKA、CLOOS，意大利的COMAU和奥地利的IGM工业机器人公司等。1977年，日本安川公司研发出世界首台全自动机器人，除此之外，日本还是首个将半导晶片机器人应用到半导体领域的国家。由日本FANUC公司制造的R-2000iA系列的工业机器人，公司为该工业机器人配置了视觉传感器系统，它能够捡起无序摆放的工件，并将这些工件按照顺序装配成功。IRB6是全球第一台全电控机器人，它是瑞典的ABB公司研制出来被用于搬运工业物料的工业机器人。截止到现在，德国KUKA公司研发出的机器人种类最为丰富，承载能力最大可达到1300kg，不仅可以对小部件进行检测、装配和打磨，也能够完成像货盘堆垛这样的重型作业，大大提高了人们的工作效率[1]。

2.2 国内工业机器人的发展现状

在查阅资料的过程中我了解到，我国在20世纪70年代开始研发工业机器人，并积极借鉴国外先进的工业机器人技术。“九五”期间，我国建立了以沈阳新松机器人自动化股份有限公司为领导产业的工业机器人产业基地，该产业基地研制出了可进行多种作业的特种机器人，如：RH6弧焊机器人和RD120点焊机器人等等。目前，我国研发出的机器人大多应用在国内汽車行业中，完成汽车行业中的复杂作业，如检测、搬运、研磨抛光和装配等工作内容，提高了汽车行业的生产效率。虽然我国研制成功的机器人出口数量不是很多，但是整体上已经掌握了机器人制造的技术，在工业机器人领域上占据着一定地位[2]。

3 国内外机器人产业的发展趋势

3.1 国际工业机器人的发展趋势

为了满足客户的个性化需求、降低生产成本并充分利用资源，国际工业机器人的发展呈现出模块化、结构创新以及智能化三个发展方向。

第一，工业机器人发展的模块化。模块化就是指以功能分析为基础，将工业机器人系统的总功能，划分为不同的功能模块，通过将不同功能模块组合在一切，可以得到功能不同的产品，以此来满足不同客户的需求，同时节约了生产成本。工业机器人的模块化发展，不仅可以将工业机器人进行拆卸，减少其占用的空间，而且在机器人出现故障，需要维修时，可以针对故障的模块进行维修，便与人们对于工业机器人的维修。

第二，工业机器人发展的结构创新。随着科学技术的不断发展，工业机器人的应用范围也在不断扩大，逐渐由制造业领域拓展到非制造业领域。由于工业机器人多在环境复杂的地方作业，所以在设计工业机器人时，研发人员就应考虑到工业机器人对环境的适应性，改进工业机器人的结构。例如，设计在救援现场作业的机器人时，要创新机器人的行走结构，便于救援工作的展开，其次，对于那些在固定模式下的作业的工业机器人，要为其增设多关节的机械臂结构，提高工业机器人的操作灵活性。

第三，工业机器人发展的智能化。增强工业机器人的智能化，需要在设计工业机器人过程中融入传感器技术，利用传感器搜集外界信息，并将搜取到的信息与数据库中存储的信息进行对比，通过机器人内部的智能分析系统实现判断与分析过程。例如，用于抗震救灾的工业机器人，它的体内就安装了传感器系统，由此获取灾难现场的有关信息，同时，为了使机器人在行走过程中，可以自动避开障碍物，研发人员还为其安装了红外测距传感器，不断提高工业机器人的智能化[3]。

3.2 国内工业机器人的发展趋势

我在了解国外工业机器人的发展趋势后，有了很深的感触，虽然我国工业机器人产业的发展已经取得了巨大进步，但是和一些发达国家相比还存在着明显差距。因此，我国在今后研制工业机器人时，应当不断提高机器人的数字化和智能化，实现机器人的全自动化，使我国工业机器人产业与国际接轨。此外，还应不断加强工业机器人的自主控制能力，提高机器人在无人控制的情况下的工作效率，同时应依据目前遥控机器人的发展特点，实现操作人员与机器人的交互控制，提高智能机器人的实用性。工业机器人属于高新技术范畴，虽然我国近年来工业机器人事业发展迅速，但是工业机器人的市场还存在许多不足之处，比如对工业机器人的设计理念不够新颖，缺少规范机器人市场的相关法律法规等等。因此，政府部门应当基于工业机器人的市场基础之上，建立健全相关法律法规，规范工业机器人的市场秩序，同时推进工业机器人技术的创新，满足客户需求，提高我国工业机器人在国际中的竞争力。

4 总结

综上所述，工业机器人的应用范围越来越广泛，为人们的日常生活提供便利。通过上述对工业机器人发展现状的介绍，以及对工业机器人发展趋势的分析，我们可以了解到美国和日本等国家在工业机器人的领域上获得了巨大的成功，同时也推动了国家的经济的发展，而我国在工业机器人研发领域与国外有着明显差距。因此，未来我国政府应加大对工业机器人产业的重视，吸收国外的先进制造业知识，研制出适合我国工业机器人发展的道路，推动我国经济的发展。

【参考文献】

[1]宫文秀，李伦操，周胜民，吴祥生.工业机器人的发展现状、趋势及应用[J].中国新通信，2017，04：121.

[2]田涛，邓双城，杨朝岚，张泽，郑海洋，王福利，周唐恺.工业机器人的研究现状与发展趋势[J].新技术新工艺，2015，03：92-94.

[3]吴丽媛.浅谈工业机器人的分类与发展趋势[J].科技风，2017，06：5-6.

[责任编辑：张涛]