工业机器人研究现状和发展趋势详解.pdfVIP

工业机器人研究现状和发展趋势

摘要：工业机器人在我国的应用有着巨大的市场和前景，本文介绍的

是一种精密型装配机器人，从它的基本构成数据通信方式、控制器等

方面进行介绍，同时总结了现有技术的局限性，也对以后研究方向做

了探讨。

关键词：工业机器人；串行通信；控制器

我国的机器人研究开发工作始于20世纪70年代初，到现在已经历

了30年的历程。前10年处于研究单位自行开展研究工作状态，发

展比较缓慢。1985年后开始列入国家有关计划，发展比较快。特别

是在“七五”、“八五”、“九五”机器人技术国家攻关、“863”

高技术发展计划的重点支持下，我国的机器人技术取得了重大发展。

在机器人基础技术方面：诸如机器人机构的运动学、动力学分析与综

合研究，机器人运动的控制算法及机器人编程语言的研究，机器人内

外部传感器的研究与开发，具有多传感器控制系统的研究，离线编程

技术、遥控机器人的控制技术等均取得长足进展，并在实际工作中得

到应用。

在机器人的单元技术和基础元部件的研究开发方面：诸如交直流伺服

电机及其驱动系统、测速发电机、光电编码器、液压（气动）元部件、

滚珠丝杠、直线滚动导轨、谐波减速器、RV减速器、十字交叉滚子

第1页

轴承、薄壁轴承等均开发出一些样机或产品。但这些元部件距批量化

生产还有一段距离。

在机器人控制装置的研制方面：已开发出具有双CPU、多CPU和分

级分层控制的机器人控制装置多台，主控计算机的档次也逐渐升级。

在机器人操作机研制方面：已开发出一些先进的操作机和特种机器

人，如AGV（自动导引车），壁面爬行机器人，重复定位精度为±

O.024mm的装配机器人，可潜入海底6000m的水下机器人，移动

机器人，移动遥控机器人，主从操作机器人等，有些已达实用化水平

并用于实际工程。

在机器人的应用工程方面：目前国内已建立了多条弧焊机器人生产

线，装配机器人生产线，喷涂生产线和焊装生产线。国内的机器人技

术研发力量已经具备了大型机器人工程设计和实施的能力，整体性能

已达到国际同类产品的先进水平，而整体价格仅为国外同类产品的三

分之二甚至一半，具有很好的性能价格比和市场竞争力。

据统计，“九五”期间，我国工业机器人的需求量以每年30％以上

的速度增长。2000年，我国工业机器人的拥有量约为3500台，其

第2页

中以点焊、弧焊、喷漆、注塑、装配、搬运、冲压等各类机器人为主，

销售额为6．7亿元。1986～2000年产品销量如表3所示。据有关

专家预测，我国机器人2005年拥有量将增至7600台，年销售额为

28.7亿元；2010年拥有量为17300台，年销售额为93.1亿元。根

据发达国家产业发展与升级的历程和工业机器人产业化发展趋势，到

2015年中国机器人市场的容量约达十几万台套。

我国近几年机器人自动化生产线已经不断出现，并给用户带来显著效

益。随着我国工业企业自动化水平的不断提高，机器人自动化线的市

场也会越来越大，并且逐渐成为自动化生产线的主要方式。我国机器

人自动化生产线装备的市场刚刚起步，而国内装备制造业正处于由传

统装备向先进制造装备转型的时期，这就给机器人自动化生产线研究

开发者带来巨大商机。据预测，目前我国仅汽车行业、电子和家电行

业、烟草行业、新能源电池行业等，年需求此类自动化线就达300

多条，产值约为60多亿元人民币。预计在2005年左右需求此类自

动化生产线达到600条。据初步测算，“十一五”期间汽车制造业

的需求市场容量将达到800多亿元人民币。

我国现有主要生产工业机器人厂家其生产规模较小，这与当前市场需

求有较大差距。生产规模达到大批量生产能力，才能提高机器人的稳

定性、可靠性及降低成本，才能占领国内市场。目前主要生产第一代

示教再现型机器人。随着建筑施工、石化、食品、核工业、水下、高

第3页

空及微加工行业的需求，将推出一批新机