机器人的发展现状及应用前景_周海.doc

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1、“ ! ! !装备制造技术2017 年第 09 期机器人的发展现状 及应用前景周 海，叶 兵（广西大学机械工程学院，广西 南宁 530004）摘 要：随着经济的快速 繁荣与机器人的快速 发展，机 器人在我国工业 化过程中占 据着重要 的作用，机器人 运用在机械加工、焊接、运输、装配、喷涂等各个领域，甚至现在也开始运用于医疗卫生与家政服务等方面。而现 在运用最为广泛的为工业机器 人，工业机器人具有高精度、高负载、高效率、可靠性好等一系列优点。通过论述工业机器人的起源以及发展史，介绍机 器人的种类和对未来的应用展望。此外对于机器 人智能化的发展提出相应的见解，希望在掌握现有机器人技术 的同时 ，牢

2、牢把握好机器人发展的机会，为我国的机器人的发展做出贡献。关键 词：机器人；高精度；高负载；高效率；智能化中图 分类号： 文献标识码： 文章编号：（）1920 年，捷克的著名作家卡雷尔查培克在剧本罗萨姆的万能的机器人一书中首次提到“机器人”一词 ，在 1954 年美国乔治德沃尔设计出第一台电子可编程序的工业机器人，1962 年美国通用汽车公司投入使用，标志着第一代机器人诞生 。最初的工业机器是结合传统的机构学与当时电子技术的最新产物，而如今工业机器人是有机结合了机械、电子、计算机控制、人工智能等越来越多前沿学科而形成的有机综合体，正如习近平总书记在两院院士大会上评价：机 器人是“制 造业皇冠 顶

3、端的 明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志 。经过六十多年的迅速发展，随着工业机器人智能化水平的提高 和其他工业技术和要求的提高，工业机器人在越来越多的领域得到了应用。工业机器人的使用范围已 从传统制造业延伸到其他制造业，进而推广到诸如建筑、救援，军事，医疗，家政等非制造行业，就像电灯和互联网一样，工业机器人正在日益广泛地提高人类的生活质量和现有的生产方式。社会自动化程度的不断提高，我国也开始着重于发展机器人，并且也取得了较大的进步。在 1995 年，我国沈阳自动化所开始研制 HT100A 点焊机器人，是我国较早的机器人了，如图 1 所示；此后，沈阳新松公

4、司研发出了 6 kg 弧焊机器人，此机器人不仅实用，而且轻便，如图 2 所示；之后，哈尔滨工业大学机器人研究所也研发出了便携式机器人，此机器人具有 6自由度，增强了焊接能力，成为在恶劣环境中实现焊接功能的重要设备，总之，在国家“863 计划”与“ 十一五”计划的指导下，我国机器人的设计取得了飞速发展，甚至在机器人的某些关键部件的设计已经接近于世界先进水平，并在世界工业机器人领域已经占有一席之地了。 国内外的机器人发展史及现状国内机器人的发展史及现状长期以来，由于我国是人口大国而且工业基础 图 点焊机器人 图 弧焊机器人薄弱，因此早期在我国机器人的发展受到一定的限制。然而随着制造业工人的人力成本

5、的不断上升与收稿日期：2017-06-18国外机器人的发展史及现状在一些工业较为发达的国家，工业机器人和自作者简介：周 海（1993-） ，男，湖北黄冈人，硕士研究生 ，研究方 向：机构 学与机器人设计；叶 兵（1991-） ，男，安徽滁州人，硕士研究生，研究方向：机构学与机器人设计。47!“! “123Equipment Manufacturing Technology No.09，2017动化生产已经成为了未来发展的趋势。工业机器人已经广泛用于机械零部件加工、汽车制造业、电子电器行业以及物流运输业。现在主要是欧洲以及日本在机器人技术行业遥遥领先，其中国际知名的机器人企业主要有机器人四大家族

6、，即瑞士 ABB、日本发那科、日本安川和德国库卡。工业机器人在初期受到技术等方面等限制，而现在全世界的机器人的发展都发生了爆炸式的增长，日本抓住机器人发展的机会，一跃成为机器人技术的大国 。在德国已经开始进行“工业 4.0”计划，以便于实现利用工业机器人推动生产制造，目前德国的机器人运用率相当的高，大约在每四个工作岗位中就有一台工业机器人；而美国与德国相比机器人的运用率相对较低，大约为 11%，但是美国研发的机器人大多数正在向高智能化迈进；而韩国提出机器人五年计划，目标是到 2018 年，不断扩大机器人市场规模。世界各国机器人的发展都为科技奠 定了基础，在上世纪 90 年代起机器人蓬勃发展，引

7、起一场新的机器人技术革命。在 1992 年，奥地利介绍了机器人的 CAN-Bus 控制系统，在 CAN -bus 控制中，所有机器人程序和相关子程序在不同的微处理器上同时运行从而保证运行的效率；在同年，瑞士的 ABB 启动了开放式控制系统（S4）为了改善人机界面和机器人的技术性能，如下图 3 所示为 开放式控制系统（S4） ；在1994 年，Motoman 公司推出 了第一台提供两 台机器人同步控制的机器人控制系统（MRC） ，如图 4 所示；在 1996 年，德国库卡推出了首款基于 PC 的机器人控制系统，其特点是可以在 Windows 系统上操作，便于实现编程和控制，如图 5 所示；在 2

8、003 年，用火星探索漫游者去进行火星探索，此举推进了航天事业的极大的进步，如图 6 所示；在 2006 年，德国库卡公司展出了第一台轻型机器人，其精度较高，执行效率也高，如图 7 所示；在 2007 年，日本推出了史上最快的超高速电弧焊机器人，其工作周期可以缩短 10%以上，如图 8 所示 ；在 2010 年，德国库 卡公司 推出Quantec 系列机器人，如图 9 所示。图 图 公司机器人控制系统德国库卡基于 的机器人图 火星探索漫游者48图 瑞士 开放式控制系统（）图 德国库卡公司展出的第一台轻型 机器人4装备制造技术2017 年第 09 期间，机器人的未来的发展将会不断提高机器人的工作

9、能力、智能化的程度以及精度要求。 结论及展望图 日本的超高速电弧焊机器人目前，机器人的发展趋势非常的迅猛，机器人可以替代人类去从事高危险的工作，减轻了人类的劳动强度。本文通过对机器人的发展史进行简要的介绍，阐明了我国发展机器人的必要性。同时，对于我国的发展而言，我国正处于工业化进程的关键时期，将来的高强度、高危险行业的工人数量将会急剧的下降，机器人将会迎来新的“春天”，所以机器人的发展仍拥有巨大的发展空间。同时，由于我国各机器人的厂商对于机器人的研发能力与金钱投资的不同，在我国的机器人市场上的竞争也会愈演愈烈，最终也将形成我国的机器人研发市场。总之，在未来的几十年里，相信重点发展机器人将会成为

10、社会的发展趋势，不久机器人将会引领未来，加入到我国现代化建设的行列中。图 德国库 卡公司推出 系列机器人参考文献：1 刘极峰，丁继 斌. 机器 人技术 基础M.2 版 .北 京：高等教 育出版社，2012.2 孙英 飞，罗爱华 . 我 国工业 机器人 发展研 究J. 科学技 术纵观世界机器人的发展史，机器人由单一而又简便的设备已经发展成为了一种高智能化的机械设备，在人类的生活中扮演着不可替代的角色，在国外的许多的机械与电气设备生产的厂房里都可以随处看到机器人的身影，机器人的研发技术也逐渐趋向于完善。当然，机器人的研发仍然具有较大的发展空与工程，2012，12（12）：2912-2918.3 陈

11、香香 . 中国 机器人产 业的发 展之路 J. 机器人 技术与 应用，2015（2）：14-16.4 王田苗 ，陶 永. 我国工 业机器 人技术现 状与产 业化发 展战略J. 机械工程学报，2014，50 （9）：1-13.5 高 峰，郭 为忠. 中国机 器人 的发 展战略 思考 J. 机械 工程学报，2016，52（7）：1-5. ZHOU Hai，YE Bing（College of Mechanical Engineering，Guangxi University， Nanning Guangxi 530004，China ）：With the rapid prosperity of t

12、he economy and the rapid development of robots，The robot play an important role in the process of industrialization in China，the robot is used in mechanical processing ，welding，transportation，assembly，painting and other fields，and now used in medical and health care and even domestic service，etc. An

13、d now the most widely used for industrial robot ，industrial robot has high precision，high load，high efficiency，good reliability and a series of advantages. Origins and development of the industrial robot are discussed in thispaper，introduces the types of robot and its application prospect in the fut

14、ure. In addition to the corresponding sug gestions in the development of intelligent robot in mastering the current robot technology at the same time ，firmlygrasps opportunity of the development of the robot，contribute to the development of robots in China. ：robot；high precision；high load；high efficiency ；intelligent49