工業機器人:面向工業領域的機器人-中文百科頻道

概述

工業機器人（英語：industrial robot。簡稱IR）是廣泛适用的能夠自主動作，且多軸聯動的機械設備。它們在必要情況下配備有傳感器，其動作步驟包括靈活的，轉動都是可編程控制的（即在工作過程中，無需任何外力的幹預）。它們通常配備有機械手、刀具或其他可裝配的的加工工具，以及能夠執行搬運操作與加工制造的任務。

曆史沿革

已知最早的工業機器人，符合ISO定義是由“條例”格裡菲斯P·泰勒于1937年完成并出版的Meccano雜志，1938年3月。幾乎完全是用吊車狀裝置建成的Meccano件和動力由單個電動機。運動五軸是可能的，包括搶而搶旋轉。自動化是用穿孔紙帶通電螺線管，這将有利于起重機的控制杆的運動來實現的。

該機器人可以在預先設定的圖案疊積木。需要為每個所需的運動馬達的轉數，第一次繪制在坐标紙上。然後這個信息被轉移到紙帶上，從而也推動了機器人的單個馬達。1997，克裡斯舒特建造的機器人的完整副本。

喬治·迪沃申請了第一個機器人的專利在1954年（1961年授予）。制作機器人的第一家公司是Unimation，由迪沃并成立約瑟夫F.Engelberger于1956年，并且是基于迪沃的原始專利。Unimation機器人也被稱為可編程移機，因為一開始他們的主要用途是從一個點傳遞對象到另一個，不到十英尺左右分開。

他們用液壓執行機構，并編入關節坐标，即在一個教學階段進行存儲和回放操作中的各關節的角度。他們是精确到一英寸的1/10,000。Unimation後授權其技術，川崎重工和GKN，制造Unimates分别在日本和英國。一段時間以來Unimation唯一的競争對手是美國辛辛那提米拉克龍公司的俄亥俄州。這從根本上改變了20世紀70年代後期，幾個大财團的日本開始生産類似的工業機器人。

1969年，維克多·沙因曼在斯坦福大學發明了斯坦福大學的手臂，全電動，6軸多關節型機器人的設計允許一個手臂的解決方案。這使得它精确地跟蹤在太空中任意路徑拓寬了潛在用途的機器人更複雜的應用，如裝配和焊接。沙因曼則設計了第二臂的MIT人工智能實驗室，被稱為“麻省理工學院的手臂。”沙因曼，接收獎學金從Unimation發展他的設計後，賣給那些設計以Unimation誰進一步發展他們的支持，通用汽車公司，後來它上市的可編程的通用機裝配（PUMA）。

工業機器人在歐洲起飛相當快，既ABB機器人和庫卡機器人帶來機器人市場在1973年ABB機器人（原ASEA）推出IRB6，世界上首位市售全電動微型處理器控制的機器人。前兩個IRB6機器人被出售給馬格努森在瑞典進行研磨和抛光管彎曲并在1974年1月被安裝在生産同樣是在1973年，庫卡機器人建立了自己的第一個機器人，被稱為FAMULUS，也1第一關節機器人具有6機電驅動軸。

在機器人技術在20世紀70年代後期，許多美國公司的興趣增加進入該領域，包括大公司，如通用電氣和通用汽車公司（這就形成合資FANUC機器人與FANUC日本LTD）。美國創業公司包括Automatix和娴熟技術，公司在機器人熱潮在1984年的高度，Unimation收購了西屋電氣公司107萬美元。西屋出售Unimation以史陶比爾法韋日SCA的法國于1988年，還在進行關節型機器人用于一般工業和潔淨室應用，甚至買的機器人事業部，博世于2004年底。

隻有少數的非日本公司管理，最終在這個市場中生存，其中主要的有：娴熟技術，史陶比爾，Unimation，在瑞典-瑞士公司ABB阿西亞·布朗Boveri公司，在德國公司的KUKA機器人與意大利公司柯馬。

主要特點

戴沃爾提出的工業機器人有以下特點:将數控機床的伺服軸與遙控操縱器的連杆機構聯接在一起，預先設定的機械手動作經編程輸入後，系統就可以離開人的輔助而獨立運行。這種機器人還可以接受示教而完成各種簡單的重複動作，示教過程中，機械手可依次通過工作任務的各個位置，這些位置序列全部記錄在存儲器内，任務的執行過程中，機器人的各個關節在伺服驅動下依次再現上述位置，故這種機器人的主要技術功能被稱為“可編程”和“示教再現”。

1962年美國推出的一些工業機器人的控制方式與數控機床大緻相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。後來，出現了具有視覺傳感器的、能識别與定位的工業機器人系統。

工業機器人最顯著的特點有以下幾個：

(1)可編程。生産自動化的進一步發展是柔性啟動化。工業機器人可随其工作環境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發揮很好的功用，是柔性制造系統中的一個重要組成部分。

(2)拟人化。工業機器人在機械結構上有類似人的行走、腰轉、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業機器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業機器人對周圍環境的自适應能力。

(3)通用性。除了專門設計的專用的工業機器人外，一般工業機器人在執行不同的作業任務時具有較好的通用性。比如，更換工業機器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執行不同的作業任務。

(4)工業機器技術涉及的學科相當廣泛，歸納起來是機械學和微電子學的結合-機電一體化技術。第三代智能機器人不僅具有獲取外部環境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識别能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術的應用，特别是計算機技術的應用密切相關。因此，機器人技術的發展必将帶動其他技術的發展，機器人技術的發展和應用水平也可以驗證一個國家科學技術和工業技術的發展水平。

當今工業機器人技術正逐漸向着具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強的對作業環境的自适應能力的方向發展。當前，對全球機器人技術的發展最有影響的國家是美國和日本。美國在工業機器人技術的綜合研究水平上仍處于領先地位，而日本生産的工業機器人在數量、種類方面則居世界首位。

（1）技術先進工業機器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應用開發等先進制造技術于一體，通過對過程實施檢測、控制、優化、調度、管理和決策，實現增加産量、提高質量、降低成本、減少資源消耗和環境污染，是工業自動化水平的最高體現。

（2）技術升級工業機器人與自動化成套裝備具備精細制造、精細加工以及柔性生産等技術特點，是繼動力機械、計算機之後，出現的全面延伸人的體力和智力的新一代生産工具，是實現生産數字化、自動化、網絡化以及智能化的重要手段。

（3）應用領域廣泛工業機器人與自動化成套裝備是生産過程的關鍵設備，可用于制造、安裝、檢測、物流等生産環節，并廣泛應用于汽車整車及汽車零部件、工程機械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫藥、冶金及印刷出版等衆多行業，應用領域非常廣泛。

（4）技術綜合性強工業機器人與自動化成套技術，集中并融合了多項學科，涉及多項技術領域，包括工業機器人控制技術、機器人動力學及仿真、機器人構建有限元分析、激光加工技術、模塊化程序設計、智能測量、建模加工一體化、工廠自動化以及精細物流等先進制造技術，技術綜合性強。

組成結構

工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度；驅動系統包括動力裝置和傳動機構，用以使執行機構産生相應的動作；控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信号，并進行控制。

工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐标型的臂部可沿三個直角坐标移動；圓柱坐标型的臂部可作升降、回轉和伸縮動作；球坐标型的臂部能回轉、俯仰和伸縮；關節型的臂部有多個轉動關節。

工業機器人按執行機構運動的控制機能，又可分點位型和連續軌迹型。點位型隻控制執行機構由一點到另一點的準确定位，适用于機床上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業；連續軌迹型可控制執行機構按給定軌迹運動，适用于連續焊接和塗裝等作業。

工業機器人按程序輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是将計算機上已編好的作業程序文件，通過RS232串口或者以太網等通信方式傳送到機器人控制櫃。

示教輸入型的示教方法有兩種：一種是由操作者用手動控制器(示教操縱盒)，将指令信号傳給驅動系統，使執行機構按要求的動作順序和運動軌迹操演一遍；另一種是由操作者直接領動執行機構，按要求的動作順序和運動軌迹操演一遍。在示教過程的同時，工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機器人自動工作時，控制系統從程序存儲器中檢出相應信息，将指令信号傳給驅動機構，使執行機構再現示教的各種動作。示教輸入程序的工業機器人稱為示教再現型工業機器人。

具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業機器人，能在較為複雜的環境下工作；如具有識别功能或更進一步增加自适應、自學習功能，即成為智能型工業機器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去适應環境，并自動完成更為複雜的工作。

發展前景

中國

中國的工業機器人

我國工業機器人起步于上世紀1970年初期，經過20多年的發展，大緻經曆了3個階段：70年代的萌芽期，80年代的開發期和90年代的适用化期。

1970年我國也發射了人造衛星。世界上工業機器人應用掀起一個高潮，尤其在日本發展更為迅猛，它補充了日益短缺的勞動力。在這種背景下，我國于1972年開始研制自己的工業機器人。

進入80年代後，在高技術浪潮的沖擊下，随着改革開放的不斷深入，我國機器人技術的開發與研究得到了政府的重視與支持。“七五”期間，國家投入資金，對工業機器人及其零部件進行攻關，完成了示教再現式工業機器人成套技術的開發，研制出了噴塗、點焊、弧焊和搬運機器人。1986年國家高技術研究發展計劃（863計劃）開始實施，智能機器人主題跟蹤世界機器人技術的前沿，經過幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機器人。

從90年代初期起，我國的國民經濟進入實現兩個根本轉變時期，掀起了新一輪的經濟體制改革和技術進步熱潮，我國的工業機器人又在實踐中邁進一大步，先後研制出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等各種用途的工業機器人，并實施了一批機器人應用工程，形成了一批機器人産業化基地，為我國機器人産業的騰飛奠定了基礎。

雖然中國的工業機器人産業在不斷的進步中，但和國際同行相比，差距依舊明顯。從市場占有率來說，更無法相提并論。工業機器人很多核心技術，當前我們尚未掌握，這是影響我國機器人産業發展的一個重要瓶頸。

随着人口紅利的逐漸下降，企業用工成本不斷上漲，工業機器人正逐步走進公衆的視野。中國産業洞察網分析師李強認為，人口紅利的持續消退，給機器人産業帶來了重大的發展機遇；在國家政策支持下，産業有望迎來爆發期。

全球工業機器人的應用領域也有所擴大。2010年，在德國市場，除了汽車行業，食品行業顯著增加了機器人的利用。可見，在藥品和化妝品行業和塑料行業，機器人的投資潛力巨大。預計亞洲将成為工業機器人行業發展最快的地區。

《2014-2018年中國工業機器人行業産銷需求預測與轉型升級分析報告》數據顯示，2013年中國市場銷售36560台工業機器人，占全球銷售量的五分之一，同比增幅達60%，取代日本成為世界最大工業機器人市場。預計2014年本體産值約90億元，本體加集成市場規模約270億元。

根據2011年3月發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》，中國在“十二五”時期将加快發展戰略性新型産業。

國務院在相關決定中指出：“發展戰略性新型産業已成為世界主要國家搶占新一輪經濟和科技發展制高點的重大戰略”，包括“高端裝備制造産業”、“新材料産業”、“新能源産業”及“節能環保産業”等。今後十年我國高端裝備制造業的銷售産值将占全部裝備制造業銷售産值的30%以上。工業機器人行業作為高端裝備制造産業的重要組成部分，必将在此期間得到更多的政策扶持，實現進一步增長。

中國到2014年将成為全球最大的工業機器人消費國。預計到2015年，中國機器人市場需求量将達3.5萬台，占全球總量的16.9%，成為規模最大的機器人市場。專家表示，未來3年中國工業機器人市場複合增速可達30%，爆發性增長可期。

盡管各大企業面臨着轉型升級的陣痛，但不少具備實力、具有長遠眼光的企業已經在此陣痛中尋找到了新的出路。山推作為國内大型工程機械生産廠家和推土機行業龍頭企業，在自動化焊接設備的應用上應該說走到了國内同行的前列，其在20世紀90年代中期就開始應用焊接機器人和自動化焊接專機。這些舉措不僅使企業的生産效率得到了有效提高，也轉變了員工的傳統觀念。

當前，國外已經研制和生産了各種不同的标準組件，而中國作為未來工業機器人的主要生産國，标準化的過程是發展趨勢。

中國制造業面臨着向高端轉變，承接國際先進制造、參與國際分工的巨大挑戰。加快工業機器人技術的研究開發與生産是中國抓住這個曆史機遇的主要途徑。因此我國工業機器人産業發展要進一步落實：

第一，工業機器人技術是我國由制造大國向制造強國轉變的主要手段和途徑，政府要對國産工業機器人有更多的政策與經濟支持，參考國外先進經驗，加大技術投入與改造；

第二，在國家的科技發展計劃中，應該繼續對智能機器人研究開發與應用給予大力支持，形成産品和自動化制造裝備同步協調的新局面；第三，部分國産工業機器人質量已經與國外相當，企業采購工業機器人時不要盲目進口，應該綜合評估，立足國産。

智能化、仿生化是工業機器人的最高階段，随着材料、控制等技術不斷發展，實驗室産品越來越多的産品化，逐步應用於各個場合。伴随移動互聯網、物聯網的發展，多傳感器、分布式控制的精密型工業機器人将會越來越多，逐步滲透制造業的方方面面，并且由制造實施型向服務型轉化。

工業機器人最先大規模使用的區域将會出如今發達地區。随着産業轉移的進行，發達地區的制造業需要提升。基於工人成本不斷增長的現實，工業機器人的應用成為最好替代方式。未來我國工業機器人的大範圍應用将會集中在廣東、江蘇、上海、北京等地，其工業機器人擁有量将占全國一半以上。

日益增長的工業機器人市場以及巨大的市場潛力吸引世界着名機器人生産廠家的目光。當前，我國進口的工業機器人主要來自日本，但是随着諸如“機器人”類似的具有自有知識産權的企業不斷出現，越來越多的工業機器人将會由中國制造。

中國成最大工業機器人市場

機器人的運用範圍越來越廣泛，即使在很多的傳統工業領域中人們也在努力使機器人代替人類工作，在食品工業中的情況也是如此。人們已經開發出的食品工業機器人有包裝罐頭機器人、自動午餐機器人和切割牛肉機器人等，機器人在食品加工領域應用得如魚水。

中國到2016年或成為全球最大的機器人市場

25日，2014中國機器人産業發展高峰會議在張家港舉行。工業和信息化部裝備工業司副司長王衛明的透露，預計中國到2016年或成為全球最大的機器人市場。

王衛明這一“預計”無疑讓衆多關心中國機器人市場的與會商家有點竊喜。眼下，中國市場可謂是機器人熱潮湧動。王衛明說，不久前他去參加一個機床展，竟然展出的一半産品是機器人。

機器人需求猛增

“人力成本的逐年上漲，将刺激制造業對機器人的需求。”王衛明稱，汽車行業使用機器人最多，醫藥等行業的增長需求甚至達到100%以上，2013年全球機器人銷量16.8萬台。

“機器換人”已是大勢所趨

未來的5至10年将成為中國市場的爆發期，業界對此普遍持樂觀态度。曲道奎認同這一觀點。作為國内領先的機器人制造企業新松機器人自動化股份有限公司的掌舵人，他在會上不斷提醒企業要意識到該行業的殘酷性。他呼籲，在機器人這個高端産業裡中國要避免處于産業鍊低端位置。

在中國廉價勞動力優勢逐漸消失的背景下，“機器換人”已是大勢所趨。面對機器人産業誘人的大蛋糕，中國各地都行動了起來，機器人企業、機器人産業園如雨後春筍般層出不窮，積極投身這場“掘金戰”中。

王衛明在會上指出，國内在機器人産業化方面存在諸多問題。面對将要到來的“機器人時代”，中國未來将加強頂層設計，組建國家級的機器人産業發展專家咨詢委員會；完善标準體系建設；加大對機器人國産化的政策支持力度；支持國産工業機器人的應用和示範等。

2015年安徽工業機器人産業規模預計超200億元

根據安徽省戰略性新興産業區域集聚發展試點實施方案，國家支持在皖打造機器人、新型顯示兩大産業集聚試點。蕪馬合地區作為目前我國唯一的工業機器人産業集聚試點，發展目标是到2015年培育3家至5家産值超50億元的龍頭企業，形成産業規模超200億元。

2014年3月，蕪湖市已規劃用地5000畝建設機器人産業園，依托埃夫特、瑞祥工業、陀曼精機等企業，集聚産業科技創新要素，打造以主機為龍頭、關鍵零部件協作配套的機器人全産業鍊。蕪湖市早在2007年就啟動了工業機器人項目，如今，領軍企業安徽埃夫特公司已形成系列化工業機器人研發和制造能力，實際裝機台數位居自主品牌之首，在汽車、家電、機械加工等多個行業得到廣泛應用。

該市正在建設的6個重點項目，涉及工業機器人整機項目以及伺服電機、驅動及控制系統、精密減速機等配套的核心零部件項目。

國外

在發達國家中，工業機器人自動化生産線成套設備已成為自動化裝備的主流及未來的發展方向。國外汽車行業、電子電器行業、工程機械等行業已經大量使用工業機器人自動化生産線，以保證産品質量，提高生産效率，同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀的工業機器人的使用實踐表明，工業機器人的普及是實現自動化生産，提高社會生産效率，推動企業和社會生産力發展的有效手段。

機器人技術是具有前瞻性、戰略性的高技術領域。國際電氣電子工程師協會IEEE的科學家在對未來科技發展方向進行預測中提出了4個重點發展方向，機器人技術就是其中之一。

1990年10月，國際機器人工業人士在丹麥首都哥本哈根召開了一次工業機器人國際标準大會，并在這次大會上通過了一個文件，把工業機器人分為四類：⑴順序型。這類機器人擁有規定的程序動作控制系統；⑵沿軌迹作業型。這類機器人執行某種移動作業，如焊接。噴漆等；⑶遠距作業型。比如在月球上自動工作的機器人；⑷智能型。這類機器人具有感知、适應及思維和人機通信機能。

日本工業機器人産業早在上世紀90年代就已經普及了第一和第二類工業機器人，并達到了其工業機器人發展史的鼎盛時期。而今已在第發展三、四類工業機器人的路上取得了舉世矚目的成就。日本下一代機器人發展重點有：低成本技術、高速化技術、小型和輕量化技術、提高可靠性技術、計算機控制技術、網絡化技術、高精度化技術、視覺和觸覺等傳感器技術等。

根據日本政府2007年指定的一份計劃，日本2050年工業機器人産業規模将達到1.4兆日元，擁有百萬工業機器人。按照一個工業機器人等價于10個勞動力的标準，百萬工業機器人相當于千萬勞動力，是當前日本全部勞動人口的15%。

我國工業機器人起步于70年代初，其發展過程大緻可分為三個階段：70年代的萌芽期；80年代的開發期；90年代的實用化期。而今經過20多年的發展已經初具規模。當前我國已生産出部分機器人關鍵元器件，開發出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業機器人。

一批國産工業機器人已服務于國内諸多企業的生産線上；一批機器人技術的研究人才也湧現出來。一些相關科研機構和企業已掌握了工業機器人操作機的優化設計制造技術；工業機器人控制、驅動系統的硬件設計技術；機器人軟件的設計和編程技術；運動學和軌迹規劃技術；弧焊、點焊及大型機器人自動生産線與周邊配套設備的開發和制備技術等。某些關鍵技術已達到或接近世界水平。

技術原理

機器人控制系統是機器人的大腦，是決定機器人功能和性能的主要因素。

工業機器人控制技術的主要任務就是控制工業機器人在工作空間中的運動位置、姿态和軌迹、操作順序及動作的時間等。具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。

關鍵技術包括：

(1)開放性模塊化的控制系統體系結構：采用分布式CPU計算機結構，分為機器人控制器(RC)，運動控制器(MC)，光電隔離I/O控制闆、傳感器處理闆和編程示教盒等。機器人控制器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN總線進行通訊。機器人控制器(RC)的主計算機完成機器人的運動規劃、插補和位置伺服以及主控邏輯、數字I/O、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。

(2)模塊化層次化的控制器軟件系統：軟件系統建立在基于開源的實時多任務操作系統Linux上，采用分層和模塊化結構設計，以實現軟件系統的開放性。整個控制器軟件系統分為三個層次：硬件驅動層、核心層和應用層。三個層次分别面對不同的功能需求，對應不同層次的開發，系統中各個層次内部由若幹個功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協作共同實現該層次所提供的功能。

(3)機器人的故障診斷與安全維護技術：通過各種信息，對機器人故障進行診斷，并進行相應維護，是保證機器人安全性的關鍵技術。

(4)網絡化機器人控制器技術：當前機器人的應用工程由單台機器人工作站向機器人生産線發展，機器人控制器的聯網技術變得越來越重要。控制器上具有串口、現場總線及以太網的聯網功能。可用于機器人控制器之間和機器人控制器同上位機的通訊，便于對機器人生産線進行監控、診斷和管理。

種類介紹

移動機器人（AGV）

移動機器人（AGV）是工業機器人的一種類型，它由計算機控制，具有移動、自動導航、多傳感器控制、網絡交互等功能，它可廣泛應用于機械、電子、紡織、卷煙、醫療、食品、造紙等行業的柔性搬運、傳輸等功能，也用于自動化立體倉庫、柔性加工系統、柔性裝配系統（以AGV作為活動裝配平台）；同時可在車站、機場、郵局的物品分撿中作為運輸工具。

國際物流技術發展的新趨勢之一，而移動機器人是其中的核心技術和設備，是用現代物流技術配合、支撐、改造、提升傳統生産線，實現點對點自動存取的高架箱儲、作業和搬運相結合，實現精細化、柔性化、信息化，縮短物流流程，降低物料損耗，減少占地面積，降低建設投資等的高新技術和裝備。

點焊機器人

焊接機器人具有性能穩定、工作空間大、運動速度快和負荷能力強等特點，焊接質量明顯優于人工焊接，大大提高了點焊作業的生産率。

點焊機器人主要用于汽車整車的焊接工作，生産過程由各大汽車主機廠負責完成。國際工業機器人企業憑借與各大汽車企業的長期合作關系，向各大型汽車生産企業提供各類點焊機器人單元産品并以焊接機器人與整車生産線配套形式進入中國，在該領域占據市場主導地位。

随着汽車工業的發展，焊接生産線要求焊鉗一體化，重量越來越大，165公斤點焊機器人是當前汽車焊接中最常用的一種機器人。2008年9月，機器人研究所研制完成國内首台165公斤級點焊機器人，并成功應用于奇瑞汽車焊接車間。2009年9月，經過優化和性能提升的第二台機器人完成并順利通過驗收，該機器人整體技術指标已經達到國外同類機器人水平。

弧焊機器人

弧焊機器人主要應用于各類汽車零部件的焊接生産。在該領域，國際大型工業機器人生産企業主要以向成套裝備供應商提供單元産品為主。

關鍵技術包括：

(1)弧焊機器人系統優化集成技術：弧焊機器人采用交流伺服驅動技術以及高精度、高剛性的RV減速機和諧波減速器，具有良好的低速穩定性和高速動态響應，并可實現免維護功能。

(2)協調控制技術：控制多機器人及變位機協調運動，既能保持焊槍和工件的相對姿态以滿足焊接工藝的要求，又能避免焊槍和工件的碰撞。

(3)精确焊縫軌迹跟蹤技術：結合激光傳感器和視覺傳感器離線工作方式的優點，采用激光傳感器實現焊接過程中的焊縫跟蹤，提升焊接機器人對複雜工件進行焊接的柔性和适應性，結合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟蹤的殘餘偏差，基于偏差統計獲得補償數據并進行機器人運動軌迹的修正，在各種工況下都能獲得最佳的焊接質量。

激光加工機器人

激光加工機器人是将機器人技術應用于激光加工中，通過高精度工業機器人實現更加柔性的激光加工作業。本系統通過示教盒進行在線操作，也可通過離線方式進行編程。該系統通過對加工工件的自動檢測，産生加工件的模型，繼而生成加工曲線，也可以利用CAD數據直接加工。可用于工件的激光表面處理、打孔、焊接和模具修複等。

關鍵技術包括：

(1)激光加工機器人結構優化設計技術：采用大範圍框架式本體結構，在增大作業範圍的同時，保證機器人精度；

(2)機器人系統的誤差補償技術：針對一體化加工機器人工作空間大，精度高等要求，并結合其結構特點，采取非模型方法與基于模型方法相結合的混合機器人補償方法，完成了幾何參數誤差和非幾何參數誤差的補償。

(3)高精度機器人檢測技術：将三坐标測量技術和機器人技術相結合，實現了機器人高精度在線測量。

(4)激光加工機器人專用語言實現技術：根據激光加工及機器人作業特點，完成激光加工機器人專用語言。

(5)網絡通訊和離線編程技術：具有串口、CAN等網絡通訊功能，實現對機器人生産線的監控和管理；并實現上位機對機器人的離線編程控制。

真空機器人

真空機器人是一種在真空環境下工作的機器人，主要應用于半導體工業中，實現晶圓在真空腔室内的傳輸。真空機械手難進口、受限制、用量大、通用性強，其成為制約了半導體裝備整機的研發進度和整機産品競争力的關鍵部件。而且國外對中國買家嚴加審查，歸屬于禁運産品目錄，真空機械手已成為嚴重制約我國半導體設備整機裝備制造的“卡脖子”問題。直驅型真空機器人技術屬于原始創新技術。

關鍵技術包括：

(1)真空機器人新構型設計技術：通過結構分析和優化設計，避開國際專利，設計新構型滿足真空機器人對剛度和伸縮比的要求；

(2)大間隙真空直驅電機技術：涉及大間隙真空直接驅動電機和高潔淨直驅電機開展電機理論分析、結構設計、制作工藝、電機材料表面處理、低速大轉矩控制、小型多軸驅動器等方面。

(3)真空環境下的多軸精密軸系的設計。采用軸在軸中的設計方法，減小軸之間的不同心以及慣量不對稱的問題。

(4)動态軌迹修正技術：通過傳感器信息和機器人運動信息的融合，檢測出晶圓與手指之間基準位置之間的偏移，通過動态修正運動軌迹，保證機器人準确地将晶圓從真空腔室中的一個工位傳送到另一個工位。

(5)符合SEMI标準的真空機器人語言：根據真空機器人搬運要求、機器人作業特點及SEMI标準，完成真空機器人專用語言。

(6)可靠性系統工程技術：在IC制造中，設備故障會帶來巨大的損失。根據半導體設備對MCBF的高要求，對各個部件的可靠性進行測試、評價和控制，提高機械手各個部件的可靠性，從而保證機械手滿足IC制造的高要求。

潔淨機器人

潔淨機器人是一種在潔淨環境中使用的工業機器人。随着生産技術水平不斷提高，其對生産環境的要求也日益苛刻，很多現代工業産品生産都要求在潔淨環境進行，潔淨機器人是潔淨環境下生産需要的關鍵設備。

關鍵技術包括：

(1)潔淨潤滑技術：通過采用負壓抑塵結構和非揮發性潤滑脂，實現對環境無顆粒污染，滿足潔淨要求。

(2)高速平穩控制技術：通過軌迹優化和提高關節伺服性能，實現潔淨搬運的平穩性。

(3)控制器的小型化技術：根據潔淨室建造和運營成本高，通過控制器小型化技術減小潔淨機器人的占用空間。

(4)晶圓檢測技術：通過光學傳感器，能夠通過機器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無缺片、傾斜等信息。

應用領域

工業機器人的典型應用包括焊接、刷漆、組裝、采集和放置（例如包裝、碼垛和SMT）、産品檢測和測試等;所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和準确性。

在美洲地區，工業機器人的應用非常廣泛，其中汽車與汽車零部件制造業為最主要的應用領域，2012年美洲地區這兩個行業對工業機器人的需求占總份額的61%。

亞洲方面，工業機器人大規模應用的時機已經成熟。汽車行業的需求量持續快速增長，食品行業的需求也有所增加，電子行業則是工業機器人應用快的行業。工業機器人行業正成為受亞洲政府财政扶持的戰略新興産業之一。

工業機器人市場的大幕已經拉開，世界機器人市場的需求即将進人噴發期，中國潛在的巨大機械設備生産市場需求已初露端倪，工業機器人進軍機床行業投資前景可期。

工業機器人能替代越來越昂貴的勞動力，同時能提升工作效率和産品品質。富士康機器人可以承接生産線精密零件的組裝任務，更可替代人工在噴塗、焊接、裝配等不良工作環境中工作，并可與數控超精密鐵床等工作母機結合模具加工生産，提高生産效率，替代部分非技術工人。

使用工業機器人可以降低廢品率和産品成本，提高了機床的利用率，降低了工人誤操作帶來的殘次零件風險等，其帶來的一系列效益也十分明顯，例如減少人工用量、減少機床損耗、加快技術創新速度、提高企業競争力等。機器人具有執行各種任務特别是高危任務的能力，平均故障間隔期達60000小時以上，比傳統的自動化工藝更加先進。

在發達國家中工業機器人自動化生産線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發展方向。國外汽車行業、電子電器行業、工程機械等行業已大量使用工業機器人自動化生産線以保證産品質量和生産高效率。目前典型的成套裝備有大型轎車殼體沖壓自動化系統技術和成套裝備、大型機器人車體焊裝自動化系統技術和成套裝備、電子電器等機器人柔性自動。

發展方向

工業機器人正向着智能化方向發展，而智能工業機器人将成為未來的技術制高點和經濟增長點。

要想跟上未來工業發展，工業機器人技術是先進制造技術的代表。首要任務是提高工業機器人的智能化技術。智能化技術可以提高機器人的工作能力和使用性能。

智能化技術的發展将推動着機器人技術的進步，未來智能化水平将标志着機器人的水平，雖然目前還有很多問題需要解決，但随着科學技術的進步，會逐漸改進發展。未來的智能化方向不會改變，并且會将機器人産品拓展到更多行業，形成完備的系統。現今我國人工利息不時上升的大環境下，工業機器人必将迅速發展，逐漸成為工廠自動化生産線的主要發展形式。

近年來，智能機器人越來越多的介入到了人類的生産和生活中，人工智能技術不僅在西方國家發展勢頭強勁，在中國的發展前景也同樣引人注目，業内人士分析表示，中國已然是全球機器人行業增長最快的市場，國内的高增長将使得中國未來兩年内超越日本，成為世界上最大的工業機器人市場。

在近段時間裡，美國谷歌(Google)公司陸續收購多家與智能機器人有關的技術公司，這引發了外界的廣泛關注。該公司是目前世界上最具創新意識和研發能力的科技公司之一;雖然它最為人所熟知的業務範圍是搜索、廣告和雲計算，但在最近卻重金砸向智能機器人産業。中國知名學者周海中教授認為，谷歌進軍智能機器人領域正其時，它看到了未來的技術制高點和經濟增長點；此舉意義深遠，它采取了新的發展模式，為其長遠利益作打算。