工业机器人技术发展综述

摘要：本文介绍了工业机器人国内外发展现状，分析了未来发展趋势。

关键词：工业机器人；技术现状；发展趋势；航空发动机；中国

1 机器人工程

机器人工程，是一个非常大的概念，机器人可以分成很多种类。下面谈一谈几类机器人。

1.1 工业机器人

工业机器人，是面向智能制造的，中国第一台电焊，弧焊机器人，其实也就是机械臂，这是已经相对比较成熟了。全球最早的工业机器人可以追溯到1958年前后，1972年日本将电动伺服电机（早年用的是液压）应用到工业机器人上面，从这个时间开始，拉开了工业机器人应用在汽车工厂的先河。但是随着最近智能制造，柔性制造的兴起，尤其是近些年人工智能的火爆，越来越多的学者开始将人工智能赋予机械臂，比如现在比较火的视觉视教，还有google用强化学习做的机械臂。梅卡曼德机器人是近几年成立的工业机器人创业公司，他们是想将人工智能与机械臂结合。

除了创业公司外，还有大型电商也在做，比如国外的亚马逊、国内的京东、菜鸟，物流公司如顺丰、申通这些公司都在做，这个叫做物流机器人，但是本质上还是机械臂做分拣，但是只是针对的应用场景不同，上述的工业机器人是面向制造的，这些是面向物流场景的。

1.2 服务机器人

服务机器人。服务机器人的应用领域非常广，服务机器人一般更加注重的是智能化，情感交互这些比较偏算法的。服务机器人应用场景比较广，在一些饭店、酒店里可以看到。比如天猫精灵，百度的小度都可以算做广义的服务机器人。

1.3 医疗机器人

医疗机器人。包括可以辅助病人恢复健康的机器人、辅助病人运动的穿戴机器人、辅助医生做手术的机器人等等。

1.4 空间机器人

空间机器人。我了解到的，空间机器人，其实也是一种机械臂，不过它的各方面要求比较高，比如全球首次空间机械臂在轨维修实验。其实也是机械臂，还有加拿大的一臂，二臂这种都是非常典型的空间机器人，还有一类捕获卫星的机械臂。

1.5 移动机器人

移动机器人。主要得益于自动驾驶的火爆，所以引发了大家对移动机器人的关注。我觉得移动机器人比较主要的两个方面是定位和导航（决策），定位就是SLAM，未来可能更加注重导航问题。

2 工业机器人发展现状

2.1 国外工业机器人发展现状

在20世纪60年代，美国生产了世界上第一台工业机器人，它的形状结构和人的手臂相似，用于汽车的制造。从这开始，各国纷纷加入了工业机器人研究的队伍。美国引领世界各国，开展工业机器人技术研究，将此项技术应用于各个领域。1952年，制造了第一台数控机床，控制系统、伺服电机等相关技术得到了前所未有的发展，是发展研究工业机器人技术的基础。1974年，美国阿尔贡研究所研制了遥操作机械手，能够在特殊环境下工作。到上世纪九十年代，美国国内许多研究所、高校、科研机构都参与其中，研制出了工业机械手、适用机型等，重新定义了工业机器人的相关概念，工业机器人技术迅速发展。

日本在1968年开始发展研究工业机器人，生产了一台通用型机械手，投入市场应用。1980年被称为“机器人普及元年”，在汽车行业中工业机器人代替劳动力，在制造业、物流行业均得到了广泛地应用。日本非常重视工业机器人技术研究，在“特种机器人”、“服务机器人”、“新世纪工业机器人”方面，研究关键技术，缩短研发周期，扩大应用范围。

欧洲在工业机器人方面也十分重视。在2007年到2013年，欧盟在机器人研发方面投入了6亿欧元的经费，在2013年到2020年，又投入了高达140亿欧元的经费。还提出了2002年-2022年欧洲机器人研究与应用路线规格图。日本的安川、发那科和欧洲的ABB、KUKA，这四家公司占据了全世界工业机器人市场的半壁江山。

世界各国大力发展工业机器人技术，建立了行业标准，促使良性发展。

2.2 国内工业机器人发展现状

我国从20世纪70年代开始研究机器人技术。90年代国家发布的“863”计划，国内建立了许多研发基地，加快技术研究。到21世纪，由于国内市场的需求，工业机器人技术飞速发展。国内成立了许多家工业机器人公司，如沈阳新松机器人自动化股份有限公司、哈尔滨博实自动化股份有限公司、上海沃迪自动化装备股份有限公司、珞石科技有限公司、南京 埃斯顿自动化股份有限公司、江苏汇博机器人技术股份有限公司、青岛科捷自动化设备有限公司、安徽埃夫特智能装备有限公司等。在自动导引车（AGV）、石化等行业的包装、轻型机器人、柔性协助机器人等方面取得了重大的技术突破。在整机、关键零部件、系统集成方面，能够赶上甚至超过了国外。

从引进模仿到自主研发，我国走出来了自己的道路。但也要认识到，还应继续努力，缩短与国外的差距。

3 发展趋势

3.1 基于深度学习的工业机器人技术

环境日益复杂，深度学习的分析技术能够解决多维度问题。提高智能化，实现人机协作，高效率地完成高精度的任务。

3.2 多机器人协作

为适应更复杂、难度更高、非结构化、多种需求的工作环境，采用多机器人协助作业，基于多传感器融合的工业机器人技术能够解决通信、数据传送等诸多问题，保证在实际运用中的可靠性、稳定性。

3.3 软体机器人

结合软体技术的工业机器人能够适应更复杂的工作环境，扩大适用范围，提高工作效率。

4 结语

工业机器人技术已经发展了几十年，技术趋于成熟，但随着外部环境的不断改变，应该不断创新技术，以适应于更加复杂的环境。全球受到COVID疫情影响，但长远看，工业机器人的安装量不会下降，机器人技术也将促进经济发展。

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作者简介：李笑梅，1990年，女，内蒙古，硕士，讲师，研究方向：机械设计。