工业机器人行业的发展现状及展望

王义节

（上海鼎易金融设备有限公司，上海201802）

工业是我国经济的支柱产业之一，随着社会的发展，传统的工业生产模式已经赶不上社会经济发展的速度和需求，只有不断提高工业生产的效率和质量才能促进工业的进一步发展。但是，如果单靠传统的人工进行工业生产将会严重降低工业生产效率，因此，将工业机器人应用到工业生产中，极大地提高了工业生产的效率和质量。

1 工业机器人原理与分类

1.1 工业机器人原理

当前，我国最为成熟的一类工业机器人通常被应用于各类现代工业自动化领域中，这类工业机器人其实就是提前在机器人中安装程序，在启动操作程序后机器人可替代人类自动重复执行命令。工业机器人的基本结构如图1 所示：

图1 工业机器人的主要组成部分

在图1 中可以看出，工业机器人的结构形成了一个闭环系统，工作人员可以通过控制器、驱动器等来驱使工业机器人完成指定的任务。此外，在工业生产中常使用的工业机器人为关节型结构，工业机器人的每一个关节都是由独立的驱动电机控制来实现对工业机器人的运行控制。

1.2 工业机器人分类

近年来，我国的自动化控制技术迈进了新的阶段，当前我国的工业机器人主要分为以下几个种类：

1.2.1 离线编程机器人。该机器人的编程系统不需要连线控制，只需要利用计算机就可以进行无线遥控控制，通过对工作机器人可能出现的工作场景进行模拟控制，并根据模拟信息来建立实验模型，最后需要对试验模型进行正逆解运算就可以真正地对工作机器人进行运行控制。此外，在离线的情况下也可以对此款机器人的运行路线进行提前规划设定。利用进行三维动画的仿真运算，以验算编程的正确性，最后再将检测过的正确代码发送给机器人控制系统，实现对机器人的运行控制。

1.2.2 智能机器人。智能机器人具有像人那样的感受，识别，推理和判断能力，具有较为发达的头脑- 中央计算机；同时智能机器人还有着各种类型的传感器，这些传感器类似于人的视、听、感觉系统；此外智能机器人也运动单元，即驱动电机，这样的机器人就具备思考学习、拥有感觉和运动要素了，是涉及到许多前言领域的高科技集成体；比如有的智能机器人装有重力传感器，该设计模块采用的集成电路型号为HX711，该集成电路采用的芯片为24 位A/D 转换器，它的称重传感器更加地精确、灵敏、可靠，通过两路模拟输出实现对产品的称重，因此灵敏度更高，也更加安全可靠。

1.2.3 示教再现机器人。示教再现机器人有别于其余的机器人，它的构造中最为重要的两个板块就是运动控制器和示教盒，它的操作步骤比较地简洁和方便，只需要利用示教盒对机器人的各种运行控制信息进行在线编程然后将其储存在云端上。当需要时，机器人会通过接受的命令利用运行控制器做出制定的示教动作，然后使得机器人自动运行。该机器人因为具有操作简洁、准确性高等特点在工业生产中的应用范围较广。

2 工业机器人行业发展现状

2.1 国内工业机器人发展现状

与欧美发达国家针对工业机器人的研究进度和现状相比，我国对于工业机器人的研究时间十分地短暂，从20 世纪70 年代开始萌芽，至今只经历了40 多年的研究发展。但是，在自动化技术和智能化技术的推动下，我国的工业机器人开始朝着自动化和智能化的方向发展，并在工业生产中承担了重要的角色。目前，我国专门研究工业区机器人的研究单位已超过230 家，并且随着我国智能技术和集成技术的稳定快速发展，我国已经不局限于研究一些小型的机器人，也能够独立自主地研究制造一些大型工业机器人，对工业机器人的研究制造水准也在稳步提升，丝毫不输于国际上的先进技术。

2.2 国外工业机器人发展现状

在国外，第一台工业机器人诞生于1954 年的美国，它是由德尔沃设计的一款电子可编程工业机器人，并于8 年后正式投放到美国的汽车公司进行使用，这就是第一代机器人。从此，世界范围内开始了对工业机器人的研究，而日本成为了世界上拥有最多机器人的国家。20 世纪80 年代，世界工业朝着自动化和高度集成化发展，工业机器人借此获得了进一步的发展，并极大地推动了世界经济的发展。当前，世界的工业机器人不仅产量大幅度提高，技术也在不断地完善，其中瑞士，德国和日本的工业机器人最具有优势，且他们生产的机器人在世界范围内得到了推广使用。

3 工业机器人行业的发展展望

3.1 加强专利技术的产业化

在国外，关于工业机器人的专利技术主要属于企业，他们的专利技术不仅与工业生产和市场经济密切联系，更加重视利用国家专利合作条约，从而保护国际市场。但是，在我国，工业机器人的专利技术主要来自于科研院所或者高校，相关科研人员的专利意识比较薄弱，他们的专利水准更多地是通过对职称的评定体现出来，结果忽视了专利技术的产业化。所以，我国必须加强对（转下页）专利技术的产业化，将专利技术与工业生产和市场相联系，从而促进工业机器人的进一步创新发展。

3.2 以大数据分析为手段建立专利预警体系

随着社会的发展，人类的生产生活产生了大量的数据，并且这些数据来自于各行各业，其种类和体系都十分地复杂多样，可以说，现在我们正处于大数据时代。尤其是在工业生产、发展的过程中，工业生产的扩大通常依赖于大数据的分析，通过对大数据的分析来了解各个地区工业生产的特点，从而选择适合地区经济发展的工业类型，然后再选择合适的厂址。所以，为了发展工业机器人，必须以大数据分析为手段，建立起专门的专利预警体系，然后根据我国国内工业机器人的发展现状，从专利、法律和市场三个角度出发，建立起科学的工业机器人专利预警体系，从而有效地避免利益纠纷。

3.3 瞄准工业机器人关键零部件领域进行专利布局

在全面展望工业机器人的未来发展时，必须瞄准工业机器人的关键部件领域进行专利布局，及时地靠近和掌握行业发展动态，以便取得先机。目前，工业机器人最为关键的零部件主要有减速机、伺服电机、控制器三个部分，如果针对这三个部分的研究没有取得突破性的进展，那么工业机器人无法得到进一步的发展。所以，在研究的过程中必须把控各个关键部件的技术，提取核心成分，构建严密的专利布局网络，有意识地保护专利成果。

3.4 对工业机器人未来应用领域进行超前布局

当前，在我国的这些工业机器人中超过一半的机器人为焊接机器人，而在发达国家，他们有60%为工业机器人为汽车服务，一些跨国公司将工业机器人投放到汽车制造中，结果忽视了在电子、医药、食品等行业的应用。所以，为了发展工业机器人，必须着眼于未来的应用领域，并进行超前布局，从而不断地优化工业机器人的应用结构，扩大应用规模。

3.5 建立并完善工业机器人产业政策

工业机器人已经成为世界各国进行高科技竞争的焦点、热点和战略制高点，被列为优先发展的研发与产业化技术。虽然我国也将工业机器人归入到国家战略发展策略中，但是缺少相关的产业扶持政策。因此，政府要积极鼓励企业与各个高校以及科研机构能够达成战略合作，初步形成工业机器人生产企业、高校与科研机构的产业联盟，加大对工业机器人的研发力度，不断创新发展相关技术。

4 结论

总之，社会经济和国家的繁荣始终要依赖于工业的发展，如今随着经济全球化的发展，传统的工业生产效率和质量较低，无法适应经济发展的要求。所以，为了确保国家经济发展的速率和质量，就必须不断创新发展生产技术，打破传统的纯人工生产，通过工业机器人真正实现生产的智能化、自动化，对于我国工业的发展有着重要的作用。