工业机器人的发展历程与趋势

我国工业机器人起步于1972年，其发展过程大致可分为三个阶段：1972年至1985年的萌芽期；1985年至2000年的技术研发期；2000年至今的产业化期。

20世纪70年代，工业机器人应用在全世界掀起一个高潮，尤其在日本发展迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。1977年在浙江嘉兴召开了全国性机械手技术交流大会，这是我国史上第一个以机器人为主题的大型会议。从嘉兴会议以后，有关机器人技术的学术交流会几乎年年不断，一些相关的专业会议也引入了“机器人”的元素。1983年12月在广州成立了中国机械工程学会工业机器人专业委员会，1985 年 9 月在沈阳成立了中国自动化学会机器人专业委员会。这两个专业委员会每1～2年举办一次全国性学术交流活动，协助国家主管部门开展有关机器人发展规划的工作，协助制定“七五”“八五”机器人攻关项目的发展规划，制定机器人的有关标准，后一个委员会在科学技术部的领导下，协助制定了“863”科技发展规划。

20世纪80年代中期，技术革命第三次浪潮冲击全世界，在这个浪潮中，机器人技术位于前列。当时全国有大大小小200多个单位自发进行研究与开发，虽然没有机器人产品出现，但也初步形成了一支机器人技术与应用的队伍，为我国的机器人技术发展奠定了基础。1986年年底，中共中央政治局批准下达了中共24号文件，即《高技术研究发展纲要》，简称“863”计划。其中自动化领域成立了专家委员会，其下设立了CIMS和智能机器人两个主题组。自此，我国机器人技术的研究、开发和应用进入了有组织、有计划的规划发展道路。“工业机器人开发研究”是国家计委在“七五”期间安排的76项国家重点科技攻关项目之一。原机械电子部受国家计委和国家经委的委托，负责工业机器人的科技攻关实施工作。通过“七五”攻关，我国形成了一支从事于机器人研发的技术队伍，为我国工业机器人技术的持续发展奠定了坚实的基础。1995年8月24日，国家科委举办了“机器人与自动化生产应用工程合作协议”的签字仪式，这标志着智能机器人主题第二阶段战略目标调整工作的完成。从1987年起至2000年的十多年，在国家科委直接领导及各有关部门的大力协同和支持下，智能机器人主题在5届专家组的统筹下，在全国83个单位（以签订合同单位计入）的有关科技人员共同努力下，取得了累累硕果，使我国机器人技术的研究、开发、应用和产业化推进到初具行业性的新水平。

经过1986年到2000年国家“863”计划的实施，我国机器人技术与自动化工艺装备等方面取得了突破性进展，缩短了同发达国家之间的差距。但在2001年国家“十五”计划启动时，同发达国家相比，我国在机器人与自动化装备原创技术研究，高性能工艺装备自主设计和制造，重大成套装备系统集成与开发，高性能基础功能部件批量生产与应用等方面，仍存在较大差距。从“十五”开始，“863”机器人技术主题对机器人技术发展做了重要战略调整，将中心任务定义为“研发和开发面向先进制造的机器人制造单元及系统、自动化装备、特种机器人，促进传统机器的智能化和机器人产业的发展，提高我国自动化技术的整体水平”。“十一五”期间将重点开展先进工艺、机构与驱动、感知与信息融合，智能控制与人机交互等共性关键技术的研究，建立智能机器人研发体系。“十三五”规划指出，在工业机器人领域，聚焦智能生产、智能物流，攻克工业机器人关键技术，提升可操作性和可维护性，重点发展弧焊机器人、真空（洁净）机器人、全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人、双臂机器人、重载AGV等6种标志性工业机器人产品，引导我国工业机器人向中高端发展。在服务机器人领域，重点发展消防救援机器人、手术机器人、智能型公共服务机器人、智能护理机器人等4种标志性产品，推进专业服务机器人实现系列化，个人/家庭服务机器人实现商品化。

目前，就世界上工业机器人来说，无论是从技术水平上还是从已装配的数量上都日趋成熟，全球现役工业机器人多达240万台，相比过去10年工业机器人的技术水平和数量取得了惊人的进步，传统的功能型工业机器人已趋于成熟，各国科学家正在致力于研制具有完全自主能力的、拟人化的智能机器人。

由于机器人及自动化成套装备对提高制造业自动化水平，提高产品质量、生产效率、增强企业市场竞争力和改善劳动条件等起到了重大的作用，加之成本大幅度降低和性能的快速提升，其增长速度较快。在国际上，工业机器人技术在制造业的应用范围越来越广，其标准化、模块化、智能化和网络化的程度也越来越高，功能越来越强，正向着成套技术和装备的方向发展。工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。与此同时，随着工业机器人向更深、更广的方向发展以及智能化水平的提高，工业机器人的应用已从传统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、农业、建筑、灾难救援等非制造行业，并且在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域，机器人的应用也越来越多，如无人侦察机（飞行器）、警备机器人、医疗机器人、家用服务机器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着越来越重要的作用，已经成为世界各国抢占的高科技制高点。

随着工业机器人的应用范围扩大，建筑、农业、采矿、灾难救援等非制造业行业、国防军事领域、医疗领域、日常生活领域等对机器人的需求越来越大。因此，适合应用的、更为智能的机器人技术必将成为未来的研究热点。机器人的研究趋势如下：(www.xing528.com)

（1）工业机器人的应用领域将会由传统的制造业，如冶金、石油、化学、船舶、采矿等领域扩大到航空、航天、核能、医药、生化等高科技领域。同时，工业机器人也会逐步走向家庭，成为家庭机器人；一些高危行业也会逐步引入工业机器人代替人来完成危险的任务，如消防、排雷、修理高压线、下水道清洁。人类的生活将会越来越离不开工业机器人。

（2）工业机器人有向小型化发展的趋势。小型的工业机器人有其优势，按照以往的思路都是机器人要比它加工的部件大，但随着航空、航天、核电等技术的发展，工件尺寸越来越大，想要继续扩大工业机器人的尺寸成本太高，因此可以换一种思路将工业机器人做小，直接在工件上实施加工。ABB公司的一款小型机器人“IRBI20”质量只有 25 kg，但是工作能力位居业内领先水平，它的工作范围可达 580 mm，每千克物料拾取节拍仅需 0.58 s，定位精度高达0.01 mm，投入市场后非常受欢迎。

（3）工业机器人将会有和新发展的技术结合的趋势，如搅拌摩擦焊、高能激光切割、变速箱装配、板金属变形等。一些传统的加工过程也会由工业机器人来执行，如激光切割、激光焊接、黏接、去毛刺、测量等。

（4）降低工业机器人的生产成本，提高高端工业机器人的质量，增强机器人的灵活性，增加产品可靠性，降低机器人整个生命周期的维护费用，简化机器人的安装过程、系统集成及编程设置依旧是工业机器人的发展方向。

（5）智能化、仿生化是工业机器人的最高阶段，随着材料、控制等技术不断发展，实验室产品越来越多的产品化，逐步应用于各个场合。伴随移动互联网、物联网的发展，多传感器、分布式控制的精密型工业机器人将会越来越多，逐步渗透制造业的方方面面，并且由制造实施型向服务型转化。