工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望

王義節(jié)

（上海鼎易金融設(shè)備有限公司，上海201802）

工業(yè)是我國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)模式已經(jīng)趕不上社會經(jīng)濟發(fā)展的速度和需求，只有不斷提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量才能促進工業(yè)的進一步發(fā)展。但是，如果單靠傳統(tǒng)的人工進行工業(yè)生產(chǎn)將會嚴重降低工業(yè)生產(chǎn)效率，因此，將工業(yè)機器人應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

1 工業(yè)機器人原理與分類

1.1 工業(yè)機器人原理

當前，我國最為成熟的一類工業(yè)機器人通常被應(yīng)用于各類現(xiàn)代工業(yè)自動化領(lǐng)域中，這類工業(yè)機器人其實就是提前在機器人中安裝程序，在啟動操作程序后機器人可替代人類自動重復執(zhí)行命令。工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示：

圖1 工業(yè)機器人的主要組成部分

在圖1 中可以看出，工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)形成了一個閉環(huán)系統(tǒng)，工作人員可以通過控制器、驅(qū)動器等來驅(qū)使工業(yè)機器人完成指定的任務(wù)。此外，在工業(yè)生產(chǎn)中常使用的工業(yè)機器人為關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)，工業(yè)機器人的每一個關(guān)節(jié)都是由獨立的驅(qū)動電機控制來實現(xiàn)對工業(yè)機器人的運行控制。

1.2 工業(yè)機器人分類

近年來，我國的自動化控制技術(shù)邁進了新的階段，當前我國的工業(yè)機器人主要分為以下幾個種類：

1.2.1 離線編程機器人。該機器人的編程系統(tǒng)不需要連線控制，只需要利用計算機就可以進行無線遙控控制，通過對工作機器人可能出現(xiàn)的工作場景進行模擬控制，并根據(jù)模擬信息來建立實驗模型，最后需要對試驗模型進行正逆解運算就可以真正地對工作機器人進行運行控制。此外，在離線的情況下也可以對此款機器人的運行路線進行提前規(guī)劃設(shè)定。利用進行三維動畫的仿真運算，以驗算編程的正確性，最后再將檢測過的正確代碼發(fā)送給機器人控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對機器人的運行控制。

1.2.2 智能機器人。智能機器人具有像人那樣的感受，識別，推理和判斷能力，具有較為發(fā)達的頭腦- 中央計算機；同時智能機器人還有著各種類型的傳感器，這些傳感器類似于人的視、聽、感覺系統(tǒng)；此外智能機器人也運動單元，即驅(qū)動電機，這樣的機器人就具備思考學習、擁有感覺和運動要素了，是涉及到許多前言領(lǐng)域的高科技集成體；比如有的智能機器人裝有重力傳感器，該設(shè)計模塊采用的集成電路型號為HX711，該集成電路采用的芯片為24 位A/D 轉(zhuǎn)換器，它的稱重傳感器更加地精確、靈敏、可靠，通過兩路模擬輸出實現(xiàn)對產(chǎn)品的稱重，因此靈敏度更高，也更加安全可靠。

1.2.3 示教再現(xiàn)機器人。示教再現(xiàn)機器人有別于其余的機器人，它的構(gòu)造中最為重要的兩個板塊就是運動控制器和示教盒，它的操作步驟比較地簡潔和方便，只需要利用示教盒對機器人的各種運行控制信息進行在線編程然后將其儲存在云端上。當需要時，機器人會通過接受的命令利用運行控制器做出制定的示教動作，然后使得機器人自動運行。該機器人因為具有操作簡潔、準確性高等特點在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍較廣。

2 工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀

與歐美發(fā)達國家針對工業(yè)機器人的研究進度和現(xiàn)狀相比，我國對于工業(yè)機器人的研究時間十分地短暫，從20 世紀70 年代開始萌芽，至今只經(jīng)歷了40 多年的研究發(fā)展。但是，在自動化技術(shù)和智能化技術(shù)的推動下，我國的工業(yè)機器人開始朝著自動化和智能化的方向發(fā)展，并在工業(yè)生產(chǎn)中承擔了重要的角色。目前，我國專門研究工業(yè)區(qū)機器人的研究單位已超過230 家，并且隨著我國智能技術(shù)和集成技術(shù)的穩(wěn)定快速發(fā)展，我國已經(jīng)不局限于研究一些小型的機器人，也能夠獨立自主地研究制造一些大型工業(yè)機器人，對工業(yè)機器人的研究制造水準也在穩(wěn)步提升，絲毫不輸于國際上的先進技術(shù)。

2.2 國外工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀

在國外，第一臺工業(yè)機器人誕生于1954 年的美國，它是由德爾沃設(shè)計的一款電子可編程工業(yè)機器人，并于8 年后正式投放到美國的汽車公司進行使用，這就是第一代機器人。從此，世界范圍內(nèi)開始了對工業(yè)機器人的研究，而日本成為了世界上擁有最多機器人的國家。20 世紀80 年代，世界工業(yè)朝著自動化和高度集成化發(fā)展，工業(yè)機器人借此獲得了進一步的發(fā)展，并極大地推動了世界經(jīng)濟的發(fā)展。當前，世界的工業(yè)機器人不僅產(chǎn)量大幅度提高，技術(shù)也在不斷地完善，其中瑞士，德國和日本的工業(yè)機器人最具有優(yōu)勢，且他們生產(chǎn)的機器人在世界范圍內(nèi)得到了推廣使用。

3 工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展展望

3.1 加強專利技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化

在國外，關(guān)于工業(yè)機器人的專利技術(shù)主要屬于企業(yè)，他們的專利技術(shù)不僅與工業(yè)生產(chǎn)和市場經(jīng)濟密切聯(lián)系，更加重視利用國家專利合作條約，從而保護國際市場。但是，在我國，工業(yè)機器人的專利技術(shù)主要來自于科研院所或者高校，相關(guān)科研人員的專利意識比較薄弱，他們的專利水準更多地是通過對職稱的評定體現(xiàn)出來，結(jié)果忽視了專利技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。所以，我國必須加強對（轉(zhuǎn)下頁）專利技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，將專利技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)和市場相聯(lián)系，從而促進工業(yè)機器人的進一步創(chuàng)新發(fā)展。

3.2 以大數(shù)據(jù)分析為手段建立專利預警體系

隨著社會的發(fā)展，人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)來自于各行各業(yè)，其種類和體系都十分地復雜多樣，可以說，現(xiàn)在我們正處于大數(shù)據(jù)時代。尤其是在工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展的過程中，工業(yè)生產(chǎn)的擴大通常依賴于大數(shù)據(jù)的分析，通過對大數(shù)據(jù)的分析來了解各個地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)的特點，從而選擇適合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的工業(yè)類型，然后再選擇合適的廠址。所以，為了發(fā)展工業(yè)機器人，必須以大數(shù)據(jù)分析為手段，建立起專門的專利預警體系，然后根據(jù)我國國內(nèi)工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀，從專利、法律和市場三個角度出發(fā)，建立起科學的工業(yè)機器人專利預警體系，從而有效地避免利益糾紛。

3.3 瞄準工業(yè)機器人關(guān)鍵零部件領(lǐng)域進行專利布局

在全面展望工業(yè)機器人的未來發(fā)展時，必須瞄準工業(yè)機器人的關(guān)鍵部件領(lǐng)域進行專利布局，及時地靠近和掌握行業(yè)發(fā)展動態(tài)，以便取得先機。目前，工業(yè)機器人最為關(guān)鍵的零部件主要有減速機、伺服電機、控制器三個部分，如果針對這三個部分的研究沒有取得突破性的進展，那么工業(yè)機器人無法得到進一步的發(fā)展。所以，在研究的過程中必須把控各個關(guān)鍵部件的技術(shù)，提取核心成分，構(gòu)建嚴密的專利布局網(wǎng)絡(luò)，有意識地保護專利成果。

3.4 對工業(yè)機器人未來應(yīng)用領(lǐng)域進行超前布局

當前，在我國的這些工業(yè)機器人中超過一半的機器人為焊接機器人，而在發(fā)達國家，他們有60%為工業(yè)機器人為汽車服務(wù)，一些跨國公司將工業(yè)機器人投放到汽車制造中，結(jié)果忽視了在電子、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的應(yīng)用。所以，為了發(fā)展工業(yè)機器人，必須著眼于未來的應(yīng)用領(lǐng)域，并進行超前布局，從而不斷地優(yōu)化工業(yè)機器人的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，擴大應(yīng)用規(guī)模。

3.5 建立并完善工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)政策

工業(yè)機器人已經(jīng)成為世界各國進行高科技競爭的焦點、熱點和戰(zhàn)略制高點，被列為優(yōu)先發(fā)展的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。雖然我國也將工業(yè)機器人歸入到國家戰(zhàn)略發(fā)展策略中，但是缺少相關(guān)的產(chǎn)業(yè)扶持政策。因此，政府要積極鼓勵企業(yè)與各個高校以及科研機構(gòu)能夠達成戰(zhàn)略合作，初步形成工業(yè)機器人生產(chǎn)企業(yè)、高校與科研機構(gòu)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，加大對工業(yè)機器人的研發(fā)力度，不斷創(chuàng)新發(fā)展相關(guān)技術(shù)。

4 結(jié)論

總之，社會經(jīng)濟和國家的繁榮始終要依賴于工業(yè)的發(fā)展，如今隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量較低，無法適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的要求。所以，為了確保國家經(jīng)濟發(fā)展的速率和質(zhì)量，就必須不斷創(chuàng)新發(fā)展生產(chǎn)技術(shù)，打破傳統(tǒng)的純?nèi)斯どa(chǎn)，通過工業(yè)機器人真正實現(xiàn)生產(chǎn)的智能化、自動化，對于我國工業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。