机器人控制发展的现状与前景
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从工业的角度看——机器人控制发展的现状和前景
Torgny Brog a?rdh
ABB机器人、SE-721?stera 68 Va¨瑞典
2006年10月5日投稿
2007年1月14日发表
2007年5月4日网上刊登
摘要：
对于机器人制造商来说机器人控制技术是一项核心竞争力。为了改善机器人性能、
减小机器人成本和开发新的功能，机器人制造商做了大量的研发工作。当今，在这一发
展领域最引人注目的是多机器人控制、安全控制、力控制、三维视觉、远程控制机器人
的监督和无线通信等。目前人们正在研讨受益于这些研发的技术应用和机器人制造商所
面临的技术挑战。现阶段，基于模型的控制是工业机器人控制的关键技术。尽管成本压
力致使机器人机械结构更加难以控制，为了满足更高的性能要求，控制模型和控制计划
还是越来越精确。可以从某些领域找到机器人未来发展的驱动力。这些领域包括汽车行
业新的机器人技术，特别是在中小型企业、食品工业、铸造厂等的最后组装以及大型结构的加工和装配领域。在这里本文提出了未来机器人控制发展的一些情况。一种情况是，轻型机器人的概念可能对未来汽车制造和中小型企业（SME）的自动化产生影响。这样的发展可能导致模块化机器人和在机器人臂结构上使用传感器的控制方案的诞生。上面提到的这种传感器也可以用于冗余安全控制的实现。高度模块化机器人的引进将增加机器人对安装支持的需求，这样就使得即插即用功能变得更为重要。获得高度模块化机器人的一种途径是利用近年来发展起来的一种新型的并行结构机器人结构。相对于机器人底座来说并行机器人结构有很大的工作空间。为进一步有效地使用机器人,自适应机器人方案就被提了出来，这意味着机器人在执行不同的程序是所产生的热应力和疲劳应力分别得到了控制优化。上述陈述的主要结论是:工业机器人的发展是在远离它的限制, 需要大量的研究和开发来获得一个工业机器人自动化更广泛应用。
#2007爱思唯尔有限公司保留所有权利。
关键词:工业机器人,机器人控制;控制功能;控制应用
1、简介
工业机器人发展的特点是一个大范围的多学科技术的融合。这些技术很多都不是特定面向机器人的，可以通过其他更广泛的产品领域得到发展。然而，机器人控制，尤其是机器人运动控制，对不同的机器人产品相差很大，同时构成了对工业机器人的发展最重要的关键能力之一。通过应用和发展先进的控制技术,就有可能不断提高机器人的性能,这对于工业机器人自动化性能的提高和成本的降低是很有必要的。
应该强调的是，汽车产业包括他们的供应链是今天主导客户forindustrial机器人（联合国欧洲经济委员会，2004）。这意味着出自这种类型的制造系统的要求很大程度上驱动着机器人的发展。所以,现在的大多数机器人,都适应在非常激烈的竞争环境下高容量柔性生产的成本敏感性。对机器人制造商来说，对成本、效率、高可靠性和高生产率的基本要求有必要做出很大的努力。而且,有必要使机器人控制与工厂自动化系统的诸如应用协议、通讯系统、I / O接口、PLC设备、用户界面、工艺设备等相适应，以达到不同机器人产品之间的最佳利用和最短的切换时间。(RIA及美国国家标准与技术研究院,2000年)。
世界汽车工业,将是上述陈述观点的腾飞点，完全机器人自动化通常出现在汽车车身总成、锻压、油漆和涂料。发动机和动力总成在某种程度上也实现了机器人自动化(ABB-1,2003年)。这些应用技术已经很好的建立起来，机器人的一些特征诸如安装、编程、集成、维修、性能和功能被不断完善。从控制的观点来看, 这意味着对鲁棒性，稳定性和精度方面的要求提高了。与此同时，成本压力意味着需要发展少用具有更复杂的
机械振动模态和更大的动态变化的刚性机械结构的单独机器人，而这种机器人必须由控制系统处理。
图1 . 多机器人控制需要高性能模式控图2 . 汽车传动系组件的装配，如图所示的液力变制概念和有效的机器人的编程方法。矩器就是机器人力控制有很大潜力的一个例子。
再进一步看汽车制造业自动化程度的现状，目前只有极少数的机器人用于最后的装配。在这里，需要新的机器人技术和新的柔性自动化解决方案来处理装配任务的复杂性和产品的几何形状多边性。工业机器人将来面临的一个巨大挑战是为这种应用技术开发出经济可行的解决方案,这种应用技术中机器人控制需要满足更直观,更互动的几何公差、形状公差。这个方向的一项突破会掀起大范围的工业应用机器人学的一股新浪潮，尽管这些在今天看来是不现实的。然而,在讨论未来机器人的控制技术之前,先给出目前主要工业机器人控制的发展一些例子。然后对机器人发展的驱动力进行讨论,并在此基础上概述未来发展的情景。
2. 目前的工业机器人控制的发展
工业机器人的一种发展趋势是时尚工业机器人，这通常源于汽车工业提出的新生产概念。目前流行的一个例子是多机器人控制以及由几个机器人制造商提出的不同解决方案，尽管这几年来一些制造商已经将他们作为自己的商品供应(布雷丁，2005)。在工业上采用多机器人控制的主要原因是通过让机器人并行工作以降低生产成本，尤其对电弧焊这种低速的过程而言。其他好处是，几个机器人由一个控制器控制，就可以节省占地面积、改善避免碰撞性能、减少周期时间。在电弧焊接时, 同时从不同的方向对相同的对象进行焊接，跟有可能达到焊接热量的均衡分布。通常的一种装置就是使用两个或更多的机器人在同一个工件焊接，该工件由一个或两个自由度的机械手旋转。对于更高的灵活性，工件也可以由一个机器人夹持(图1)，另一个机器人夹持被焊接的部件。汽车工业也希望通过改善在一个共同的机器人车体上机器人组织的协同性，来降低点焊机器人的循环时间。发展多机器人控制系统时，一个很困难的控制实例就是如何实现动态优
化伺服参考的精确定时以及协调不协调的动作、异常处理和故障恢复的平滑的过渡。当一大群机器人工作在一个大型生产线工作时也有这个问题，就是如何动态地给机器人和集群机器人分配任务以达到最优生产率。同时,必须注意到collabor -ating机器人比单身的机器人更难于编程，因此离线编程机器人和细胞模型更有积极性。另外一个问题是合作机器人装置的精确度。因为串联运动链需要被控制，比起单个机器人装置，伺服回路及机器人的运动学和动力学模型错误将给工具和工件之间产生更大的姿态偏差。因此, 多机器人控制的发展会刺激器人的运动学和动力学模型以及机器人的伺服性能的进一步改善和提高。
多机器人控制是需求相关的是开发机器人具有很高的承载力的要求（ABB公司- 2，2001）。例如,汽车车身的部分地区。负荷达500公斤机器人已经着手开发。一重负荷处理机器人拥有与车身零件夹具而其他机器人则没有，例如，点或弧焊接机器人。这种自动化解决方案的动力来自用机器人取代单一的目的运输系统产生的更高灵活性。除了多机器人这种控制方面，向更高的负载能力发展导致降低机械机器人固有频率和增加精确模型和控制机器人的结构。
另一种流行的发展方向是朝着在机器人安装新的安全安排（ESALAN系统，2006年）。一个短期的动机来自用安全软件的限制替代电气和机械的工作范围限制的可能性，这使得它更便宜，更快速地配置一个机器人单元。此外,一个机器人单元安全栅栏，更有效的适应工作空间的局限性,这将节省占地面积在车间。也有一些计划,发展为人类与机器人之间的安全直接合作的新概念（Schraft，梅耶，Parlitz，与赫尔姆斯，2005年）。对这种协作应用的例子包括材料处理，机械维护，康波，新界东北转移和装配。为了提高机器人人机合作的安全水平，对硬件和软件的冗余机器人的安全监督水平的增加，例如，通过两个通道的测量系统和故障安全总线和I / O系统。所需的冗余当然可以在许多方面得到它，但同时重要的是不能增加增加的成本超过它的冗余功能可接受的应用。一个控制方面的新安全观念是如何利用已经运行了机器人的实时模型在机器人控制器
来获得一种足够敏感但没有给予太多的假警报故障检测。同样重要的是能够监督安全功能确实有效，当紧急情况发生。例如,刹车和监督功能的机器人必须循环测试。这种安全技术的不断发展，可以对未来人类在更少的机器人结构化的环境比在今天的机器人装置所需要的人机协作的第一步。
还有一个持续的发展方向,在使用无线通信技术在机器人系统可以发
现,(Katzel,2004年)。无线通讯最大的热点,是关于示教系统和控制器之间的沟通, 另外一个热点就是机器人控制器和传感器及工艺设备之间的无线通信。（弗雷，Endresen，Kreitz，＆Scheibe，2005年）。测试设备的经验表明，一个车间的环境通信本身不是主要问题，大问题是关于安全的，,例如, 为安全的无线紧急事件的处理方法和机器人示教系统在日志中安全的选择去发现新的概念。同时也应该指出由于大部分无线传输设备
消费市场生产的，有可能将这些装置用作成本低的机器人控制器用户界面（德安杰洛和Corke，2001年）。在机器人控制的发展前景,新安全机制的无线传输、无线编程设备和无线传感器和执行器的自诊断都将是重要的方面。
近几年有一个传感器类型引起工业注意力增加是六自由度(自由度)力/力矩传感器ATI苏达权等,2006)。很长一段时间以来，虽然机器人制造商已能将机器人进行力的控制，尚未有广泛的利用这个功能。应用场合的实例就是用六维指尖力/力矩传感器来控制的工业机器人研磨，去毛刺，去毛刺，研磨，抛光，测试和组装。在材料去除的应用，力传感器为基础的控制优点是工艺质量较高，容易校准过程质量和对夹具和夹持器的准确度要求降低（皮雷，冲压，劳赫，＆Arau'乔，2002年）用于装配的优点是缩短工期、减少冲击力，减少风险的干扰，楔入和擦伤张，Zhongxue，Broga?桉木RDH，王和伊萨克森，2004）。在力传感器的应用为基础的控制应用中，手工作业与恶劣的工作条件、发健康风险是引进这项新技术的原因。为了增加使用力传感器控制的机器人的应用，编程和调试方法需要进一步发展，工艺参数的标准设置和低成本力传感器应加以发展。快速增长的应用技术可能在世界汽车工业中还有传动链组件装配中被发现,例如, 插入轴，花键与液力变矩器匹配的安装(图2)。由于力和扭矩传感将在未来的人类与机器人合作中不可缺少，正在发展的力/力矩传感器控制，如何整合该技术到机械手系统的协作显得非常重要。
图3 . 利用计算机软件、触摸屏、高效的应用开发工具、教学吊坠，同时也是一种通用的图形用户界面装置和一个专门的机器人编程器和操作工具。
正如对力的控制，机器人视觉系统已经使用了很长时间了，但没有找到任何制造业机器人大量应用的情况。原因之一就是缺少了在一个典型的工作间环境下的二维视觉系统较强的鲁棒性, 控制机器人视觉系统主要用于在摄像机的场景已很确定，光线条件可以控制的条件下，例如，在传送带上捡取和放置（ABB公司- 3，2004）。然而, 目前市场上使用三维视觉的产品是尽可能地提高机器人的视觉鲁棒性和系统的解决方案,从而能充分提高灵活性,例如, 材料处理，机械维护和装配(Braintech-ref,2006)。甚至现在抓取工件技术为工业用途具有足够的鲁棒性（渡边和典，Warashina，＆Kumiya，2005
年）, 也有利用三维视觉技术校准工具、工作对象、夹具和其他机器人部件的可能性。三维视觉的主要发展当然与特征提取和其他的计算机视觉问题相关联，机器人控制来设计高性能的视觉界面（Lippiello，西西利亚诺，＆维拉尼，2005）。与三维视觉相关的是激光跟踪传感器技术,主要用于控制工作对象位置不能得到保证的电弧焊接的路径的
控制（Servorobot，2006）这些传感器类型已经使用了很长时间,但有一种走向全三维
测量的趋势, 例如,通过在三角测量为基础的跟踪传感器中引入一种以上的扫描线条。
同样的发展趋势也存在于由机器人进行检查光学测量系统中，例如,汽车车身和汽车子
组件。对于跟踪传感器，优化使用和与机器人程序相关的超前信息协调是很重要的，为了能在测量数据缺乏的情况下能够处理并且从进程失败中能进行有效的恢复。从一个更长的角度来看，搬运，装配，跟踪，检查，校正，三维视觉等概念可以进一步整合到机器人控制器中，从性能的角度来说它可能激发在伺服回路方面某些机器人应用技术采用三维视觉技术。
其他正在进行的机器人技术的提高涉及到机器人的控制器用户应用界面，其宗旨是使机器人编程，操作和维护简单，尽管机器人系统的复杂性不断增加。基于机器人动作和行动的图形表示的精灵般的循序渐进的概念也在教学吊坠上使用（图3; ABB公司- 4，2006），现实的机器人仿真接口实现对机器人编程水平(RRS, 2006)，过程建模工具的开发以简化机器人编程（Skarin，Claesson，＆Bergling，2004年），用于逻辑控制和先
进的工艺和设备控制的PLC控制功能集成到机器人控制器中，生产数据的优化、监测、
预防性维护和故障隔离等的远程自动化采集将进一步发展。故障隔离基于从伺服回路传感器，特殊监管传感器，驱动系统的电流和电压高低、使用了观测概念说我虚拟传感器传回来的数据。这种发展一定会继续，在实时动态模式运行的机器人期待着会更多的用于故障检测、故障隔离与诊断,基于剩余的生成和系统辨识方法(Mattone& De Luca, 2003; Ostring, 2002)。
模式控制(Sciavicco & Siciliano,2000) 在机器人学被认为是非常重要的，以满足对性能的改进和成本的降低这一对矛盾的要求（图4）。不断的发展的方向是更加复杂的运动学和动力学模型，更复杂的多输入多输出（MIMO）控制计划，静态和动态模型参数变化更大大，日益增加噪音和干扰，较低的特征频率机和扩大化得非线形性的数量更大。即使所有的这些方面都做了很多学术研究，大量的应用研究需要进一步改善基于模型工业机器人的鲁棒控制。与基于模型控制的进一步发展携手并进的是采用虚拟原型机来提高性能/成本比、降低了开发成本、并能缩短产品周期的于模型的设计的重要发展(Pettersson,2005)。非常重要的则是由机械设计和机器人控制专家组成的机电一体化
团队设计方法。
3、未来工业机器人控制发展驱动力
跟所有其他工业产品一样，由机器人的发展主要是其用户的需要所支配。然而, 就其用途广泛而言机器人也十分独特,这意味着机器人技术要向着来自不同的自动化和不同的用途的大范围的要求去发展(机器人制造商联系,2006)。从应用需求出发，需要妥善处理新工艺产生的要求和改进传统工艺的要求之间的关系。新工艺是指工业机器人相结合过程的新作为，例如搅拌摩擦焊，铣，高性能激光切割，变速箱总成，平板电视屏幕的处理和金属板材变形等等。进一步提高机器人性能的传统工艺的例子是水射流切割，激光切割，激光焊接，涂胶，打磨，去毛刺，测量和装配等等。有时机器人自动化会变得很受欢迎对于一个特定的
图4 . 由一个共同的控制器控制的机器人家族的基于模型控制，可以由可配置的刚体和弹性动力学模型来实现。
应用或材料的制造商来说,例如，塑料行业目前非常渴望使用机器人。从客户驱动的要求来看，基本要求当然以降低生产成本、提高最终产品质量同时新的自动化概念不时的试图获得产量的显着增加。这种概念的例子是紧凑型机器人，向后弯曲的机器人，重载机器人，多机器人控制，精确的离线编程机器人，灵活的框架机器人，传感器控制的机器人和安全机器人。与此同时,还需要提高的是连续的灵活性,提高机器人的使用可靠性,改善劳动条件,降低寿命周期成本,使安装、系统集成、编程和维护容易、以提高性能(图5)。所有这些需求驱使着机器人制造商不断增加更大的综合性开发项目，开发新一代的产品和新产品的概念。
图5 . 为了满足机器人离线编程对机器人精度日益增长的要求，运动学和弹性静力学辨识和补偿方法不断精确化，今天0.5毫米的体积精度甚至一个大型的机器人上也可以达到。
与此同时，由于用户应用需求的拉动当然有技术迫使制造商在其他更大的产品领域利用机器人的最新技术成果。因此，PC领域硬件和软件两个方面的发展都会对机器人控制器发展产生很大的影响，应用此项技术的努力来自电信领域。软件开发和维护的成本不断增加，一个很长的软件寿命时间是如此的重要，这意味着,例如,新的高效的软件开发环境和可扩展的系统体系结构的新概念、开放的接口和com - munication概念都是机器人控制器的发展重要的推动力。尽管在机器人技术发展最快的出现在在控制器方面，同时也存在着一些机电技术推进一面。更有效、更大的紧凑齿轮箱、更符合成本效益的电机和驱动系统、更便宜的碳复合材料和更先进的机械设计工具。
在长期的角度来看, 对汽车工业及其次级供应商来说，机器人肯定是有一个持续发展。在这里可能发生的是燃料价格上升，污染和其他环境问题将使得有必要建立更小、更高效的轻型车使用，例如，与燃料电池相结合的电力驱动。然后，问题就是这将如何改变对制造系统，包括工业机器人的需求。一种可能性是，现场的汽车车身点焊将被替待，例如，激光焊接和金属零件，铆接焊接（神户，2001年），粘合和（布罗西斯，2006）复合材料部件的精加工。这就意味着具有更高精确度和刚度的更小、更轻的机器人将有更大的需要。如果电力驱动和燃料电池将被普遍使用，那么新的应用将会出现，可能对机器人的精确度和短周期会有更高的要求。然而,因为大量的产品制造都是由相同的很工业组织所完成,才使得制造汽车和汽车零部件的制造系统的基础设施结构可能会是一样的。
图6 . 食品工业将成为未来机器人发展的动力之一。在这里，基于Delta 概念的并联机器人FlexPicker，工作在一家面包店。
如在第1节指出了汽车制造业仍然是劳动密集型的的一个部分是最后组装。今天将机器人技术用于装配，问题就出现了，几何复杂性和工作对象的多变性，安全围栏所需的空间与复杂的机器人编程和耗费时间的故障处理等等。只有很少的机器人设备可以很经济的应用此技术，例如，上胶和车窗安装。在这种特殊情况，健康风险是机器人引进一个重要原因。在重升降机中，工作条件刺激了引进设备以协助完成。在这里,一个已经进行了几年的开发项目就是开发免受被动机械系统和伺服控制的起重工具。这些智能(IAD)辅助设备人们所感兴趣的分别是他们的安全要求和操作者与IAD之间相互的力控
制(Colgate, Peshkin, & Klostermeyer, 2003)。然而，这种设备不能给出一种现实的自动化解决方案并且这一概念不能发展为一个完整的机器人化汽车装配。相反，可以预期，汽车行业将推动装配机器人系统的新类型的产生和柔性自动化的基础设施结构的的新类型的产生。
为了寻找可能推动未来机器人的发展的其他行业，一种可能是看今天缺乏有效利用机器人做基础设施的制造系统。这里有一个机会，中小型企业自动化的需要（SMErobot，2005年）。在这种环境下所需要的是易于安装、配置、标定、编程和维护的低成本的安全机器人系统。这个应用进程将同那些用于今天的机器人一样，其最大的挑战将是开发出发一个更低的机器人寿命周期成本的机器人技术。今后使用工业机器人将会有很多其他重要领域在这个发展方向走更远的路。柔性自动化实例诸如拆卸、废料处理分拣，肉类食品切割、食品加工和处理的其他类型（图6; Hamazawa，1999年）、对消费品的处理、飞机大部件的整机装配零部件加工（库卡机器人，2005年）、桥梁、建筑、船舶、火车、铁路、电站、风车等，大范围的工艺任务。如果柔性机器人自动化为这些类型的应用找到经济可行的解决方案, 工业机器人的一个巨大的新市场对将会驱动机器人
技术一个新方向发展。从来自未来的新应用进程对机器人学的驱动力来看，提高了机器人的性能将非常重要。例如，众所周知，臂式机器人制造和安装比笛卡尔机器人成本更低。然而,在频宽、刚度、准确性方面笛卡尔机械手可以远高于一个关节机器人,但是如果关节机器人的性能有了显著的提高的话，关节机器人将占领从更昂贵的笛卡尔机械手大片的市场份额。其中应用臂式工业机器人的例子是高性能激光切割，等离子切割装配和机加工。既提高了机器人的性能和新的柔性自动化的概念的一个例子就是铁铸件的补炉(Lauwers, Wallis, Haigh, & Sohald,2004)。在这种情况下，第三个方面也很重要，那就是是非常不健康的铸造环境。考虑到工人的健康问题，未来一些其他的的工业机器人应用例子可以找到。这样的例子比如屠宰场，冷藏库，玻璃加工商店，渔业和垃圾处
理厂。
图7 . 电容式编码器环(Hexagon Metrology)集成到ABB 图8 . 为了使机器人的编程更加简单，引导编程有望成为一机器人的机械手臂用于机器人手臂的运动精确的测量。个重要的技术。在这里，引导编程是用测量臂连接到机
器人的ABB TeachSaver编程软件上。
4、未来工业机器人控制的发展前景
尽管长期发展方向很难预测，一些前景还是能被勾勒出来，即在可观测的机器人应用情况的主要驱动力的基础上怎样做出一个合理的外推。由于汽车业是目前机器人发展的主要动力，因此看一看基于激光焊接、铆接、焊接、组装、上胶等用的更精确、刚性、快速和纤细的机器人代替大量的笨重的点焊机器人的这种更早的建议需求的汽车制造
业前景是很相关的。假如使用光纤、改进钇铝石榴石(YAG) 激光科技 (Rooks,2000年)和轻量级的焊接、铆接、上胶设备等的技术，点焊机器人焊枪部分所承受的载荷将从根本上降低。这意味着,在不远将来会看到使用集成化的执行器解决方案、纤维复合材料等其他轻质材料的拥有手腕和上臂概念的轻盈苗条的机器人实现场景。即使一个轻量级的高速电机连同一个轻量级的大传动比的减速机很有可能会变得比起现在使用的较重
的手腕驱动系统更加的昂贵，由于主轴可配备具有较低功率执行机构以及机器人的安装可采用更小巧的框架结构，机器人装置可能会变得更便宜。为了使苗条的轻量级机器人关于工具力的僵硬，机器人控制可能需要提供一个虚拟的刚度, ,对机器人的手臂有必要使用传感器结构。传感器的一些例子有可选择式振动测量电极来测量角度和输出轴的振动的电容式编码器（图7）、关节力矩传感器(Pfeffer, Khatib, & Hake, 1989)，加速度计(de Jager, 1994)、可以测量臂的振动应变规(Feliu, Garc′?a, & Somolinos,2001)。这些分布式传感器然后以传感器信息融合的方式被伺服系统使用，基于控制器中运行的实时控制模式。在这种情况下重要的当然是有准确的动态模型。工业机器人是一种强耦合的多变量系统，高达50质量弹簧元素加上源自齿轮及其他传动组件的摩擦和空转的非线性进行建模。
一个轻盈苗条的机器人概念还被用于汽车厂总装线任务。在这种情况下，然而，必须也包括直观的编程人类与机器人之间的直接接触高效的故障处理的可能性，否则自动化系统将会太复
杂。因此，充分的安全是必要的，低移动质量和柔顺控制机器人的在这方面是很重要的(DLR, 2006; Hirzinger, Albu- Scha¨ffer, Ha¨hnle, Schaefer, & Sporer, 2001; Ogawa, Haniya, Okahisa, & Ichibangase, 2005; Zinn, Khatib, Roth, & Salisbury, 2004)。为了获得高的安全水平，出于安全目的的传感器虚拟刚度控制的利用将并不遥远。这可以通过使用测量信号产生残差和利用机器人控制冗余的检测来实现。如果六维指尖力/力矩传感器或关节力矩传感器用于人机互动, 会进一步引进冗余监测。
图9 . 一台由ABB开发的新的并行结构机器人，有平面关节型机器人的工作空间同时有Delta机器人的性能。
除了上面描述的外国的发展情景外，当然也有今天机器人技术的不断发展。这意味着关于机器人的制造成本和机器人设备的寿命时间成本的在性能/价格比的进一步优化。正如先前讨论过的机器人，为了从机器人结构中得到尽可能多的性能，机器人的控制是非常重要的。模式控制使用准确的模型来自每台单独的机器人的系统识别，改精确模型将进一步推动传感器的性能/价格比的提高，特别是机器人的手臂结构的传感器。然而，即使使用最精确的控制，机器人性能也不能超越机器人结构的疲劳极限和机械部件和驱动系统的转矩，电流和温度限制。因此,要实现工业机器人的进一步优化使用，这些限制必须调谐到个体机器人的任务中去。这方面的一个前景就是引进自适应机器人的性能。这意味着控制器自动调谐驱动系统的参数来优化机器人正在运行的程序的性能。为了这个，热量和机械疲劳模型与实时动态机器人模型必须同时执行来估关键性部件和结构的计温度和机械应力。这种适应性将导致机器人的更好的应用，并且，它将使机器人的设计更加有效，因为不再决定性的依赖于最坏的情况。
5、结论
毫无疑问，工业机器人的发展还没有达到它的顶峰,依然有很多工作要做，这些工作包括消除学术研究和工业发展的割裂状态以及加强在以新的应用技术和新的柔性自动
化概念为目的这一方向的学术研究。在为实际工业用途开发机器人控制技术时，出现了
一些不可预见的问题，其中许多问题尚需应用研究来解决。研究人员、工业机器人开发人、自动化系统建设者和机器人用户之间亲密的合作将会显得非常重要。这种机器人控制领域的一些研究和开发任务，已详列于本简报，以下是前面讨论过的R&D研发方向的概述：
—同时为人和机器人之间安全互动、低成本机器人高性能控制服务的基于传感器的控制。
—为直观的机器人编程和单元校正服务的基于传感器的人机交互接口。
—交互式机器人的高效的可扩展的软件架构。
—用于机器人装置的自动识别和基于模型的机器人控制参数整定的工具，特别是对于高度模块化机器人的结构。
—De facto标准和为机器人自动化系统规划、优化、配置、校准、编程和重新配置的易于使用的工具。两个重要的概念是虚拟和真实组件的即插即用和过程和自动化部署和知识数据库。
—机器人控制器的过程控制进一步集成化，特别是在力/力矩传感器/三维视觉应用技术中。
—带有自适应机器人性能特征的扩展模式控制。
译文原文出处：Torgny Broga?rdh Annua，Reviews in Control 31，2007：69–79
工业机器人发展现状与趋势
工业机器人发展现状与趋势 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 一、工业机器人技术现状及国内外发展的趋势 工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代，机器人产品发展速度加快，年增长率平均在10％左右。2004年增长率达到创记录的20％。其中，亚洲机器人增长幅度最为突出，高达43%，如图1所示。
各区域用户工业机器人定购指数（以1996年作为100） 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： 1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可*性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。 2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。 3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可*性、易操作性和可维修性。 4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。
智能机器人的现状和发展趋势
智能移动机器人的现状和发展 姓名 学号 班级：
智能移动机器人的现状及其发展 摘要：本文扼要地介绍了智能移动机器人技术的发展现状，以及世界各国智能移动机器人的发展水平，然后介绍了智能移动机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能移动机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能移动机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能移动机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能移动机器人；发展现状；应用；趋势 1引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能移动机器人则是一个在感知 - 思维 - 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能移动机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能 力。智能移动机器人与工业机器人的根本区别在于，智能移动机器人具有感知功 能与识别、判断及规划功能[1] 。 随着智能移动机器人的应用领域的扩大，人们期望智能移动机器人在更多领 域为人类服务，代替人类完成更复杂的工作。然而,智能移动机器人所处的环境 往往是未知的、很难预测。智能移动机器人所要完成的工作任务也越来越复杂; 对智能移动机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前，国内外对 智能移动机器人的研究不断深入。 本文对智能移动机器人的现状和发展趋势进行了综述，分析了国内外的智能 移动机器人的发展，讨论了智能移动机器人在发展中存在的问题，最后提出了对 智能移动机器人发展的一些设想。 1
机器人研究现状及发展趋势
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
工业机器人研究现状及发展趋势_曹文祥
2011／2 机械制造49卷第558期 纵观历史研究文献，国内外对工业机器人的研究热点问题主要分为3个方面：仿生机器人与新型机构、机器人的定位与地图创建、机器人-环境交互。本文将分别就以上3方面对研究现状进行简要分析，并对工业机器人的发展趋势作了预测。 1工业机器人的发展历程 自1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的 概念以来，工业机器人就得以不断地发展。概括起来，工业机器人的发展历程为3代： 第1代：示教再现型机器人，但不具备反馈能力。如郭勇等人[1]研制的挖掘机手柄自动操作机构，该机构结构简单，能够实现动作示教再现。 第2代：有感觉的机器人，不仅具有内部传感器，而且具有外部传感器，能获得外部环境信息。如P.l Liljeb.ck 等人研制的蛇形机器人就装有内部测转速的 传感器，以及外部测力的传感器，该机器人能够在不规则环境中具有一定的运动能力。 第3代：智能机器人。定义为“可自动控制的装置，能理解指示命令，感知环境，识别对象，规划自身操作程序来完成任务”。如John Vannoy 等人采用实时可适应性的运动规划（RAMP ）算法的PUMA560机械臂，它能在复杂动态环境中自动识别来自不同方向的移动或静止的障碍物，主动规划路径，进而完成预定任务。 2 国外工业机器人的研究现状 2.1 仿生机器人与新型机构 对人的研究，国外侧重于对人行走时的步态分析， 通过对人脚形状的分析，得出具有圆形截面的脚趾和脚后跟以及具有扁平截面的连接脚趾和脚后跟的中间 部分具有最佳的动力学性能。对人形机器人步态规划问题，Xia Zeyang 等人提出了一种基于样品的决定性的脚步规划方法，该方法综合考虑了自身独特的运动能力和稳定性。对于在不同类型障碍的复杂环境中脚步规划，Yasar Ayaz 采用与人走近障碍物时绕过的方法，通过脚步实时的生成成功避开障碍物。此外，对于双足步行机器人的复杂地面运动的研究也有新的进展，研究出一种新型的双足机构，能实现不平区域稳定地行走，该足由4个分别带光学传感器的鞋钉组成，总重1.5kg 。对动物的研究则表现为对诸如蛇、鱼的结构以及运动性能的研究。仿蛇机器人不仅可以作为管道检测装置，也可以作为地震或矿难探索装置，更可以当作极地探测器来进行科研活动。Shigeo 和Hiroya Yamada 就将仿蛇机器人的机械结构分为5种类型：活 动的弯曲关节式；活动的弯曲和拉伸关节式；活动的弯曲关节和活动的车轮式；被动弯曲关节和活动车轮式；活动的弯曲关节和履带式。Aksel Andreas Transeth 等采用摩擦力模型方法建立了一蛇形机器人模型，该机器人能与包括地面的障碍物以外的物体接触，对地震或矿区救援很有帮助。Kristin Y.Pettersen 等人对蛇形机器人在存在障碍物环境中运动进行了复合建模，仿真结构证明该模型能实现不规则环境中的一般运动。但蛇形机器人目前要真正达到在复杂环境中畅通无阻地运动，还有待进一步研究。对海洋的开发，相对于其它的水下自动化装置，仿生鱼具有更好的推进力和流体适应性。其研究主要体现在结构和运动特性上。Jun Gao 和K.H.Low 等人对胸鳍驱动和尾鳍驱动鱼形机器 人进行了分析，讨论了鱼结构和运动各参数的关系。 Yu Zhong 等人对由阀体与尾鳍构成的机器人鱼的运 动性能进行了研究，采用量纲分析方法，建立了一种能预测运动的机器鱼模型。Giuseppe Tortora 等人设计了 工业机器人研究现状及发展趋势 □ 曹文祥 □ 冯雪梅 武汉理工大学机电工程学院 武汉 430070 摘 要：作为最典型的机电一体化的高科技装备，工业机器人得到了非常广泛的应用。综述了国内外工业机器人的 研究热点现状，并预测了其发展趋势。 关键词：工业机器人现状 发展趋势 中图分类号：TP242.2 文献标识码：A 文章编号：1000－4998(2011)02－0041－03 Abstract:As the typical high-tech equipment of mechanoelectronic integration,industrial robots have been widely used.The current situation of research hot points of IR is presented and the developing trend forecasted. Key Words:Industrial Robot (IR)Current Situation Developing Trend 收稿日期：2010年9月 41
智能机器人的现状及其发展趋势
智能机器人的现状及其发展趋势 摘要：本文扼要地介绍了智能机器人技术的发展现状，以及世界各国智能机器人的发展水平，然后介绍了智能机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能机器人；发展现状；应用；趋势 The status and trends of intellectual robot Abstract: This paper briefly discusses the development, status of intellectual robot, development of intellectual robot in many countries. And then it presents the categories of intellectual robot, talks about the extensive applications in all works of life from several typical aspects and trends of intellectual robot. After that, it puts forward prospects for future technology, suggestion and a tentative idea of myself, and analyses the development of intellectual robot in China. Finally, it raises expectations of intellectual robot in China. Key words: intellectual robot; development status; application; trend 1 引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于，智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能[1]。 随着智能机器人的应用领域的扩大，人们期望智能机器人在更多领域为人类服务，代替
移动机器人的研究现状与趋势
移动机器人的研究现状与趋势１１５【４３】ＳｈｅｎｇＬ＇Ｇｏｌｄｅｎｂｅ唱ＡＡ．Ｒｏｂｕｓｔｄａｍｐｉｎｇ ｃｏｎ们１ｏｆｍｏｂｉｌｅｍａｌｌｊｐｕｌａｔｏｒｓ嘲．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＳｙｓｔｅｍｓ，ＭａｎａｎｄＣｙｂｅｍｅｔｉｃｓＰａｎＢ，２００２，３２（１）：１２６．１３２． 【４４】ＳｈｅｎｇＬ，Ｇ０１ｄｅｎｂｅ唱ＡＡ．Ｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎ乜Ｄｌｏｆｍｏｂｉｌｅｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓ【Ｊ】．ＩＥＥＥ１ｈｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ，２００ｌ，１２（５）：１１２１．１１３３． 【４５】李磊，叶涛，谭民，等．移动机器人技术研究现状与未来【Ｊ】．机器人，２００２，２４（５）：４７５—４８０． 【４６】徐国华，谭民．移动机器人的发展现状及其趋势【Ｊ】．机器人技术与应用，２００１，（３）：７—１４． ［４７】Ｌ硼ｎｅＥＰａｒｋｅｒ．ＣｏｏｐｅｒａｔｉｖｅＲｏｂｏｔｉｃｓｆｏｒＭｕｌｔｉ＿Ｔａｒｇｅｔ０ｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＡｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄＳｏｆｔＣｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｓｐｅｃｉａｌｉｓｓｕｃｏｎＲｏｂｏｔｉｃｓＲｅｓｅａｒｃｈａｔＯａｋＲｉｄｇｅＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｍｔｏｒｙ，１９９９，５（１）：５—１９． ［４８】ＭａｍｒｉｃＭＪ．ＬｅａｍｉｎｇｔｏＢｅｈａｖｅＳｏｃｉａｌｌｙ【Ａ】．ＦｒｏｍＡｎｉｍａｌｓｔ０Ａｎｉｍａｔｓ：ＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＡｄａｐｔｉｖｅＢｅｈａｖｉｏｒ【ｃ］．１９９４．４５３－４６２． ［４９］ｕｅｙａｍａＴ，Ｆｕｌ（ＩｌｄａＴ．ｓｅｌｆ－ｏ唱ａＩｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＣｅｌｌｕｌａｒＲｏｂｏｔｓｕｓｉｎｇＲａｎｄｏｍｗａｌｌ【ｗｉｍｓｉｍｐｌｅＲｕｌｅｓ【Ａ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＩＥＥＥＩ—ＣＲＡ【ｃ】．１９９３５９５—６００． ［５０】王越超．多机器人协作系统研究［Ｄ】．哈尔滨：哈尔滨工业大学，１９９９． ＰｒｅｓｅｎｔＳｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄＦｕｔｕｒｅＤｅＶｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆＭｏｂｉｌｅＲｏｂｏｔＲｅｓｅａｒｃｈ ｚＨＡＮＧＭｉｎｇ?１ｕ，ＤＩＮＧＣｈｅｎｇ－ｊｕｎ，ＤＵＡＮＰｉｎｇ （ｓｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈ锄ｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ舀ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓ时ｏｆＴｅｃｌｌｎｏｌｏ鼢Ｔｉ柚ｊｉｎ３００１３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｂｉｌｅｒｏｂｏｔｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｕｌ砌ａｒｉｚｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｔｓｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｆｂｍｌａｔｉｏｎｆｕｓｉｏｎｏｆ ｍｕｌｔｉ－ｓｅｎｓｏｒｓ，ｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔｒｅｃｏｇＩｌｉｔｉｏｎ，ｒｏｂｏｔＶｉｓｉｏｎ，ｒｏａｄｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎ仃Ｄ１．ＩｎｔｈｅｅｎｄｔｈｅｓｔｕｄｙｔｒｅｎｄｏｆＩＩｍｌｔｉ—ｒｏｂｏｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎａｎｄｍｏｂｉｌｅｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｂｉｌｅｒｏｂｏｔ；ｉｎｆｂｍａｔｉｏｎｍｓｉｏｎ；ｒｏａｄ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ；曲ｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎ仃０１；ｍｕｌｔｉ—ｒｏｂｏｔ 作者简介：张明路，工学博士、教授，博士生导师．１９９７年，毕业于天津大学 机械学专业，获博士学位．现任河北工业大学机械工程学院院长，全国高校机器人及自动化学会常务理事，河北省振动工程学会副理事长，“中国机械工程’杂志社编委会理事，天津市自动化技术及应用研究会副秘书长，天津市机械工程学会理事，中国机械工程教育协会高校机电类学科教学委员会委员．近年来承担了国家８６３计划等科研项目多项，发表学术论文３０余篇，其中ｓｃＩ收录３篇，ＥＩ收录１１篇．主页：ｈｔｔｐ：／／ｍｅｓ．ｈｅｂｕｔ．ｅｄｕ．ｃｌｌ／ｉｎｍｅｃｈｊＶｅｂ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔＩＩｌ 联系电话：０２２—２６５“５０６；Ｅ．ｍａｎ：ｚｈａｎｇｍｌ＠ｈｅｂｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
试论工业机器人国内外发展现状与趋势
试论工业机器人国内外发展现状与趋势 发表时间：2016-05-24T14:01:30.360Z 来源：《电力设备》2016年第2期作者：孔玲爽陈颖超 [导读] （湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲 412007）机器人是人类发展高级阶段的高科技产物，工业机器人的诞生和机器人学的建立无疑是21 世纪人类科学技术的重大成就。 （湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲 412007） 摘要：机器人是人类发展高级阶段的高科技产物，工业机器人的诞生和机器人学的建立无疑是21 世纪人类科学技术的重大成就。在国内，工业机器人市场竞争越来越激烈，中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战，加快工业机器人技术的研究开发与生产是我们抓住这个历史机遇的主要途径。本文结合国内外机器人发展的经验及近几年的动态，指出了我国工业机器人产业化发展的影响因素和实施策略，探讨了我国机器人发展的方向及策略。 关键词：工业机器人；自动化产业化；发展趋势 工业机器人是综合了计算机科学技术、机械工程技术、电子工程技术、信息传感器技术、控制理论、机构学、人工智能学、仿生学等多学科而形成的高新技术。在国外工业机器人技术日趋成熟，其己经成为一种标准设备而在工业自动化行业广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的工业机器人公司，工业机器人技术的发展水平也成为一个国家工业自动化水平的重要标志。 工业机器人原理及分类20 世纪中期，随着计算机技术、自动化技术和原子能技术的发展，工业机器人开始在美国得到研究和发展，使其在工业生产中得以广泛使用。工业机器人的最初出现是传统的机构学与近代电子技术相结合的产物，如今工业机器人是综合了多学科而形成的高新技术产物，是当代十分活跃的研究开发领域。为了跟上社会进步、经济发展的步伐，工业机器人以不同的种类正逐步应用在到各行各业，对国民经济发展有着举足轻重的作用。 1. 1 工业机器人工作原理 现代工业自动化领域中应用的各种操作机器人是目前工业机器人技术中最成熟的一类，这种工业机器人实质上是一类能根据预先将程序编制在存储装置中，然后操作程序自动重复执行，进行完全代替人工作业的自动化机器。其系统构成如图1 所示。 由图1 可知，工业机器人构成是个闭环系统，通过运动控制器、伺服驱动器、机器人本体、传感器等部件可以完成人们需要的功能。 工厂中高性能通用型工业机器人一般采用关节型的机械结构，每个关节由独立的驱动电机控制，通过计算机对驱动单元的功率放大电路进行控制，实现机器人的运动控制操作。其控制系统原理流程图如图2所示。 由图2 可知，关节型工业机器人的组成由人机界面(示教器)、伺服驱动器、运动控制器(下位机)、机器人本体等组成，通过机器人末端带不同的夹具来实现不同的功能。示教器是对机器人状态的监控及发出运动指令部分，是人跟机器人信息交互的唯一窗口; 伺服驱动器是对伺服电机的控制，是机械手臂运动的动力源; 运动控制器是各个关节的位姿运算单元，正解和逆解程序的执行、运行都在其中计算; 机器人本体是执行机构，是实现要求功能的最直接部件。 1. 2 工业机器人分类 随着科学技术的不断进步，我国工业机器人已经走上了自主研发阶段，这样标志着我国工业自动化走向了新的里程碑。按照工业机器人的关键技术发展过程其可分为三代： 第一代是示教再现机器人，主要由机器人本体、运动控制器和示教盒组成，操作过程比较简单。第一代机器人使用示教盒在线示教编程，并保存示教信息。当机器人自动运行时，由运动控制器解析并执行存储的示教程序，使机器人实现预定动作。这类机器人通常采用点
工业机器人发展现状及趋势
工业机器人发展现状及趋势 1国内工业机器人得发展现状 1、1发展概述 我国得工业机器人研究开始于20世纪80年代中期．在国家得支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关．已经基本实现了实验、引进到自主开发得转变。促进了我国制造业、勘探等行业得发展。但随着我国门户得逐渐开放．国内得工业机器人产业面临着越来越大得竞争与冲击。虽然我国机器人得需求量逐年增加，但目前生产得机器人还很难达到所要求得质量．很多机器人得关键部件还需要进口。所以目前来说。我国还处在一个机器人消费型得同家。 现在，我国从事机器人研发得单位有200多家，专业从事机器人产业开发得企业有50家以上。在众多专家得建议与规划下，“七五”期间由机电部主持，中央各部委、中科院及地方科研院所与大学参加，国家投入相当资金，进行了工业机器人基础技术、基础元器件、工业机器人整机及应用工程得开发研究。“九五”期间，在国家“863”高技术计划项目得支持下，沈阳新松机器人自动化股份有限公司、哈尔滨博实自动化设备有限责任公司、上海机电一体化工程公司、北京机械工业自动化所、四川绵阳思维焊接自动化设备有限公司等确立为智能机器人主题产业基地。此外，还有上海富安工厂自动化公司、哈尔滨焊接研究所、国家机械局机械研究院及北京机电研究所、首钢莫托曼公司、安川北科公司、奇瑞汽车股份有限公司等都以其研发生产得特色机器人或应用工程项目而活跃在当今我国工业机器人市场上。 1、2机器人分类 随着科学技术得不断进步，我国工业机器人已经走上了自主研发阶段，这样标志着我国工业自动化走向了新得里程碑按照工业机器人得关键技术发展过程其可分为三代：第一代就是示教再现机器人，主要由机器人本体、运动控制器与示教盒组成，操作过程比较简单。第一代机器人使用示教盒在线示教编程，并保存示教信息。当机器人自动运行时，由运动控制器解析并执行存储得示教程序，使机器人实现预定动作。这类机器人通常采用点到点运动，连续轨迹再现得控制方法，可以完成直线与圆弧得连续轨迹运动，然而复杂曲线得运动则由多段圆弧与直线组合而成。由于操作得容易性、可视性强，所以在当前工业中应用最多。
机器人发展现状及未来趋势
机器人发展现状及未来趋势
一、机器人现状及国内外发展趋势 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： 1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便 于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年 的10．3万美元降至97年的6．5万美元。 2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服 电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块 用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品 问市。 3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且 采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维 修性。 4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等 传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传 感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配 置技术在产品化系统中已有成熟应用。 5．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于 过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中 的感觉来操纵机器人。
6．当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。 7．机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可
机器人发展现状及趋势分析
机器人发展现状及趋势分析 一、机器人创新发展概述 机器人是集机械、电子、控制、传感、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备。自1956年机器人产业诞生后，经过近60年发展，机器人已经被广泛应用在装备制造、新材料、生物医药、智慧新能源等高新产业。机器人与人工智能技术、先进制造技术和移动互联网技术的融合发展，推动了人类社会生活方式的变革。 当前，我国机器人市场进入高速增长期，工业机器人连续五年成为全球第一大应用市场，服务机器人需求潜力巨大，核心零部件国产化进程不断加快，创新型企业大量涌现，部分技术已可形成规模化产品，并在某些领域具有明显优势。下面一起随着云里物里科技来看下。 （一）机器人创新发展进程 图1机器人创新发展进程 第一阶段，发展萌芽期。1954年，第一台可编程的机器人在美国诞生。1958年，美国发明家恩格尔伯格建立了Unimation公司，并于1959年研制出了世界上第一台工业机器人。这一阶段，随着机构理论和伺服理论的发展，机器人进入了实用阶段。 第二阶段，产业孕育期。1962年，美国AMF公司生产出第一台圆柱坐标型机器人。1969年，日本研发出第一台以双臂走路的机器人。同时日本、德国等国家面临劳动力短缺等问题，因而投入巨资研发机器人，技术迅速发展，成为机器人强国。这一阶段，随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展，机器人也得到了迅速的发展。这一时期的机器人属于“示教再现”（Teach-in/Playback）型机器人，只具有记忆、存储能力，按相应程序重复作业，对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。
第三阶段，快速发展期。1984年，美国推出医疗服务机器人Help Mate，可在医院里为病人送饭、送药、送邮件。1999年，日本索尼公司推出大型机器人爱宝（AIBO）。这一阶段，随着传感技术，包括视觉传感器、非视觉传感器（力觉、触觉、接近觉等）以及信息处理技术的发展，出现了有感觉的机器人。焊接、喷涂、搬运等机器人被广泛应用于工业行业。2002年，丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人，是目前世界上销量最大的家用机器人。2006年起，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显。近五年来，全球工业机器人销量年均增速超过17%，与此同时，服务机器人发展迅速，应用范围日趋广泛，以手术机器人为代表的医疗康复机器人形成了较大产业规模，空间机器人、仿生机器人和反恐防暴机器人等特种作业机器人实现了应用。 第四阶段，智能应用期。这一阶段，随着感知、计算、控制等技术的迭代升级和图像识别、自然语音处理、深度认知学习等人工智能技术在机器人领域的深入应用，机器人领域的服务化趋势日益明显，逐渐渗透到社会生产生活的每一个角落。 （二）机器人产业规模加速增长 根据IDC预测，在全球机器人区域分布中，亚太市场处于绝对领先地位，预计其2020年支出将达1330亿美元，全球占比达71%；欧洲、中东和非洲为第二大区域；美洲是第三大市场。 图22020年全球机器人市场占比 近年来，中国各地发展机器人积极性较高，行业应用得到快速推广，市场规模增速明显。2017年，我国机器人市场规模达到62.8亿美元，2020年，预计超过100亿美元。
机器人研究现状及发展趋势剖析
学校代码： 10904 学年论文 机器人研究现状及发展趋势 姓 名： 学 号：
指导教 师： 院系（部所）：机电工程学院 机械设计制造及其自动化专 业： 完成日 2015年9月2日期：
机器人研究现状及发展趋势 摘要 随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展状况并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人; 发展历程; 现状; 发展趋势 1．机器人的发展历程 自1954 年美国戴沃尔最早提出了机器人的概念以来，机器人就得以不断地发展。概括起来，机器人的发展历程为 3 代： 第 1 代：示教再现型机器人，但不具备反馈能力。如郭勇等人[1]研制的挖掘机手柄自动操作机构，该机构结构简单，能够实现动作示教再现。 第 2 代：有感觉的机器人，不仅具有内部传感器，而且具有外部传感器，能获得外部环境信息。如P.lLiljeb.ck 等人研制的蛇形机器人就装有内部测转速的传感器，以及外部测力的传感器，该机器人能够在不规则环境中具有一定的运动能力。 第 3 代：智能机器人。定义为“可自动控制的装置，能理解指示命令，感知环境，识别对象，规划自身操作程序来完成任务”。如John Vannoy 等人采用实时可适应性的运动规划（RAMP）算法的PUMA560 机械臂，它能在复杂动态环境中自动识别来自不同方向的移动或静止的障碍物，主动规划路径，进而完成预定任务。
2. 国外机器人的研究现状 2.1 仿生机器人与新型机构 对人的研究，国外侧重于对人行走时的步态分析，通过对人脚形状的分析，得出具有圆形截面的脚趾和脚后跟以及具有扁平截面的连接脚趾和脚后跟的中间部分具有最佳的动力学性能。对人形机器人步态规划问题，Xia Zeyang 等人提出了一种基于样品的决定性的脚步规划方法，该方法综合考虑了自身独特的运动能力和稳定性。对于在不同类型障碍的复杂环境中脚步规划，Yasar Ayaz 采用与人走近障碍物时绕过的方法，通过脚步实时的生成成功避开障碍物。此外，对于双足步行机器人的复杂地面运动的研究也有新的进展，研究出一种新型的双足机构，能实现不平区域稳定地行走，该足由4 个分别带光学传感器的鞋钉组成，总重 1.5 kg。对动物的研究则表现为对诸如蛇、鱼的结构以及运动性能的研究。仿蛇机器人不仅可以作为管道检测装置，也可以作为地震或矿难探索装置，更可以当作极地探测器来进行科研活动。Shigeo 和HiroyaYamada 就将仿蛇机器人的机械结构分为 5 种类型：活动的弯曲关节式；活动的弯曲和拉伸关节式；活动的弯曲关节和活动的车轮式；被动弯曲关节和活动车轮式；活动的弯曲关节和履带式。Aksel Andreas Transeth 等采用摩擦力模型方法建立了一蛇形机器人模型，该机器人能与包括地面的障碍物以外的物体接触，对地震或矿区救援很有帮助。Kristin Y.Pettersen 等人对蛇形机器人在存在障碍物环境中运动进行了复合建模，仿真结构证明该模型能实现不规则环境中的一般运动。但蛇形机器人目前要真正达到在复杂环境中畅通无阻地运动，还有待进一步研究。对海洋的开发，相对于其它的水下自动化装置，仿生鱼具有更好的推进力和流体适应性。其研究主要体现在结构和运动特性上。JunGao 和K.H.Low 等人对胸鳍驱动和尾鳍驱动鱼形机器人进行了分析，讨论了鱼结构和运动各参数的关系。Yu Zhong 等人对由阀体与尾鳍构成的机器人鱼的运动性能进行了研究，采用量纲分析方法，建立了一种能预测运动的机器鱼模型。Giuseppe Tortora 等人设计了类水母微型机器人，它由磁体驱动自身的运动,具有较好的运动性能。但机器鱼在结构仿生度、性能如直线游泳与拐弯半径等方面还有待进一步的研究。此外，Kazuya Kobayashi 等人对用于抓掐、旋转细小物体的手指尖进行了设计和分析，并进行了抓取USB 插头的实验，验证了该设计的可行性，但其抓取策略还有待进一步的优化。Jian S.Dai 等人第一次提出了可变构手掌，并设计了多指可变构手Metahand,该手可折叠也可展开，具有相当高的灵活性。
移动机器人的发展现状及其趋势
移动机器人的发展现状及其趋势 ◆徐国华谭民 中科院自动化研究所 —、引言 机器人的应用越来越广泛,几乎渗透到所有领域。移动机器人是机器人学中的一个重要分支。早在60年代,就已经开始了关于移动机器人的研究。关于移动机器人的研究涉及许多方面,首先,要考虑移动方式,可以是轮式的、履带式、腿式的,对于水下机器人,则是推进器。其次,必须考虑驱动器的控制,以使机器人达到期望的行为。第三,必须考虑导航或路径规划,对于后者,有更多的方面要考虑,如传感融合,特征提取,避碰及环境映射。因此,移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。对移动机器人的研究,提出了许多新的或挑战性的理论与工程技术课题,引起越来越多的专家学者和工程技术人员的兴趣,更由于它在军事侦察、扫雷排险、防核化污染等危险与恶劣环境以及民用中的物料搬运上具有广阔的应用前景,使得对它的研究在世界各国受到普遍关注。 二、移动机器人发展现状 从移动方式上看,移动机器人可分为轮式、履带式、腿式(单腿式、双腿式和多腿式)和水下推进式。本文重点放在轮式、履带式机器人,对水下机器人和两足人形机器人不做详细讨论。 1.国外移动机器人的发展概况 1.1室外几种典型应用移动机器人 美国国家科学委员会曾预言:“20世纪的核心武器是坦克,21世纪的核心武器是无人作战系统,其中2000年以后遥控地面无人作战系统将连续装备部队,并走向战场”。为此,从80年代开始,美国国防高级研究计划局(DARPA)专门立项,制定了地面天人作战平台的战略计划。从此,在全世界掀开了全面研究室外移动机器人的序幕,如DARPA的“战略计算机”计划中的自主地面车辆(ALV)计划(1983—1990),能源部制订的为期10年的机器人和智能系统计划(RIPS)(1986—1995),以及后来的空间机器人计划;日本通产省组织的极限环境下作业的机器人计划;欧洲尤里卡中的机器人计划等。 初期的研究,主要从学术角度研究室外机器人的体系结构和信息处理,并建立实验系统进行验证。虽然由于80年代对机器人的智能行为期望过高,导致室外机器人的研究未达到预期的效果,但却带动了相关技术的发展,为探讨人类研制智能机器人的途径积累了经验,同时,也推动了其它国家对移动机器人的研究与开发。进入90年代,随着技术的进步,移动机器人开始在更现实的基础上,开拓各个应用领域,向实用化进军。 由美国NASA资助研制的“丹蒂II”八足行走机器人,是一个能提供对高移动性机器人运动的了解和远程机器人探险的行走机器人。它与其他机器人,如NavLab,不同之处是它于1994年在斯珀火山的火山口中进行了成功的演示,虽然在返回时,在一陡峭的、泥泞的路上,失去了稳定性,倒向了一边,但作为指定的探险任务早己完成。其它机器人在整个运动过程中,都需要人参与或支持。丹蒂计划的主要目标是为实现在充满碎片的月球或其它星球的表面进行探索而提供一种机器人解决方案。 美国NASA研制的火星探测机器人索杰那于1997年登上火星,这一事件向全世界进行了报道。为了在火星上进行长距离探险,又开始了新一代样机的研制,命名为R ock y7,并在Lavic湖的岩溶流上和干枯的湖床上进行了成功的实验。 德国研制了一种轮椅机器人,并在乌尔姆市中心车站的客流高峰期的环境和1998年汉诺威工业商品博览会的展览大厅环境中进行了实地现场表演。该轮椅机器人在公共场所拥挤的、有大量乘客的环境中,进行了超过36个小时的考验,所表现出的性能是其它现存的轮椅机器人或移动机器人所不可比的。这种轮椅机器人是在一个商业轮椅的基础上实现的。 ·7·
焊接机器人发展现状及发展趋势!
焊接机器人发展现状 我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；应用规模小，没有形成机器人产业。 当前我国的机器人生产都是应用户的要求，单户单次重新设计，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程。 焊接机器人的编程方法目前还是以在线示教方式为主，但编程器的界面比过去有了不少改进，尤其是液晶图形显示屏的采用使新的焊接机器人的编程界面更趋友好、操作更容易。然而，机器人编程时焊缝轨迹上的关键点坐标位置仍必须通过示教方式获取，然后存入程序的运动指令中。这对于一些复杂形状的焊缝轨迹来说，必须花费大量的时间示教，从而降低了机器人的使用效率，也增加了编程人员的劳动强度。目前解决的方法有两种：一是示教编程时只是粗略获取几个焊缝轨迹上的几个关键点，然后通过焊接机器人的视觉传感器通常是电弧传感器或激光视觉传感器自动跟踪实际的焊缝轨迹。这种方式虽然仍离不开示教编程但在一定程度上可以减轻示教编程的强度，提高编程效率。由于电弧焊本身的特点，机器人的视觉传感器并不是对所有焊缝形式都适用。二是采取完全离线编程的办法，使机器人焊接程序的编制、焊缝轨迹坐标位置的获取、以及程序的调试均在一台计算机上独立完成，不需要机器人本身的参与。机器人离线编程早在多年以前就有，只是由于当时受计算机性能的限制，离线编程软件以文本方式为主，编程员需要熟悉机器人的所有指令系统和语法，还要知道如何确定焊缝轨迹的空间位置坐标，因此，编程工作并不轻松省时。随着计算机性能的提高和计算机三维图形技术的发展，机器人离线编程系统多数可在三维图形环境下运行，编程界面友好、方便，获取焊缝轨迹的坐标位置通常可以采用“虚拟示教”的办法，用鼠标轻松点击三维虚拟环境中工件的焊接部位即可获得该点的空间坐标；在有些系统中，可通过图形文件中事先定义的焊缝位置直接生成焊缝轨迹，然后自动生成机器人程序并下载到机器人控制系统。从而大大提高了机器人的编程效率，也减轻了编程员的劳动强度。目前，国际市场上已有基于普通机的商用机器人离线编程软件，
机器人研究现状及发展趋势
机器人研究现状与发展趋势 早在上世纪二十年代，第二次工业革命后期，欧美等发达国家机械制造业就比较成熟，机器人研究就已经开始，那个时候的产品，还不叫机器人，而是机械手（Mechnical Hand)。经过几十年的发展，以及与后来新兴技术的不断融合，机器人发展已经达到比较成熟的地步，全球机器人产业日新月异，机器人发展更加多元化，功能更加完善。不过，世界不同国家，对机器人技术的掌握成都还是有很大差距的，对机器人研究也不尽相同。 世界上第一台机器人，虽然诞生于美国，但是由于前期美国的政策失误，使得机器人本体产业发展缓慢。而随着后来制造产业向亚洲的转移，日本机器人产业发展迅猛，一度领先世界，获得了“机器人王国”的美誉。而欧洲，在制造业内本就有优势，机器人研究领域也在世界处于领先地位。目前，世界机器人产业形成了以日本FANUC、Yaskawa、瑞典ABB和德国KUKA的机器人四大家族。分别代表了不同地域的机器人产业的发达程度。而全球机器人产业技术的主要国家发布，可以总结为下表： 图1-3 全球工业机器人技术主要国家分布 工业机器人主要的生产国家或地区为美国、欧洲和日本。美、欧、日也拥有着大部分核心的技术。随着经济的发展以及科技的不断进步，美国、德国、日本和韩国等国家分别形成了具有本国特色的发展模式。在美国，机器人产业的重点仍是系统的开发与应用，它将整体的研发设计与对外采购相结合。德国则是一家厂商一条龙服务，从机器人本体的产生，到客户要求的系统设计，全部交由一家企业完成。日本将整条产业链一齐推进。韩国采取的是购买与成套设计、集成相结合。即主要的零部件进口过来，而与之配套的外围系统自行研制。
工业机器人研究现状和发展趋势详解
工业机器人研究现状和发展趋势 摘要：工业机器人在我国的应用有着巨大的市场和前景，本文介绍的是一种精密型装配机器人，从它的基本构成数据通信方式、控制器等方面进行介绍，同时总结了现有技术的局限性，也对以后研究方向做了探讨。 关键词：工业机器人；串行通信；控制器 我国的机器人研究开发工作始于20世纪70年代初，到现在已经历了30年的历程。前10年处于研究单位自行开展研究工作状态，发展比较缓慢。1985年后开始列入国家有关计划，发展比较快。特别是在“七五”、“八五”、“九五”机器人技术国家攻关、“863”高技术发展计划的重点支持下，我国的机器人技术 取得了重大发展。 在机器人基础技术方面：诸如机器人机构的运动学、动力学分析与综合研究，机器人运动的控制算法及机器人编程语言的研究，机器人内外部传感器的研究与开发，具有多传感器控制系统的研究，离线编程技术、遥控机器人的控制技术等均取得长足进展，并在实际工作中得到应用。 在机器人的单元技术和基础元部件的研究开发方面：诸如交直流伺服电机及其驱动系统、测速发电机、光电编码器、液压（气动）元部件、滚珠丝杠、直线滚动导轨、谐波减速器、RV减速器、十字交叉滚子轴承、薄壁轴承等均开发出一些样机或产品。但这些元部件距批量化生产还有一段距离。 在机器人控制装置的研制方面：已开发出具有双CPU、多CPU和分级分层控制的机器人控制装置多台，主控计算机的档次也逐渐升级。 在机器人操作机研制方面：已开发出一些先进的操作机和特种机器人，如AGV（自
动导引车），壁面爬行机器人，重复定位精度为±O.024mm的装配机器人，可潜入海底6000m的水下机器人，移动机器人，移动遥控机器人，主从操作机器人等， 有些已达实用化水平并用于实际工程。 在机器人的应用工程方面：目前国内已建立了多条弧焊机器人生产线，装配机器人生产线，喷涂生产线和焊装生产线。国内的机器人技术研发力量已经具备了大型机器人工程设计和实施的能力，整体性能已达到国际同类产品的先进水平，而整体价格仅为国外同类产品的三分之二甚至一半，具有很好的性能价格比和市场 竞争力。 据统计，“九五”期间，我国工业机器人的需求量以每年30％以上的速度增长。2000年，我国工业机器人的拥有量约为3500台，其中以点焊、弧焊、喷漆、注塑、装配、搬运、冲压等各类机器人为主，销售额为6．7亿元。1986～2000年产品销量如表3所示。据有关专家预测，我国机器人2005年拥有量将增至7600台，年销售额为28.7亿元；2010年拥有量为17300台，年销售额为93.1亿元。根据发达国家产业发展与升级的历程和工业机器人产业化发展趋势，到2015年 中国机器人市场的容量约达十几万台套。 我国近几年机器人自动化生产线已经不断出现，并给用户带来显著效益。随着我国工业企业自动化水平的不断提高，机器人自动化线的市场也会越来越大，并且逐渐成为自动化生产线的主要方式。我国机器人自动化生产线装备的市场刚刚起步，而国内装备制造业正处于由传统装备向先进制造装备转型的时期，这就给机器人自动化生产线研究开发者带来巨大商机。据预测，目前我国仅汽车行业、电子和家电行业、烟草行业、新能源电池行业等，年需求此类自动化线就达300多条，产值约为60多亿元人民币。预计在2005年左右需求此类自动化生产线达到600条。据初步测算，“十一五”期间汽车制造业的需求市场容量将达到800 多亿元人民币。