工業機器人精選(九篇)

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第1篇：工業機器人范文

從2009年1月1日起，財政部、國家稅務總局提高“工業機器人”出口退稅率至17%。然而由于工業生產概念中的“工業機器人”與《中華人民共和國進出口稅則》的界定存在差異，因此并非所有工業生產概念中的“工業機器人”都可以享受退稅優惠。

上調出口退稅的工業機器人范圍僅包括：稅號84795010（多功能工業機器人）和 稅號84795090（其他工業機器人）兩類。

工業生產概念中的工業機器人

在工業生產中，通常把能夠靠自身動力和控制能力，去執行一種或幾種工作的機械裝置，均稱之為“工業機器人”。其分類標準也較多。按驅動方式可分為：電力驅動、液壓驅動和氣壓驅動；按控制方式可分為：點位控制和連續軌跡控制； 按功能可分為：點焊、搬運、裝配、切割等；按編程方式可分為：示教編程和語言編程。

稅則中的工業機器人

在世界海關組織《商品名稱及編碼協調制度》分類體系中，“工業機器人”是列目847950所包括的商品，該分類體系同時指出，品目8479“僅包括簡單更換不同工具，即可執行各種功能的工業機器人，但不包括具有某種特定功能的工業機器人，這些機器人應按其功能分別歸類至品目8424、8428、8486或8515”。從上述表述可以看出，在《協調制度》分類體系中，具有某種特定功能的工業機器人將被視為具有某種特定功能的機器，而并非“工業機器人”。也就是說，工業生產中的“工業機器人”的概念要大于稅則中對其的定義。

《中華人民共和國進出口稅則》在此分類體系下，對“工業機器人”分列為：多功能工業機器人（稅號8479.5010）和其他工業機器人（稅號8479.5090）。所謂多功能機器人是指可執行多種功能的工業機器人；而其他工業機器人則指具有某種特定功能，但此功能在其他稅目沒有列名的工業機器人。

工業機器人的歸類

第2篇：工業機器人范文

但在如此有誘惑力的市場中，掌握話語權的是“四大家族”：瑞士ABB、日本發那科公司、日本安川電機、德國庫卡。

目前，“四大家族”占據全球工業機器人60%以上的市場份額，在核心技術和關鍵零部件研發上處于絕對領先地位，而國內廠商還沒有叫陣“四大家族”的實力。

傳統關節機器人（即機械手臂機器人）需要三類核心零部件：高精密減速機、伺服電機和控制系統。

“在機器人的三大核心零部件中，國產控制系統能基本滿足目前需求。但如果要進入汽車領域，對控制器要求更高，還是需要進口。伺服電機跟控制器差不多，低端沒問題，中端產品也能滿足要求，減速機問題最大。”中國機械工業聯合會執行副會長、中國機器人產業聯盟執行理事長宋曉剛坦言，中外品牌減速機的原理設計基本一致，但在工藝精度和穩定性方面差距非常大。

在技術路線上另辟蹊徑是國產品牌突圍的一個現實路徑。常州金石機器人就是如此。從技術路線看，金石機器人主攻桁架機器人，這種機器人非常適用于金屬加工類的數控機床自動化和重載高速搬運行業，可以為“無人工廠”提供系統解決方案。在這種技術路線下，高精密減速機并非核心零部件，也不會受制于國外企業。桁架機器人的最大優勢就是超大負載，最大的能抓起4噸重的東西。

目前，在工業機器人這個行業里，中低端產品產能過剩、無序競爭局面開始出現，相當一部分企業以集成組裝生產為主，停留在模仿、跟隨和簡單集成階段。

在宋曉剛看來，機器人的傳統應用領域是汽車，但國外并沒有中國這么全面和細分的制造業門類，國外機器人品牌也不可能熟悉這么多工藝流程，“我們的優勢就在于，本土品牌應該對不同的制造業細分行業的工藝、流程、管理更加熟悉。”

對于未來，宋曉剛判斷，“我們需要一大批了解機器人性能、熟悉細分行業工藝的系統集成商，這是國產品牌可以發力的方向。”

在落地后的《中國制造2025》規劃中，明確將工業機器人列入大力推動突破發展的十大重點領域之一。而在宋曉剛看來，在政策利好的推動下，各地區都扎堆布局的現象已經開始顯現。

在這場機器人產業“競賽”中，地方政府的補貼政策也是一個重要籌碼。例如，安徽蕪湖在2014年出臺了《蕪湖市機器人產業集聚發展若干政策（試行）》，其中細致地規定了十多項政府支持和補貼措施。“政府的補貼政策取向沒錯，但一定要補助那些質量合格、真正在生產線上應用的機器人。”宋曉剛表示，現在一個最大問題是，相關政府部門，補貼政策不夠精準，大水漫灌，導致一些機器人生產企業靠補貼“過日子”，甚至頂著機器人概念套取地方政府補貼。

第3篇：工業機器人范文

為了應對人員流動、工資、職業安全等因素帶來的勞動力成本持續上升問題，工業機器人解決方案的經濟性很明顯。當前中德關系處于蜜月期，高層領導對德國工業4.0戰略倍加推崇，也成為工業機器人產業發展的強力助推劑。基于中國龐大的工業經濟規模，按照15%的復合增長率來預測國內工業機器人本體與集成的市場空間，預計到2020年，包括工業機器人零部件、本體、系統集成與服務在內的整個產業規模將超過1100億元。

由于國內自主機器人產業仍處于起步階段，因此ABB、庫卡、安川電機、發那科、那智等外資機器人本體生產企業自然成為招商的重點對象。據悉，在廣東，就有廣州、珠海等多個城市爭搶ABB。最終，ABB華南機器人研發和生產基地確定落子珠海。對于本身并無多少機器人產業基礎的珠海而言，大項目的落地是促其快速進入工業機器人行業的靈丹妙藥，產業規模有望快速提升。但是，又有多少個地方政府有足夠的資本和機會得以靠這服解藥來滿足其快速做強產業的雄心壯志呢？

招商不是唯一的路徑，也不應該成為唯一的路徑。結合行業特色培育本地的機器人集成應用企業，才是發展的長久之道。

這里首先需要明確一個前提：工業機器人產品無法單獨使用，必須由系統集成企業結合企業的生產工藝進行開發后應用在相應的生產環節上。由于認識上容易產生偏差，因此，在如何發展工業機器人產業的問題上，大部分地方更多地將注意力集中在工業機器人上，而市場規模更大的、更有利于發揮國內企業優勢的、與機器人的行業應用結合更為緊密的工業機器人集成企業卻常常被忽視了。但事實上，無論從規模、競爭還是從發展活力看，各地都需要加倍重視機器人系統集成企業。

系統集成領域的市場規模總量遠遠大于機器人產品本身。按平均每臺機器人20萬元計算，2013年國內工業機器人市場的規模約為75億元。而結合企業生產工藝需求進行針對性開發后的整個解決方案系統的價值是工業機器人產品價值的約4倍。據此估算，2013年中國工業機器人集成業的市場規模為300億。

國內集成企業的競爭力也日益凸顯。2012年到2014年，是中國加快推動產業升級的時期，也是外資工業機器人企業在國內加快攻城略地的時期。國內乘用車擴建項目接二連三地投產，可是本土機器人生產企業卻一直無法進入這些高端市場，尤其是焊接領域。目前，國內系統集成企業通過經驗積累與工程師優勢，已經在搶占國外企業的地盤。以廣汽本田為例，機器人由日資企業發那科提供，而明珞、瑞松科技等廣州本地民營企業承擔起了系統集成的工作。年產30萬輛的汽車工廠生產線不容出一點差錯，否則損失巨大。正是廣州強大的汽車工業，為這些企業的崛起提供了絕佳的市場機遇。

國內機器人系統集成企業不僅可以在汽車領域有所作為，在家電、食品、陶瓷等多個行業也有著廣闊的突圍空間。這些下游行業在工藝等方面的需求差異極大，方案成熟度差異也極大，因此集成商需要深耕行業，才能建立差異化的優勢。汽車的車身焊接領域不僅門檻很高，而且庫卡、柯馬等國外企業的解決方案已經非常成熟，多年的行業經驗助其遠遠走在前列。但是，在家電、陶瓷等領域，可以說國外企業和我們處在同一起跑線上。因為在發達國家，這些勞動密集型的行業基本上已經向外轉移，因此他們在本國也并沒有積累起多少經驗。國內機器人系統集成企業完全可以用“農村包圍城市”的方式去開辟更廣闊的市場。

第4篇：工業機器人范文

工業機器人誕生于20世紀60年代，在20世紀90年代得到迅速發展，是最早產業化的機器人技術。它綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，是當代研究非常活躍、應用日益寬廣的領域。隨著我國制造業面臨低端勞動力短缺、產業結構需優化升級、提高生產率、節約人力成本等多種因素挑戰，對工業機器人的需求量正在迅速增長。關鍵詞:工業機器人；發展；研究

中圖分類號：TP242文獻標識碼： A

前言：

工業機器人誕生于20世紀60年代，在20世紀90年代得到迅速發展，是最早產業化的機器人技術。它綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，是當代研究非常活躍、應用日益寬廣的領域。隨著我國制造業面臨低端勞動力短缺、產業結構需優化升級、提高生產率、節約人力成本等多種因素挑戰，對工業機器人的需求量正在迅速增長。

一、全球工業機器人的現狀

全球工業機器人行業增長態勢將延續。2008年全球金融風暴導致工業機器人的銷量急劇下滑。2010 年全球工業機器人市場逐漸由2009年的谷底恢復。2011年是全球工業機器人市場自1961年以來的行業頂峰，全年銷售達16.6萬臺。估計2013年至2017年，包含本體和集成在內的全球工業機器人市場，年復合增長率約為11%，預計2017年全球工業機器銷售量達25萬臺，市場容量將達到2700億元。

全球機器人產業目前呈現日歐產業優勢明顯，中國市場潛力巨大的格局。美日歐在機器人行業發展處于世界領先地位，但它們的優勢領域各不相同。日本在工業機器人、家用機器人方面優勢明顯，歐洲在工業機器人和醫療機器人領域居于領先地位，美國主要優勢在系統集成領域，醫療機器人和國防軍工機器人。

二、中國工業機器人應用分析

2.1中國工業機器人發展驅動力

中國25年來沒有形成自己的工業機器人產業，目前國內工業機器人發展進入到機遇期：

1）勞動力成本上升及勞動力供給下降。勞動力成本上升，人口紅利逐漸消失。勞動力成本的上升激發企業機器人替代人工的訴求。進入新世紀的第二個年頭，80后、90后勞動人口成為主流，他們不再愿意大量從事單調重復環境差的工作。長三角、珠三角等地低端產業用工荒明顯。

2）制造業升級。國際化環境中日益激烈的生產力競爭，成本、效率、質量、定制小批量。當前全球再工業化，產業轉型，一是節能環保，一是自動化、智能化。普及機器人不只是單純的替代人工，更是提升制造業效率與柔性的重要手段。

3）政策支持因素。納入國家戰略性新興產業，智能制造裝備專項規劃；十二五期間國家撥經費3234億元，開展工業機器人重大項目攻關；成立“中國機器人產業聯盟”支持行業發展；地方政府投資興建機器人產業園，扶持機器人企業創新發展。

2.2國內機器人產業鏈及產業發展模式

整個機器人產業鏈主要分為上游核心零部件、中游設備制造商和下游行業應用商三個層面。核心零部件指機器人傳動系統、控制系統和人機交互系統，對機器人性能起到關鍵影響作用，并具有通用性和模塊化的部件單元，主要分成三部分，機器人減速器、交直流伺服電機和控制器。目前，國內機器人產業在單體以及核心零部件仍然落后于日、美、韓等發達國家，國內機器人廠商已經開始涉足機器人的各個環節，但是減速機、伺服電機及驅動還是以國外供應為主。中國機器人市場基礎低、市場大。中國機器人產業化模式較可行的是從集成起步至成熟階段采用分工模式。

2.3國內工業機器人下游應用情況

中國工業機器人目前主要是汽車、電子生產線用的比較多。未來還以汽車工業為主，每年汽車市場設備需求有幾百億元人民幣，其中高端市場需求100~200億元人民幣。汽車行業用機器人增長比較明顯的領域是汽車零部件、進口替代、技術改造。

預計我國勞動人口從2015年開始下降，作為產業化的工業機器人必將進入更多應用領域。工業化程度加深伴隨著人力成本上升，倒逼低附加值的制造業開始使用機器人。我國工業機器人已開始關注新興行業，在一般工業應用的新領域，如光伏產業、動力電池制造業，食品工業及化纖、玻璃纖維、磚瓦制造、五金打磨、冶金澆鑄、醫藥等行業，都有工業機器人代替人工的環節和空間。

目前作為國內工業機器人下游主要應用的汽車和醫藥行業，應用情況如下：

1）機器人提高汽車行業的靈活性及自動化程度。汽車行業是機器人應用的最大行業，汽車制造業的自動化在中國已發展到一個新階段，車企由機器人、儀表和自動化裝置來完成產品全部或部分加工的生產過程。機器人的穩定性可以降低人工作業時的損耗成本，提高生產效率和產品質量，保證產品一致性。白車身、沖壓、噴涂和動力總成是汽車整車廠最核心的四大工藝。目前，國內民營車企也紛紛受益于生產自動化，近幾年新建整車廠從沖壓生產、機器人車身焊接、機器人噴涂到總裝配檢測，都由機器人代替了人工。

2）機器人能滿足醫藥制造對生產環境及操作工藝的苛刻要求。在醫藥制造行業，醫藥產品對生產環境的無菌化程度要求非常高。為最大程度減少微生物污染的可能性，保證產品質量，生產過程必須在潔凈室內進行，并盡量避免有人干預。機器人可在真空環境下完成一系列操作，能夠保證產品滿足很高的衛生標準。此外，醫藥制造過程中會涉及到有害物質，如放射性物質的生產和灌裝。機器人系統能夠完成有害物質的轉移，并灌裝到密封屏蔽容器。且能夠完成高難度操作工藝，如在包裝液體內容物時機器人能夠將產品在轉移操作過程中產生的氣泡降到最低，產品質量將得到較大提高。

三．機器人產業發展的趨勢

就目前機器人產業發展的趨勢來看，現在又有了一些新的趨勢。近年來，以大數據、云計算、移動互聯網為代表的新一代信息技術與機器人技術的融合創新加速，將不僅開發出更具自學習能力和自主解決問題能力的新型智能機器人，還可以為機器人建立起相應的互聯網和知識庫的“云空間”，使其通過互聯網進行交互，并通過云計算提升機器人的智能化水平。

2013年，美國谷歌公司收購了包括波士頓動力公司在內的8家機器人公司正是瞄準這一趨勢做的戰略布局。發達國家在發展機器人過程中具有幾種模式：美國模式：整體研發設計與對外采購機器人本體相結合，重在系統開發與應用；德國模式：一攬子“交鑰匙工程”，即機器人本體的生產和用戶所需要的系統設計制造全由一家機器人廠商完成。典型企業是庫卡；日本模式：產業鏈整體推進，即以機器人本體、關鍵零部件研發和生產為核心（典型企業安川電機、發那科），由子公司或系統集成公司設計制造各行業所需要的機器人成套系統；韓國模式：采購與成套設計、集成相結合。機器人企業通常通過進口關鍵零部件，自行設計、制造配套的設備。

現在服務機器人領域漸成為發達國家發展的重點。隨著勞動力和土地等要素成本的上升，近三年中國對工業機器人的需求快速增長。我國自2012年成為全球第二大工業機器人市場，預計到將成為全球最大的需求國。2013年中國新增工業機器人數量達2.7萬臺，比2012年增長17.4%。

以每萬名工人中擁有工業機器人數量衡量，我國有很大的市場空間。國際機器人聯合會數據顯示，中國2011年的這一數字是21臺，國際平均水平是55臺，其中美國是135，德國是251，日本是339，韓國是347。不過，2012年我國新增工業機器人中近70%依賴國外進口，外資品牌占90%以上。2012年進口機器人耗資8.66億美元，進口金額比2011年增長了64%。

結論：

機器人是具有感覺、思維、決策和動作功能的智能機器，是人類20世紀重大發明之一。機器人的技術水平關乎制造業生產的精度、準度與效率，關乎工業產品的質量一致性，已成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。

第5篇：工業機器人范文

我國工業機器人產業迎來巨大的發展機遇，但在應用過程中仍存在資金、技術等諸多問題。融資租賃在推動工業機器人應用中發揮著重要作用，但目前還存在著融資成本過高、工業機器人標準體系缺失、缺乏專業的服務、配套的風險管理體系不完善等問題。

8月26 日召開的國務院常務會議再次聚焦企業融資難、融資貴的“老大難”問題，會議確定加快融資租賃和金融租賃行業發展的措施，更好服務實體經濟。

融資租賃是集融資與融物、貿易與技術更新于一體的新型金融產業，是目前解決中小型企業設備采購、新技術應用等環節最常用的金融工具。融資租賃作為一種成熟的金融產品，能夠有效降低企業應用工業機器人的資金門檻，提高工業機器人應用率，但在實際操作過程中仍具有若干問題有待解決。

利用融資租賃促進工業機器人應用有效解決投入資金不足難題

勞動密集型的中小企業具有較高應用工業機器人的需求，但設備改造資金具有較大瓶頸。據測算，一條簡單生產線的工業自動化改造成本約為60 萬元~120 萬元左右，雖然平均僅需兩年即可收回成本，但由于中小企業流動資金少，高昂的技術改造費難以承受。

中小企業的資金積累絕大部分來源于低附加值產業的利潤留存和折舊，我國中小企業大多數規模小，盈利空間窄，利潤增長速度較慢，低折舊制度等因素造成了中小企業自我積累能力十分脆弱，通過內部解決技術改造資金的難度較大。從外部融資來看，由于中小企業存續期短，財務信息透明度較低，信用等級普遍不高，銀行為防范信貸風險必然嚴格要求中小企業貸款資格條件和抵押擔保條件，這制約了對中小企業的信貸投放。

應用以工業機器人為核心的智能制造裝備往往需要較大規模的技術改造和固定資產投資，中小企業依托狹窄的直接融資通道難度大、成本高，進一步降低了應用工業機器人的熱情。

對于以工業機器人為主的智能制造裝備采取融資租賃方式，可以在投入少量資金的情況下獲得生產設備的使用權，以融資的方式實現融物，可有效地解決應用工業機器人環節的資金問題。

降低用戶設備技術風險

目前工業機器人裝備的資金含量較高，經濟技術壽命與物理使用壽命之間存在著很大差異，購置設備需承受較大的經濟風險與技術風險。

采用融資租賃方式，承租人可根據預期的設備經濟技術壽命確定租期。當所租設備的經濟技術壽命結束之后，租期也同時結束，承租人可重新租賃更為先進的設備。從這方面看，用戶企業可通過融資租賃方式規避工業機器人的陳舊過時風險，并且可以保證所用技術的先進性，進而增加企業的生產力和競爭力。

鼓勵產銷對接

工業機器人作為新興行業，產銷對接不暢是限制行業發展的重要因素。在典型的融資租賃業務中，承租人有權選擇工業機器人制造企業及系統集成服務提供商。

這既有利于減輕用戶企業對產品不了解所產生的顧慮，又有利于工業機器人企業向用戶和市場推銷新產品，并可以此拓展產品營銷渠道。供貨廠商借助融資租賃，既可實現產品價值，又可以捕捉有關產品的供求信息，以把握商機，做出及時而準確的經營決策。

確保扶持資金使用效率

融資租賃確保了財政資金的使用效率，讓更多的中小企業都能夠享受到政府財政資金補貼。在進行財政鼓勵和補貼時，將財政資金作為激勵融資租賃資本進入的引導資金、獎勵資金、融資租賃活動的投保資金，提升扶持資金的杠桿化效果，推動“機器換人”等政策的進一步實施，加快智能制造裝備應用的推進速度。

裝備融資租賃模式較為成熟

從國內外經驗來看，高價值裝備融資租賃模式較為成熟，在船舶、航空航天、工程機械等領域已經具有較長時間的歷史。在融資租賃中，由于出租人在整個租期內始終擁有租賃物的所有權，可以有效確保出租人的財產安全并有效規避經營風險。出租人對承租人的審查更注重其使用租賃設備產生的現金流量。

國內外的成功經驗顯示，在風險的物權處理上，融資租賃的回籠率已達到97% 以上，大大高于銀行流動資金貸款的回收率。融資租賃所有權與使用權近于徹底明確的分離、租賃合同的不可解除性，以及租金的分期歸流，使承租人在承租租賃物的同時就相應解決了資金的需求，集中體現了現代租賃融物與融資相結合的特征。融資租賃的這種特點，使其在高價值設備、新技術設備租賃中，得到廣泛的應用。

從全球制造業的發展經驗來看，尤其是作為制造業主力的美國，在其發展過程中金融資本對制造業的成長升級起到了尤為關鍵的推動作用。在大型設備采購方面，美國約有1/3 的機械加工設備是采用租賃方式進行銷售的，融資租賃方式已成為制造型企業設備采購的一個主要方式。

國內外先進經驗表明，以工業機器人為核心的智能制造裝備的融資租賃能有效降低中小企業應用智能制造裝備進行技術改造的資金門檻，提高工業機器人的使用率，促進勞動生產率的提高，在降低了融資租賃風險的同時，也提高了中小企業的競爭力和利潤率，是促進工業機器人在中小企業應用的重要途徑。

工業機器人融資租賃存在的問題工業機器人融資成本過高

先進國家融資租賃業的發達在很大程度上得益于政府的政策扶持。目前我國融資租賃業長期處于一種“無法可依、無章可循”的無序狀態，對融資租賃，尤其是智能制造裝備的融資租賃企業缺乏必要的稅收、信貸和保險支持，這些因素都造成了工業機器人融資租賃資金成本的居高不下。

同時，由于智能制造裝備融資租賃觀念淡薄，融資租賃業務效益低、規模小，風險集聚現象明顯，融資租賃公司為了保證其收益只能將風險向承租人轉嫁，則進一步拉高了工業機器人用戶企業的融資成本。根據實地調研，目前工業機器人及相關配套服務的融資租賃利率大多在13% 以上，而用戶企業普遍僅能接受7%~8%，融資租賃利率仍具有較大下降需求的空間。

工業機器人標準缺失

工業機器人具有技術含量高、系統復雜、配套難度大、安全可靠性要求高等特點，但目前相應的規范與標準體系尚不完善，缺乏整體的規劃與監管。

在融資租賃的各環節中，需要一套科學有效的工業機器人標準化命名規范、生產要求和質量標準體系，以此來規范政府、生產廠商、出租人、承租人等主體對融資租賃產品的界定和管理。標準的不完善會造成在融資租賃的各個環節缺少統一的規范性界定，給融資租賃的過程控制、風險管理和質量安全管理等方面造成較大的困難。

專業的服務型融資租賃公司匱乏

工業機器人融資租賃公司作為類金融企業，需要在客戶管理、項目審批、風險管控和資產管理等領域建立嚴格和專業的制度支撐。更為嚴重的問題是，專業人才匱乏，尤其是同時具備金融、財務、法律、產業、營銷等綜合業務技能與工業機器人應用知識的復合型人才極為短缺，造成融資租賃服務水平和管理水平較低。

由于缺少對工業機器人系統解決方案的熟悉和了解，難以利用自身對工業機器人產業鏈的精通帶給客戶更多的附加價值，缺少配套的設備登記、評估、完善的設備處置能力，融資租賃仍停留在傳統的信貸管理而非資產管理層面，使得現有工業機器人融資租賃公司難以發揮其融資融物的特色和支持企業發展的功能。

缺乏完善的融資租賃風險管理機制在融資租賃過程中，部分中小企業租賃觀念淡薄，僅僅把融資租賃當成了一種籌資方式，缺少對于所租賃的工業機器人實際性能的了解，造成還債能力不足，加大了企業融資租賃風險。

同時，融資租賃作為新興產業，涉及到經濟管理、政府管理、金融、貿易、保險、擔保、公證、物流、法律、物資回收等多個領域，關系到融資租賃的出資人、出租人、承租人、工業機器人廠商等多方的利益，風險點較多，必須具有適合工業機器人等高單體設備價值的融資租賃風險管理體系，應用科學規范的風險控制體系保證租賃資金的安全性、流動性和盈利性，保障融資租賃更好地推動工業機器人的應用。

工業機器人融資租賃發展思路探索建立工業機器人標準化體系

相比于發達國家，我國工業機器人標準體系進展緩慢。與發達國家相比我國工業機器人在產業根植性、技術發展路徑方面都具有一定的差距，發達國家工業機器人的標準化體系難以簡單復用，因此需要盡快建立具有我國工業機器人產業特點的工業機器人標準化體系。

具體來看，地方政府在推進地方性工業機器人標準化體系時，應在掌握國內外標準現狀的基礎上，根據區域行業特點和工業機器人的技術應用制定工業機器人標準體系框架，在框架的總體規劃下按照技術特點、行業應用等多個維度編制標準計劃，分期、分批地完成相關標準任務。同時，以工業機器人標準化方案為基礎，積極引導鼓勵建立適用于工業機器人融資租賃的標準化工作方案和產品標準化體系，制訂面向工業機器人產品和服務的融資租賃交易、二手設備流通、租賃物分類評估等行業標準，加強標準實施宣貫，提高融資租賃業標準化、規范化水平。

鼓勵融資租賃模式創新

與其他產品不同，工業機器人能夠有效地增加企業持續的盈利，適合作為租賃物，但由于工業機器人的運用往往涉及到本體、控制系統、系統集成及維護保養等多個環節，傳統的融資租賃模式難以有效滿足用戶企業實際需求。

金融租賃公司應倡導制度創新，充分利用現代租賃業多樣化的金融租賃方式：包括轉租賃、售后回租租賃、杠桿租賃、委托租賃、項目租賃、銷售式租賃、抽成式租賃、風險租賃、結構式租賃、綜合性租賃等。同時借鑒國外經驗，重點開展轉租、回租、杠桿租賃等形式，租金支付方式也可采用等額定期付租制以及遞增支付法、季節性支付法等非等額付租法等多種方式，發展適合工業機器人的融資租賃創新模式。

加大政策扶持力度

借鑒國外發達國家先進經驗，由地方政府推進工業機器人的融資租賃，積極加大工業機器人為核心的智能裝備融資租賃業的政策扶持。一是稅收優惠政策，地方政府可在國務院《關于清理規范稅收等優惠政策的通知》政策的框架內，通過加速折舊制度等方式進行稅收優惠, 鼓勵企業進行工業機器人的更新; 二是信貸傾斜政策。對專門針對利用工業機器人進行技術改造的融資租賃業務資金應給予額度、利率上的優惠。鼓勵那些經營管理水平高、效益好的融資租賃公司進入資本市場籌集資金。同時鼓勵保險基金等來源穩定的各種社會閑散資金, 參與科技型中小企業融資租賃; 三是財政補貼政策。政府向具有一定規模的工業機器人租賃公司發放津貼，承租人的租金可得到一定的減免。

建立風險保障機制

第6篇：工業機器人范文

示教模塊由OMAPL138雙核處理器電路、48個按鍵和5.7寸640×480彩色TFT組成，按鍵包括編輯鍵、手動操作鍵、示教編程鍵及功能鍵組成。為保證功能重構與硬件平臺無關，采用Win-dowsCE6.0操作系統。該模塊包含的軟件功能構件有:文件管理、示教編程、參數設置、參數管理、圖形模擬、以太網通信等。I/O模塊負責邏輯控制功能，實現機器人與周邊設備的協調作業任務。CAN協議是建立在國際標準組織開放系統互連模型之上，協議簡單，最高通信速率可達1Mbit/s，直接傳輸距離高達10km，采取多主線工作方式，高抗電磁干擾性、糾錯能力強;同時，CAN接口安裝方便、成本低。本論文選用CAN總線作為運動控制器與I/O模板之間的數據通信方式。2)工業以太網通信協議機器人示教模塊與運動控制模塊的以太網通信功能采用套接字(Sock-et)方式來實現，Socket接口分為兩部分:客戶端和服務器，這里示教模塊作為客戶端，運動控制模塊作為服務器。本文采用的通信模式采用主從方式，示教模塊為主動方，發送機器人運動程序、控制參數和命令字，用來控制機器人的運動動作，而運動控制模塊實時地將坐標數據及狀態參數上傳給示教模塊。在開始通信時，將首先進行握手連接。

數據鏈路層協議定義了命令和數據兩類報文形式，命令報文用來控制機器人的運行動作和流程，定義成標準的報文格式;數據報文用來傳送機器人的運動程序和參數，數據量比較大，定義成一種擴展報文格式。標準報文格式有7個字節，第1個字節是報文頭標識符，用來標識一次通訊的開始，本報文設為“%”。第2個字節是報文類型段，用來標識傳輸的消息類型和處理模式，定義的消息類型為:命令、數據，并提供了了兩種報文處理模式:實時性和非實時性。當需要機器人完成急停處理、復位處理及超程報警等任務時，則傳送具有實時性標識的報文;對一般的機器人處理任務，將報文標識為非實時性。報文的長度由第3、4字節標識，最長為65536字節。第5、6字節為數據段，第7個字節用“＆”來標識報文尾。當傳輸的信息類型標識為數據時，使用了一種擴展報文格式，此時數據段長度可以達到2K字節。示教模塊按照報文通信協議將需要發送的數據封裝起來，再使用傳送函數將數據下傳給運動控制模塊，包括程序、參數、命令字。在數據報文中如果是多個程序指令，則不同指令之間用“\r\n”隔開，如:“%0x004D指令1\r\n指令2\r\n．．．．．．＆”。數據報文中參數按一定次序排列，用“;”隔開，如:“%0x004B參數1;參數2;．．．．．．＆”。示教模塊下傳、接收的部分數據報文定義。

工業機器人控制軟件的重構方法

模塊化機器人的控制軟件都應當具備可剪裁性或多重性，整個體系結構應當能夠被重新配置，以滿足多種應用領域的需求，具備理想“開放性”概念的控制軟件應可被拆分為多個標準部件。為了實現上的方便同時又滿足組態的特性，本文提出了一個柔性的軟件框架結構。“柔性”與“開放性”這2個概念有不同點，但又具有相同的特性，“開放性”側重與外部系統通過定義標準的接口相互操作，而“柔性”是指系統能通過改變自身結構以適應外部環境的能力。這種柔性控制系統采用基于構件的組態結構，其軟件由三部分組成:嵌入式柔性控制系統開發平臺、機器人功能構件庫和運動規劃與控制算法構件庫。嵌入式柔性控制系統開發平臺用來實現功能構件封裝、系統配置等任務。針對模塊化機器人控制系統具有多功能和多對象的特點，控制軟件的整體結構流程被設計成前臺、后臺程序模塊，后臺模塊也稱為"背景"程序，主要用來完成控制指令的準備工作和參數管理工作，前臺模塊是一個循環執行運行的程序，它是整個控制系統的核心。在系統運行過程中采用實時中斷服務程序輸出，前后臺模塊相互配合完成機器人控制系統的各項控制和管理任務。功能構件的程序模式由配置腳本文件指定。構件化結構關鍵是構件的提取，即對可重用對象的提煉概括。通過良好地定義這些對象之間相互通信的接口，可以將這些基本對象或將它們進一步分析以后形成的粒度更小的對象，在開發過程中加以重用。本文建立的構件庫由用戶層構件庫和核心層構件庫組成，兩者之間通過標準硬件接口進行通信。用戶層構件庫包括人機界面、示教編程、運動規劃、參數管理等非實時構件庫。由于用戶層使用WindowsCE操作系統，軟件模塊采用COM構件來實現。核心層構件庫包括譯碼處理、速度控制、位置控制、運動學、逆運動學等機器人作業的實時性任務。由于核心層沒有使用操作系統，本文利用功能函數形式實現。各種功能構件按標準接口進行封裝，功能構件的接口。

控制模型及算法構件庫設計

模塊化機器人柔性控制系統的性能很大程度上依賴于控制模型與算法，已開發的模型算法構件包括:指令譯碼、機器人運動學、逆運動學、速度控制、關節插補、閉環位置控制等。主要由譯碼處理、直角坐標計算、插補運算、逆運動學、加減速及位置控制等模塊組成。圖中各參數含義為:(X，Y，Z，U，V，W)表示譯碼后的坐標數據，Q為坐標系選擇標志，F為指令速度，Type為運動方式標志位，(α，β，γ)和(px，py，pz)分別表示機器人末端的位置和姿態，(q1，j，q2，j，…，q6，j)為第j個插補周期的關節坐標。直角坐標計算模塊的功能為利用機器人運動學將關節坐標轉換為機器人末端的位置和姿態。插補模塊的功能是根據軌跡運動方式、軌跡起止坐標及速度等參數，進行關節坐標系或直角坐標系下的插補運算。在直線坐標系下插補計算得到的機器人末端位置和姿態，需利用機器人逆運動學將其轉換為相應的關節坐標，從而控制各伺服系統的運動。1)關節軌跡插補構件關節軌跡插補用于計算各個插補周期內的各關節進給量，以保證末端執行器的平滑、穩定運行。關節軌跡插補由2個構件實現，非實時函數structinter_stepjoint_inter_pre(structinter_in*st_end)用于計算單個插補周期內的各關節的進給量，實時函數structRobot_jointslocomotion_joint(structinter_step*q_step，structinter_in*st_end，structRobot_joints*q_BK）用于計算插補周期各關節的坐標值。構件入口參數為結構體型參數structinter_in*st_end，其中包括初始關節坐標Qs(q1，s，q2，s，…，q6，s)，目標關節坐標Qe(q1，e，q2，e，…，q6，e)和關節速度F，出口參數為各插補周期關節位置q。2)機器人運動學構件機器人運動學構件用于實現機器人關節坐標系的坐標到機器人末端的位置和姿態之間坐標轉換。該構件被封裝為structRobot_T6cal_t6(structRobot_joints*q)，入口參數為機器人關節坐標(q1，q2，…，q6)(structRobot_joints*q)，出口參數為機器人末端的位置和姿態T6(structRo-bot_T6*T6)，公共接口參數為機器人的Denavit-Hartenberg(D-H)參數(structDH_para*DH)，即關節角(θ1，θ2，…，θ6)、扭轉角(α1，α2，…，α6)、連桿長度(a1，a2，…，a6)和連桿偏移量(d1，d2，…，d6)等。計算思路為根據機器人D-H坐標系建立原則，建立連桿坐標系，利用DH連桿參數計算相鄰連桿之間的連桿變換矩陣Ai(i=1，2，…，6)，用以描述相鄰連桿坐標系之間的坐標變換關系。通過各連桿變換矩陣相乘，就可以得到機器人末端的變換矩陣。3)逆運動學構件機器人逆運動學構件用于實現機器人末端的位置和姿態到機器人關節坐標系的坐標之間的映射，從而對機器人末端路徑進行規劃，達到機器人整體運動的精確控制。該構件被封裝為structRobot_jointsrobot_rev(structRobot_T6*T6，structRobot_joints*q_BK)，入口參數為機器人末端的位置和姿態T6(structRobot_T6*T6)，上一位置的機器人關節坐標(q1，j-1，q2，j-1，…，q6，j-1)(structRobot_joints*q_BK)，出口參數為當前位置的機器人關節坐標(q1，j，q2，j，…，q6，j)(structRobot_joints*q)，公共接口參數為機器人D-H參數，機器人各關節最小允許坐標(q1，min，q2，min，…，q6，min)(doubleQmin［6］)和最大允許坐標(q1，max，q2，max，…，q6，max)(doubleQmax［6］)。計算思路為根據機器人末端的變換矩陣，利用解析法求解各關節坐標。由于逆運動學求解存在多解問題，根據機器人動作范圍(qi，j∈［qi，min，qi，max］，i=1，2，…，6)對其進行判定，去除不可達的解。將當前軌跡點計算出的六關節坐標qi，j與上一位置的關節坐標qi，j-1進行比較，選取Δq=|qi，j－qi，j-1|最小的qi，j值作為所求的關節坐標。4)譯碼處理構件譯碼構件的功能是將示教盒下傳的各條機器人指令進行譯碼，譯碼結果首先放入CS第一級緩存，并根據命令做相應的預處理，如段長計算、圓弧半徑處理等，然后經過BS寄存器最后譯碼到AS執行寄存器，構成三級緩存結構，為最終的指令執行做好準備。我們設計的機器人語言格式如下:語句序列為［＜標號＞］?＜執行句＞＜語句分隔符＞|［＜標號＞］?＜注釋句＞＜語句分隔符＞其中，標號由4位數字構成。執行句為〈定義語句〉＜機器人控制語句＞〈程序控制語句〉〈輸入輸出語句〉〈賦值語句〉定義語句為〈位姿定義〉〈坐標系定義〉例如，“MOVJVJ=500S0L-90U0R0B45T0;{關節插補}”為一個執行句。機器人譯碼處理由詞法分析構件、語法分析和代碼轉換構件來實現。詞法分析構件由函數voidAccidenceCheck(char*mem，intmemsize)實現，用于檢查機器人程序中不符合詞法規則的指令。語法分析和代碼轉換構件由函數structUnRegInCode2Cs(char*mem，intmemsize)實現，用于根據機器人指令的規則對機器人代碼進行逐行檢查，將機器人程序各種作業信息提取出來，保存到CS緩沖區中。

機器人控制系統現場實驗與結果分析

利用本文提出的嵌入式柔性控制系統開發平臺，在某種型號關節機器人上進行了應用實驗。該關節機器人技術指標為:6個運動軸，重復定位精度為0.1mm，各關節最大運行速度是S軸(回旋)為45°/s、L軸(下臂)為45°/s、U軸(上臂)為30°/s、R軸(手腕橫擺)為60°/s、B軸(手腕俯仰)為60°/s、T軸(手腕回轉)為120°/s，最大負載為3kg。機器人控制系統硬件由六軸運動控制模塊、示教模塊和IO模塊構成，控制軟件包括人機界面、示教編程、參數設置、插補計算、譯碼處理、速度控制、位置控制、運動學、逆運動學等功能，為機器人控制系統軟件編寫了配置文件，給出組件間的拓撲結構。不帶機器人本體時軌跡位置最大誤差為0.08mm，姿態最大誤差為0.2°，帶本體時軌跡位置最大誤差為0.1mm，姿態最大誤差為0.6°。該型號機器人軌跡位置理論值允許誤差為0.1mm，因此可以滿足該型號機器人控制精度要求。機器人控制系統經過長時間運行，結果表明采用嵌入式柔性控制系統可增加機器人系統的開放性和可擴展性，軟硬件配置方便，控制系統可靠性高。

結語

第7篇：工業機器人范文

2015年，中國工業機器人產業得到進一步快速發展。

產業利好政策不斷釋放，產業規模保持穩定增長，下游服務環節向多元化進軍，應用領域也在穩步拓展。

2016年，我國工業機器人正呈現出技術開發迎合市場需求、產品功能滿足主導行業、應用領域不斷拓寬深化等發展趨勢。鑒于此，賽迪顧問裝備產業研究中心預計，2016年中國工業機器人產業將繼續保持穩定增長，產量接近2萬臺。

隨著國務院正式印發《中國制造2025》規劃，制造強國戰略全面推進，工業機器人在現代制造技術中起到了舉足輕重的作用，對于《中國制造2025》的目標實現有著重要意義。

政策環境利好，產業規模保持快速平穩增長

中國工業機器人產業蓬勃發展的背后是產業環境的不斷完善。作為先進制造業中不可替代的重要裝備，工業機器人已成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志，國家在政策層面上對于工業機器人產業的扶持力度不斷加強，并先后采取了多項優惠措施。

2015年1月，工業和信息化部印發了《原材料工業兩化深度融合推進計劃（2015―2018年）》，繼續力挺機器人產業； 5月，國務院正式《中國制造2025》具體規劃，工業機器人占據重要地位。在產業政策的激勵和市場需求的帶動下，近年來中國工業機器人產業實現快速增長。根據工業機器人產業2015年1月至11月發展情況，賽迪顧問曾做出預測，2015年中國工業機器人產量將達到15400臺，同比增長27.8%。

產業全鏈發展，下游服務環節走向多元化

工業機器人產業鏈主要由零部件企業、本體制造企業、系統集成商構成，2015年其產業鏈各環節均得到發展。國內廠商已經攻克了減速機、伺服控制、伺服電機等關鍵核心零部件領域的部分難題，核心零部件國產化的趨勢已經顯現，但還需要一定時間的技術和經驗積累；而在中國眾多企業從事的下游系統集成環節，由于受到市場需求日漸龐大的影響，紛紛發展與機器人相關的維護、培訓、貿易，以及相關配套服務，打造良好的產業上下游環境，向更加多元化和高端領域發展。

業內競爭加劇，產品需求方轉型自供機器人

2015年，國內機器人行業競爭開始加劇。一是國外機器人巨頭的涌入給國產機器人帶來沖擊。ABB、安川、庫卡、發那科都在中國成立了本地制造企業，那不智二越、納博特斯克等也都在中國成立了生產基地。由于國外巨頭把控著眾多核心零部件環節，因此，巨頭的涌入給國產機器人，尤其是以低端機器人應用集成為主要營業收入來源的公司，形成了很大的沖擊。二是產業鏈下游機器人需求商開始轉型自供機器人。由于采購規模迅速膨脹，下游重點需求領域的龍頭企業，例如富士康、美的、格力、奇瑞汽車等，開始加快研發機器人實現自供。三是眾多機器人廠商牽手上市公司或獨立上市。比較典型的是機械行業企業采取收購機器人企業的方式，從傳統的數控機床切入工業機器人本體和系統集成領域，加速產業布局。

市場需求龐大，下游應用領域加速深化發展

機器人在汽車制造、電子制造等“精密制造”領域應用迅速。工業機器人是生產過程的關鍵設備，可用于安裝、制造、檢測和物流等生產環節，并廣泛應用于汽車和汽車零部件、電氣電子、工程機械等眾多領域。

汽車制造業是工業機器人占比最高的應用領域，涵蓋了汽車及汽車零部件生產、加工及倉儲的全過程；電子行業由于制造柔性化和生產高速性的要求，工業機器人的使用也必不可少；金屬和機械加工行業引入工業機器人，有利于產品的批量化生產、實現生產自動化，降低人力成本，提高生產效率和管理水平。

人機協作功能助力工業機器人步入2.0時代

在行業需求變遷，柔性化要求提升等影響下，ABB、KUKA、新松等國內外工業機器人知名企業紛紛推出人機協作型機器人產品。人機協作機器人更能適應業內對機器人柔性化和感知能力等方面提出的要求。

一方面，人機協作型機器人柔性化程度更高，相比傳統汽車產業體型大、移動范圍大、重型的機器人，協作型機器人具備工序輕量化、小型化、精細化的特點，能夠滿足未來以3C為主導的消費電子產業對工業機器人的供應需求和要求；另一方面，人機協作機器人提升了感知能力，可以通過被示范訓練來學習執行各類任務，可對其程序和算法進行編程，并進行可視化操作，為未來開拓新應用領域打下必要基礎。

機器視覺技術成為國內產業上游環節切入點

機器視覺技術是用機器代替人眼來做測量和判斷，主要用計算機軟件來模擬人的視覺功能，從客觀事物圖像中提取信息進行處理并最終用于實際檢測和控制。

從市場需求來看，世界機器人數量逐年遞增，機器人數量規模的增加同時也在拉動對機器視覺功能的需求。

從技術層面來看，近年來我國機器視覺行業的專利數量快速增加，將推動機器視覺技術向更高精度、更高要求方向發展。

此外，高端裝備制造業對于精準度的嚴格要求也必須由機器智能識別來完成，大力培育和發展機器視覺對于加快制造業轉型升級，提高生產效率，實現制造過程的智能化和綠色化發展具有重要的意義。

應用不斷向軍工、醫藥、食品等領域深化

廣泛應用工業機器人作為一個重要的高科技發展戰略，無論在推動國防軍事、智能制造、資源開發、還是在培育發展未來機器人產業上都具有重要意義。

從行業結構變化趨勢來看，汽車、電子工業仍是國內工業機器人的主要應用領域，但隨著其他應用領域的不斷拓展，其占比份額將有所下降。

而市場份額相對較小的應用領域，比如塑料橡膠、食品、軍工、醫藥設備、軌道交通等領域的市場占比將適當增長。近年來國家十分重視環保和民生問題，機器人作為實現自動化、綠色化生產的重要工具，將在塑料橡膠等高污染行業，以及與民生相關的食品飲料和制藥等行業不斷深化應用。

作為國家重點支持領域，產業增長趨于穩定

第8篇：工業機器人范文

1 工業機器人的概念及分類

1961年美國Unimate公司生產了第一臺可用于上下料等簡單工作的商用工業機器人，標志著工業機器人誕生。直到80年代初，工業機器人技術才開始較快的發展。盡管工業機器人在工業領域應用廣泛，但各國對于工業機器人至今沒有統一定義，因此該部分將列舉不同工業機器人的定義及分類。

1.1 工業機器人的概念

在美國標準中，只有易于再編程的裝置才是機器人，而通過手動裝置或者固定順序的機器人都不認為是機器人，即通過人來驅動裝置或者需要安裝強制啟停驅動器才能運動且運動順序固定很難更改的都不認為是機器人。而在工業領域一些數控機床也可以實現編程后的功能實現，因此也要區分數控機床和工業機器人的區別。當一臺機械設備通過編程可實現多種用途則可能被稱作工業機器人，而當一臺設備通過編程只能執行同一類型任務的則稱為專用自動化設備。目前工業機器人的定義普遍形成以下基本論述：該設備可以將預先編排的程序存入存儲裝備，靠自身動力和控制能力來實現各種功能，且受人指揮，操作程序能自動重復的一種自動化設備。

1.2 工業機器人的分類

由于工業機器人沒有形成較為統一的定義，因此機器人的分類也不盡相同。不同國家、不同協會甚至不同企業分類方法也也有差異。根據日本工業機器人協會（the Japanese Industrial Robot Association， JIRA）的定義，將機器人分為六大類：分別是人工操作裝置、固定順序機器人、可變順序機器人、示教再現機器人 、數控機器人、智能機器人，而根據美國機器人協會（ the Robotics Institute of America， RIA）的定義，只將以上最后四類認定為機器人裝置。而歐洲各個國家對機器人的定義分類表述各異。

目前，工業機器人根據其發展理論及運動控制分析大致分為四種形式。第一種是基于直角坐標系變換的機器人，該結構由三個獨立關節組成，運動相互獨立，沒有耦合，運動算法簡單且自身結構有很多限制，自由度不夠高。第二種是球坐標式機器人，該機器人工作空間大，占地面積小，但自身結構復雜。第三種是圓柱坐標是機器人，該機器人可進行空間上的上下及水平伸縮運動，具有較大的靈活性，但末端執行裝置由于受到自身結構的限制，精度不好控制。第四種是關節式機器人，這種機器人目前在工業領域中應用廣泛，一般由三個或三個以上的自由度組成。該機器人類似于人的上半身，具有運動靈活，結構緊湊的特點。

2 工業機器人在高職院校的培養

2.1 工業機器人專業在職業院校的培養目標

2000年我國工業機器人保有量僅為3500?_，而到了2013年我國機器人銷售量則高達3.6萬多臺一舉超越日本成為世界上工業機器人銷售市場占比最高的國家。2016年中國工業機器人市場需求增長至9.2萬臺。隨著我國人口紅利的消失以及“中國制造2025”、“智能轉型”的提出催生了工業機器人產業在我國的快速發展。在未來一段時間，機器人制造廠商及其集成商需要大量制造、設計集成、安裝調試、銷售及技術研發人員及服務人員。而機器人用戶也需要大量的工作人員進行日常的維護、調試與保養等工作。以上工作人員都是職業院校工業機器人專業的人才培養目標。由于職業院校受制于招生、科研等客觀因素的限制，且工業機器人是一個由多學科組成的高新技術，因此職業院校在人才培養上一方面要進行機器人的理論的學習，為今后在該領域發展的打好基礎，另一方面要將更多的教學精力集中在設備的維護、調試及簡單的維修等方面。

2.2 工業機器人專業在職業院校的培養內容

目前，我國工業機器人在眾多行業已經廣泛應用，尤其在沖壓、壓鑄、鍛造、機械加工、焊接、熱處理、噴涂、倉庫堆垛等工業環境中運用廣泛。傳統的工業機器人系統一般都包含機器人軀干、示教器編程器、機器人控制柜等。圖1為六軸機器人軀干簡圖，其中軸1、4、6為三個旋轉軸，每個軸由電機驅動并經過減速器減速來達到增大輸出扭矩進而來帶動各旋轉軸及其以后各部件繞該電機軸做旋轉運動，而根據功能的不同，軸6的末端執行器會安裝不同的設備，比如噴槍、焊槍、抓手等。軸2、3、5為擺動軸，由減速器連接電機進行驅動各關節部件進行運動。示教編程器是一個機器人控制系統的核心部件，是用來注冊和存儲機械運動或者處理記憶的設備，可以實現在線編程，該設備由電子系統或者計算機系統來執行。現階段職業院校機器人專業可通過以下三個層次進行培養：第一，機器人集成應用基礎知識學習；第二，機器人操作及基礎編程學習；第三，通過焊接工作站、碼垛工作站、及噴涂工作站等實訓項目對工業機器人的操作學習。

（1）機器人集成應用系統的學習。工業機器人在運動當中都是通過驅動電機進行運動的。機器人集成應用系統的學習很大程度上就是在了解機器人控制柜的原理。該系統主要通過PLC、PLC模擬量的輸出模塊、電磁閥、對射開關、變頻器、伺服驅動器等設備對電機或者伺服電機進行方向、轉速以及位置的控制。在實際教學當中，PLC作為實現工業現場自動化程序的控制核心，該課程可作為工業機器人專業的核心課程之一。變頻器通過整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、監測微處理單元來調整輸出電源的電壓和頻率，從而達到對電機的調速控制。變頻器的內部是靠IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，因此電力電子技術也是該專業一個核心課程。伺服驅動器是控制電機運動的一個重要部分，由于涉及矢量控制電流、速度、位置等閉環算法，因此對于伺服驅動器的學習在職業院校不宜進行深入的理論學習，只要達到能靈活運用的目的即可。最后，通過觸摸屏及其相關編程軟件的學習，實現對工業機器人的控制。

（2）機器人的操作及基礎編程。第二階段的學習則是一個以實踐為主學習過程。在掌握各元器件及PLC的應用基礎上，首先實現通過變頻器和伺服驅動器對電機實現多段速控制、位置控制及速度控制。實現上述控制以后，通過自學引導方式掌握485通信、Modbus協議等，最終實現通過PLC對變頻器、伺服驅動器的通信來達到控制電機目的。最后一個階段可嘗試PLC之間的相互通信，學會PLC之間主站、從站的設立。進入該部分學習，可進行2至3人的小組分配學習方式進行。

（3）機器人實訓學習。焊接工作站、碼垛工作站及噴涂工作站等項目基本涵蓋工業環境當中所遇到的機器人操作情形。每個工作站的建立，除了機器人軀干以外，根據實現的功能不同，需對工作站進行不同單元的調整。以焊接工作站為例，除了機器人本體以外，還包括電源單元、焊槍單元、焊接工作臺、夾具單元、機器人底座、自動清槍單元等。通過一個工作站的學習可以做到了解機器人工作站的構成，在掌握好理論和做好安全防護的基礎上，可以進行一些簡單機器人操作。在實訓的同時聯系機器人集成系統的應用對機器人工作站工作原理的進行探索。

第9篇：工業機器人范文

關鍵詞：多關節；示教；示教路徑；自主運動

目前，在高端制造業中，工業機器人儼然已經成為工業生產中不可忽視的重要組成部分，它的智能性、高效性、精確性成為能夠替代人類的巨大優勢。設計多關節示教工業機器人，主要是對它的運動路徑進行控制，讓其可以根據程序設定優化的路徑或者示教路徑進行自主運動，使用機械夾手完成指定的任務，同時還能借助于電腦上位機來實時操作，以便完成有效的動作。在工業機器人中，大多數的工業機器人采用示教編程方式，先用人工操作的方式來起到示范的目的和作用，讓工業機器人記住相關有效動作，進而使之能夠在人工不干預的情況下進行預期的動作。這種方法可以大大節省開發周期和成本，便于在不同的操作環境下進行，適應性強，因此，本研究對于示教機器人領域的研究和發展具有一定的意義。

1總體方案設計

多關節示教工業機器人硬件采用STM32F103作為主控核心，利用松下MINAS系列的交流伺服電機來控制各關節的運動；軟件利用RTX小型嵌入式系統。RTX嵌入式系統是可裁剪的，用戶可以根據自己的情況對系統進行配置，對于這種多任務的控制系統，使用嵌入式操作系統可以使軟件設計更加高效、方便。示教盒采用手輪脈沖發生器，手輪脈沖發生器一直使用在工控場合，它可以產生精確數量的脈沖，滿足精準定位的要求，且脈沖頻率可由用戶來控制。通過通道選擇旋鈕、倍率選擇旋鈕可以快速切換控制關節和脈沖倍頻，從而控制各個電機的轉速。

2系統硬件設計

2.1電源模塊設計

本系統使用交流220V供電，然后分成4路分別為不同的硬件供電。220V交流電直接為伺服電機及其驅動器供電；交流220V經過開關電源后輸出直流24V，為伺服驅動器控制電路供電，同時為伺服電機剎車、氣動電磁閥供電；直流24V經過DC-DC降壓模塊輸出直流5V，為伺服電機編碼器供電和部分芯片、傳感器供電；直流5V經過LDO穩壓器輸出直流3.3V，為主控制器供電。

2.2伺服電機控制模塊設計

本系統伺服電機控制采用位置控制時，需要的控制信號有脈沖輸入、方向輸入、伺服選通、脈沖使能、正轉限位、反轉限位、x車使能等。因傳輸距離較遠，故采取RS-422差分傳輸，將STM32F103的輸出信號經過AM26LS31CD芯片轉換成差分信號，再輸入到伺服電機驅動器。設計共用到6個伺服電機，圖1為兩路伺服電機控制電路，其他4路控制電路類似。

2.3示教盒模塊設計

示教盒模塊通過手輪脈沖發生器輸出差分信號：A+、A-、B+、B-，另外還有6路通道選擇信號，3路倍率選擇信號，1個按鈕，1個自鎖按鈕，2個指示燈。脈沖發生器為5v供電，指示燈為24V供電。電路如圖2所示。

3系統軟件設計

多關節示教工業機器人控制系統任務較多，同時又要求系統具有快速的響應，為了實現這些功能和要求，設計采用RTX小型嵌入式系統。系統軟件由多個具有不同功能的模塊組成，利用RTX來協調各模塊的工作。其中主控制器的功能模塊有：主控制模塊、示教控制模塊、伺服電機控制模塊等。輔助控制器的功能模塊有：脈沖計數模塊、限位保護模塊等。整個軟件控制程序的主流程框圖如圖3所示。

3.1示教控制模塊

示教模塊主要負責對機器人運動方式及路徑的規劃，通過1個6通道旋轉開關選擇當前控制的是哪個關節，1個3通道旋轉開關選擇當前的脈沖倍率。手輪每撥動一下，會發出一個脈沖，MCU捕捉到脈沖后，判斷手輪旋轉方向，乘以當前的倍率，然后讓選定通道輸出指定個數的脈沖，控制手輪的旋轉速度就可以控制電機的轉速。當機器人的機械夾手移動到預定位置后，將當前位置進行保存，從而可確定一個示教點。

3.2電機控制模塊

系統采用位置控制方式對交流伺服電機進行控制，需要的控制信號為脈沖信號、方向信號、脈沖指令使能信號和伺服使能信號。當伺服使能信號使能時，伺服驅動器才能控制伺服電機工作；脈沖指令使能信號使能時，脈沖指令才能被伺服驅動器接收。方向信號決定電機的正反轉；電機的轉速由輸入脈沖信號的頻率決定，轉動的角度由脈沖信號的頻率的個數決定。需要注意的是，控制電機時一定打開剎車，否則可能造成電機堵轉。

3.3脈沖計數模塊

該模塊主要功能是實現機器人各關節的定位。因為伺服電機編碼器采用的是增量式編碼器，不具有斷電記錄各關節位置的能力。當系統斷電后，采用備用電池為編碼器和控制器供電，因此系統可以一直記錄各關節的位置。編碼器輸出信號是正交信號和機械過零信號，因此可以直接使用MCU內部定時器的編碼器模式，對脈沖進行計數，檢測到過零信號后復位計數器，可以防止計數器的累計誤差。機器人的各關節不是360°旋轉，都有一定的范圍限制，經過測試得出各關節的轉動角度后，換算成脈沖個數。若檢測到的脈沖個數超出最大限值，則向主控制器發出報警信號，主控制器會立即關閉驅動脈沖的輸出，停止電機的運動，直到報警解除。

4整機測試

4.1伺服驅動器參數的設置

伺服控制系統自身就是一個閉環負反饋系統，因此伺服驅動器需要根據不同的負載情況，對一些反饋系數、控制系數進行合適的設置。驅動器的結構如圖4所示。經過參數調整，使電機工作在一個合適的狀態。

參數調整的步驟如下：通過速度響應前饋系數P21，將速度前饋系數設為0%；設置速度環增益P03，使得速度環增益較大但不至于發生振蕩；設置位置環增益P20保證系統有足夠大增益而不至于發生振蕩，可以加快位置調節，但位置環增益控制著機械剛性，若增益過大有可能導致振蕩；設置速度環積分時間常數P04取較小的速度積分時間常數，使得位置偏差值能得到較快的削減；重新設置速度響應前饋系數P21以獲得較快的調節響應。

4.2整機功能實現

整機最后實現了基本的示教和夾取功能，通過手輪控制機器人的運動路徑，氣動夾手夾取物體，可以完成程序設定的任務或者示教任務。整機實物如圖5所示，包含機體、控制箱和示教盒。