随着新世纪发展，一提到机器人相信大家肯定都很熟悉，但到底什么是工业机器人呢？为什么工业机器人在制造业拥有一片天地？工业机器人被称为高科技产品又有着怎样的技术？几大领头厂家又是如何解决技术问题？我们带着几个问题一起来探索工业机器人的奥秘....

工业机器人通常由执行机构、驱动系统、控制系统和传感系统四部分组成，是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。如1-1所示。

工业机器人的组成1-1

   机器人特性的基本参数和性能指标主要有：工作空间、自由度、有效负载、运动精度、运动特性、动态特性等。工业机器人是在工业生产中使用的机器人的总称，工业机器人是一种通过编程或示教实现自动运行，具有多关节或多自由度，并且具有一定感知功能，如视觉、力觉、位移检测等，从而实现对环境和工作对象自主判断和决策，能够代替人工完成各类繁重、乏味或有害环境下体力劳动的自动化机器。成套设备由工业机器人和完成工作任务所需的外围及周边辅助设备组成的一个独立自动化生产单元，最大限度地减少人工参与，提高生产效率。

  一直以来, 机器人的应用领域主要分为: 工业机器人、专业服务机器人、 和个人/家用服务机器人. 服务机器人部分我们会在以后的文章里介绍; 这里只说工业机器人.

对我们这些普通老百姓来说, 工业机器人自然是没有那些花哨的服务机器人那么有趣, 然而从商业利益的维度来看, 现在工业机器人却仍然占据了整个机器人市场的大头: 在2008年, 它的市场规模大致在190亿美元 (包括工业机器人本身, 以及相关软件, 相关附件以及配置系统等), 而同时服务机器人市场估计在110亿美元左右. 毕竟这个时代还是钱说了算,于是我们可以看到现在国际机器人联合会的主席就来自工业机器人的一家龙头企业ABB了.ABB当下和大学仕制造技术对接平台（www.dxueshi.com）达成战略合作关系！助力工业机器人的未来发展。

工业机器人主要用在制造行业, 能够做焊接、磨削、喷涂、 搬运、 分拣、 装配、 包装等等. 和人相比之下, 优点主要有两个: ①精确和②稳定：精确在于它一般能做到零点几个毫米级的运动控制, 稳定在于它可以24*7地这么做下去. 和其他自控工具相比, 优点主要是一个: ①系统柔性大。即所谓flexibility; 一套用于给BMW7系喷涂的机器人, 换上BMW5系,只要重新编个程就可以, 生产柔性很大.也正是因为工业机器人的技术以及应用领域广泛，许多企业逐渐选择机器人替代人工，不仅有效率还节能节时！之所以许多自动化企业都找到大学仕制造技术对接平台找需求，主要还是因为大学仕丰富的需方供方资源，解决企业的技术难题，是企业的技术管家！

我个人更愿意把工业机器人看作是传统机械+电子自动化产品的延伸, 而不是披着神秘色彩的特高新科技领域. 大家也许都见过数控机床,能够以编程的方式, 让机器以极高的精度按指定路径运动, 从而完成各类工业加工应用. 那么绝大部分的工业机器人和数控机床差不多, 只是由于机械运动的方式不同, 而工业机器人往往有更大的自由运动的空间,以及较大的应用灵活性.

好吧, 如果你还从没有见过一般工业机器人长什么样, 那么也没关系，之后知道的你将会为之感叹！它一般是呈手臂型的, 而且底座是固定住, 无法移动的, 因此我们也把它叫做机械臂. 当然光一个机械臂还动不起来, 它需要背后的控制系统, 一般是像一个柜子一样的东西, 里面包含了逻辑控制/运动规划的主计算机和电机驱动等等; 这个柜子一般会晾在机械臂一旁. 因此, 一套完整的可使用的机器人系统至少包括机械臂和控制柜, 另外通常还算上一些仿真和应用编程软件等. (于是相应地,一个典型的工业机器人研发机构, 也自然设置成机械+电路+软件三部分小组).

下面我们捎带说点机械性的知识：

机械上来说, 一般机器人的关节可以有两种选择: ①旋转式(rotational)和②平移式(prismatic). 而一个机器人少则3个关节, 多则十多个关节, 关节的数量决定了机械臂末端能达到的三维位姿空间;

工业机器人的传动

    工业机器人的传动装置与一般机械的传动装置的选用和计算大致相同。但工业机器人的传动系统要求结构紧凑，重量轻，转动惯量和体积小，要求消除传动间隙，提高其运动和位置精度。工业机器人传动装置除齿轮传动、蜗杆传动、链传动和行星齿轮传动外，还常用滚珠丝杆、谐波齿轮、钢带、同步齿形带和绳轮传动。

如1-2所示

工业机器人的传感器主要分为：1.工业机器人的感觉系统 2.工业机器人内部传感器 3.工业机器人外部传感器 4.工业机器人传感器应用

如1-3所示

    其中工业机器人的感觉系统的基本组成为：视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉、平衡感觉和其他，而工业机器人的传感器按用途可分为内部传感器和外部传感器。其中内部传感器装在操作机上，包括位移、速度、加速度传感器，是为了检测机器人操作机内部状态，在伺服控制系统中作为反馈信号。外部传感器，如视觉、触觉、力觉距离等传感器，是为了检测作业对象及环境与机器人的联系。工业机器人传感器的一般要求有精度高、重复性好，稳定性和可靠性好，抗干扰能力强，质量轻，体积小，安装方便。其特定要求有适应加工任务要求，满足机器人控制的要求，满足安全性要求以及其他辅助工作的要求。

工业机器人行业企业分布状况

工业机器人被广泛应用于汽车制造、电子电气、化工、冶金等领域。目前，我国工业机器人行业主要集中在华东地区及华北地区。2016年，国内工业机器人企业数量达到1231家。其中广东省聚集的机器人厂商最多，达到352家，其次是浙江省204家，位列第二；其它地区如江苏、山东、上海、北京、安徽、辽宁和重庆分别达到172家、90家、126家、62家、63家、47家和52家。

工业机器人整体竞争情况，国内机器人市场可以分为四个梯队：

    第一梯队：机器人四大家族ABB、发那科、安川、KUKA，市场占有率超过50%。生产规模大、成本低，产品线丰富，能应对各种主流应用；产品性能代表世界先进水平，系统集成占据高端和主导地位，尤其在汽车产业跟整车厂形成战略性合作关系。

第二梯队：意大利柯马、日本OTC、NACHI、三菱、EPSON、川崎、法国史陶比尔、美国ADEPT等国际二线品牌，以及德国杜尔、CLOOS等重要的系统集成商。整体不如四大家族，但在一些细分领域超过四大系列产品。

第三梯队：以新松、广州数控、埃夫特、埃斯顿、新时达等国内大型机器人企业为代表。这些企业的产品跟第一梯队差距较大，部分接近第二梯队。

第四梯队：国内其他中小型机器人企业或新进企业，特点是数量多且增长快，很多是2014年后受政策刺激进入，普遍缺乏技术积累，以组装为主，产品偏低端，同质化竞争现象突出。

工业机器人被誉为“制造业皇冠上的明珠”，近年来随着全球自动化趋势的影响，以及人口红利的日益式微，各国工业机器人普遍迎来了迅猛的发展。从2013年-2016年，全球市场的平均增速便一直维持在16%以上，在政策、企业、资本等因素的共同作用下，各国工业机器人的发展逐渐迈入了高速增长阶段。自动化技术层面的需求也随之增长！大学仕作为第三方，根据承接的各大企业的需求来匹配企业间的自动化技术合作，为企业解决技术难题！

当前国内工业机器人厂商发展迅速，但整体依然处于产业化初期，厂商整体规模较小，市场份额较小，且在技术水平上与国外品牌存在一定差距。以至于工业机器人厂商的销路受阻！这个时候，大学仕制造技术对接平台就有着至关重要的作用。它可以提供一个销路平台，您只需要开个店铺，足不出户的坐收订单！

 目前涉足机器人的上市公司一共有40余家，绝大部分公司是2012年以后涉足机器人业务，大部分公司机器人产品处在技术研发或试用阶段，一部分公司先从事技术门槛低的系统集成业务，以快速介入这个行业。

未来几年，国内工业机器人发展肯呢个还会持续遇挫，销量或国产占有率也可能继续下降，但我们也需要看到行业正在向人机交互、人机共生、更智能化的人机合作方向迈进。也就是说，随着人工智能技术、算法算力、传感器应用等的不断进步，未来通过对现有机器人更新换代、全面升级、将有望带动工业机器人进行发展的新阶段，迎接发展的新增长。

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