【文章內(nèi)容簡介】 應用，并實現(xiàn)了焊縫自動跟蹤和自動化生產(chǎn)線上物體的自動定位以及精密裝配作業(yè)等，大大提高了機器人的作業(yè)性能和對環(huán)境的適應性。 （ 4） 并聯(lián)機構 ：采用并聯(lián)機構，利用機器人技術，實現(xiàn)高精度測量及加工，這是機器人技術向數(shù)控技術的拓展，為將來實現(xiàn)機器人和數(shù)控技術一體化奠定了基礎。 （ 5） 網(wǎng)絡通信 ：機器人控制器已實現(xiàn)了與 Canbus、 Profibus總線及一些網(wǎng)絡的連接，使機器人由過去的獨立應用向網(wǎng)絡化應用邁進了一大步，也使機器人由過去的專用設備向標準化設備發(fā)展。 另外由于微電子技術的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應用，使機器人系統(tǒng)的可靠性有了很大的提高。機器人系統(tǒng)的可靠性已達到 5萬小時，幾乎可以滿足任何場合的需求。 特種機器人 非制造業(yè)領域機器人與制造業(yè)的相比，其主要特點是工作環(huán)境的非結構化和不確定性，因而對機器人的要求更高，需要機器人具有行走功能，對外感知能力以及局部的自主規(guī)劃能力等，是機器人技術的一個重要發(fā)展方向。 （ 1） 水下機器人 ：水下機器人已用于海洋石油開采、海底勘察、救撈作業(yè)、管道敷設和檢查、電纜敷設和維護以及大壩檢查等方面，形成了有纜水下機器人和無纜水下機器人兩大類。 （ 2） 空間機器人 ：空間機器人是特種機器人的重要研究領域。 （ 3） 地下機器人 ：地下機器人主要包括采掘機器人和地下管道檢修機器人兩大類，主要研究內(nèi)容為：機械結構、行走系統(tǒng)、傳感器及定位系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信及遙控技術。 （ 4） 醫(yī)用機器人 ：醫(yī)用機器人主要研究內(nèi)容包括：醫(yī)療外科手術的規(guī)劃與仿真、機器人輔助外科手術、最小損傷外科、臨場感外科手術等。 （ 5） 軍用機器人 ：目前，國外軍用機器人發(fā)展十分迅速，類型已達上百種，功用更是多種多樣，有偵察、保障、排雷、防化、進攻、防御型等等。具體有機器人地雷、機器人坦克、智能槍、智能火炮、排雷（彈）機器人、防核生化機器人、偵察機器人、智能飛機、智能導彈、機器人潛水器等。 可以預見， 21世紀各種先進的機器人系統(tǒng)將會進入人類生活的各個領域，成為人類良好的助手和親密伙伴。 智能機器人 目前國際上在機器人的智能化和多樣化方面，主要研究內(nèi)容集中在以下幾點： （ 1） 虛擬機器人技術 ：基于多傳感器、多媒體和虛擬現(xiàn)實以及臨場感技術，實現(xiàn)機器人的虛擬遙控操作和人機交互。 （ 2） 多智能體控制技術 ：對多智能體的群體體系結構、相互間的通信與磋商機理，感知與學習方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進行研究。 （ 3） 微型和微小機器人技術 ：這是機器人研究的一個新的領域和重點發(fā)展方向，微小型機器人技術的研究主要集中在系統(tǒng)結構、運動方式、控制方法、傳感技術、通信技術以及行走技術等方面。 （ 4） 軟機器人技術 ：主要用于醫(yī)療、護理、休閑和娛樂場合。傳統(tǒng)機器人結構材料多為金屬或硬性材料，軟機器人技術要求其結構、控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機器人意外地與環(huán)境或人碰撞時是安全的，機器人對人是友好的。 （ 5） 仿人和仿生技術 ：這是機器人技術發(fā)展的最高境界，未來的機器人必須具有一定情感、社交頭腦等等特點，這也是各國科學家努力的目標，目前僅在某些方面進行一些基礎研究。 二、自動化生產(chǎn)線成套裝備 自動化成套裝備是指以機器人為核心，以信息技術和網(wǎng)絡技術為媒介，將所有設備連接到一起而形成的大型自動化生產(chǎn)線。它是先進制造裝備的典型代表，是發(fā)展先進制造技術實現(xiàn)生產(chǎn)線的數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化的重要手段，目前已成為國內(nèi)外極受重視的高新技術應用領域。 在發(fā)達國家中，機器人自動化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動化成套裝備的主流及未來自動化生產(chǎn)線成套設備的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子和電器行業(yè)、物流與倉儲行業(yè)等已大量使用機器人自動化生產(chǎn)線，保證了其產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的高效，典型的有大型轎車殼體沖壓自動化系統(tǒng)技術和成套裝備、大型機器人車體焊裝自動化系統(tǒng)技術和成套裝備、電子和電器等的機器人柔性自動化裝配及檢測成套技術和裝備、機器人整車及發(fā)動機裝配自動化系統(tǒng)技術和成套裝備、 AGV物流與倉儲自動化成套技術及裝備等，這些機器人設備的使用大大推動了這些行業(yè)的快速發(fā)展，提升了高新制造技術的先進性。 自動化生產(chǎn)線成套裝備需要研究的技術主要有： ① 利用 CAX及仿真系統(tǒng)等多種高新技術和設計手段，快速設計和開發(fā)機器人大型自動化生產(chǎn)線，并進行數(shù)字化驗證。 ② 自動化生產(chǎn)線 “ 數(shù)字化制造 ” 技術。國外已經(jīng)推出可進入實用的 “ 數(shù)字化工廠 ” 商品化軟件，建立產(chǎn)品制造工藝過程信息化平臺，再與本企業(yè)的資源管理信息化平臺和車身產(chǎn)品設計信息平臺結合，構成支持本企業(yè)產(chǎn)品完整制造過程生命周期的信息化平臺。 ③ 利用傳感器和網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)大型生產(chǎn)線的在線檢測和監(jiān)控，確保產(chǎn)品質(zhì)量，并且實現(xiàn)產(chǎn)品的主動質(zhì)量控制。利用自動化生產(chǎn)線模塊化及可重構技術，實現(xiàn)生產(chǎn)線的快速調(diào)整及重構。 ④ 生產(chǎn)線快速整定技術。建立完整的制造過程信息技術，發(fā)展機器人等自動化設備的離線編程技術、生產(chǎn)線上的機電設備實現(xiàn)網(wǎng)絡控制管理技術、關鍵工位在線 100%產(chǎn)品檢測技術、先進的生產(chǎn)線現(xiàn)場安裝精度測試技術 。 發(fā)達國家廣泛應用機器人自動化生產(chǎn)線，已形成了巨大產(chǎn)業(yè)，年市場容量約為 1000億美元 [4]。國際上著名公司 ABB、COMAS、 KUKA、 BOSCH、 NDC、 SWISSLOG、村田等都是機器人自動化生產(chǎn)線及物流與倉儲自動化設備的集成供應商。 全球過程自動化產(chǎn)品市場銷售額預計 2023年將超過 700億美元。從 2023年到 2023年年平均增長率將達到 %。主要應用于玻璃、陶瓷、鋼鐵和有色金屬工業(yè)、軋鋼和鋁板材工業(yè)、化學、食品和制藥業(yè)、石化工業(yè)、紙漿和造紙業(yè)、環(huán)保、礦山、石油和天然氣工業(yè)等。其中礦山工業(yè)為 70億美元、原材料工業(yè) 90億美元、過程工業(yè) 360億美元、電站 110億美元、環(huán)保工業(yè) 70億美元。就全球而言，北美占 %、西歐占 26%、亞非（不包括日本）占 %、日本占 %、東歐占 %、南美占 %，其它地區(qū)占 % 。 我國近幾年機器人自動化生產(chǎn)線已經(jīng)不斷出現(xiàn)，并給用戶帶來顯著效益。目前國內(nèi)已建立了多條弧焊機器人生產(chǎn)線、裝配機器人生產(chǎn)線、噴涂生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線。隨著我國工業(yè)企業(yè)自動化水平的不斷提高，機器人自動化線的市場也會越來越大，并且逐漸成為自動化生產(chǎn)線的主要方式。我國機器人自動化生產(chǎn)線裝備的市場剛剛起步，而國內(nèi)裝備制造業(yè)正處于由傳統(tǒng)裝備向先進制造裝備轉型的時期，這就給機器人自動化生產(chǎn)線研究開發(fā)者帶來巨大商機。據(jù)預測，目前我國僅汽車行業(yè)、電子和家電行業(yè)、煙草行業(yè)、新能源電池行業(yè)等，年需求自動化線就達 300多條，產(chǎn)值約為 60多億元人民幣。據(jù)初步測算，“ 十一五 ” 期間，僅汽車制造業(yè)的需求市場容量將達到 800多億元人民幣 2023世界機器人調(diào)查 一、 2023年全球工業(yè)機器人區(qū)域狀況 經(jīng)過 20232023這兩年全球市場對工業(yè)機器人需求的回落后，2023年開始出現(xiàn)了回升，同比增長 19%。 2023年仍然保持上升勢頭，同比增長 17%。 20232023年增長的原因得益于所有亞洲市場需求的強勁增長，以及歐洲、美洲市場的增長。 亞洲 2023年，亞洲國家（包括澳大利亞和新西蘭）由于汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)投資的強勁增長，提供亞洲國家的工業(yè)機器人為 52023余套，比 2023年增加 29%。 日本工業(yè)機器人的銷售量經(jīng)過 20232023年兩年的下降后，2023年市場出現(xiàn)轉機，大幅上漲了 25%。 2023年工業(yè)機器人在日本的安裝數(shù)量繼續(xù)上漲，達到 37100套，較 2023年增加 17%。就行業(yè)分析， 2023年日本汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)的工業(yè)機器人安裝數(shù)量激增，分別比上年增長 42%和 64%。 2023年韓國工業(yè)機器人的安裝數(shù)量也增長了 17%，主要原因在于汽車工業(yè)對機器人的投資增加。亞洲市場其他國家，包括中國、印度、印尼、馬來群島、菲律賓共和國、新加坡、泰國和臺灣地區(qū)，工業(yè)機器人安裝數(shù)量平均增長 125%，但這些市場規(guī)模相對較小。 北美 在北美（美國、加拿大、墨西哥）， 2023年工業(yè)機器人的安裝數(shù)量較上年增加 6%，達到 13400套，創(chuàng)出了工業(yè)機器人的最高銷售紀錄。北美工業(yè)機器人的銷售量在 2023年達到頂峰 13000套后， 20232023年間下滑到不到 10000套。到了 2023年，銷售額開始出現(xiàn)恢復性上漲，較 2023年增加 28%，達到 12700套。 2023，北美成為全球工業(yè)機器人第二大市場，落后于日本，領先于德國。汽車零部件制造商和其他工業(yè)成為北美地區(qū)工業(yè)機器人安裝數(shù)量增加的貢獻者，而汽車制造商卻并未增加對工業(yè)機器人的投資。 歐洲 在歐洲， 2023年工業(yè)機器人安裝量增長 18%，為 30600套，2023年繼續(xù)增長 3%，為 31600套。在 2023年時，市場出現(xiàn)了下滑，下跌 15%，為 26700套。 2023年開始市場開始恢復，小幅增長 4%，為 27800套。 2023年繼續(xù)小幅增長 5%，達到 29300套。歐洲汽車工業(yè)總體上來說，是使用工業(yè)機器人最大用戶， 2023年比上年增長 5%。汽車業(yè)中的汽車零部件供應商的工業(yè)機器人安裝量增長 23%，終端汽車制造商卻下降 6%。其他工業(yè)中，化學工業(yè)工業(yè)機器人安裝量增長 72%，機械工業(yè)增長 22%，食品工業(yè)增長 24%。在歐洲，食品工業(yè)機器人的安裝數(shù)量比美國和亞洲來得多。歐洲食品工業(yè)機器人占 3%的份額，而美國和亞洲則低于 1%。 二、全球工業(yè)機器人發(fā)展趨勢及展望 歐洲和北美迅速趕超日本 20世紀 90年代早期，歐洲和北美多功能工業(yè)機器人的安裝量僅為日本工業(yè)機器人（所有類型）的 25%和 7%。根據(jù)日本更精確的統(tǒng)計報告， 20232023年間，在歐洲安裝的多功能工業(yè)機器人的數(shù)量超過了日本。但到了 2023年，日本市場再一次超過了歐洲。 目前運行的工業(yè)機器中，歐洲和北美的工業(yè)機器人數(shù)量也在不斷增長，歐洲運行的工業(yè)機器人數(shù)量從 1994年占日本的 34%上升至 2023年的 78%。北美則從 13%上升至 34%。 全球運行的工業(yè)機器人數(shù)量統(tǒng)計 從 20世紀 60年代末至 2023年底，全球累計銷售的工業(yè)機器人數(shù)量為 1500000套。目前很多老的工業(yè)機器人已經(jīng)無法工作了。現(xiàn)在運行的工業(yè)機器人的實際數(shù)量要小于這個數(shù)字。 UNECE和IFR估計，至 2023年底，全球運行的工業(yè)機器人數(shù)量在最小值848000套至最大值 1120230套之間。 最大值是基于工業(yè)機器人 12年的工作年限得出的，UNECE/IFR研究表明工業(yè)機器人的實際使用年限可能達到 15年，達到 1120230套。與 2023年相比， 2023年運行工業(yè)機器人最小值為 848000套比 2023年增加 6%。日本工業(yè)機器人的數(shù)據(jù)幾乎占到全球的一半，主要是因為日本工業(yè)機器人的統(tǒng)計口徑是所有型號的工業(yè)機器人。其市場份額也在迅速縮小。 表 1： 20232023多功能工業(yè)機器人的安裝和運行數(shù)量及 2023年的預測 年度安裝數(shù)量 年底運行數(shù)量 國家 2023 2023 2023 2023 2023 2023 美洲 12,957 13,674 16,800 115,384 125,235 159