浅析工业机器人技术特点、现状及趋势

工业机器人由3大部分6个子系统组成。3大部分是机械部分、传感部分和控制部分。6个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。

工业机器人技术特点

一般来说，工业机器人由3大部分6个子系统组成。3大部分是机械部分、传感部分和控制部分。6个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。

根据上述结构涉及到的技术，总结出工业机器人技术主要有三大特点： 一是工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体 ，通过对过程实施检测、控制、优化、调度、管理和决策，实现增加产量、提高品质、降低成本、减少资源消耗和环境污染，是工业自动化水平的最高体现；

二是工业机器人与自动化成套装备具备精细制造、精细加工以及柔性生产等技术特点 ，是继动力机械、计算机之后，出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具，是实现生产数字化、自动化、网络化以及智能化的重要手段；

三是工业机器人与自动化成套技术，融合了多项学科，涉及多项技术领域 ，包括工业机器人控制技术、机器人构建有限元分析、激光加工技术、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化以及精细物流等先进制造技术，技术综合性强。

工业机器人技术现状

截至2018年6月12日，工业机器人技术专利申请总量达到23054项。其中，发明专利数最多，达到9946项，占比为43.14%；实用新型专利数其次，为8331项，占比为36.14%；外观、发明授权专利数占比分别为8.90%、11.82%。

从申请专利数量来看，2007-2017年，我国工业机器人专利申请数量总体上呈上升的趋势。2014-2016三年间，专利申请数量大幅增多；到2017年，工业机器人专利申请数量达到5608项。

从公开专利数量来看，2007-2017年，我国工业机器人专利公开数量总体上呈趋势。2017年，我国工业机器人专利公开数量为6012项，达到近年来最大值；截至2018年6月，专利公开数量为3631项。

截至2018年6月，从我国工业机器人专利技术构成来看，B25J(机械手；装有操纵装置的容器)专利申请数量排名第一，为7074项，占比达到26.63%；B23K(钎焊或脱焊；焊接；用钎焊或焊接方法包覆或镀敷；局部加热切割，如火焰切割；用激光束加工)专利申请数排名第二，专利数量为1594项，占比为6.00%；其余技术占比均在5%以下。

工业机器人技术趋势

目前，工业机器人技术正朝着模糊控制、智能化、通用化、标准化、模块化、高精化、网络化及自我完善和修复能力等方向进行研发。

首先，模糊控制是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。 对于复杂的系统，由于变量太多，用传统控制模型难以正确描述系统的动态，此时便可以用模糊数学来处理这些控制问题。未来机器人的特点在于其具有更高的智能。随着计算机技术、模糊控制技术、专家系统技术、人工神经网络技术和智能工程技术等高新技术的不断发展，工业机器人的工作能力将会突破性的提高及发展。

其次，工业机器人的组件及构件实现通用化、标准化、模块化是降低成本的重要途径之一。

第三，随着制造业对机器人要求的提高，开发高精度工业机器人是必然的发展结果。

第四，目前应用的机器人大多仅实现了简单的网络通讯和控制， 如何使机器人由独立的系统向群体系统发展，使远距离操作监控、维护及遥控是目前机器人研究中的热点之一。

最后，机器人应该具有自我修复的能力，才能更好地避免因为突发状况导致的生产停顿。当出现错误指令时应该自己进行报警或调试;当元器件损坏时可以自我进行修复。