工業(yè)機器人技術特點和工業(yè)機器人技術趨勢

導讀

目前，工業(yè)機器人技術正朝著模糊控制、智能化、通用化、標準化、模塊化、高精化、網(wǎng)絡化及自我完善和修復能力等方向進行研發(fā)。

工業(yè)機器人技術特點

一般來說，工業(yè)機器人由3大部分6個子系統(tǒng)組成。3大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。6個子系統(tǒng)可分為機械結構系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

根據(jù)上述結構涉及到的技術，總結出工業(yè)機器人技術主要有三大特點：一是工業(yè)機器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應用開發(fā)等先進制造技術于一體，通過對過程實施檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，實現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高品質、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染，是工業(yè)自動化水平的最高體現(xiàn)；

二是工業(yè)機器人與自動化成套裝備具備精細制造、精細加工以及柔性生產(chǎn)等技術特點，是繼動力機械、計算機之后，出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具，是實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡化以及智能化的重要手段；

三是工業(yè)機器人與自動化成套技術，融合了多項學科，涉及多項技術領域，包括工業(yè)機器人控制技術、機器人構建有限元分析、激光加工技術、智能測量、建模加工一體化、工廠自動化以及精細物流等先進制造技術，技術綜合性強。

工業(yè)機器人技術現(xiàn)狀

截至2018年6月12日，工業(yè)機器人技術專利申請總量達到23054項。其中，發(fā)明專利數(shù)最多，達到9946項，占比為43.14%；實用新型專利數(shù)其次，為8331項，占比為36.14%；外觀、發(fā)明授權專利數(shù)占比分別為8.90%、11.82%。

從申請專利數(shù)量來看，2007-2017年，我國工業(yè)機器人專利申請數(shù)量總體上呈上升的趨勢。2014-2016三年間，專利申請數(shù)量大幅增多；到2017年，工業(yè)機器人專利申請數(shù)量達到5608項。

從公開專利數(shù)量來看，2007-2017年，我國工業(yè)機器人專利公開數(shù)量總體上呈趨勢。2017年，我國工業(yè)機器人專利公開數(shù)量為6012項，達到近年來最大值；截至2018年6月，專利公開數(shù)量為3631項。

(注：2018年數(shù)據(jù)截至6月)

截至2018年6月，從我國工業(yè)機器人專利技術構成來看，B25J(機械手；裝有操縱裝置的容器)專利申請數(shù)量排名第一，為7074項，占比達到26.63%；B23K(釬焊或脫焊；焊接；用釬焊或焊接方法包覆或鍍敷；局部加熱切割，如火焰切割；用激光束加工)專利申請數(shù)排名第二，專利數(shù)量為1594項，占比為6.00%；其余技術占比均在5%以下。

工業(yè)機器人技術趨勢

目前，工業(yè)機器人技術正朝著模糊控制、智能化、通用化、標準化、模塊化、高精化、網(wǎng)絡化及自我完善和修復能力等方向進行研發(fā)。

首先，模糊控制是利用模糊數(shù)學的基本思想和理論的控制方法。對于復雜的系統(tǒng)，由于變量太多，用傳統(tǒng)控制模型難以正確描述系統(tǒng)的動態(tài)，此時便可以用模糊數(shù)學來處理這些控制問題。未來機器人的特點在于其具有更高的智能。隨著計算機技術、模糊控制技術、專家系統(tǒng)技術、人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術和智能工程技術等高新技術的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人的工作能力將會突破性的提高及發(fā)展。

其次，工業(yè)機器人的組件及構件實現(xiàn)通用化、標準化、模塊化是降低成本的重要途徑之一。

第三，隨著制造業(yè)對機器人要求的提高，開發(fā)高精度工業(yè)機器人是必然的發(fā)展結果。

第四，目前應用的機器人大多僅實現(xiàn)了簡單的網(wǎng)絡通訊和控制，如何使機器人由獨立的系統(tǒng)向群體系統(tǒng)發(fā)展，使遠距離操作監(jiān)控、維護及遙控是目前機器人研究中的熱點之一。

最后，機器人應該具有自我修復的能力，才能更好地避免因為突發(fā)狀況導致的生產(chǎn)停頓。當出現(xiàn)錯誤指令時應該自己進行報警或調(diào)試;當元器件損壞時可以自我進行修復。