机器人轻量化等配套技术促进工业机器人产业发展[范文大全]

第一篇：机器人轻量化等配套技术促进工业机器人产业发展

机器人轻量化等配套技术促进工业机器人产业发展

机器人轻量化、机器人配备视觉识别功能等配套技术推动了工业机器人应用和发展。

事实上，出现这样的“机器人热”并非偶然。一方面，国内劳动力成本不断上升，相比之下，原本定位高端的工业机器人越来越成为令制造企业能够接受的选择;另一方面，随着国内制造业产业升级的步伐加快，对于生产的质量、速度、效率等指标的要求不断提高，而工业机器人所具有的高精度、高速度等优势性，也无疑是人工所不能比拟的。

据IFR统计，中国将会在2014年成为全球工业机器人市场需求量最大的市场，而最为受益的却是外资品牌。目前，国内工业机器人市场依旧受制于人，民族品牌的影响力差、用户认可度不高成为工业机器人发展所面临的瓶颈，如何突破工业机器人发展瓶颈，成为每个工业机器人企业和个人所要思考的问题。“品牌创造价值”中国工业机器人十大评选活动目前正在火热投票中，本次十大评选活动旨在提升民族工业机器人的品牌影响力以及市场竞争力，通过慧聪网媒体平台打造工业机器人行业最具影响力的行业盛宴，助力民族工业机器人品牌崛起。

第二篇：浅谈工业机器人

苏 州 市 职 业 大 学

课程报告

名 称

现代制造技术

院

系

机电工程学院

班

级

12机电3班

姓

名

戴

亮

学

号

125307306

浅谈工业机器人

戴 亮

（苏州市职业大学机电工程学院机电一体化专业

机电一体化12级3班）

【摘要】：

本文对工业机器人的定义和所涉及到的技术进行了概述，然后从其组成及分类、控制技术、发展历程、现状、发展前景、产业发展模式以及主要研究内容进行了系统的阐述，最后分析了其在生产生活中的应用。

【关键词】：发展

现状

前景

应用

序言

工业机器人是生产过程中的关键设备，可用于安装、制造、检测、物流等生产环节，并广泛应用于汽车及汽车零部件、电气电子、化工、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业，应用领域广泛。

近年来，工业机器人的应用越来越广泛，种种迹象表明工业自动化时代已经到来，工业机器人极有可能成为下一个迎来爆发式增长的新兴产业。另一方面，中国工业机器人产业正处于前所未有的机遇期，政策红利、工业转型升级需求释放等机遇叠加，但中国工业机器人产业化发展却不尽如人意，产业化进程发展缓慢。

一、工业机器人的定义及技术概述

1.定义

工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机，是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备。2.技术概述

机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。

二、工业机器人的组成及分类

1.工业机器人的组成

工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构组成。（1）执行机构

执行机构是一组具有与人手脚功能相似的机械机构，俗称操作机，通常由手部、腕部、臂部、机身、机座及行走机构组成。（2）控制系统

控制系统是机器人的大脑，控制与支配机器人按给定的程序动作，并记忆人们示教的指令信息，如动作顺序、运动轨迹、运动速度等，可再实现控制所储存的示教信息。（3）驱动系统

驱动系统是机器人执行作业的动力源，按照控制系统发出的控制指令驱动执行机构完成规定的作业。常用的驱动系统有机械式、液压式、气动式以及电气驱动等不同的驱动形式。（4）位置检测装置

通过附设的力、位移、触觉、视觉等不同的传感器，检测机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制系统，以便执行机构以一定的精度和速度达到设定的位置。

2.工业机器人的分类

机器人的分类方法有很多，这里仅按机器人的结构形式、驱动方式以及系统功能进行分类。

（1）按结构形式分类

①直角坐标机器人 ②圆柱坐标机器人 ③球坐标机器人 ④关节机器人（2）按驱动方式分类

①气压传动机器人 ②液压传动机器人 ③电气传动机器人（3）按系统功能分类

①专用机器人 ②通用机器人 ③示教再现式机器人 ④智能机器人

三、工业机器人的控制技术

1.工业机器人控制系统的分类

（1）按照控制回路的不同分，可分为开环系统和闭环系统。

（2）按照控制系统的硬件分，可分为机械控制、液压控制、射流控制、顺序控制、计算机控制。

（3）按自动化程度分，可分为顺序控制系统、程序控制系统、自适应控制系统、人工智能系统。

（4）按编程方式分，可分为物理设置编程控制系统、示教编程控制系统、离线编程控制系统。

（5）按机器人末端运动控制轨迹分，可分为点位控制和连续轮廓控制。2.工业机器人的位置伺服控制（1）关节伺服控制

关节伺服控制是以大多数非直角坐标机器人为控制对象，它把每一个关节作为单独的单输入单输出系统来处理，且独立构成一个个伺服系统。这种关节伺服

结构简单，目前大部分关节机器人都由这种关节伺服系统来控制。以前这种伺服系统通常采用模拟电路构成，而随着微电子和信号处理技术的发展，关节伺服控制系统已普遍采用了数字电路形式。（2）坐标伺服控制

由于关节伺服控制结构简单，被较多的机器人所采用，但在三维空间对手臂进行控制时，很多场合都要求直接给定手臂末端运动的位置和姿态，而关节伺服控制系统中的各个关节是独立进行控制的，难以预测有各个关节实际控制结果所得到的末端位置状态的响应，且难以调节各个关节伺服系统的增益。因而，将末端位置矢量作为指令目标值所构成的伺服控制系统，称为作业坐标伺服系统。3.工业机器人的自适应控制（1）模型参考自适应控制

这种方法控制器的作用是使得系统的输出响应趋近于某指定的参考模型，因而必须设计相应的参数调节机构。Dubowsky等人在这个参考系统中采用二维弱衰减模型，然后采用最陡下降法调整局部比例和微分伺服可变增益，使实际系统的输出和参考模型的输出之差为最小。然而该方法从本质上忽略了实际机器人系统的非线性项和耦合项，是对单自由度的单输出系统进行设计的。此外，该方法也不能保证适用于实际系统时调整律的稳定性。（2）自校正适应控制

自校正适应控制由表现机器人动力学离散时间模型各参数的估计机构与用其结果来决定控制器增益或控制输入的部分组成，采用输入输出数与机器人自由度相同的模型，把自校正适应控制法用于机器人。

四、工业机器人的发展

1.工业机器人的诞生至今（1）工业机器人的诞生

日本是当今的工业机器人王国，既是工业机器人的最大制造国也是最大消费国，但实际上工业机器人的诞生地是美国。机器人的启蒙思想其实很早就出现了，1920年捷克作家卡雷尔·恰佩克发表了剧本《罗萨姆的万能机器人》，剧中叙述了一个叫做罗萨姆的公司将机器人作为替代人类劳动的工业品推向市场的故事，引起了世人的广泛关注。于是在1959年美国的一家汽车公司，工业机器人应运而生。美国人英格伯格和德奥尔制造出了世界上第一台工业机器人，他们发现可以让机器人去代替工人一些简单重复的劳动，而且不需要报酬和休息，任劳任怨。接着他们两人合办了世界上第一家机器人制造工厂，生产工业机器人。（2）工业机器人在日本发展

与此同时，十九世纪七十年代的日本正面临着严重的劳动力短缺，这个问题已成为制约其经济发展的一个主要问题。毫无疑问，在美国诞生并已投入生产的工业机器人给日本带来了福音。1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进机器人及技术，建立生产厂房，并于1968年试制出第一台日本产机器人。经过短暂的摇篮阶段，日本的工业机器人很快进入实用阶段，并由汽车业逐步扩大到其它制造业以及非制造业。1980年被称为日本的“机器人普及元年”，日本开始在各个领域推广使用机器人，这大大缓解了市场劳动力严重短缺的社会矛盾。再加上日本政府采取的多方面鼓励政策，这些机器人收到了广大企业的欢迎。1980-1990年日本的工业机器人处于鼎盛时期，后来国际市场曾一度转向欧洲和北美，但日本经过短暂的低迷期又恢复其昔日的辉煌。

1993年末，全世界安装的工业机器人有61万台，其中日本占60%，美国占8%，欧洲占17%，俄罗斯和东欧占12%。是什么使得日本的工业机器人产业有如此快速的发展，现理出几点原因：

① 根本原因是日本的基本国情，人口少，劳动力严重短缺。日本每年的人口增长率在1.1%左右，而日本人都想接受高等教育导致其劳动力的增长速度却始终停留在0.7%。为了满足国民经济3%的增长要求，必须提高生产效率。

② 1973年十月爆发的第一次石油危机提高了劳动力成本，日本政府不得不鼓励私营企业向自动化领域投资，提高生产效率，以抑制由石油危机带来的成本型通货膨胀。

③ 工业机器人可以代替劳动者从事可能危害身体健康的劳动，避免了大量 的工伤事故和职业病，受到了人们的欢迎。

④ 日本自80年代起就采用推动工业机器人的普及和促进研究与发展的政策。

（3）工业机器人在世界其他主要国家的发展

美国是工业机器人的诞生地，基础雄厚，技术先进。现今美国有着一批具有国际影响力的工业机器人供应商，像Adept Technologe、American Robot、Emersom Industrial Automation 等。

德国工业机器人的数量占世界第三，仅次于日本和美国，其智能机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。目前在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人经推广应用成为主流安装机型，而第三代智能机器人已占有一定比重并成为发展的方向。

世界上的机器人供应商分为日系和欧系。瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并traflla喷漆机器人公司后，其机器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。

德国的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上几家顶级工业机器人制造商之一。1973年研制开发了KUKA的第一台工业机器人。年产量达到一万台左右。所生产的机器人广泛应用在仪器、汽车、航天、食品、制药、医学、铸造、塑料等工业，主要用于材料处理、机床装备、包装、堆垛、焊接、表面休整等领域。

意大利COMAU公司从1978年开始研制和生产工业机器人，至今已有30多年的历史。其机器人产品包括Smart系列多功能机器人和MASK系列龙门焊接机器人。广泛应用于汽车制造、铸造、家具、食品、化工、航天、印刷等领域。

日系是工业机器人制造的主要派系，其代表有FANUC、安川、川崎、OTC、松下、不二越等国际知名公司。2.工业机器人的现状

联合国欧洲经济局（UNECE）估计，2004年全球至少安装了10万台新的工业机器人。其中：欧盟31100台(比2003年增加15％，但比2001年的记录仅增加1％)；北美16100台(比2003年增加27％，比2000年的记录高24％)；亚洲51400台，主要在日本，但中国市场增长迅速(比2003年增长24％)。据电气和电子工程师协会（IEEE）统计，至2008年底，世界各地已经部署了100万

台各种工业机器人。其中，日本机器人数量据世界首位。他们的算法基于制造工人与机器人的比例，即每万名工人拥有多少台制造机器人。其中日本的工业机器人密度达到了世界平均水平的10倍，也比排在第二位的新加坡多出了一倍。其中日本每万名工人拥有295台工业机器人，新加坡169台，韩国164台，德国163台。虽然排在前三位的国家都在亚洲，不过欧洲却是世界上工业机器人密度最大的地区。欧洲国家工业机器人密度为每万名工人50台，美洲为平均31台，亚洲平均27台。3.工业机器人的发展前景

在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。

机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。电气和电子工程师协会（IEEE）的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。1990年10月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会，并在这次大会上通过了一个文件，把工业机器人分为四类：⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业，如焊接、喷漆等；⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人；⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。

4.工业机器人的产业发展模式

纵观世界各国发展工业机器人产业的过程，可归纳为三种不同的发展模式，即日本模式、欧洲模式和美国模式。（1）日本模式

日本模式的特点是：各司其职，分层面完成交钥匙工程。即机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标，并由其子公司或社会上的工程公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统，并完成交钥匙工程。

（2）欧洲模式

欧洲模式的特点是：一揽子交钥匙工程。即机器人的生产和用户所需要的系统设计制造，全部由机器人制造厂商自己完成。（3）美国模式

美国模式的特点是：采购与成套设计相结合。美国国内基本上不生产普通的工业机器人，企业需要机器人通常由工程公司进口，再自行设计、制造配套的外围设备，完成交钥匙工程。（4）中国模式的走向

中国的机器人产业应走什么道路、如何建立自己的发展模式确实值得探讨。中国工程院在《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究总结报告》中认为，我国应从“美国模式”着手，在条件成熟后逐步向“日本模式”靠近。

五、工业机器人的主要研究内容

1.示教再现型工业机器人产业化技术研究

（1）关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计。

（2）柔性仿形喷涂机器人开发：柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发，整机安全防爆、防护技术开发，高速喷杯喷涂工艺研究。（3）焊接机器人（把弧焊与点焊机器人作为负载不同的一个系列机器人，可兼作弧焊、点焊、搬运、装配、切割作业）产品的标准化、通用化、模块化、系列化设计。

（4）弧焊机器人用激光视觉焊缝跟踪装置的开发：激光发射器的选用，CCD成象系统，视觉图象处理技术，视觉跟踪与机器人协调控制。（5）焊接机器人的离线示教编程及工作站系统动态仿真。

（6）电子行业用装配机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计。（7）批量生产机器人所需的专用制造、装配、测试设备和工具的研究开发。2.智能机器人开发研究

（1）遥控加局部自主系统构成和控制策略研究

包括建模－遥控机器人模型，人行为模型，人控制动态建模，图形仿真建模，虚拟工具和虚拟传感器建模；以人为主体的人机共享规划与控制；局部自治控制；多传感融合技术；双向力反应控制；知识库的建立，学习与推理方法；人机交互的高级控制技术；虚拟现实（VR）控制与真实世界控制的相互关系；监控系统的结构。

（2）智能移动机器人的导航和定位技术研究

包括导航和定位系统的系统结构；在结构环境或非结构环境中导航和定位方法研究；感知系统的传感器和信息处理系统的构成；根据传感器数据建立环境模型的方法；模糊逻辑的推理方法用于移动机器人导航的研究。（3）面向遥控机器人的虚拟现实系统

包括人机交互图形生成及其程序设计；遥控机器人（载体和机械手）几何动态图形建模；遥控操作环境图形建模；遥控机器人操作与数据的获取；虚拟传感器及基于虚拟传感器的双向力反应、反馈控制；面向任务的虚拟工具；基于虚拟现实的遥控操作的理论与方法；基于VR模型操作和真实世界操作的可切换、相容性和可交换性；VR监控系统。（4）人机交互环境建模系统

包括CAD建模中的人机交互技术；求知模型工件的反示过程中的交互技术；机器人与环境的布局及功能验证中的交互技术；传感器数据处理中的交互技术；机器人标定、运动学建模、动力学建模中的交互技术。（5）基于计算机屏幕的多机器人遥控技术

包括三维立体视觉建模；模型的计算机显示；遥控机器人模型的控制；人机接口；网络通讯。

3.机器人化机械研究开发

（1）并联机构机床（VMT）与机器人化加工中心（RMC）开发研究

包括VMT与RMC智能化结构实现技术；VMT与RMC关键传动实现技术；VMT与RMC加工、装配、摆放、涂胶、检测作业技术；VMT与RMC监控检测技术开发；VMT与MRC智能化开式CMC控制系统开发；系统软件和应用软件开发；智能化机构、材料机电一体化技术；作业状态变量智能化传感技术；机电一体化的多功能及灵巧作业终端；通用智能化开式CNC控制硬软件系统；并联机构运动学及动力学理论；RMC智能控制理论；VMT与RMC典型应用工程开发。

（2）机器人化无人值守和具有自适应能力的多机遥控操作的大型散料输送设备

包括散料输送系统监控和遥控操作的传感器融合和配置技术；采用智能传感器的现场总线技术；机器人运动规划在等量堆取料、自主操作中的应用；基于广域网的远程实时通讯；具有监测和管理功能的故障诊断系统。4.以机器人为基础的重组装配系统（1）开放式模块化装配机器人

包括通用要素的提取；专用件标准化；装配机器人模块CAD设计；通用主流计算机构造的控制器；人机界面方式；网络功能。（2）面向机器人装配的设计技术

包括数字化装配与CAD集成技术；产品机器人化装配规划生成技术；产品可装配性模糊评价。

（3）机器人柔性装配系统设计技术

其中单元技术：供料系统智能化设计、末端执行器快速执行、物流传输及其控制与通讯；集成技术：柔性装配线仿真软件、管理系统。（4）可重构机器人柔性装配系统设计技术

开展基于任务和环境的动态重构机器人柔性装配系统理论研究；系统基于自治体（Agent）的分布式控制技术及系统各单元体间的协作规划。（5）装配力觉、视觉技术

包括高精度、高集成化六维腕力传感技术；视觉识别与定位技术。（6）智能装配策略及其控制

包括装配状态实时检测和监控；装配顺序和路径智能规划及控制技术。5.多传感器信息融合与配置技术

（1）机器人的传感器配置和融合技术在水泥生产过程控制和污水处理自动控制系统中的应用

包括面向工艺过程的多传感器融合和配置技术；采用智能传感器的现场总线技术；面向工艺要求的新型传感器研制。（2）机电一体化智能传感器

包括具有感知、自主运动、自清污（自调整、自适应）的机电一体化传感器研究；面向工艺要求的运动机构设计、实现检测和清污的自主运动；调节控制系统；

机器人机构和控制技术在传感器设计中的应用。

六、工业机器人在生产生活中的应用

所谓工业机器人，就是具有简单记忆和可变控制程序的自动机械。它是在机械手的基础上发展起来的，国外称为industrial robot。工业机器人的出现将人类从繁重单一的劳动中解放出来，而且它还能够从事一些不适合人类甚至超越人类的劳动，实现生产的自动化，避免工伤事故和提高生产效率。随着世界生产力的发展，必然促进相应科学技术的发展。工业机器人能够极大地提高生产效率，已经广泛地进入人们的生活生产领域。

1.提高自动化生产效率和自动化程度：据美国J.B Day通过大量的定后发现：在生产过程中，机器人在机床或其它设备上做上下料工作，以及在设备之间做短途搬运工作所花时间占了整个生产时间的80%以上，搬运费占了加工费的30%-40%，而且有85%的生产事故发生在搬运上，因此工业机器人的使用解决了很多难题。2.直接从事广泛的生产劳动：例如喷漆、焊接、热处理、冶炼、电镀、冲压、注塑成型、砂型铸造以及锻造等。比如我国滩坊砖厂制造了一只有260个指头的机械手。

3.进行严谨的物品装配：通过图纸识别零件并加以组装，首先取得成功的是美国加利福尼亚的斯坦福大学。此外还有日本日立制作的Hivip，列宁格勒的“变压器装配小组”。

4.仓库管理自动化：最早出现在法国，现已遍及世界各地，例如芬兰的汉基亚公司（汉基亚仓库是欧洲十大仓库之一）。

5.从事特殊环境下的劳动：核辐射、无毒气氛、强噪声、超低温或高温环境等不合适人工作的环境，甚至超越人能力范围的环境。比如用于发现输油管裂缝的机器人，日本生产了一种用于救火的“神奈川”机器人。

6.从事教育卫生等服务：例如美国Centurion公司生产的“机器人教师”已成功为学生开设了“逻辑学”、“概率论”等课程，美国德克萨斯仪表公司制造的微型翻译机器人，日本稻田大学研究出的“乳腺检诊机器人”。

参考文献：

【1】 王握文.世界机器人发展历程[J].国防科技, 2001,(01)【2】 陈爱珍.日本工业机器人的发展历史及现状[J].机械工程师, 2008,(07)【3】 陈爱珍.国内外机器人的发展现状[J].机械工程师, 2008,(07)【4】 陈佩云.日本振兴工业机器人的政策[J].机器人技术与应用, 1994,(01)【5】 陈佩云.与应用, 1994 我国工业机器人技术发展的历史_现状与展望[J].机器人技术

第三篇：工业机器人的发展

工业机器人的发展

班级：07机械2班 姓名：陈明洁 学号：200730861235

摘要：工业机器人在现在制造技术中起着举足轻重的作用。本文介绍了国内工业机器人的发展现状，指出了我国工业机器人产业化发展影

响因素，阐述了工业机器人技术的发展趋势。引言

机器人学是一门综合性的新兴学科，它涉及机械工程学、电器工程学、微电子工程学、计算机工程学、控制工程学、信息传感工程学、声学工程学、仿生学以及人工智能工程学等多门尖端学科。工业机器人是机器人学的一个分支，它代表了机电一体化的最高成就。随着科学技术的不断发展，工业机器人已成为柔性制造系统、自动化工厂、计算机集成制造系统的自动化工具。广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量和数量，而且对于保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，对促进我国制造业的崛起有着十分重要的意义。

2工业机器人的发展现状

我国工业机器人起步于20世纪70年代初期过30多年的发展，大致可以分为3各阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期，90年代的实用化期。在高技术发展的推动下，随着改革开放方针的实习，我国机器人技术的发展得到政府的重视和支持。在80年代中期，国家组织了对工业机器人需求的行业调研，结果表明，对第一代工业机器人的需求主要集中在汽车行业（占总需求的60~70%）。在众多专家的建议和规划下，于“七五”期间，由机电部主持，中央各部委、中科院及地方科研院所和大学参加，国家投入相当资金，进行了工业机器人基础技术、基础元器件、几类工业机器人整机及应用工程的开发研究。经过五年攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术（包括机械手、控制系统、驱动转动单元、测试系统的设计、制造、应用和小批量生产的工艺技术等）的开发，研制出喷漆，弧焊，点焊和搬运等作业机器人整机，几类专用和通用控制系统及几类关键元部件的主要性能指标达到80年代初国外同类产品的水平，并且形成小批量的生产能力。经过80年代尤其是后五年的努力，我国的工业机器人技术发展基本上可以立足国内。90年代中期，国家已选择以焊接机器人的工程应用为重点进行开发研究，从而迅速掌握焊接机器人应用工程成套开发技术、关键设备制造、工程配套、现场运行等技术。目前已有500台左右的焊接机器人分布于大陆各大中城市的汽车、摩托车、工程机械等制造业，其中55%左右为弧焊机器人，45%左右为点焊机器人，已建成的机器人焊接

柔性生产线5条，机器人焊接工作站300个。90年代后半期是实现现国产机器人的商品化，为产业化奠定基础的时期。目前，我国（指大陆地区，不包括港、台、澳）工业机器人数量只有约2500台，还没达到1997年新加坡（3000多台）和我国台湾省（5000多台）的水平。产业化是我国工业机器人发展的必由之路从国内外的现状分析可以看出，我国的工业机器人的装机台数和技术水平与国外还有一定的差距。随着我国加入世界贸易组织（WTO），我国的机器人产业将面临着新的发展机遇和来自国外的挑战。要把握这一机遇，迎接挑战，取得快速发展的必由之路是走产业化道路。

3.1 产业化的影响因素

1）市场方面我国大力推行国企改革，推行市场经济，工业企业

大都在进行重组，并正用先进制造技术来改造传统的生产方式，提高基层的柔性生产水平是技术改造的重点。大量的企业进行产品转型生产夏改造与扩建为机器人提供了市场，企业可毫无顾虑的在人与机器人之间做出选择，以获得高质量、高效率、低成本的产品。同时，生产的全球化和竞争的国际化，以及产品的个性化不断发展创新，要求许多行业必须使用机器人和机械手才能参与国际市场的竞争，包括气沉、家用电器制造业等行业。这些行业目前使用的机器人太少，将成为机器人未来潜在的巨大市场。机器人价格将大幅度降低。最近几年，机器人本身的价格下降了30%，随着高速处理器、大功率晶体管和永磁电机的高速发展，机器人同计算机一样，功能越来越强，结构越来越简单，而价格越来越低，机器人日益成为大众化的具有广泛用途的机器，低价高性能使机器人在我国将具有非常好的前景。

2）技术方面

我国于 1972年开始研究工业机器人，上海、天津、北京、沈阳、哈尔滨、广州、昆明等研究单位和院校分别开发了固定程序、组合式、液压伺服型通用机器人，并开始了机构学、计算机控制应用技术的研究。我国的机器人研究开发工作虽然起步较晚，但在国家有关部门的支持和广大机器人学科技和教育工作者的努力下，进展较快。已在工业机器人、特种机器人和智能机器人各方面取得成绩，其中，国家 “863” 计划智能机器人主题的研究更是令人目，成果层出。这些成就已为发展工业机器人和智能机器人储备了许多重要的技术，跟踪了国际先进的机器人技术，将大大加快中国机器人产业化的进程。

3）人员方面

随着国内外机器人学的快速发展，国内许多大学开设了机器人学课程，很多硕士研究生和博士研究生在从事机器人的开发和研究工作同时，国家 “863” 计划从 ,1987 年开始实施以来，组织和培养了一支2000多人的机器人研究开发队伍。另外，国家正逐步制定必要的政策，吸引在机器人技术方面学有所长的留学人员回国服务。虽然这支队伍还不够大、也不够强，需要继续锻炼，发展壮大，但他们将成为机器人产业化的主力军。

4）观念方面

机器人能提供稳定的高效率与高质量的产品，是人无法提供的，尤其在生产节拍高的自动化生产线和恶劣的环境中，人无法取代机器人，市场日益全球化，不使用机器人，难以提高竞争力。中国人口众多，劳动力廉价，不需要机器人的观念正在改变。工业机器人的发展趋势

敏捷制造策略的提出，为工业机器人的发展提供了新的机遇。敏捷制造的基本思想是企业能迅速将其组织和装备重组，快速响应市场变化，生产出满足用户需求的个性化产品。敏捷制造要求企业底层的生产设备具有柔性和可动态重组的能力。机器人是一种具有高度柔性的自动化生产设备。如果我们站在更高的层次，将机器人视为一种有 “感知、思维和行动” 的机器，那么，敏捷生产设备就应当是新一代机器人化的机器。这将为工业机器人的发展提出更高的要求。

4．1）朝着标准化方向发展

提高运动速度和运动精度，减轻重量和减少安装占用空间，必将导致工业机器人功能部件的标准化和模块组合化（它可以分为机械模块、信息检测模块、和控制模块等），以降低制造成本和提高可靠性。近年来，世界各国注意发展组合式机器人。它是采用标准

化的组合件拼装而成的。目前，国外已经研制和生产了各种不同的标准组件。除了机器人用的各种伺服电机、传感器外，手臂、手腕和机身的结构也已经标准化了，如臂伸缩轴、臂升降轴、臂俯仰轴、臂摆动轴； 手腕旋转轴、摆动轴、固定台身、机座、移动轴等。

4.2）研究新型机器人结构

随着工业机器人作业精度的提高和作业环境的复杂化，应开发新型微动机构保证动作精度； 开发多关节、多自由度的手臂和手指，研制新型的行走机构等以适应复杂的作业的需要。

4.3）朝着智能化方向发展

在多品种，小批量生产的柔性制造自动化技术中，特别是机器人自动装配技术中，要求工业机器人对外部环境和对象物体有自适应能力，即具有一定的 “智能”，机器人的智能化是指机器人具有感觉、知觉等，即有很强的检测功能和判断功能。为此，必须开发类似人类感觉器官的传感器（如触觉传感器、视觉传感器、测距传感器等），发展多传感器的信息融合技术。通过各种传感器得到关于工作对象和外部环境的信息，以及信息库中存储的数据、经验、规划的资料，以完成模式识别，用 “专家系统” 等智能系统进行问题求解，动作规划。

4.4)研究机器人协作控制

先进制造技术的发展对协作机器人学的研究与发展起着积极的促进作用。随着先进制造技术的发展，工业机器人已从当初的柔性上、下料装置正在成为高度柔性、高效率和可重组的装配、制造和加工系统中的生产设备。在这样的生产线上，机器人是作为一个群体工作的，不论每个机器人在生产线上起什么作用，它总是作为系统中的一员而存在。因此，要从组成敏捷制造生产系统的观点出发，来研究工业机器人的进一步发展。而面向先进制造环境的机器人柔性装配系统和机器人加工系统中，不仅有多机器人的集成，还有机器人与生产线、周边设备、生产管理系统以及人的集成。因此，以系统的观点来发展新的机器人控制系统，有大量的理论与实践的工作要做。结束语

要缩短我国工业机器人应用及研究与国外的差距，必须利用自己的优势走产业化的发展道路。同时，在现代制造技术快速发展的今天，还必须在研究和开发上跟踪机器人技术的发展趋势。我国机器人产业要快速发展，不能只靠几家科研单位的单方面努力，机器人不应该只作为展览会上的表演者。研制单位必须与市场需求紧密结合，让机器人走进工厂和家庭，实现真正的产业化。同时，应当把发展机器人产业纳入政府重要产业政策中，引导和扶持企业进行产业和产品结构调整，加速机器人产业化进程。

第四篇：机器人产业发展概况

机器人产业概况

一、发展前景

近年来，不少国家将机器人发展纳入国家计划，美国《先进制造业国家战略计划》、欧盟SPARC民用机器人研发计划、“中国制造2025”、日本《机器人新战略》、韩国《机器人未来战略2022》等，纷纷将机器人纳入国家科技创新和产业发展的重点领域。机器人已成为新一轮科技革命与产业变革背景下世界各国产业竞争的焦点。

《中国制造2025》将机器人列为中国十大重点推动领域之一，而智慧型机器人更跃升为未来10年中国制造业发展转型升级的方针。2016 年3 月21 日，工业和信息化部、发改委、财政部等三部委联合印发了《机器人产业发展规划（2016-2020 年）》。规划提出了五年我国机器人产业的“两突破”、“三提升”；五年总体目标、具体目标；以及五项主要任务。

根据中国机器人产业联盟发布的数据，我国从2013年起连续两年成为全球第一大机器人消费市场，机器人使用量约占全球销量的1/4。目前，我国工业机器人使用密度仍然偏低。韩国是世界上使用工业机器人密度最高的国家，每一万名工人使用机器人437台，而我国仅有35台，远低于国际平均水平，潜力巨大。按照预测，2017年，我国将成为使用工业机器人数量最多的国家之一。到2020年，我国工业机器人年销量将达到15万台，保有量达到80万台；到2025年，工业机器人年销量将达26万台，保有量达180万台。到“十三五”末，我国机器人产业集群产值有望突破千亿元。

2015年全球服务机器人市场规模为85亿美元，工业机器人为123亿美元。2011-2015年，全球工业机器人年复合增速仅为8%，服务机器人为13%。服务机器人的市场规模最终将超越工业机器人，已成为业内共识，且大多预计赶超时间仅需三至五年。

据国外媒体报道，市场研究公司IDC在《全球商用机器人消费指南》（Worldwide Commercial Robotics Spending Guide）上发布预测报告称全球机器人行业及相关服务市场规模年复合增长率达17%，2019年行业规模将达到1354亿美元。而2015年机器人行业规模为710亿美元。新兴的机器人消费市场囊括了机器人系统采购、系统硬件支持、软件支持，机器人相关服务以及后期硬件维护等13个关键行业和52个细分市场。

二、发展现状

（一）全球机器人产业发展现状

全球机器人发展格局是一个美日欧三分天下，韩后发奋起直追的格局。机器人产业的发展需要深厚的工业基础和科技底蕴，日欧美先发优势明显。自20世纪80年代将机器人产业作为国家发展战略以来，日本一直将机器人作为优先发展方向，其所积累的经验和技术优势，为该产业的长远发展打下了良好基础。如今世界四大机器人企业巨头中，日本独占其二，发那科和安川电机在世界机器人市场的地位难以撼动。

欧洲工业基础雄厚，德国库卡、瑞士ABB在世界机器人四大企业中各占一席。为巩固领先地位，欧盟不仅在“第七个框架计划”和“地平线2020”项目中投入巨资用于机器人技术研发，还于2014年6月推出了全球最大的民用机器人研发计划“SPARC”。同时，德国以“智能工厂”为重心的“工业4.0计划”、英国首个官方机器人战略“RAS2020”以及法国“机器人发展计划”，皆彰显了占领机器人产业制高点的决心。

作为科技强国，美国虽有造出世界第一台工业机器人的荣耀，但由于当时对机器人前景看淡而没能持续发展，终被日欧赶超。知耻后勇的美国在2011年6月推出的“先进制造伙伴计划”中，明确指出要通过发展机器人重振制造业。依靠强大的工业基础和科技底蕴，近些年美国开始在机器人产业领域发力，百特、Adept等企业已有资本向传统四大机器人企业发起挑战。

韩国机器人产业近几年发展迅速。在2009年发布第一个机器人产业发展五年规划后，韩政府于2014年8月宣布了第二个智能机器人开发五年规划，希望通过技术与其他产业的融合实现机器人产业的扩张。韩国已成为世界机器人产业领域一股不可忽视的新生力量。

2014年世界前五大机器人供应国中，我国的机器人密度显著低于韩国、日本、德国、美国等国家，机器人的渗透率还处于较低水平，该比例也低于机器人密度的全球平均值62台/万人。

就汽车工业来看，日本和意大利分别达到1436和1299，德国为1130，法国1120台，西班牙950台，美国770台，瑞典630台，英国610台，我国仅141台(2011年我国汽车从业工人约为370万)，发展空间相当巨大。而2010年日本电子电器行业机器人密度则可以达到300台/万人左右。按照重庆市“十二五”产业发展规划，到2015年，重庆汽车产量将从现在占全国的12%增长到15%，电子方面也将达到年产1亿台笔记本的产能，产业工人达到100万人，预计未来重庆两大支柱产业工业机器人整机需求在4.5万台左右，市场规模将超过200亿元。同时，化工、装备制造、采矿等行业市场对数控机床和工业机器人组成的工业自动化生产线的需求越来越高，此类需求也将带动工业机器人需求的不断增多。

机器人及智能装备产业作为重庆市重点发展的十大战略性新兴产业之一，根据目前披露的信息来看，重庆作为中国最大的汽车生产地，最大的摩托车生产地，最大的笔记本电脑生产地，机器人市场潜力巨大。预计到2016年，重庆市重点行业装备智能化率将达到65%，智能制造装备产业规模达到250亿元，到2018年智能化率达到75%，产业规模达到400亿元，最终形成“整机+配套”、“研发+制造+服务”全产业链的智能制造装备产业集群。

（二）中国机器人产业发展现状

中国机器人产业已经形成四大区域集群。北部的环渤海地区、南部的珠三角、东部的长三角和中西部，均呈现出比较迅猛的发展势头。其中，环渤海科研机构扎堆，研发能力强；长三角、珠三角地区产业基础雄厚、市场空间大。

环渤海地区以北京、哈尔滨、沈阳为代表，科研实力较强，研究机构有中科院沈阳自动化研究所、哈工大、北航等，在机器人方面取得显著科研成果，具有人才培养优势。长三角地区的优势在于电子信息技术产业基础雄厚，这是发展机器人产业的必要条件。珠三角地区有规模庞大的制造业，生产线升级需求使得机器人应用有广阔的空间。而以武汉、长沙、重庆为代表中西部集聚区，则依托外部的科技资源，衍生出众多行业龙头企业。

2015年深圳市机器人企业435家，机器人产业产值约630亿元，同比增长31%。

目前，工业机器人主要服务于集成组装，应用最广泛的领域是汽车制造。2014年，全球工业机器人总销量为23万台，其中10万台应用于汽车行业。其他广泛使用机器人的行业还包括电子、金属、橡胶、食品、制药、化妆品等。

国内工业机器人大多集中于相对简单的搬运、码垛及家电、金属制造领域，在高精尖的多关节机器人仅占有10%、焊接机器人仅占有16%、汽车组装仅占有10%的市场份额，在产业链中偏低端且并未进入主流市场。

有超过六成的国内产工业机器人应用在搬运与上下料领域，其中用于塑料成型件的搬运与上下料机器人最多，其次是金属铸造的搬运与上下料和码垛的搬运与上下料。焊接和钎焊是国内产机器人应用的第二大领域，约占总销量的17%，其中主要以钎焊机器人为主。用于激光切割、机械切割、磨削、抛光等领域的加工类工业机器人销量增长较快，同比增速超过90%。

国内主要的工业机器人企业包括新松、广州数控、启帆、埃斯顿、新时达及遨博等。

据公开数据显示，目前工业机器人自动化的全球领导者为韩国。在此情况下，韩国的机器人密度超过全球平均值的7倍（478台），紧随其后的是日本（314台）和德国（292台）。美国目前的机器人密度是164台，居全球第七的位置。

仅达到全球均值的一半，居世界28位。在整体的全球统计中，这大致与葡萄牙（42台）或印度尼西亚（39台）相当。但在大约五年前，中国开始进行史无前例的追赶游戏以改变现状，现已成为世界上最大的工业机器人销售和增长市场。相关数据显示，中国2014年一年的机器人销售量为57100台，而此前从未达到这个数字。这种爆发式增长将在预测期内继续：2018年中国的机器人安装量的占比将超过世界的1/3。

第五篇：天津机器人产业发展

天津市机器人产业发展 三年行动方案（2018-2020年）

机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备，代表着未来智能装备的发展方向。推进机器人的应用和发展，对于改善劳动条件，提高产品质量和劳动生产率，带动相关学科发展和技术创新能力提升，促进产业结构调整、发展方式转变和工业转型升级具有重要意义。为贯彻落实好《中国制造2025》将机器人作为重点发展领域的总体部署，推进我国机器人产业快速健康可持续发展，特制定本行动方案，期限为2018-2020年。

一、发展现状

按国际机器人联合会（IFR）描述，机器人是自动执行工作的机器装置，包括控制、感知、执行三大模块，缺一不可。机器人分为工业机器人、服务机器人和特种机器人。工业机器人服务于工业生产过程，如焊接机器人、打磨机器人、装配机器人等；服务机器人服务个人或家庭，如助老助残机器人、康复机器人、清洁机器人、护理机器人、教育娱乐机器人；特种机器人服务于特殊环境，如核工业机器人、反恐机器人、军用机器人、救援机器人、医疗机器人。

机器人产业链包括核心零部件生产、机器人本体制造、系统集成以及行业应用四大环节。其中，核心零部件又包括减速器、控制器、驱动器、伺服电机和传感器。

机器人作为现代工业发展的重要基础，已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。同时，随着机器人需求快速增长，机器人产业发展也成为科技研发和经济增长的新亮点。

（一）我国机器人产业发展情况

由于机器人涉及学科门类较多，是现代科学综合水平体现，所以机器人是衡量国家创新能力和产业竞争力的重要标志之一。同时，机器人作为智能装备制造代表，大力发展有助于推动整个国家制造业提质增效，促进国家整体装备制造业产业升级，为经济发展注入强劲动力。我国大力发展机器人产业的意义重大。一是机器人技术的创新应用有利于推动我国智能产业的兴起；二是机器人产业应用促进我国工业制造业从人力密集型向自动化生产转型，提高生产效率，降低人口红利对产业发展的影响；三是机器人产业能够有效弥补我国逐步淘汰的高能耗、高污染产业带来的财政冲击。

在国家一系列政策的引导和支持下，我国机器人得到了一定发展。根据国际工业机器人联合会（IFR）的数据显示，2016年，全球工业机器人销量达到25.9万台，同比增长4.4%，增长速度有所放缓。其中，中国市场机器人年销量达到8.5万台，同比增长23.5%，占全球总销量的32.8%。2017年我国工业机器人产量首次突破10万台。预计到2019年，全球机器人销量将达到41.4万台，中国市场机器人销量可达28.5万台。全球制造业机器人密度（每万名工人使用工业机器人数量）平均值由5年前的50提高到66（工业发达国家机器人密度普遍超过200），我国机器人密度由5年前的11增加到36，预计到2020年，将升至150台/万人，挤进世界前十。

与此同时，服务机器人发展迅速，应用范围日趋广泛，以手术机器人为代表的医疗康复机器人形成了较大产业规模，空间机器人、仿生机器人和反恐防暴机器人等特种作业机器人实现了应用。

（二）天津市机器人产业发展现状 1．产业基础

天津装备制造业传承了近150年的历史积淀，特别是建国后历经半个多世纪发展，形成了具有一定规模和水平的制造业体系。2016年，我市装备制造业规模以上工业产值总计10978.8亿元，同比增长6.9%，占全市工业总产值37.3%。2017年我市机器人产业年产值达57亿元，较上一年增加近40%。我市装备工业逐步呈现出设计信息化、装备智能化、流程自动化、管理现代化的态势，为机器人产业发展提供良好生态环境。

目前，我市以机器人作为主营业务企业百余家，产品门类齐全，包括工业机器人、服务机器人、特种机器人，形成整机规模约30亿元，考虑相关软件、零部件及系统集成应用整体产业规模约100亿元。

2．技术条件和创新平台

我市现有机器人专家百余名，技术处全国领先水平。天津大学、南开大学、河北工业大学、中国民航大学、天津职业技术师范大学、天津中德应用技术大学等高校均建有机器人研究所，在机器人领域有较为深入的研究。

天津大学机器人与自主系统研究所（电气与自动化工程学院）和机械学院分别在视觉测控、医疗机器人、并联机器人等领域有深入研究，在国内保持领先地位。攻克复合想象动作信息解析与处理等技术，开发全球首台适用于全肢体中风康复的“纯意念控制”人工神经机器人系统；研发了具有中国完全自主知识产权的高速并联机器人关键技术，2016年获国家科技发明二等奖;自主研发微创手术机器人系统“妙手S”，已在湖南实现临床试验，部分指标已超越最高水平，填补了国内领域的空白。南开大学机器人与信息自动化研究所，下设机器人微纳级操作研究室等8个专业研究室，现有教授、海归等高级专业研发人员30余人，拥有 “智能机器人控制理论与方法网点开放实验室”，在机器人控制领域处国内领先地位。天津中德应用技术大学成立智能制造学院，设有机器人研究所，数控加工工艺研究所，与西安交通大学建设国家智能装备协同创新中心天津中德基地，联合固高科技有限公司着力研发工业机器人关键技术。

在国家京津冀一体化协同发展战略、天津建设全国先进制造研发基地大背景下，清华大学天津高端装备研究院、天津中科智能技术研究院有限公司、天津中科智能识别产业研究院、浙江大学滨海产业研究院等各地创新资源集聚天津，已经成为天津在高端装备领域的最重要研发机构。

3．应用环境 天津作为北方工业超大城市，工业基础雄厚。在汽车制造、电子信息、能源装备等工业机器人主要应用行业中，形成了全覆盖。

——汽车制造。目前天津拥有一汽丰田、一汽夏利、长城汽车、清源汽车等23家具有生产资质的整车企业，大众变速器、爱达变速器、天海同步、天汽模等二百多家零部件配套企业，形成从外资到内资、从加工制造到销售，从国际品牌到自主品牌的完整汽车链条，形成包括天津经济开发区、天津西青工业园区、天津武清汽车零部件产业园、天津专用汽车产业园在内的四大汽车制造产业聚集区。预计在十三五末期天津汽车产业将超过三千亿元，整车产量达到150万辆以上。

——电子信息产业。电子信息产业是天津支柱产业，作为国家首批电子信息产业基地，天津电子信息产业基地和产业园建设成效显著，移动通信、片式元件、集成电路、化学与物理电源四大产业被信息产业部授予首批国家级信息产业园，华苑软件出口基地成为六个国家级软件出口基地之一。

——新能源装备。我市拥有大型水力发电机组、特高压输变电设备、新能源整车、光伏发电设备等新能源装备制造企业，产业体系完整、门类齐全。截至目前，天津拥有新能源企业百余家，产业初步形成了滨海高新区、开发区、西青区、宝坻区和北辰区5个聚集趋势明显的科技园区，成为全国新能源产业重要基地。——传统制造业。我市金属品加工机械行业有一机床、天重、天锻等大型企业，以及一重天津、太重天津、天锻压力机、中重科技等行业骨干企业；医药行业有天士力、天津医药集团、达仁堂等；化妆品行业有宝洁、郁美净等；食品行业有康师傅、鼎新、可口可乐、雀巢等；物流行业有东疆港保税区、菜鸟物流等。另外航空航天、高铁及轨道车轨道交通、新能源装备、石油化工等都是天津的支柱产业，这些都是未来机器人重要的应用领域。

4．存在的问题

我市机器人产业取得发展的同时，也存在一定的不足。（1）技术壁垒。工业机器人及自动化成套装备涉及多项学科领域，产品系统结构复杂、技术含量高，从事本行业的产品供应商需要掌握扎实的理论基础，将多学科的先进技术集合为一体，熟练掌握上游行业所提供的各类关键零部件性能，并对下游行业用户所提出的需求进行引导，高度综合相关技术并对系统进行集成后，才能设计出符合要求的成套装备及产品。而从新区工业机器人产业基础来看，主要为高等院校开展的基础研究，相关企业的生产规模较小，产品比较单一，在支撑机器人发展的关键零部件的研究与制造、工业机器人的集成与成套技术、对工业机器人应用对象的深入分析与流程再造等技术方面存在较大障碍。

（2）人才壁垒。工业机器人产业发展需要大批工业机器人系统设计、制造人才，掌握先进系统控制软件、装备机械、工业自动化系统工程集成等领域的高素质、高技能以及多学科性的专业人才。也需要对客户需求、生产工艺以及产品特征深入了解，具备丰富经验的项目管理和市场营销人才。滨海新区虽然拥有一定的设计、制造、控制、软件、市场营销等基础人才，但缺少在工业机器人行业的工作经验，对工业机器人产业缺乏了解。

（3）资金壁垒。工业机器人及自动化成套装备是一项综合高新技术，需要大量的研发资金投入和持续不断的创新，因此，需要雄厚的资金支持。国内由于主要依靠科技部门研究开发计划的支持，从资金到产业的支持力度不足，在关键部件、产品产业化以及基础研究方面的差距还在拉大。滨海新区的工业机器人生产企业主要为中小型企业，拥有自主知识产权的产品较少，研发投入不足，缺少融资渠道。

（4）政策壁垒。国内工业机器人产业发展整体规划不清晰，政府支持力度不够，产学研各自为战。从国外经验看，美、日、德、韩等国在发展机器人初期都有政策扶持，有力地推动了机器人产业化的发展。

二、总体思路

基于中国机器人发展现状及未来趋势，结合天津市机器人现状和发展趋势，提出天津市发展机器人技术与产业的总体思路：技术引领产业、应用推动行业；项目重点突出、“换人”以点带面；政策顶层设计、规划持续统一；龙头引培结合、平台功能齐全。

三、总体目标

利用三年时间，规划筹建包含技术研究、高层次人才培养、产品检验检测、信息咨询等多功能的天津市机器人产业技术研究院；健全天津市机器人联盟、协会、学会三位一体行业组织机制；打造全国规模和影响力最大的国际机器人博览会（展会）；完成机器人各方面服务人才培训3000-5000人次；培育以机器人及机器人零部件为主业的上市企业3-5家、全市机器人产业规模达到200亿；取得重大科技成果（省部级及以上）3-5项；实现机器人换人、智能工厂项目30-50项。

四、重点任务

积极贯彻落实国家《机器人产业发展规划（2016-2020年）》，结合我市产品特色，重点推动十大标志性产品率先形成突破。

（一）大力发展机器人关键零部件 1．工业机器人RV减速器研制

全面突破摆线磨齿、小偏心曲轴磨削、整机装配测试、寿命试验等高精密减速器关键核心技术，研制具有自主知识产权的、系列化机器人高精密减速器产品，在国内主流机器人配套应用，替代进口，提升我国先进制造技术和装备水平。

2．高性能的伺服驱动系统

通过电机的数学模型，研究伺服控制的带宽拓展和控制参数的优化，研究实时系统参数辨识和观测器的配合以提高系统的鲁棒性；通过实时的FFT分析和双惯量系统模型的建立以提高系统的自动抑振能力；开发高速总线通讯和机械特性分析软件工具，实现伺服驱动系统与工业机器人本体之间的互联，形成产品并进行小批量的试制。

（二）推进重大标志性产品率先突破 1．混联机器人成套装备及示范应用

TriMule机器人具有工作空间大、刚度重量比高、可重构能力强、且可实现全闭环控制；以该混联机器人为主体构成的可重构混联加工装备因其大范围移动能力、良好的工作空间和动力学性能、末端工具的更换能力灵活等优点，加快开发由一个3自由度并联机构与一个2自由度串联手腕组成的5自由度混联机器人，并实现在航空结构件的高速铣削加工、螺旋铣孔加工，汽车覆盖件模具加工、打磨和抛光工艺的产业化应用。

2．轻型协作机器人关键技术及产业化

针对智能制造过程中订单的多样性要求，以及产品小批量、定制化、短周期为特征，以轻量型模块化中空串联协作机器人为研究对象，研究模块化关节设计、机器人构型综合、基于EtherCAT通讯的具备拖动示教和碰撞检测等功能的控制系统开发、快速标定等关键技术。设计和开发一种轻量型、模块化、便携式、负载/自重比大的串联协作机器人，不仅能替代人，还可与人协同工作，以适应工业发展自动化和多样性的要求。

3．高压水射流除锈、喷漆机器人关键技术及产业化 针对石化、船舶等行业对储罐、大型船体等装置的除锈、防腐自动化作业及环保需求，研制高压水射流除锈机器人系统、喷漆机器人系统。突破适应多壁厚、多变摩擦系数壁面的机器人磁吸附行走、防爆、防水等关键技术，研制多类型复杂工况下除锈、喷漆作业执行模块，研究机器人除锈、喷漆作业工艺，实现代替人工无脚手架完全作业目标，形成定型产品并实现产业化。

4．白酒行业用机器人关键技术及产业化

采用机器人技术解决白酒酿造过程中的上甄及后装工序中带盖装箱装盒操作，研制用于上述操作的机器人成套装备并开发相应辅助配套设施，完成生产线集成，实现自动化生产与车间级生产调度管理。

5．自动化柔性高铁车身焊缝打磨系统

针对高铁铝合金车体焊缝的打磨处理的自动化需求，开发融合工业机器人、焊缝打磨组合工具系统、渗透探伤系统、吸尘及铝屑回收装置、在线及离线编程软件、激光视觉定位跟踪及检测系统的自动化柔性车身焊缝打磨系统，用于高铁车身铝合金侧墙焊缝的自动打磨作业和焊缝自动渗透探伤作业。

6．飞行机器人关键技术及产业化

针对近年来对于飞行机器人农田施药、物流运输、巡查巡检、公共安全应急处置等应用需求，以制约飞行机器人研发及产业化推广的瓶颈问题为对象，研究飞行机器人优化设计、飞行机器人自主导航、复杂环境智能感知、任务作业网络化管理等关键技术。设计和开发2-3种面向典型应用的飞行机器人系统，并完成农田施药、物流运输、巡查巡检等不少于3种场景的规模化应用。7．水下滑翔机关键技术研究及产业化

针对海域的温跃层的温度、盐度、水质等海洋环境数据收集的需求，研究开发搭载水听器、CTD等各类科学传感器，以获得全方位的海洋环境数据为目标的水下滑翔机，并完成海洋场景的规模化应用。

8．智能家庭服务机器人成套装备及示范应用

针对养老助残等家庭服务需求，开发采用非特定人（SI）的语音识别技术，识别各类语音，具有吸尘、人脸识别、血压监测、老人跌倒报警等功能，可连接整个家庭的电子设备，通过红外系统，学习各类遥控器功能，控制整体家电的智能家庭服务型机器人。

9．系列教育机器人及其仿真系统

针对机器人教育需求，开发采用串联/并联机器人、AGV、立体仓库等，基于虚拟现实技术、虚机实电技术、全软件仿真技术，开发机器人3D虚拟装配系统、模拟操作系统半及实物仿真系统，研制系列机器人实训及竞赛平台，形成机器人可展示机器人抓放、装配、搬运、入库、检测等多种教学/实训/竞赛生产线，开展机器人服务人才培训，在国家级机器人大赛中实现整体或部分应用。

10．手术机器人开发及产业化

针对外科微创手术自动化需求，开发基于视觉识别、虚拟力触觉反馈能力、三维成像技术、计算机精确遥控技术等，开发机械手臂可以360度自由转动胆囊、心脏微创手术机器人，进行临床实验。

（三）推动重点基础能力建设 1．机器人服务人才培养工程

鼓励高校、职业院校开设工业机器人技术相关专业，促进工业机器人相关专业学科建设，培养工业机器人技术应用型人才；鼓励工业机器人教育装备开发、机器人应用技术培训等相关企业发展，为工业机器人技术专业人才培养提供实训设备及骨干师资培训；培育工业机器人应用技术领军人才，培养具备工业机器人应用技术传帮接代能力的师范人才；建设一批职工继续教育品牌职业学校和职业培训机构，开展工业机器人紧缺人才培训和转岗职工培训；利用网络的便易性，整合、开发优质在线课程，普及工业机器人基础知识。

2．机器人检测平台建设

建设天津市机器人检测公共服务平台，开展机器人整机、本体和关键零部件的检测、标准制订与修订、系统评定与认证、机器人质量体系建设、机器人产业的研究开发与应用、专业检测设备研发、技术咨询、机器人专业技术培训与人才培养等工作。为天津市市场和质量监督管理委员会、天津市科学技术委员会等政府部门提供行业咨询服务，全面提升我市机器人产业的检验检测能力和水平，增强检验检测及科研综合实力，促进我市智能制造发展提供坚实的技术保障。

3．机器人产业技术研究院建设

建设机器人产业技术研究院，打造机器人科技重大成果产业化转化平台。研究院建设科技成果转化的小试、中间试验、工业性试验和工程化开发平台，促进其提升共性技术的研究开发和服务能力；制定机器人技术转化、服务综合考评制度，择优按合同科研规模给予一定比例的经费支持，促进科研院所提升为企业服务的质量；引导我市科研机构更多开展从科学技术到产品的研发和服务，解决成果转化最后一公里问题。

（四）创建机器人推广应用示范工程

坚持市场牵引、政府引导和企业主导相结合，充分挖掘我市相关高校、科研院所在机器人领域内的智力资源，面向钢铁、汽车、机械、船舶、石化、医药、电子、食品饮料等领域，实施“机器换人”工程。推动传统产业转型升级，培育重点领域机器人应用系统集成商及综合解决方案服务商。

以技术服务队模式开展产学研协同创新。以“机器换人工”“自动换机械”“成套换单台”不同层次的进行技术改造与提升，提高企业劳动生产率和技术贡献率，培育新的经济增长点，加快传统制造业实现产业转型升级，形成特色鲜明、优势突出的产业集群，建设100家智能制造推广企业，提升我市智能制造产业整体竞争力。

——工业机器人。结合我市产业结构，在工业机器人用量大的汽车、电子、金属制品行业，在劳动强度大的轻工、纺织、铸造等行业，在生产环境洁净度要求高的医药、半导体、食品等行业，推进工业机器人的广泛应用。通过双创平台整合资源，在焊接机器人方面实现多个行业应用拓展，完成焊接机器人在京津冀地区的快速量产。

——服务机器人。鼓励我市有基础有条件的社区，养老、医院、教育机构，开展陪护与康复训练机器人在失能与认知障碍人群中的试点示范，开展智能假肢与外骨骼机器人在行动障碍人群中的试点示范，开展教育机器人在辅助教育的试点示范，大力推进服务机器人在医疗、助老助残、康复、教育等领域的推广应用。

——特种机器人。在救灾救援领域，推进专业服务机器人在自然灾害、火灾、核事故、危险品爆炸现场的示范应用等。

五、保障措施

（一）加大机器人产业政策支持力度

将机器人项目上升为市重点发展计划，加大财政支持力度。选择重点项目持续稳定支持，点面结合，以点为主。设立机器人发展专项科研基金、设立本地机器人应用专项补贴基金、创立科技金融模式。畅通多委、办、局信息交流途径，促进机器人技术突破和本土机器人的典型应用;合理引导和推进机器人企业兼并重组，打造大型机器人龙头企业。

（二）设立机器人及智能制造专家委员会

依托机器人协会专家委，联合天津市自动化和信息化技术创新战略联盟、高端精密加工联盟等行业组织力量，面向国内产业重大需求，立足支撑我市机器人及智能制造业发展，组建天津市机器人及智能制造专家委员会，分别设政策服务和技术咨询两机构，主要完成全市有关机器人和智能制造发展中，长期、全局性和战略性的重大问题，组织专家进行重点调查研究，提出建设性意见和决策预案等。

（三）建立人才引进制度

建立充分体现不拘一格引人才的制度，对象涵盖技能型人才、杰出人才、高层次人才以及海外人才等，以企业为主体，以产业为基础，以市场为导向，围绕优先发展的重点产业、重点项目和重大工程，实施全方位、多层次的人才引进措施。如支持柔性引才引智，探索建立高层次人才租赁制度，建立产教融合、校企合作的人才培养模式等。

（四）积极发挥行业组织作用

积极发挥行业协会（联盟）的组织优势，创建区域创新创业生态系统，激发创新热情和创业潜能；组织制定行业标准及技术发展线路图，保障行业发展的标准化和规范化；推进产业供给侧改革与产业结构转型升级，改善供给体系的供给效率和质量；聚集行业高端创新人才以及搭建联合攻关平台，促进天津市机器人产业快速发展。

（五）推进重点项目建设

由市工业和信息化委牵头，做好机器人领域的重大项目的组织、论证和推动实施，协调解决项目实施进程中的共性问题和特殊需求，确保项目按计划推动实施。针对自主创新、技术领先、产业带动性强、行业影响力大的重大项目，加大支持力度。统筹全市相关领域的财政资金，吸引金融机构和社会资本的投入，撬动重点项目建设。未来三年，在机器人产品的研发、产业化、行业应用，人才培养和基地建设等领域，将推进重点项目的建设。

（六）加强合作交流和招商引资

围绕滨海新区、华苑、武清区等机器人产业基地建设，加强与知名品牌企业的合作交流，寻求项目落地的可能，打造我市机器人产业集聚区。重点企业包括机器人产业四大家族：德国库卡、瑞士ABB、日本的安川和发那科，中国机器人两大巨头：广州数控、沈阳新松。充分利用机器人学国家重点实验室的技术优势，建立针对机器人领域的产业基金，大幅提高我市机器人产业的规模，使我市机器人产业达到国内领先水平。