工业机器人范文精选

工业生产中的工业机器人的概念要大于税则中对其的定义，但只有税则中的工业机器人范畴下的商品才能享受出口退税的优惠。

从2009年1月1日起，财政部、国家税务总局提高“工业机器人”出口退税率至17%。然而由于工业生产概念中的“工业机器人”与《中华人民共和国进出口税则》的界定存在差异，因此并非所有工业生产概念中的“工业机器人”都可以享受退税优惠。

上调出口退税的工业机器人范围仅包括：税号84795010（多功能工业机器人）和 税号84795090（其他工业机器人）两类。

工业生产概念中的工业机器人

在工业生产中，通常把能够靠自身动力和控制能力，去执行一种或几种工作的机械装置，均称之为“工业机器人”。其分类标准也较多。按驱动方式可分为：电力驱动、液压驱动和气压驱动；按控制方式可分为：点位控制和连续轨迹控制； 按功能可分为：点焊、搬运、装配、切割等；按编程方式可分为：示教编程和语言编程。

税则中的工业机器人

在世界海关组织《商品名称及编码协调制度》分类体系中，“工业机器人”是列目847950所包括的商品，该分类体系同时指出，品目8479“仅包括简单更换不同工具，即可执行各种功能的工业机器人，但不包括具有某种特定功能的工业机器人，这些机器人应按其功能分别归类至品目8424、8428、8486或8515”。从上述表述可以看出，在《协调制度》分类体系中，具有某种特定功能的工业机器人将被视为具有某种特定功能的机器，而并非“工业机器人”。也就是说，工业生产中的“工业机器人”的概念要大于税则中对其的定义。

《中华人民共和国进出口税则》在此分类体系下，对“工业机器人”分列为：多功能工业机器人（税号8479.5010）和其他工业机器人（税号8479.5090）。所谓多功能机器人是指可执行多种功能的工业机器人；而其他工业机器人则指具有某种特定功能，但此功能在其他税目没有列名的工业机器人。

2014年中国已成为全球最大的工业机器人消费国。国际机器人联合会预测，2015年，中国机器人市场需求量将达3.5万台，占全球总量的16.9%。目前，国外机器人制造企业占据中国近90%的市场份额，发那科、安川、KUKA、ABB四家外国公司合计占据约65%的市场份额。之所以如此，经常有媒称，因中国不掌握工业机器人核心技术。

对于位居世界GDP排行第二的中国来说，这听起来确实有点惨。不过，问题在哪儿呢？

从定义上看，机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器。而工业机器人是一种应用于工业自动化的，含有3个及以上的可编程轴的、自动控制的、可编程的、多功能执行机构。

工业机器人由机械结构、伺服器和控制器三大部分构成。

简单说，机器人的机械结构是由通过若干个活动关节相互连接的金属构件，有的关节可以转动，有的可以伸缩。由于类似于人的手臂，也有人把现在的工业机器人称为机械臂。

在每个关节上装有伺服器，由伺服控制计算机、伺服系统和驱动部件组成。伺服控制是以机械位置或角度作为控制对象的自动控制方式。在接到主控制器发来的动作指今后，伺服器驱动关节完成指定动作。

控制器计算产生各运动部件的位置、速度和加速度指定，发给伺服器，以操纵使机器人手爪或机器人工具的中心点以给定的速度沿着给定轨迹到达目标点。

在这三大件中，伺服系统由精密测量信号反馈系统，驱动电机、减速器以及伺服计算机系统构成。每个关节的动作都要由驱动电机产生动力，由减速器减速后加大扭矩后输出。工业机器人减速器要求体积小、重量轻、传动比大、传动效率高、运动精度高、回差小、低振动、刚性大和高可靠性。而又以在摆线针轮传动基础上发展起来的RV减速器最为重要。而关节驱动的电动机，则要求有大功率质量比和大扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。

一项来自弗里多尼亚题为：“世界机器人在2016”的全新调研表明：服务机器人的需求量已经超过了工业机器人。该研究还指出，全球对机器人的需求增长如此迅速，以至于机器人的需求量已经超过了世界总体制造业的活动性和机器人本身的经济性。

虽然这项声明让人难以置信，但是据弗里多尼亚预计，从现在起，一直到2016年，全球对机器人的需求量将以平均每年11%的速度增长。无论是发达国家还是发展中国家，无论其劳动力是高是低，是用于工业还是应用程序，机器人保持此种速率增长的原因和哪种类型的机器人的需求量正在增加的原因都只取决于机器的类型。

由于劳动力成本上升，所以在许多发达国家现有的应用程序里，许多人类工人正在被机器人替代。但是，在发展中国家，机器人更常被用于执行那些人类无法完成的困难又危险的任务。据上述研究指出，在发展中国家里，工人的工资也在不断上涨，这意味着，越来越多的人类工人可能会被机器人替代。

另一件令我惊讶的事情是，在这些发达国家中，韩国已经成为了机器人生产最广泛的国家，而紧随其后的是则日本、美国和德国。还有另一个并不算太震惊的消息是：世界上大部分复杂的、高附加值的工业机器人和医学专业服务机器人都由这些已经具备了完全成熟的精密制造技术的高度发达国家生产，而那些相对较小、成本较低和那些针对消费者生产的机器人，则主要在那些电子消费产品制造业发展成熟的亚洲国家进行生产。

尽管从2005年起，服务机器人的产量有所增加，但是工业机器人仍占主导地位。人们不但用这些机器人生产电子/电器产品和包括橡胶、塑料、制药和化妆品在内的化学产品，还用它来生产汽车，这是迄今为止所占比重最大的部分。除了上述之外，机器人也被应用到食品和饮料制造业、工业机械、金属加工等领域。

工业机器人具有多种功能，人们可以利用它们来处理材料和焊接，这是机动车制造中的关键操作。除此之外，它们还可以用来组装、拆卸、加工、分发和绘画。

弗里多尼亚预言，随着中国、泰国、马来西亚和印度的工业越来越自动化，汽车制造业对工业机器人的需求量将稳步提高。同时，在发达国家中，工业机器人需求量也在持续增加。随着亚太地区的工业变得越来越自动化，电子制造业将获得最快的收益。

据研究预测，截止到2021年，工业机器人的需求量将超过服务机器人。之所以会造成这种现象，是因为更低的成本和更先进的机器人技术和软件增加了机器人对消费者的吸引力。在2011年，专业机器人占服务机器人总量的73%，而大多数服务型机器人将继续被用于专业的应用程序。医疗机器人是工业机器人中最大的一类，特别是在发达国家，其次则是挤奶机器人。在私人机器人中，最大的单一产品类别是机器人地板清洁工，据Roomba声称。

最近的几部动漫电影中，大白、查派的形象逐渐获得大家的喜爱。在智能制造的背景下，对未来机器人或人工智能的思考更加炙热，一些地方政府部门也把发展机器人产业作为振兴本地经济规划中的重要举措。

据统计，目前我国机器人产业园已经不下30个，而这些产业园在结构化、核心技术掌握方面和国外有非常大的差距。来自工信部、中国机器人产业联盟和一些国际组织的专家们都认为，中国机器人产业必须要走差异化发展道路，避免落入成为国外机器人组装基地的“陷阱”。

机器人是重要技术支撑

按照德国工业4.0的设想，未来智能工厂将无处不在。其通过网络化的分布式智能化基础设施，组合成智能化生产系统，实现智能化生产。在智能工厂中，主要涉及企业的生产物流管理、人机交互和3D制造工艺在生产中的应用。

德国自提出工业4.0的概念以来，就把和工业机器人相关的人工智能、物联网、3D打印技术作为发展的重要目标，特别是信息物理系统（CPS）更是德国提升工业发展水平的核心技术。

在德国中部小镇凯泽斯劳滕有一家企业，不到200平方米的厂房里安装有一套智能名片盒生产线。据这里负责人介绍，这条生产线可以通过各种传感器采集和储存个人及产品信息，在生产过程中，这些信息被阅读器读取并将生产指令传送给制造设备，从而制造出满足需求的产品。这套生产线从信息采集到感知、阅读、发出指令、检查等多个环节可实现高度人机交互，目前这套系统已经在德国汉诺威工业博览会上展出。

在今年两会期间，《中国智能制造2025》方案受到国内工业制造业的广泛关注。3月份工信部也在印发的《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》中提出组织召开2015年世界机器人大会等支持机器人产业的重要举措。

对于智能制造的范围及内容理解各有不同。中航工业信息技术中心首席专家宁振波认为，和数字化制造不同，智能制造应该是在数字化、网络化向智能化发展过程中，通过人工智能和工业机器人等先进技术实现人机物交互和融合的新一代制造系统。

目前，中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业、弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人等在生产中被大量采用。随着人口红利逐步消失，我国已成为全球最大的工业机器人市场。

工业机器人可编程，支持多自由度运动，因此应用较灵活。虽然不及人类，但相对于很多工业自动化常见的专机（专为一类工业应用或一家客户定制的C电集成方案），工业机器人还是灵活多了。工业应用改动不太大时，是可以通过机器人重新编程来满足新的需求，而无需在硬件上再做大量投资。但相应的，它的相对不足会是效率。毕竟专机是为一个应用定制的，因此虽牺牲通用性但实现了效率优化，在产量这个客户非常关心的指标上能完成得很好。

工业机器人普遍能达到低于0.1毫米的运动精度（指重复运动到点精度），抓取重达一吨的物体，伸展也可达三四米。这样的性能虽不一定能轻易完成苹果手机上一些“疯狂”的加工要求，但对绝大部分的工业应用来说，是足以圆满完成任务的。随着机器人的性能逐渐提升，以前一些不可能的任务也变得可行起来（如激光焊接或切割，曾需要专门的高精度设备来指导激光的走向，但随着机器人精度的提升，现在也变得可依赖机器人本身的准确运动来代替了）。但相比传统高端设备，如高精度数控机床，激光校准设备，或特殊环境（高温或特低温）设备等，工业机器人尚力不能及。

传统的工业机器人是关在笼子里工作的，因为它实在危险，主要原因是一般机器人，基于成本与技术的考虑，不会集成额外的传感器去感知外部的特殊情况（如突然有人触碰），它只会“傻傻”地照着人类编好的程序日复一日的动着，除非有外部信号告诉它停止。

传统机器人的工作本质就是不断地走一个个的路径点，同时接收或设置的I/O信号（老和其他设置如夹具、输送线等合作）。而指导机器人这么做的过程，就是机器人编程。几乎每一家领先公司都有自家的编程语言和环境，从而需要机器人操作者参加学习培训。当机器人适用范围扩大后，这个成本开始显现了。

机器人的成本从小型号的几万元到大型的上百万元都有。这个成本自然低于高端专业制造设备，但也可能会高于国内小集成商拼凑出的自动化方案。但从一直来西方工业界及近几年国内制造业对机器人的欢迎程度看来，说明机器人自动化的经济优势普遍到了一个临界点，超过了其他替代方案（人工或专机），看来这个成本还是值得的。

企业已经开始做技术投资了。比如怎么让机器人更好地理解人的指挥意图。

工业机器人顺应时展，行业前景广阔，然而，该领域人才供需失衡的矛盾正日益凸显。一方面是机器人厂商、系统集成商以及汽车加工制造业求贤若渴，另一方面是人才供给不足，难以满足企业用人需求。

在国内最大汽车合资企业――上海通用汽车刚刚投产的沈阳北盛三期车身车间总拼工位，每当焊接好的左右两块车身侧围，被自动上料机器人从空中精确送至地板总成周围，上下两层、16台机器人就开始旋转身躯、挥舞手臂、焊花飞舞。只需短短46秒，工装精度高达+/-0.2毫米的全新一代雪佛兰科鲁兹的车身骨架便焊接完成。

“总装工位是车身车间高节拍、高自动化率、高柔性的集中体现。”上海通用汽车总经理王永清介绍说，518台机器人的运用，不仅可以最多同时容纳3个平台的5款车型共线生产，更让车身车间自动化率达到93%。

高自动化率的上海通用汽车北盛三期，只是机器人在我国工业领域众多应用的一个缩影。据中国机器人产业联盟统计，2013年我国工业机器人销量达到36 860台，同比增长41%，一举超越日本成为全球第一大机器人市场。作为第三次工业革命的一个切入点和重要增长点，机器人正日益成为我国工业转型升级、由制造大国向强国转变的重要手段。

中国制造全速迈进机器人时代。搬运机器人、焊接机器人、打磨机器人……走进广州数控机器人加工中心，一台台即将交货的机器人和它们的用户吸引了记者的目光。广州数控董事长、总经理何敏佳告诉记者，自2006年涉足工业机器人产业以来，公司已累计销售各类机器人约1 200台套，覆盖数控机床、五金机械、电子等多个行业。

沈阳新松机器人公司也在为交付订单而满负荷运行着。公司总裁曲道奎介绍说，上半年公司订单同比增长108%，主要增长点就是机器人。为此，公司首条用机器人生产机器人的数字化生产线9月投产，年产能可达到5 000台工业机器人。

“人力成本逐步抬升、劳动力结构性供给下降，以及新兴经济体间竞争加剧、欧美发达国家重新重视制造业等复杂局面，正倒逼我国制造业转型升级，各行业对机器人自动化装备的需求已呈井喷之势。”工信部副部长苏波告诉记者，具有提高效率、提升品质、降低成本、避免事故、可在恶劣环境工作等优势的机器人，正逐步渗透到我国汽车、电子等制造行业以及日常生活的各个领域中。

中国机器人产业联盟的最新数据，印证了机器人在中国制造业市场的崛起。今年前三季度，国内工业机器人的销量达3.36万台，同比增长32.5%，预计全年将达到4.5万台。工业机器人已广泛服务于国民经济25个行业大类、52个行业中类，涉及诸多制造业领域。

不过，据国际机器人联合会统计，每万名制造业工人的机器人保有量，韩国为396个、日本332个、德国273个，世界平均水平58个，而中国只有23个，中国工业机器人市场空间仍然巨大。

面临工业机器人时代的到来，“急看慢跑”是中国应有的态度。

2013年4月，在北京举行的中国国际机床展览会上，各式各样的工业机器人进行着操作演示吸引了众人驻足。当人们对机器人的认识还停留在科幻片里时，工业机器人的应用已越来越广泛，种种迹象表明，在加工制造业领域，机器人时代正在快速到来。

成本使然

不久前，世界500强企业富士康公司与中国哈尔滨经济技术开发区达成合作意向，将于今年建设机器人产业园，生产100万台机器人取代部分人工劳动力。富士康，这个开设在中国的著名劳动力密集型企业开始践行它的“机器替代人工计划”。 事实上，除了富士康为代表的大企业，在中国的不少中小企业里，机器人也已悄然上岗。

中国社科院工业经济研究所黄阳华博士对本刊记者说，“‘十一五’期间，多用途工业机器人在中国市场的销量翻了两番，这种增速在工业机器人长达半世纪的历史中尚属首例。2011年销量比上年增长51%，达到22，577台，占全球工业机器人市场的13.6%，已经成为推动全球工业机器人销售增长的重要力量。中国成为全球工业机器人需求量最大的市场。只是时间问题。”

“雇佣”工业机器人何以成为越来越多制造企业的选择？

在国内市场，中国即将经历“刘易斯拐点”，即劳动力过剩向短缺的转折点。人口红利的消失、老龄化时代来临，招工难，用工成本高，成为了很多企业所面临的难题，而这些却给机器人“上岗”创造了机会。对于企业来说，考量运营成本，提高产能及效率成为最核心的需求，举一个简单的例子来看“机器工人”的替代效应：一台标配的无人搬运车相当于三个搬运工兼司机加一台运输车。如果以每人每月最低3500元计算，三个工人月工资则是10500元。而一个机器工人的应用操作扣除维护等费用，一年可为企业节约12600元的工人工资。与此同时，还能将生产效率提高到20%以上。“如果以月产值一亿元的工厂计算，这相当于2000万元的效益空间。

国际市场的竞争压力也迫使中国企业寻求新的用工模式。欧美市场正在形成一种新的以机器人为主的智能制造模式。这将促使中国这样的以人力为主的低成本制造优势，随着自身的劳动力短缺、成本的急剧上升日益消减，另一方面国际市场往东南亚、墨西哥、印度等更廉价的劳动力市场快速转移。两头都在倒逼着中国快速进行产业升级和换代，实现由低端持续向中高端发展的目标。

据《经济学人》杂志报道，2013年中国市场共销售工业机器人36500台，中国已经超过日本，成为年购买工业机器人数量最多的国家。

更有预测，中国2015年智能制造装备业产值10000亿元，其中工业机器人在我国人力成本上升、用工荒等因素推动下，将迎来25%至30%的快速增长期。预计到2020年，机器人及系统产值约1000亿元，将带动3000亿元零部件市场。毫无疑问机器人产业发展正在进入黄金时代。

工业制造新常态到来

微软创始人比尔・盖茨曾说过，假如他现在正值二十岁，他的创业目标首选“机器人”。盖茨并不是哗众取宠。起码就工业机器人来说，已经应用到生物工程、机械制造、建设、医疗等各个领域。

曾经在一条生产线上只生产一款汽车的情形早已不复存在，如今的生产厂家倾向于采用柔性生产方式，在同一生产线上生产多款汽车。不仅如此，面对订单中的个性化需求，汽车制造商也可以利用机器人实现的混合生产来满足客户需求。

而Google作为一家互联网公司推出的NexusQ智能手机和Google眼镜全部由自家制造，甚至整个制造过程都是无人参与，也与其全部由机器人生产线一条龙完成有关。

“除了传统的制造业，机器人在生物制药、芯片制造等行业也得到了广泛的应用。例如，生物制药需要的真空制造环境中就只能由工业机器人来完成。”新松公司总裁曲道奎在接受本报采访时表示，拥有速度快、荷重大、精度佳的工业机器人可以实现高速的抓放、分拣以及包装等操作。

在更广泛的工业领域中，机器人技术也已经足够成熟。尤其是在高速、点焊、喷涂、砌筑、码垛、穿孔等动作相对简单的作业中，机器人已经成了代替人工的先进生产力。比如，工业机器人可以直接安装在铸造机械上，因为它耐高温耐脏。在去毛刺、打磨及钻孔等加工过程及质量监控过程中均可代替人工。

[摘要]伴随着工业机器人的发展,机器人编程技术也得到发展和完善;机器人编程已成为机器人技术的一个重要部分;机器人的功能除了依靠机器人硬件的支持外,相当一部分依赖机器人语言来完成。本文论述了机器人编程语言系统的组成,机器人的语言功能以及机器人的坐标系统等;在编程方法方面重点讲述了如何确立机器人运动轨迹和编程语言的规范,最后对比了两种编程语言的特点并以实例讲解。

[关键词]工业机器人 编程 示教

一、机器人编程语言系统的组成

机器人编程语言像一个计算机系统,包括硬件、软件和被控设备。即机器人语言包括语言本身、运行语言的控制机、机器人、作业对象、周围环境和设备接口等。机器人编程语言系统的组成如图1所示。图中的箭头表示信息的流向,机器人语言的所有指令均通过控制机经过程序的编译、解释后发出控制信号。

控制机一方面向机器人发出运动控制信号,另一方面,向设备发控制信号,设备如机器人焊接系统中的电焊机以及机器人搬运系统中的空压机等。周围环境通过感知系统把环境信息通过控制机反馈给语言,而这里的环境是指机器人作业空间内的物置、姿态以及物体之间的相互关系。

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二、工业机器人的语言功能

1.运算功能。运算功能是机器人最重要的功能之一。对于装有传感器的机器人所进行的主要是解析几何运算,包括机器人的正解、逆解、坐标变换及矢量运算等。根据运算的结果,机器人能自行决定工具或手爪下一步应到达何处。

1920年，捷克作家卡雷尔・查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表、特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。

除了久远的戏剧，在今天的电影中，我们无数次被未来世界的场景所吸引、震撼。但这样的场景或许并不那么遥远了，甚至就在你身边的某一个工厂内。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运和工艺操作。如今工业机器人作为智能工业的标志，从戏剧走向了现实。

发展与变化

我国工业机器人起步于1970年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代以来的适用化期。如今，信息化是支撑高端制造业从“制造”走向“智造”的捷径，是创新发展、转型升级的现实途径。作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。

为推动工业机器人的发展，我国也制定了相关的支持性政策。根据2011年3月的 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，今后十年我国高端装备制造业的销售产值将占全部装备制造业销售产值的30%以上。工业机器人行业作为高端装备制造产业的重要组成部分，必将在此期间得到更多的政策扶持，实现进一步增长。

根据预计，中国到2014年将成为全球最大的工业机器人消费国。预计到2015年，中国机器人市场需求量将达3.5万台，占全球总量的16.9%，成为规模最大的机器人市场。专家表示，未来3年中国工业机器人市场复合增速可达30%，爆发性增长可期。

在实际中，工业机器人投入应用并取得效果的案例不在少数。例如，焊接机器人在大连华克、上海华克、上海龙马神、南京新迪、长春佛吉亚、上海汇众等零部件及配件生产企业也有着典型的应用。在汽车零部件的生产中广泛采用了点焊、凸焊、缝焊、对焊及电弧焊等焊接工艺。其中，横梁总成托架点焊，传动轴平衡片凸焊，汽车燃油箱缝焊，汽车轮圈连续闪光对焊，汽车转向臂、消声器、净化器壳体的电弧焊等。

2008年起中控科技集团开始孵化机器人产业，公司拥有机器人相关的核心技术体系，并在此基础上构建了领先的工业机器人产品线和“智慧工厂”整体解决方案，广泛应用于工业自动化领域。并针对工业制造、装配、检测、物流及仓储等环节提供全面的自动化解决方案。公司产品主要有巡检机器人、AVG机器人、轴承锻造机器人等机器人产品、并针对工业制造、装配、检测、物流及仓储等环节提供全面的自动化解决方案。