工业机器人精选(九篇)

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第1篇：工业机器人范文

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。

工业机器人的归类

第2篇：工业机器人范文

但在如此有诱惑力的市场中，掌握话语权的是“四大家族”：瑞士ABB、日本发那科公司、日本安川电机、德国库卡。

目前，“四大家族”占据全球工业机器人60%以上的市场份额，在核心技术和关键零部件研发上处于绝对领先地位，而国内厂商还没有叫阵“四大家族”的实力。

传统关节机器人（即机械手臂机器人）需要三类核心零部件：高精密减速机、伺服电机和控制系统。

“在机器人的三大核心零部件中，国产控制系统能基本满足目前需求。但如果要进入汽车领域，对控制器要求更高，还是需要进口。伺服电机跟控制器差不多，低端没问题，中端产品也能满足要求，减速机问题最大。”中国机械工业联合会执行副会长、中国机器人产业联盟执行理事长宋晓刚坦言，中外品牌减速机的原理设计基本一致，但在工艺精度和稳定性方面差距非常大。

在技术路线上另辟蹊径是国产品牌突围的一个现实路径。常州金石机器人就是如此。从技术路线看，金石机器人主攻桁架机器人，这种机器人非常适用于金属加工类的数控机床自动化和重载高速搬运行业，可以为“无人工厂”提供系统解决方案。在这种技术路线下，高精密减速机并非核心零部件，也不会受制于国外企业。桁架机器人的最大优势就是超大负载，最大的能抓起4吨重的东西。

目前，在工业机器人这个行业里，中低端产品产能过剩、无序竞争局面开始出现，相当一部分企业以集成组装生产为主，停留在模仿、跟随和简单集成阶段。

在宋晓刚看来，机器人的传统应用领域是汽车，但国外并没有中国这么全面和细分的制造业门类，国外机器人品牌也不可能熟悉这么多工艺流程，“我们的优势就在于，本土品牌应该对不同的制造业细分行业的工艺、流程、管理更加熟悉。”

对于未来，宋晓刚判断，“我们需要一大批了解机器人性能、熟悉细分行业工艺的系统集成商，这是国产品牌可以发力的方向。”

在落地后的《中国制造2025》规划中，明确将工业机器人列入大力推动突破发展的十大重点领域之一。而在宋晓刚看来，在政策利好的推动下，各地区都扎堆布局的现象已经开始显现。

在这场机器人产业“竞赛”中，地方政府的补贴政策也是一个重要筹码。例如，安徽芜湖在2014年出台了《芜湖市机器人产业集聚发展若干政策（试行）》，其中细致地规定了十多项政府支持和补贴措施。“政府的补贴政策取向没错，但一定要补助那些质量合格、真正在生产线上应用的机器人。”宋晓刚表示，现在一个最大问题是，相关政府部门，补贴政策不够精准，大水漫灌，导致一些机器人生产企业靠补贴“过日子”，甚至顶着机器人概念套取地方政府补贴。

第3篇：工业机器人范文

为了应对人员流动、工资、职业安全等因素带来的劳动力成本持续上升问题，工业机器人解决方案的经济性很明显。当前中德关系处于蜜月期，高层领导对德国工业4.0战略倍加推崇，也成为工业机器人产业发展的强力助推剂。基于中国庞大的工业经济规模，按照15%的复合增长率来预测国内工业机器人本体与集成的市场空间，预计到2020年，包括工业机器人零部件、本体、系统集成与服务在内的整个产业规模将超过1100亿元。

由于国内自主机器人产业仍处于起步阶段，因此ABB、库卡、安川电机、发那科、那智等外资机器人本体生产企业自然成为招商的重点对象。据悉，在广东，就有广州、珠海等多个城市争抢ABB。最终，ABB华南机器人研发和生产基地确定落子珠海。对于本身并无多少机器人产业基础的珠海而言，大项目的落地是促其快速进入工业机器人行业的灵丹妙药，产业规模有望快速提升。但是，又有多少个地方政府有足够的资本和机会得以靠这服解药来满足其快速做强产业的雄心壮志呢？

招商不是唯一的路径，也不应该成为唯一的路径。结合行业特色培育本地的机器人集成应用企业，才是发展的长久之道。

这里首先需要明确一个前提：工业机器人产品无法单独使用，必须由系统集成企业结合企业的生产工艺进行开发后应用在相应的生产环节上。由于认识上容易产生偏差，因此，在如何发展工业机器人产业的问题上，大部分地方更多地将注意力集中在工业机器人上，而市场规模更大的、更有利于发挥国内企业优势的、与机器人的行业应用结合更为紧密的工业机器人集成企业却常常被忽视了。但事实上，无论从规模、竞争还是从发展活力看，各地都需要加倍重视机器人系统集成企业。

系统集成领域的市场规模总量远远大于机器人产品本身。按平均每台机器人20万元计算，2013年国内工业机器人市场的规模约为75亿元。而结合企业生产工艺需求进行针对性开发后的整个解决方案系统的价值是工业机器人产品价值的约4倍。据此估算，2013年中国工业机器人集成业的市场规模为300亿。

国内集成企业的竞争力也日益凸显。2012年到2014年，是中国加快推动产业升级的时期，也是外资工业机器人企业在国内加快攻城略地的时期。国内乘用车扩建项目接二连三地投产，可是本土机器人生产企业却一直无法进入这些高端市场，尤其是焊接领域。目前，国内系统集成企业通过经验积累与工程师优势，已经在抢占国外企业的地盘。以广汽本田为例，机器人由日资企业发那科提供，而明珞、瑞松科技等广州本地民营企业承担起了系统集成的工作。年产30万辆的汽车工厂生产线不容出一点差错，否则损失巨大。正是广州强大的汽车工业，为这些企业的崛起提供了绝佳的市场机遇。

国内机器人系统集成企业不仅可以在汽车领域有所作为，在家电、食品、陶瓷等多个行业也有着广阔的突围空间。这些下游行业在工艺等方面的需求差异极大，方案成熟度差异也极大，因此集成商需要深耕行业，才能建立差异化的优势。汽车的车身焊接领域不仅门槛很高，而且库卡、柯马等国外企业的解决方案已经非常成熟，多年的行业经验助其远远走在前列。但是，在家电、陶瓷等领域，可以说国外企业和我们处在同一起跑线上。因为在发达国家，这些劳动密集型的行业基本上已经向外转移，因此他们在本国也并没有积累起多少经验。国内机器人系统集成企业完全可以用“农村包围城市”的方式去开辟更广阔的市场。

第4篇：工业机器人范文

工业机器人诞生于20世纪60年代，在20世纪90年代得到迅速发展，是最早产业化的机器人技术。它综合了计算机、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，是当代研究非常活跃、应用日益宽广的领域。随着我国制造业面临低端劳动力短缺、产业结构需优化升级、提高生产率、节约人力成本等多种因素挑战，对工业机器人的需求量正在迅速增长。关键词:工业机器人；发展；研究

中图分类号：TP242文献标识码： A

前言：

工业机器人诞生于20世纪60年代，在20世纪90年代得到迅速发展，是最早产业化的机器人技术。它综合了计算机、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，是当代研究非常活跃、应用日益宽广的领域。随着我国制造业面临低端劳动力短缺、产业结构需优化升级、提高生产率、节约人力成本等多种因素挑战，对工业机器人的需求量正在迅速增长。

一、全球工业机器人的现状

全球工业机器人行业增长态势将延续。2008年全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010 年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达16.6万台。估计2013年至2017年，包含本体和集成在内的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%，预计2017年全球工业机器销售量达25万台，市场容量将达到2700亿元。

全球机器人产业目前呈现日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大的格局。美日欧在机器人行业发展处于世界领先地位，但它们的优势领域各不相同。日本在工业机器人、家用机器人方面优势明显，欧洲在工业机器人和医疗机器人领域居于领先地位，美国主要优势在系统集成领域，医疗机器人和国防军工机器人。

二、中国工业机器人应用分析

2.1中国工业机器人发展驱动力

中国25年来没有形成自己的工业机器人产业，目前国内工业机器人发展进入到机遇期：

1）劳动力成本上升及劳动力供给下降。劳动力成本上升，人口红利逐渐消失。劳动力成本的上升激发企业机器人替代人工的诉求。进入新世纪的第二个年头，80后、90后劳动人口成为主流，他们不再愿意大量从事单调重复环境差的工作。长三角、珠三角等地低端产业用工荒明显。

2）制造业升级。国际化环境中日益激烈的生产力竞争，成本、效率、质量、定制小批量。当前全球再工业化，产业转型，一是节能环保，一是自动化、智能化。普及机器人不只是单纯的替代人工，更是提升制造业效率与柔性的重要手段。

3）政策支持因素。纳入国家战略性新兴产业，智能制造装备专项规划；十二五期间国家拨经费3234亿元，开展工业机器人重大项目攻关；成立“中国机器人产业联盟”支持行业发展；地方政府投资兴建机器人产业园，扶持机器人企业创新发展。

2.2国内机器人产业链及产业发展模式

整个机器人产业链主要分为上游核心零部件、中游设备制造商和下游行业应用商三个层面。核心零部件指机器人传动系统、控制系统和人机交互系统，对机器人性能起到关键影响作用，并具有通用性和模块化的部件单元，主要分成三部分，机器人减速器、交直流伺服电机和控制器。目前，国内机器人产业在单体以及核心零部件仍然落后于日、美、韩等发达国家，国内机器人厂商已经开始涉足机器人的各个环节，但是减速机、伺服电机及驱动还是以国外供应为主。中国机器人市场基础低、市场大。中国机器人产业化模式较可行的是从集成起步至成熟阶段采用分工模式。

2.3国内工业机器人下游应用情况

中国工业机器人目前主要是汽车、电子生产线用的比较多。未来还以汽车工业为主，每年汽车市场设备需求有几百亿元人民币，其中高端市场需求100~200亿元人民币。汽车行业用机器人增长比较明显的领域是汽车零部件、进口替代、技术改造。

预计我国劳动人口从2015年开始下降，作为产业化的工业机器人必将进入更多应用领域。工业化程度加深伴随着人力成本上升，倒逼低附加值的制造业开始使用机器人。我国工业机器人已开始关注新兴行业，在一般工业应用的新领域，如光伏产业、动力电池制造业，食品工业及化纤、玻璃纤维、砖瓦制造、五金打磨、冶金浇铸、医药等行业，都有工业机器人代替人工的环节和空间。

目前作为国内工业机器人下游主要应用的汽车和医药行业，应用情况如下：

1）机器人提高汽车行业的灵活性及自动化程度。汽车行业是机器人应用的最大行业，汽车制造业的自动化在中国已发展到一个新阶段，车企由机器人、仪表和自动化装置来完成产品全部或部分加工的生产过程。机器人的稳定性可以降低人工作业时的损耗成本，提高生产效率和产品质量，保证产品一致性。白车身、冲压、喷涂和动力总成是汽车整车厂最核心的四大工艺。目前，国内民营车企也纷纷受益于生产自动化，近几年新建整车厂从冲压生产、机器人车身焊接、机器人喷涂到总装配检测，都由机器人代替了人工。

2）机器人能满足医药制造对生产环境及操作工艺的苛刻要求。在医药制造行业，医药产品对生产环境的无菌化程度要求非常高。为最大程度减少微生物污染的可能性，保证产品质量，生产过程必须在洁净室内进行，并尽量避免有人干预。机器人可在真空环境下完成一系列操作，能够保证产品满足很高的卫生标准。此外，医药制造过程中会涉及到有害物质，如放射性物质的生产和灌装。机器人系统能够完成有害物质的转移，并灌装到密封屏蔽容器。且能够完成高难度操作工艺，如在包装液体内容物时机器人能够将产品在转移操作过程中产生的气泡降到最低，产品质量将得到较大提高。

三．机器人产业发展的趋势

就目前机器人产业发展的趋势来看，现在又有了一些新的趋势。近年来，以大数据、云计算、移动互联网为代表的新一代信息技术与机器人技术的融合创新加速，将不仅开发出更具自学习能力和自主解决问题能力的新型智能机器人，还可以为机器人建立起相应的互联网和知识库的“云空间”，使其通过互联网进行交互，并通过云计算提升机器人的智能化水平。

2013年，美国谷歌公司收购了包括波士顿动力公司在内的8家机器人公司正是瞄准这一趋势做的战略布局。发达国家在发展机器人过程中具有几种模式：美国模式：整体研发设计与对外采购机器人本体相结合，重在系统开发与应用；德国模式：一揽子“交钥匙工程”，即机器人本体的生产和用户所需要的系统设计制造全由一家机器人厂商完成。典型企业是库卡；日本模式：产业链整体推进，即以机器人本体、关键零部件研发和生产为核心（典型企业安川电机、发那科），由子公司或系统集成公司设计制造各行业所需要的机器人成套系统；韩国模式：采购与成套设计、集成相结合。机器人企业通常通过进口关键零部件，自行设计、制造配套的设备。

现在服务机器人领域渐成为发达国家发展的重点。随着劳动力和土地等要素成本的上升，近三年中国对工业机器人的需求快速增长。我国自2012年成为全球第二大工业机器人市场，预计到将成为全球最大的需求国。2013年中国新增工业机器人数量达2.7万台，比2012年增长17.4%。

以每万名工人中拥有工业机器人数量衡量，我国有很大的市场空间。国际机器人联合会数据显示，中国2011年的这一数字是21台，国际平均水平是55台，其中美国是135，德国是251，日本是339，韩国是347。不过，2012年我国新增工业机器人中近70%依赖国外进口，外资品牌占90%以上。2012年进口机器人耗资8.66亿美元，进口金额比2011年增长了64%。

结论：

机器人是具有感觉、思维、决策和动作功能的智能机器，是人类20世纪重大发明之一。机器人的技术水平关乎制造业生产的精度、准度与效率，关乎工业产品的质量一致性，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。

第5篇：工业机器人范文

我国工业机器人产业迎来巨大的发展机遇，但在应用过程中仍存在资金、技术等诸多问题。融资租赁在推动工业机器人应用中发挥着重要作用，但目前还存在着融资成本过高、工业机器人标准体系缺失、缺乏专业的服务、配套的风险管理体系不完善等问题。

8月26 日召开的国务院常务会议再次聚焦企业融资难、融资贵的“老大难”问题，会议确定加快融资租赁和金融租赁行业发展的措施，更好服务实体经济。

融资租赁是集融资与融物、贸易与技术更新于一体的新型金融产业，是目前解决中小型企业设备采购、新技术应用等环节最常用的金融工具。融资租赁作为一种成熟的金融产品，能够有效降低企业应用工业机器人的资金门槛，提高工业机器人应用率，但在实际操作过程中仍具有若干问题有待解决。

利用融资租赁促进工业机器人应用有效解决投入资金不足难题

劳动密集型的中小企业具有较高应用工业机器人的需求，但设备改造资金具有较大瓶颈。据测算，一条简单生产线的工业自动化改造成本约为60 万元~120 万元左右，虽然平均仅需两年即可收回成本，但由于中小企业流动资金少，高昂的技术改造费难以承受。

中小企业的资金积累绝大部分来源于低附加值产业的利润留存和折旧，我国中小企业大多数规模小，盈利空间窄，利润增长速度较慢，低折旧制度等因素造成了中小企业自我积累能力十分脆弱，通过内部解决技术改造资金的难度较大。从外部融资来看，由于中小企业存续期短，财务信息透明度较低，信用等级普遍不高，银行为防范信贷风险必然严格要求中小企业贷款资格条件和抵押担保条件，这制约了对中小企业的信贷投放。

应用以工业机器人为核心的智能制造装备往往需要较大规模的技术改造和固定资产投资，中小企业依托狭窄的直接融资通道难度大、成本高，进一步降低了应用工业机器人的热情。

对于以工业机器人为主的智能制造装备采取融资租赁方式，可以在投入少量资金的情况下获得生产设备的使用权，以融资的方式实现融物，可有效地解决应用工业机器人环节的资金问题。

降低用户设备技术风险

目前工业机器人装备的资金含量较高，经济技术寿命与物理使用寿命之间存在着很大差异，购置设备需承受较大的经济风险与技术风险。

采用融资租赁方式，承租人可根据预期的设备经济技术寿命确定租期。当所租设备的经济技术寿命结束之后，租期也同时结束，承租人可重新租赁更为先进的设备。从这方面看，用户企业可通过融资租赁方式规避工业机器人的陈旧过时风险，并且可以保证所用技术的先进性，进而增加企业的生产力和竞争力。

鼓励产销对接

工业机器人作为新兴行业，产销对接不畅是限制行业发展的重要因素。在典型的融资租赁业务中，承租人有权选择工业机器人制造企业及系统集成服务提供商。

这既有利于减轻用户企业对产品不了解所产生的顾虑，又有利于工业机器人企业向用户和市场推销新产品，并可以此拓展产品营销渠道。供货厂商借助融资租赁，既可实现产品价值，又可以捕捉有关产品的供求信息，以把握商机，做出及时而准确的经营决策。

确保扶持资金使用效率

融资租赁确保了财政资金的使用效率，让更多的中小企业都能够享受到政府财政资金补贴。在进行财政鼓励和补贴时，将财政资金作为激励融资租赁资本进入的引导资金、奖励资金、融资租赁活动的投保资金，提升扶持资金的杠杆化效果，推动“机器换人”等政策的进一步实施，加快智能制造装备应用的推进速度。

装备融资租赁模式较为成熟

从国内外经验来看，高价值装备融资租赁模式较为成熟，在船舶、航空航天、工程机械等领域已经具有较长时间的历史。在融资租赁中，由于出租人在整个租期内始终拥有租赁物的所有权，可以有效确保出租人的财产安全并有效规避经营风险。出租人对承租人的审查更注重其使用租赁设备产生的现金流量。

国内外的成功经验显示，在风险的物权处理上，融资租赁的回笼率已达到97% 以上，大大高于银行流动资金贷款的回收率。融资租赁所有权与使用权近于彻底明确的分离、租赁合同的不可解除性，以及租金的分期归流，使承租人在承租租赁物的同时就相应解决了资金的需求，集中体现了现代租赁融物与融资相结合的特征。融资租赁的这种特点，使其在高价值设备、新技术设备租赁中，得到广泛的应用。

从全球制造业的发展经验来看，尤其是作为制造业主力的美国，在其发展过程中金融资本对制造业的成长升级起到了尤为关键的推动作用。在大型设备采购方面，美国约有1/3 的机械加工设备是采用租赁方式进行销售的，融资租赁方式已成为制造型企业设备采购的一个主要方式。

国内外先进经验表明，以工业机器人为核心的智能制造装备的融资租赁能有效降低中小企业应用智能制造装备进行技术改造的资金门槛，提高工业机器人的使用率，促进劳动生产率的提高，在降低了融资租赁风险的同时，也提高了中小企业的竞争力和利润率，是促进工业机器人在中小企业应用的重要途径。

工业机器人融资租赁存在的问题工业机器人融资成本过高

先进国家融资租赁业的发达在很大程度上得益于政府的政策扶持。目前我国融资租赁业长期处于一种“无法可依、无章可循”的无序状态，对融资租赁，尤其是智能制造装备的融资租赁企业缺乏必要的税收、信贷和保险支持，这些因素都造成了工业机器人融资租赁资金成本的居高不下。

同时，由于智能制造装备融资租赁观念淡薄，融资租赁业务效益低、规模小，风险集聚现象明显，融资租赁公司为了保证其收益只能将风险向承租人转嫁，则进一步拉高了工业机器人用户企业的融资成本。根据实地调研，目前工业机器人及相关配套服务的融资租赁利率大多在13% 以上，而用户企业普遍仅能接受7%~8%，融资租赁利率仍具有较大下降需求的空间。

工业机器人标准缺失

工业机器人具有技术含量高、系统复杂、配套难度大、安全可靠性要求高等特点，但目前相应的规范与标准体系尚不完善，缺乏整体的规划与监管。

在融资租赁的各环节中，需要一套科学有效的工业机器人标准化命名规范、生产要求和质量标准体系，以此来规范政府、生产厂商、出租人、承租人等主体对融资租赁产品的界定和管理。标准的不完善会造成在融资租赁的各个环节缺少统一的规范性界定，给融资租赁的过程控制、风险管理和质量安全管理等方面造成较大的困难。

专业的服务型融资租赁公司匮乏

工业机器人融资租赁公司作为类金融企业，需要在客户管理、项目审批、风险管控和资产管理等领域建立严格和专业的制度支撑。更为严重的问题是，专业人才匮乏，尤其是同时具备金融、财务、法律、产业、营销等综合业务技能与工业机器人应用知识的复合型人才极为短缺，造成融资租赁服务水平和管理水平较低。

由于缺少对工业机器人系统解决方案的熟悉和了解，难以利用自身对工业机器人产业链的精通带给客户更多的附加价值，缺少配套的设备登记、评估、完善的设备处置能力，融资租赁仍停留在传统的信贷管理而非资产管理层面，使得现有工业机器人融资租赁公司难以发挥其融资融物的特色和支持企业发展的功能。

缺乏完善的融资租赁风险管理机制在融资租赁过程中，部分中小企业租赁观念淡薄，仅仅把融资租赁当成了一种筹资方式，缺少对于所租赁的工业机器人实际性能的了解，造成还债能力不足，加大了企业融资租赁风险。

同时，融资租赁作为新兴产业，涉及到经济管理、政府管理、金融、贸易、保险、担保、公证、物流、法律、物资回收等多个领域，关系到融资租赁的出资人、出租人、承租人、工业机器人厂商等多方的利益，风险点较多，必须具有适合工业机器人等高单体设备价值的融资租赁风险管理体系，应用科学规范的风险控制体系保证租赁资金的安全性、流动性和盈利性，保障融资租赁更好地推动工业机器人的应用。

工业机器人融资租赁发展思路探索建立工业机器人标准化体系

相比于发达国家，我国工业机器人标准体系进展缓慢。与发达国家相比我国工业机器人在产业根植性、技术发展路径方面都具有一定的差距，发达国家工业机器人的标准化体系难以简单复用，因此需要尽快建立具有我国工业机器人产业特点的工业机器人标准化体系。

具体来看，地方政府在推进地方性工业机器人标准化体系时，应在掌握国内外标准现状的基础上，根据区域行业特点和工业机器人的技术应用制定工业机器人标准体系框架，在框架的总体规划下按照技术特点、行业应用等多个维度编制标准计划，分期、分批地完成相关标准任务。同时，以工业机器人标准化方案为基础，积极引导鼓励建立适用于工业机器人融资租赁的标准化工作方案和产品标准化体系，制订面向工业机器人产品和服务的融资租赁交易、二手设备流通、租赁物分类评估等行业标准，加强标准实施宣贯，提高融资租赁业标准化、规范化水平。

鼓励融资租赁模式创新

与其他产品不同，工业机器人能够有效地增加企业持续的盈利，适合作为租赁物，但由于工业机器人的运用往往涉及到本体、控制系统、系统集成及维护保养等多个环节，传统的融资租赁模式难以有效满足用户企业实际需求。

金融租赁公司应倡导制度创新，充分利用现代租赁业多样化的金融租赁方式：包括转租赁、售后回租租赁、杠杆租赁、委托租赁、项目租赁、销售式租赁、抽成式租赁、风险租赁、结构式租赁、综合性租赁等。同时借鉴国外经验，重点开展转租、回租、杠杆租赁等形式，租金支付方式也可采用等额定期付租制以及递增支付法、季节性支付法等非等额付租法等多种方式，发展适合工业机器人的融资租赁创新模式。

加大政策扶持力度

借鉴国外发达国家先进经验，由地方政府推进工业机器人的融资租赁，积极加大工业机器人为核心的智能装备融资租赁业的政策扶持。一是税收优惠政策，地方政府可在国务院《关于清理规范税收等优惠政策的通知》政策的框架内，通过加速折旧制度等方式进行税收优惠, 鼓励企业进行工业机器人的更新; 二是信贷倾斜政策。对专门针对利用工业机器人进行技术改造的融资租赁业务资金应给予额度、利率上的优惠。鼓励那些经营管理水平高、效益好的融资租赁公司进入资本市场筹集资金。同时鼓励保险基金等来源稳定的各种社会闲散资金, 参与科技型中小企业融资租赁; 三是财政补贴政策。政府向具有一定规模的工业机器人租赁公司发放津贴，承租人的租金可得到一定的减免。

建立风险保障机制

第6篇：工业机器人范文

示教模块由OMAPL138双核处理器电路、48个按键和5.7寸640×480彩色TFT组成，按键包括编辑键、手动操作键、示教编程键及功能键组成。为保证功能重构与硬件平台无关，采用Win-dowsCE6.0操作系统。该模块包含的软件功能构件有:文件管理、示教编程、参数设置、参数管理、图形模拟、以太网通信等。I/O模块负责逻辑控制功能，实现机器人与周边设备的协调作业任务。CAN协议是建立在国际标准组织开放系统互连模型之上，协议简单，最高通信速率可达1Mbit/s，直接传输距离高达10km，采取多主线工作方式，高抗电磁干扰性、纠错能力强;同时，CAN接口安装方便、成本低。本论文选用CAN总线作为运动控制器与I/O模板之间的数据通信方式。2)工业以太网通信协议机器人示教模块与运动控制模块的以太网通信功能采用套接字(Sock-et)方式来实现，Socket接口分为两部分:客户端和服务器，这里示教模块作为客户端，运动控制模块作为服务器。本文采用的通信模式采用主从方式，示教模块为主动方，发送机器人运动程序、控制参数和命令字，用来控制机器人的运动动作，而运动控制模块实时地将坐标数据及状态参数上传给示教模块。在开始通信时，将首先进行握手连接。

数据链路层协议定义了命令和数据两类报文形式，命令报文用来控制机器人的运行动作和流程，定义成标准的报文格式;数据报文用来传送机器人的运动程序和参数，数据量比较大，定义成一种扩展报文格式。标准报文格式有7个字节，第1个字节是报文头标识符，用来标识一次通讯的开始，本报文设为“%”。第2个字节是报文类型段，用来标识传输的消息类型和处理模式，定义的消息类型为:命令、数据，并提供了了两种报文处理模式:实时性和非实时性。当需要机器人完成急停处理、复位处理及超程报警等任务时，则传送具有实时性标识的报文;对一般的机器人处理任务，将报文标识为非实时性。报文的长度由第3、4字节标识，最长为65536字节。第5、6字节为数据段，第7个字节用“＆”来标识报文尾。当传输的信息类型标识为数据时，使用了一种扩展报文格式，此时数据段长度可以达到2K字节。示教模块按照报文通信协议将需要发送的数据封装起来，再使用传送函数将数据下传给运动控制模块，包括程序、参数、命令字。在数据报文中如果是多个程序指令，则不同指令之间用“\r\n”隔开，如:“%0x004D指令1\r\n指令2\r\n．．．．．．＆”。数据报文中参数按一定次序排列，用“;”隔开，如:“%0x004B参数1;参数2;．．．．．．＆”。示教模块下传、接收的部分数据报文定义。

工业机器人控制软件的重构方法

模块化机器人的控制软件都应当具备可剪裁性或多重性，整个体系结构应当能够被重新配置，以满足多种应用领域的需求，具备理想“开放性”概念的控制软件应可被拆分为多个标准部件。为了实现上的方便同时又满足组态的特性，本文提出了一个柔性的软件框架结构。“柔性”与“开放性”这2个概念有不同点，但又具有相同的特性，“开放性”侧重与外部系统通过定义标准的接口相互操作，而“柔性”是指系统能通过改变自身结构以适应外部环境的能力。这种柔性控制系统采用基于构件的组态结构，其软件由三部分组成:嵌入式柔性控制系统开发平台、机器人功能构件库和运动规划与控制算法构件库。嵌入式柔性控制系统开发平台用来实现功能构件封装、系统配置等任务。针对模块化机器人控制系统具有多功能和多对象的特点，控制软件的整体结构流程被设计成前台、后台程序模块，后台模块也称为"背景"程序，主要用来完成控制指令的准备工作和参数管理工作，前台模块是一个循环执行运行的程序，它是整个控制系统的核心。在系统运行过程中采用实时中断服务程序输出，前后台模块相互配合完成机器人控制系统的各项控制和管理任务。功能构件的程序模式由配置脚本文件指定。构件化结构关键是构件的提取，即对可重用对象的提炼概括。通过良好地定义这些对象之间相互通信的接口，可以将这些基本对象或将它们进一步分析以后形成的粒度更小的对象，在开发过程中加以重用。本文建立的构件库由用户层构件库和核心层构件库组成，两者之间通过标准硬件接口进行通信。用户层构件库包括人机界面、示教编程、运动规划、参数管理等非实时构件库。由于用户层使用WindowsCE操作系统，软件模块采用COM构件来实现。核心层构件库包括译码处理、速度控制、位置控制、运动学、逆运动学等机器人作业的实时性任务。由于核心层没有使用操作系统，本文利用功能函数形式实现。各种功能构件按标准接口进行封装，功能构件的接口。

控制模型及算法构件库设计

模块化机器人柔性控制系统的性能很大程度上依赖于控制模型与算法，已开发的模型算法构件包括:指令译码、机器人运动学、逆运动学、速度控制、关节插补、闭环位置控制等。主要由译码处理、直角坐标计算、插补运算、逆运动学、加减速及位置控制等模块组成。图中各参数含义为:(X，Y，Z，U，V，W)表示译码后的坐标数据，Q为坐标系选择标志，F为指令速度，Type为运动方式标志位，(α，β，γ)和(px，py，pz)分别表示机器人末端的位置和姿态，(q1，j，q2，j，…，q6，j)为第j个插补周期的关节坐标。直角坐标计算模块的功能为利用机器人运动学将关节坐标转换为机器人末端的位置和姿态。插补模块的功能是根据轨迹运动方式、轨迹起止坐标及速度等参数，进行关节坐标系或直角坐标系下的插补运算。在直线坐标系下插补计算得到的机器人末端位置和姿态，需利用机器人逆运动学将其转换为相应的关节坐标，从而控制各伺服系统的运动。1)关节轨迹插补构件关节轨迹插补用于计算各个插补周期内的各关节进给量，以保证末端执行器的平滑、稳定运行。关节轨迹插补由2个构件实现，非实时函数structinter_stepjoint_inter_pre(structinter_in*st_end)用于计算单个插补周期内的各关节的进给量，实时函数structRobot_jointslocomotion_joint(structinter_step*q_step，structinter_in*st_end，structRobot_joints*q_BK）用于计算插补周期各关节的坐标值。构件入口参数为结构体型参数structinter_in*st_end，其中包括初始关节坐标Qs(q1，s，q2，s，…，q6，s)，目标关节坐标Qe(q1，e，q2，e，…，q6，e)和关节速度F，出口参数为各插补周期关节位置q。2)机器人运动学构件机器人运动学构件用于实现机器人关节坐标系的坐标到机器人末端的位置和姿态之间坐标转换。该构件被封装为structRobot_T6cal_t6(structRobot_joints*q)，入口参数为机器人关节坐标(q1，q2，…，q6)(structRobot_joints*q)，出口参数为机器人末端的位置和姿态T6(structRo-bot_T6*T6)，公共接口参数为机器人的Denavit-Hartenberg(D-H)参数(structDH_para*DH)，即关节角(θ1，θ2，…，θ6)、扭转角(α1，α2，…，α6)、连杆长度(a1，a2，…，a6)和连杆偏移量(d1，d2，…，d6)等。计算思路为根据机器人D-H坐标系建立原则，建立连杆坐标系，利用DH连杆参数计算相邻连杆之间的连杆变换矩阵Ai(i=1，2，…，6)，用以描述相邻连杆坐标系之间的坐标变换关系。通过各连杆变换矩阵相乘，就可以得到机器人末端的变换矩阵。3)逆运动学构件机器人逆运动学构件用于实现机器人末端的位置和姿态到机器人关节坐标系的坐标之间的映射，从而对机器人末端路径进行规划，达到机器人整体运动的精确控制。该构件被封装为structRobot_jointsrobot_rev(structRobot_T6*T6，structRobot_joints*q_BK)，入口参数为机器人末端的位置和姿态T6(structRobot_T6*T6)，上一位置的机器人关节坐标(q1，j-1，q2，j-1，…，q6，j-1)(structRobot_joints*q_BK)，出口参数为当前位置的机器人关节坐标(q1，j，q2，j，…，q6，j)(structRobot_joints*q)，公共接口参数为机器人D-H参数，机器人各关节最小允许坐标(q1，min，q2，min，…，q6，min)(doubleQmin［6］)和最大允许坐标(q1，max，q2，max，…，q6，max)(doubleQmax［6］)。计算思路为根据机器人末端的变换矩阵，利用解析法求解各关节坐标。由于逆运动学求解存在多解问题，根据机器人动作范围(qi，j∈［qi，min，qi，max］，i=1，2，…，6)对其进行判定，去除不可达的解。将当前轨迹点计算出的六关节坐标qi，j与上一位置的关节坐标qi，j-1进行比较，选取Δq=|qi，j－qi，j-1|最小的qi，j值作为所求的关节坐标。4)译码处理构件译码构件的功能是将示教盒下传的各条机器人指令进行译码，译码结果首先放入CS第一级缓存，并根据命令做相应的预处理，如段长计算、圆弧半径处理等，然后经过BS寄存器最后译码到AS执行寄存器，构成三级缓存结构，为最终的指令执行做好准备。我们设计的机器人语言格式如下:语句序列为［＜标号＞］?＜执行句＞＜语句分隔符＞|［＜标号＞］?＜注释句＞＜语句分隔符＞其中，标号由4位数字构成。执行句为〈定义语句〉＜机器人控制语句＞〈程序控制语句〉〈输入输出语句〉〈赋值语句〉定义语句为〈位姿定义〉〈坐标系定义〉例如，“MOVJVJ=500S0L-90U0R0B45T0;{关节插补}”为一个执行句。机器人译码处理由词法分析构件、语法分析和代码转换构件来实现。词法分析构件由函数voidAccidenceCheck(char*mem，intmemsize)实现，用于检查机器人程序中不符合词法规则的指令。语法分析和代码转换构件由函数structUnRegInCode2Cs(char*mem，intmemsize)实现，用于根据机器人指令的规则对机器人代码进行逐行检查，将机器人程序各种作业信息提取出来，保存到CS缓冲区中。

机器人控制系统现场实验与结果分析

利用本文提出的嵌入式柔性控制系统开发平台，在某种型号关节机器人上进行了应用实验。该关节机器人技术指标为:6个运动轴，重复定位精度为0.1mm，各关节最大运行速度是S轴(回旋)为45°/s、L轴(下臂)为45°/s、U轴(上臂)为30°/s、R轴(手腕横摆)为60°/s、B轴(手腕俯仰)为60°/s、T轴(手腕回转)为120°/s，最大负载为3kg。机器人控制系统硬件由六轴运动控制模块、示教模块和IO模块构成，控制软件包括人机界面、示教编程、参数设置、插补计算、译码处理、速度控制、位置控制、运动学、逆运动学等功能，为机器人控制系统软件编写了配置文件，给出组件间的拓扑结构。不带机器人本体时轨迹位置最大误差为0.08mm，姿态最大误差为0.2°，带本体时轨迹位置最大误差为0.1mm，姿态最大误差为0.6°。该型号机器人轨迹位置理论值允许误差为0.1mm，因此可以满足该型号机器人控制精度要求。机器人控制系统经过长时间运行，结果表明采用嵌入式柔性控制系统可增加机器人系统的开放性和可扩展性，软硬件配置方便，控制系统可靠性高。

结语

第7篇：工业机器人范文

2015年，中国工业机器人产业得到进一步快速发展。

产业利好政策不断释放，产业规模保持稳定增长，下游服务环节向多元化进军，应用领域也在稳步拓展。

2016年，我国工业机器人正呈现出技术开发迎合市场需求、产品功能满足主导行业、应用领域不断拓宽深化等发展趋势。鉴于此，赛迪顾问装备产业研究中心预计，2016年中国工业机器人产业将继续保持稳定增长，产量接近2万台。

随着国务院正式印发《中国制造2025》规划，制造强国战略全面推进，工业机器人在现代制造技术中起到了举足轻重的作用，对于《中国制造2025》的目标实现有着重要意义。

政策环境利好，产业规模保持快速平稳增长

中国工业机器人产业蓬勃发展的背后是产业环境的不断完善。作为先进制造业中不可替代的重要装备，工业机器人已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志，国家在政策层面上对于工业机器人产业的扶持力度不断加强，并先后采取了多项优惠措施。

2015年1月，工业和信息化部印发了《原材料工业两化深度融合推进计划（2015―2018年）》，继续力挺机器人产业； 5月，国务院正式《中国制造2025》具体规划，工业机器人占据重要地位。在产业政策的激励和市场需求的带动下，近年来中国工业机器人产业实现快速增长。根据工业机器人产业2015年1月至11月发展情况，赛迪顾问曾做出预测，2015年中国工业机器人产量将达到15400台，同比增长27.8%。

产业全链发展，下游服务环节走向多元化

工业机器人产业链主要由零部件企业、本体制造企业、系统集成商构成，2015年其产业链各环节均得到发展。国内厂商已经攻克了减速机、伺服控制、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题，核心零部件国产化的趋势已经显现，但还需要一定时间的技术和经验积累；而在中国众多企业从事的下游系统集成环节，由于受到市场需求日渐庞大的影响，纷纷发展与机器人相关的维护、培训、贸易，以及相关配套服务，打造良好的产业上下游环境，向更加多元化和高端领域发展。

业内竞争加剧，产品需求方转型自供机器人

2015年，国内机器人行业竞争开始加剧。一是国外机器人巨头的涌入给国产机器人带来冲击。ABB、安川、库卡、发那科都在中国成立了本地制造企业，那不智二越、纳博特斯克等也都在中国成立了生产基地。由于国外巨头把控着众多核心零部件环节，因此，巨头的涌入给国产机器人，尤其是以低端机器人应用集成为主要营业收入来源的公司，形成了很大的冲击。二是产业链下游机器人需求商开始转型自供机器人。由于采购规模迅速膨胀，下游重点需求领域的龙头企业，例如富士康、美的、格力、奇瑞汽车等，开始加快研发机器人实现自供。三是众多机器人厂商牵手上市公司或独立上市。比较典型的是机械行业企业采取收购机器人企业的方式，从传统的数控机床切入工业机器人本体和系统集成领域，加速产业布局。

市场需求庞大，下游应用领域加速深化发展

机器人在汽车制造、电子制造等“精密制造”领域应用迅速。工业机器人是生产过程的关键设备，可用于安装、制造、检测和物流等生产环节，并广泛应用于汽车和汽车零部件、电气电子、工程机械等众多领域。

汽车制造业是工业机器人占比最高的应用领域，涵盖了汽车及汽车零部件生产、加工及仓储的全过程；电子行业由于制造柔性化和生产高速性的要求，工业机器人的使用也必不可少；金属和机械加工行业引入工业机器人，有利于产品的批量化生产、实现生产自动化，降低人力成本，提高生产效率和管理水平。

人机协作功能助力工业机器人步入2.0时代

在行业需求变迁，柔性化要求提升等影响下，ABB、KUKA、新松等国内外工业机器人知名企业纷纷推出人机协作型机器人产品。人机协作机器人更能适应业内对机器人柔性化和感知能力等方面提出的要求。

一方面，人机协作型机器人柔性化程度更高，相比传统汽车产业体型大、移动范围大、重型的机器人，协作型机器人具备工序轻量化、小型化、精细化的特点，能够满足未来以3C为主导的消费电子产业对工业机器人的供应需求和要求；另一方面，人机协作机器人提升了感知能力，可以通过被示范训练来学习执行各类任务，可对其程序和算法进行编程，并进行可视化操作，为未来开拓新应用领域打下必要基础。

机器视觉技术成为国内产业上游环节切入点

机器视觉技术是用机器代替人眼来做测量和判断，主要用计算机软件来模拟人的视觉功能，从客观事物图像中提取信息进行处理并最终用于实际检测和控制。

从市场需求来看，世界机器人数量逐年递增，机器人数量规模的增加同时也在拉动对机器视觉功能的需求。

从技术层面来看，近年来我国机器视觉行业的专利数量快速增加，将推动机器视觉技术向更高精度、更高要求方向发展。

此外，高端装备制造业对于精准度的严格要求也必须由机器智能识别来完成，大力培育和发展机器视觉对于加快制造业转型升级，提高生产效率，实现制造过程的智能化和绿色化发展具有重要的意义。

应用不断向军工、医药、食品等领域深化

广泛应用工业机器人作为一个重要的高科技发展战略，无论在推动国防军事、智能制造、资源开发、还是在培育发展未来机器人产业上都具有重要意义。

从行业结构变化趋势来看，汽车、电子工业仍是国内工业机器人的主要应用领域，但随着其他应用领域的不断拓展，其占比份额将有所下降。

而市场份额相对较小的应用领域，比如塑料橡胶、食品、军工、医药设备、轨道交通等领域的市场占比将适当增长。近年来国家十分重视环保和民生问题，机器人作为实现自动化、绿色化生产的重要工具，将在塑料橡胶等高污染行业，以及与民生相关的食品饮料和制药等行业不断深化应用。

作为国家重点支持领域，产业增长趋于稳定

第8篇：工业机器人范文

1 工业机器人的概念及分类

1961年美国Unimate公司生产了第一台可用于上下料等简单工作的商用工业机器人，标志着工业机器人诞生。直到80年代初，工业机器人技术才开始较快的发展。尽管工业机器人在工业领域应用广泛，但各国对于工业机器人至今没有统一定义，因此该部分将列举不同工业机器人的定义及分类。

1.1 工业机器人的概念

在美国标准中，只有易于再编程的装置才是机器人，而通过手动装置或者固定顺序的机器人都不认为是机器人，即通过人来驱动装置或者需要安装强制启停驱动器才能运动且运动顺序固定很难更改的都不认为是机器人。而在工业领域一些数控机床也可以实现编程后的功能实现，因此也要区分数控机床和工业机器人的区别。当一台机械设备通过编程可实现多种用途则可能被称作工业机器人，而当一台设备通过编程只能执行同一类型任务的则称为专用自动化设备。目前工业机器人的定义普遍形成以下基本论述：该设备可以将预先编排的程序存入存储装备，靠自身动力和控制能力来实现各种功能，且受人指挥，操作程序能自动重复的一种自动化设备。

1.2 工业机器人的分类

由于工业机器人没有形成较为统一的定义，因此机器人的分类也不尽相同。不同国家、不同协会甚至不同企业分类方法也也有差异。根据日本工业机器人协会（the Japanese Industrial Robot Association， JIRA）的定义，将机器人分为六大类：分别是人工操作装置、固定顺序机器人、可变顺序机器人、示教再现机器人 、数控机器人、智能机器人，而根据美国机器人协会（ the Robotics Institute of America， RIA）的定义，只将以上最后四类认定为机器人装置。而欧洲各个国家对机器人的定义分类表述各异。

目前，工业机器人根据其发展理论及运动控制分析大致分为四种形式。第一种是基于直角坐标系变换的机器人，该结构由三个独立关节组成，运动相互独立，没有耦合，运动算法简单且自身结构有很多限制，自由度不够高。第二种是球坐标式机器人，该机器人工作空间大，占地面积小，但自身结构复杂。第三种是圆柱坐标是机器人，该机器人可进行空间上的上下及水平伸缩运动，具有较大的灵活性，但末端执行装置由于受到自身结构的限制，精度不好控制。第四种是关节式机器人，这种机器人目前在工业领域中应用广泛，一般由三个或三个以上的自由度组成。该机器人类似于人的上半身，具有运动灵活，结构紧凑的特点。

2 工业机器人在高职院校的培养

2.1 工业机器人专业在职业院校的培养目标

2000年我国工业机器人保有量仅为3500?_，而到了2013年我国机器人销售量则高达3.6万多台一举超越日本成为世界上工业机器人销售市场占比最高的国家。2016年中国工业机器人市场需求增长至9.2万台。随着我国人口红利的消失以及“中国制造2025”、“智能转型”的提出催生了工业机器人产业在我国的快速发展。在未来一段时间，机器人制造厂商及其集成商需要大量制造、设计集成、安装调试、销售及技术研发人员及服务人员。而机器人用户也需要大量的工作人员进行日常的维护、调试与保养等工作。以上工作人员都是职业院校工业机器人专业的人才培养目标。由于职业院校受制于招生、科研等客观因素的限制，且工业机器人是一个由多学科组成的高新技术，因此职业院校在人才培养上一方面要进行机器人的理论的学习，为今后在该领域发展的打好基础，另一方面要将更多的教学精力集中在设备的维护、调试及简单的维修等方面。

2.2 工业机器人专业在职业院校的培养内容

目前，我国工业机器人在众多行业已经广泛应用，尤其在冲压、压铸、锻造、机械加工、焊接、热处理、喷涂、仓库堆垛等工业环境中运用广泛。传统的工业机器人系统一般都包含机器人躯干、示教器编程器、机器人控制柜等。图1为六轴机器人躯干简图，其中轴1、4、6为三个旋转轴，每个轴由电机驱动并经过减速器减速来达到增大输出扭矩进而来带动各旋转轴及其以后各部件绕该电机轴做旋转运动，而根据功能的不同，轴6的末端执行器会安装不同的设备，比如喷枪、焊枪、抓手等。轴2、3、5为摆动轴，由减速器连接电机进行驱动各关节部件进行运动。示教编程器是一个机器人控制系统的核心部件，是用来注册和存储机械运动或者处理记忆的设备，可以实现在线编程，该设备由电子系统或者计算机系统来执行。现阶段职业院校机器人专业可通过以下三个层次进行培养：第一，机器人集成应用基础知识学习；第二，机器人操作及基础编程学习；第三，通过焊接工作站、码垛工作站、及喷涂工作站等实训项目对工业机器人的操作学习。

（1）机器人集成应用系统的学习。工业机器人在运动当中都是通过驱动电机进行运动的。机器人集成应用系统的学习很大程度上就是在了解机器人控制柜的原理。该系统主要通过PLC、PLC模拟量的输出模块、电磁阀、对射开关、变频器、伺服驱动器等设备对电机或者伺服电机进行方向、转速以及位置的控制。在实际教学当中，PLC作为实现工业现场自动化程序的控制核心，该课程可作为工业机器人专业的核心课程之一。变频器通过整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、监测微处理单元来调整输出电源的电压和频率，从而达到对电机的调速控制。变频器的内部是靠IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，因此电力电子技术也是该专业一个核心课程。伺服驱动器是控制电机运动的一个重要部分，由于涉及矢量控制电流、速度、位置等闭环算法，因此对于伺服驱动器的学习在职业院校不宜进行深入的理论学习，只要达到能灵活运用的目的即可。最后，通过触摸屏及其相关编程软件的学习，实现对工业机器人的控制。

（2）机器人的操作及基础编程。第二阶段的学习则是一个以实践为主学习过程。在掌握各元器件及PLC的应用基础上，首先实现通过变频器和伺服驱动器对电机实现多段速控制、位置控制及速度控制。实现上述控制以后，通过自学引导方式掌握485通信、Modbus协议等，最终实现通过PLC对变频器、伺服驱动器的通信来达到控制电机目的。最后一个阶段可尝试PLC之间的相互通信，学会PLC之间主站、从站的设立。进入该部分学习，可进行2至3人的小组分配学习方式进行。

（3）机器人实训学习。焊接工作站、码垛工作站及喷涂工作站等项目基本涵盖工业环境当中所遇到的机器人操作情形。每个工作站的建立，除了机器人躯干以外，根据实现的功能不同，需对工作站进行不同单元的调整。以焊接工作站为例，除了机器人本体以外，还包括电源单元、焊枪单元、焊接工作台、夹具单元、机器人底座、自动清枪单元等。通过一个工作站的学习可以做到了解机器人工作站的构成，在掌握好理论和做好安全防护的基础上，可以进行一些简单机器人操作。在实训的同时联系机器人集成系统的应用对机器人工作站工作原理的进行探索。

第9篇：工业机器人范文

关键词：多关节；示教；示教路径；自主运动

目前，在高端制造业中，工业机器人俨然已经成为工业生产中不可忽视的重要组成部分，它的智能性、高效性、精确性成为能够替代人类的巨大优势。设计多关节示教工业机器人，主要是对它的运动路径进行控制，让其可以根据程序设定优化的路径或者示教路径进行自主运动，使用机械夹手完成指定的任务，同时还能借助于电脑上位机来实时操作，以便完成有效的动作。在工业机器人中，大多数的工业机器人采用示教编程方式，先用人工操作的方式来起到示范的目的和作用，让工业机器人记住相关有效动作，进而使之能够在人工不干预的情况下进行预期的动作。这种方法可以大大节省开发周期和成本，便于在不同的操作环境下进行，适应性强，因此，本研究对于示教机器人领域的研究和发展具有一定的意义。

1总体方案设计

多关节示教工业机器人硬件采用STM32F103作为主控核心，利用松下MINAS系列的交流伺服电机来控制各关节的运动；软件利用RTX小型嵌入式系统。RTX嵌入式系统是可裁剪的，用户可以根据自己的情况对系统进行配置，对于这种多任务的控制系统，使用嵌入式操作系统可以使软件设计更加高效、方便。示教盒采用手轮脉冲发生器，手轮脉冲发生器一直使用在工控场合，它可以产生精确数量的脉冲，满足精准定位的要求，且脉冲频率可由用户来控制。通过通道选择旋钮、倍率选择旋钮可以快速切换控制关节和脉冲倍频，从而控制各个电机的转速。

2系统硬件设计

2.1电源模块设计

本系统使用交流220V供电，然后分成4路分别为不同的硬件供电。220V交流电直接为伺服电机及其驱动器供电；交流220V经过开关电源后输出直流24V，为伺服驱动器控制电路供电，同时为伺服电机刹车、气动电磁阀供电；直流24V经过DC-DC降压模块输出直流5V，为伺服电机编码器供电和部分芯片、传感器供电；直流5V经过LDO稳压器输出直流3.3V，为主控制器供电。

2.2伺服电机控制模块设计

本系统伺服电机控制采用位置控制时，需要的控制信号有脉冲输入、方向输入、伺服选通、脉冲使能、正转限位、反转限位、x车使能等。因传输距离较远，故采取RS-422差分传输，将STM32F103的输出信号经过AM26LS31CD芯片转换成差分信号，再输入到伺服电机驱动器。设计共用到6个伺服电机，图1为两路伺服电机控制电路，其他4路控制电路类似。

2.3示教盒模块设计

示教盒模块通过手轮脉冲发生器输出差分信号：A+、A-、B+、B-，另外还有6路通道选择信号，3路倍率选择信号，1个按钮，1个自锁按钮，2个指示灯。脉冲发生器为5v供电，指示灯为24V供电。电路如图2所示。

3系统软件设计

多关节示教工业机器人控制系统任务较多，同时又要求系统具有快速的响应，为了实现这些功能和要求，设计采用RTX小型嵌入式系统。系统软件由多个具有不同功能的模块组成，利用RTX来协调各模块的工作。其中主控制器的功能模块有：主控制模块、示教控制模块、伺服电机控制模块等。辅助控制器的功能模块有：脉冲计数模块、限位保护模块等。整个软件控制程序的主流程框图如图3所示。

3.1示教控制模块

示教模块主要负责对机器人运动方式及路径的规划，通过1个6通道旋转开关选择当前控制的是哪个关节，1个3通道旋转开关选择当前的脉冲倍率。手轮每拨动一下，会发出一个脉冲，MCU捕捉到脉冲后，判断手轮旋转方向，乘以当前的倍率，然后让选定通道输出指定个数的脉冲，控制手轮的旋转速度就可以控制电机的转速。当机器人的机械夹手移动到预定位置后，将当前位置进行保存，从而可确定一个示教点。

3.2电机控制模块

系统采用位置控制方式对交流伺服电机进行控制，需要的控制信号为脉冲信号、方向信号、脉冲指令使能信号和伺服使能信号。当伺服使能信号使能时，伺服驱动器才能控制伺服电机工作；脉冲指令使能信号使能时，脉冲指令才能被伺服驱动器接收。方向信号决定电机的正反转；电机的转速由输入脉冲信号的频率决定，转动的角度由脉冲信号的频率的个数决定。需要注意的是，控制电机时一定打开刹车，否则可能造成电机堵转。

3.3脉冲计数模块

该模块主要功能是实现机器人各关节的定位。因为伺服电机编码器采用的是增量式编码器，不具有断电记录各关节位置的能力。当系统断电后，采用备用电池为编码器和控制器供电，因此系统可以一直记录各关节的位置。编码器输出信号是正交信号和机械过零信号，因此可以直接使用MCU内部定时器的编码器模式，对脉冲进行计数，检测到过零信号后复位计数器，可以防止计数器的累计误差。机器人的各关节不是360°旋转，都有一定的范围限制，经过测试得出各关节的转动角度后，换算成脉冲个数。若检测到的脉冲个数超出最大限值，则向主控制器发出报警信号，主控制器会立即关闭驱动脉冲的输出，停止电机的运动，直到报警解除。

4整机测试

4.1伺服驱动器参数的设置

伺服控制系统自身就是一个闭环负反馈系统，因此伺服驱动器需要根据不同的负载情况，对一些反馈系数、控制系数进行合适的设置。驱动器的结构如图4所示。经过参数调整，使电机工作在一个合适的状态。

参数调整的步骤如下：通过速度响应前馈系数P21，将速度前馈系数设为0%；设置速度环增益P03，使得速度环增益较大但不至于发生振荡；设置位置环增益P20保证系统有足够大增益而不至于发生振荡，可以加快位置调节，但位置环增益控制着机械刚性，若增益过大有可能导致振荡；设置速度环积分时间常数P04取较小的速度积分时间常数，使得位置偏差值能得到较快的削减；重新设置速度响应前馈系数P21以获得较快的调节响应。

4.2整机功能实现

整机最后实现了基本的示教和夹取功能，通过手轮控制机器人的运动路径，气动夹手夹取物体，可以完成程序设定的任务或者示教任务。整机实物如图5所示，包含机体、控制箱和示教盒。