機(jī)器人實(shí)訓(xùn)報(bào)告

目錄任務(wù)書(shū):TOC\o"1-3"\h\u一、項(xiàng)目要求 3二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求 3實(shí)訓(xùn)報(bào)告：一、系統(tǒng)框圖及功能描述 4（一）系統(tǒng)框圖 4（二）Fanuc機(jī)器人 4（三）PLC（可編程序控制器） 5（四）威綸通觸摸屏 8二、電路原理圖 9（1）PLC外部接線圖 9（2）CRM2A/B與外圍設(shè)備的連接 9三、氣動(dòng)原理圖 10四、列出PLC及機(jī)器人I/O分配表，編寫(xiě)PLC程序 11（一）PLC及機(jī)器人I/O分配表： 11（二）軟元件分配表 11(三)威綸觸摸屏編程界面……………………13(四)機(jī)器人模擬仿真…………14(五)PLC梯形圖 14五、機(jī)器人程序 17六、調(diào)試流程……………………….19七、實(shí)踐的心得與建議 20八、參考資料 20

M-6iB機(jī)器人+PLC+機(jī)器人IOD組一、項(xiàng)目要求要求機(jī)器人完成上述物品搬運(yùn)任務(wù)；采用Roboguide機(jī)器人仿真軟件對(duì)以上任務(wù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真；采用三菱PLC+機(jī)器人的控制結(jié)構(gòu)，PLC通過(guò)機(jī)器人IO(CRM2A和CRM2B)與機(jī)器人進(jìn)行通訊；通過(guò)PLC啟動(dòng)機(jī)器人作業(yè)(機(jī)器人主程序命名為RSR0112)；通過(guò)觸摸屏編程實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求1、畫(huà)出系統(tǒng)框架圖，并進(jìn)行相應(yīng)功能描述；2、畫(huà)出電路原理圖；3、畫(huà)出氣動(dòng)原理圖；4、機(jī)器人任務(wù)編程；5、列出PLC及機(jī)器人I/O分配表，編寫(xiě)PLC程序（包括注釋）；6、寫(xiě)出調(diào)試流程并按流程工作；7、完成全部實(shí)踐文件，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與答辯；8、實(shí)踐的心得與建議；9、參考資料。

工業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目綜合訓(xùn)練小組成員周群策張煜浩邵辰彤李冰冰周磊22劉延剛李甲一、系統(tǒng)框圖及功能描述（一）、系統(tǒng)框圖計(jì)算機(jī)與PLC及觸摸屏進(jìn)行通訊，將PLC程序和觸摸屏程序分別導(dǎo)入。通過(guò)觸摸屏的控制按鈕操控PLC程序中軟元件的開(kāi)閉狀態(tài)來(lái)控制是否調(diào)用機(jī)器人程序從而控制機(jī)器人的動(dòng)作，機(jī)器人由示教編程，程序存儲(chǔ)在示教盒內(nèi)由PLC程序控制其調(diào)用。（二）、Fanuc機(jī)器人Fanuc機(jī)器人硬件主要包括：機(jī)器人本體(Robot)，控制柜(包括用戶操作面板)，示教盒(TeachPendant)等。主要功能包括：Arcwelding(弧焊)，Spotwelding(點(diǎn)焊)，Handling(搬運(yùn))，Sealing(涂膠),Painting(噴漆)，Palleting(碼垛)，Assembling(裝配)，去毛刺，切割，激光焊接，測(cè)量等。（三）、PLC（可編程序控制器）PLC的定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC是一種用程序來(lái)改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計(jì)算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能。系統(tǒng)構(gòu)成（功能擴(kuò)展板塊/連接器轉(zhuǎn)換適配器/存儲(chǔ)器盒/顯示模塊的系統(tǒng)組成）功能擴(kuò)展板塊，連接器轉(zhuǎn)換適配器，存儲(chǔ)器盒，顯示模塊的組合，可以連接的位置，臺(tái)數(shù)，無(wú)論基本單元的點(diǎn)數(shù)如何，均如下所示。1.FX3u-16MR/ES-A,FX3u-32MR/ES-A2．端子排列3.輸入連線示例4.威綸通觸摸屏威綸通系列觸摸面板全線內(nèi)置電源隔離保護(hù)器，觸摸屏均為電阻屏，支持MPI187.5K連接，常規(guī)產(chǎn)品分辨率均為800×480以上，均采用EB8000同一套軟件，具有強(qiáng)大的兼容能力，能適用于市面上95%常見(jiàn)的PLC、變頻器、工控機(jī)等自動(dòng)化設(shè)備。二、電路原理圖（電氣部分的說(shuō)明）（1）Plc外部線路連接（2）CRM2A/B與外圍設(shè)備的連接CRM2A輸入CRM2A輸出CRM2B輸入CRM2B輸出（3）、氣動(dòng)原理圖（4）、列出PLC及機(jī)器人I/O分配表，編寫(xiě)PLC程序（包括注釋）（1）、PLC及機(jī)器人I/O分配表：機(jī)器人輸出PLC輸入功能定義機(jī)器人輸入PLC輸出功能定義CRM2B(33）DO[1]X1電磁閥信號(hào)CRM2A(01)*TMSTPY10緊急停機(jī)信號(hào)CRM2A(35)PROGRUNX5程序執(zhí)行輸出信號(hào)Y4氣閥CRM2B(35)DO[3]X11按步輸出CRM2A(04)CSTOP1Y0安全速度信號(hào)CRM2B(36)DO[4]X12計(jì)數(shù)復(fù)位CRM2A(10)PNS4Y1程序號(hào)選擇CRM2A(39)FAULTX7錯(cuò)誤輸出CRM2A(28)ENBLY7使能信號(hào)CRM2A(06)STARTY6啟動(dòng)信號(hào)CRM2A(29)PNSSTROBEPNY2濾波信號(hào)CRM2A(25)FAULTRESETY5報(bào)警復(fù)位信號(hào)（2）、軟元件分配表軟元件定義軟元件定義M20總開(kāi)關(guān)M15復(fù)位M30開(kāi)始執(zhí)行M40跳出M10單步連續(xù)切換M50報(bào)警燈M12暫停M13繼續(xù)接線圖：(三)、威綸觸摸屏編程界面總開(kāi)關(guān)：控制PLC程序；急停：機(jī)器人緊急停止；暫停：機(jī)器人暫停；復(fù)位：解除警報(bào)；運(yùn)行狀態(tài)切換：切換運(yùn)行狀態(tài)（自動(dòng)/單步）；執(zhí)行：調(diào)用執(zhí)行示教程序操作過(guò)程：首先打開(kāi)總開(kāi)關(guān)，點(diǎn)擊復(fù)位按鈕。運(yùn)行狀態(tài)切換開(kāi)關(guān)控制機(jī)器人的自動(dòng)/單步運(yùn)行。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，機(jī)器人自動(dòng)將4個(gè)工件依次由左移動(dòng)至右，每移動(dòng)一個(gè)工件，工件狀態(tài)指示燈會(huì)跳轉(zhuǎn)。單步運(yùn)行時(shí)，每移動(dòng)一次工件，機(jī)器人都會(huì)暫停操作，需點(diǎn)擊復(fù)位后再進(jìn)行下一步操作。機(jī)器人緊急停止時(shí)，報(bào)警燈亮起，點(diǎn)擊復(fù)位按鈕解除報(bào)警。(四)、機(jī)器人模擬仿真(五)、PLC梯形圖五、機(jī)器人程序示教動(dòng)作流程：程序：JP[1]100%CNT100//示教點(diǎn)1（螺栓1起始點(diǎn)）JP[2]100%CNT100//示教點(diǎn)2DO[1]=ON//氣閥接通，手爪閉合WAIT2.00(SEC)//等待2sJP[3]100%CNT100//示教點(diǎn)3JP[4]100%CNT100//示教點(diǎn)4JP[5]100%CNT100//示教點(diǎn)5DO[1]=OFF//氣閥關(guān)閉，手爪張開(kāi)WAIT2.00(SEC)//等待2sJP[6]100%CNT100//示教點(diǎn)6（螺栓1結(jié)束點(diǎn)）JP[7]100%CNT100//示教點(diǎn)7（螺栓2起始點(diǎn)）JP[8]100%CNT100//示教點(diǎn)8DO[1]=ON//氣閥接通，手爪閉合WAIT2.00(SEC)//等待2sJP[9]100%CNT100//示教點(diǎn)9JP[10]100%CNT100//示教點(diǎn)10JP[11]100%CNT100//示教點(diǎn)11DO[1]=OFF//氣閥關(guān)閉，手爪張開(kāi)WAIT2.00(SEC)//等待2sJP[12]100%CNT100//示教點(diǎn)12（螺栓2結(jié)束點(diǎn)）JP[13]100%CNT100//示教點(diǎn)13（螺栓3起始點(diǎn)）JP[14]100%CNT100//示教點(diǎn)14DO[1]=ON//氣閥接通，手爪閉合WAIT2.00(SEC)//等待2sJP[15]100%CNT100//示教點(diǎn)15JP[16]100%CNT100//示教點(diǎn)16JP[17]100%CNT100//示教點(diǎn)17DO[1]=OFF//氣閥關(guān)閉，手爪張開(kāi)WAIT2.00(SEC)//等待2sJP[18]100%CNT100//示教點(diǎn)18（螺栓3結(jié)束點(diǎn)）JP[19]100%CNT100//示教點(diǎn)19（螺栓4起始點(diǎn)）JP[20]100%CNT100//示教點(diǎn)20DO[1]=ON//氣閥接通，手爪閉合WAIT2.00(SEC)//等待2sJP[21]100%CNT100//示教點(diǎn)21JP[22]100%CNT100//示教點(diǎn)22JP[23]100%CNT100//示教點(diǎn)23DO[1]=OFF//氣閥關(guān)閉，手爪張開(kāi)WAIT2.00(SEC)//等待2sJP[24]100%CNT100//示教點(diǎn)24（螺栓4結(jié)束點(diǎn)）六、調(diào)試流程（包括調(diào)試過(guò)程中存在的問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路及辦法）設(shè)備連接設(shè)備連接示教盒機(jī)器人程序編程示教盒機(jī)器人程序編程PLC程序編程PLC程序編程PLCPLC控制調(diào)試否實(shí)現(xiàn)要求否實(shí)現(xiàn)要求威倫觸摸屏控制調(diào)試威倫觸摸屏控制調(diào)試優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)調(diào)試過(guò)程中，我們分別進(jìn)行了如下操作：1.將程序?qū)氲絇LC中；2.將EB8000中繪制的觸摸屏程序?qū)氲酵]觸摸屏中；3.將威綸觸摸屏的數(shù)據(jù)線與PLC相連，將PLC至于“RUN”狀態(tài)；4.點(diǎn)擊“Enter”按鈕，進(jìn)入操作界面；5.按下“啟動(dòng)/Run”，此時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；6.按下“復(fù)位/RST”按鈕，等待“FAULT”指示燈熄滅；7.點(diǎn)擊“執(zhí)行/Do”按鈕，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)取決于“自動(dòng)運(yùn)行/單步運(yùn)行”按鈕的位置（兩種運(yùn)行模式可以在機(jī)器人運(yùn)行時(shí)相互切換）；8.在“自動(dòng)運(yùn)行”模式時(shí)，只要點(diǎn)擊“執(zhí)行/Do”按鈕，系統(tǒng)執(zhí)行整個(gè)程序及將四顆螺釘一次全部搬至設(shè)定位置；9.在“單步運(yùn)行”模式時(shí)，點(diǎn)擊“執(zhí)行/Do”按鈕，系統(tǒng)分四次將螺栓搬至設(shè)定位置；每一個(gè)螺栓到位后，點(diǎn)擊“復(fù)位/RST”按鈕，等待“FAULT”指示燈熄滅，點(diǎn)擊“繼續(xù)/Continue”按鈕，機(jī)器人繼續(xù)搬運(yùn)下一顆螺栓，直至四顆搬運(yùn)完成；10.在機(jī)器人運(yùn)行的過(guò)程中，點(diǎn)擊“暫停/Pause”按鈕，可實(shí)現(xiàn)程序執(zhí)行的暫停功能，需繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，點(diǎn)擊“復(fù)位/RST”按鈕，等待“FAULT”指示燈熄滅，再點(diǎn)擊“繼續(xù)/Continue”按鈕，程序繼續(xù)執(zhí)行，機(jī)器人繼續(xù)工作。PLC的各種功能均通過(guò)觸摸屏順利實(shí)現(xiàn)，調(diào)試成功。七、實(shí)踐的心得與建議三周的實(shí)訓(xùn)也基本終結(jié)了我大學(xué)四年的課程，似乎來(lái)得比自己想的更早一些。以后真的很難再回到教室，回到實(shí)驗(yàn)室，一組一班的這樣上課，想想那些上課睡覺(jué)的日子和那些打醬油的實(shí)驗(yàn)似乎多了一種緬懷。總而言之，言而總之，大學(xué)完了。在考完研這段時(shí)間里，我總是找不到狀態(tài)，或許真的考傻了，應(yīng)試教育我發(fā)誓這是最后一次。生活，生下來(lái)，活下去。人總歸要面對(duì)社會(huì)，人總歸要在社會(huì)接受檢驗(yàn)，在那里才能知道自己值多少錢。對(duì)于一個(gè)20多歲的人，不斷的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)似乎比什么都要重要。這次的實(shí)訓(xùn)剛剛開(kāi)始不知道是受考研的影響，還是受考研的影響，對(duì)于很多熟悉的東西變得很陌生，問(wèn)了很多自己后來(lái)想想都臉紅的問(wèn)題。我剛開(kāi)始找到前面班級(jí)同學(xué)做的ＰＬＣ的程序，但是對(duì)照著看，發(fā)現(xiàn)我真不知道他們是怎么要機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，這不科學(xué)啊。于是丟掉了程序，開(kāi)始自己動(dòng)手豐衣足食，首先對(duì)機(jī)器人實(shí)行示教并用偏置編程，可是發(fā)現(xiàn)不走直線啊，問(wèn)問(wèn)其他同學(xué)，他們也出現(xiàn)了這種情況，最后沒(méi)辦法只能全部示教了。那天下午，敲了一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，突然發(fā)現(xiàn)自己的電腦不能與PLC通訊，因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題浪費(fèi)了半天的時(shí)間，最后沒(méi)辦法換了其他組員的電腦才解決了這個(gè)問(wèn)題。在回來(lái)的時(shí)候我把程序敲好，周末看見(jiàn)有人在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，在干活的同時(shí)也偷偷跑進(jìn)去看了下他們的進(jìn)展，討論下程序的問(wèn)題。終于讓我解決了點(diǎn)動(dòng)和連動(dòng)的切換，程序已經(jīng)初見(jiàn)模型，接下來(lái)就是觸摸屏了，小組同學(xué)承擔(dān)了這部分的重要責(zé)任，讓我輕松了不少。這次實(shí)訓(xùn)我作為組長(zhǎng)，沒(méi)有盡到組長(zhǎng)的責(zé)任，沒(méi)有安排好組員，大家都有自己的事兒，工作的工作，重修考試的考試，回家的回家，經(jīng)常一個(gè)人孤軍奮戰(zhàn)。對(duì)于這次實(shí)訓(xùn)的安排我個(gè)人覺(jué)得不合理，做什么東西有實(shí)物才有操作感，程序不是想出來(lái)的，是調(diào)出來(lái)的。當(dāng)然這不能成為借口，學(xué)校給的條件，已經(jīng)比很多學(xué)校好了，我們應(yīng)該珍惜。我一直都很珍惜大學(xué)的時(shí)光，我想它的每一次心跳都值得回憶。八、參考資料【1】工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)【2】《工業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目綜合訓(xùn)練》裝置說(shuō)明【3】controllermaintenance有接線說(shuō)明【4】FX3U-16CCL-MUSER'SMANUAL機(jī)器人項(xiàng)目研究報(bào)告●當(dāng)前全球機(jī)器人市場(chǎng)主要以工業(yè)機(jī)器人為主，占市場(chǎng)份額的80%。未來(lái)服務(wù)機(jī)器人的行業(yè)規(guī)?；?qū)⒊^(guò)工業(yè)機(jī)器人，成為新藍(lán)海?！耦A(yù)計(jì)2014~2017年全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模累計(jì)將達(dá)2000億元，復(fù)合增速將達(dá)到22%，中國(guó)市場(chǎng)增速遠(yuǎn)高于全球增速。以清潔機(jī)器人為例，“雙十一”期間，國(guó)內(nèi)掃地機(jī)器人公司科沃斯實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)銷售3.15億元，其中在天貓商城銷售達(dá)2.76億元。這讓我們看到了服務(wù)機(jī)器人在終端消費(fèi)需求的爆發(fā)力。●中國(guó)的機(jī)器人密度僅為30，遠(yuǎn)低于世界平均水平的62，而世界最高的韓國(guó)達(dá)到437。工信部工業(yè)裝備司副司長(zhǎng)王衛(wèi)明曾透露，國(guó)家的相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃到2020年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)體系要具備3至5家具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)，8至10個(gè)產(chǎn)業(yè)配套集群，機(jī)器人密度達(dá)到100以上。從30到100對(duì)應(yīng)的是3倍以上市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)?！駲C(jī)器人將迎來(lái)政策密集落地期，制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是長(zhǎng)期利好。機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。自從1962年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)機(jī)器人以來(lái)，機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快，已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動(dòng)化工廠(FA)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動(dòng)化工具。廣泛采用機(jī)器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，有著十分重要的意義。和計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣，工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。機(jī)器人能干的工作也已經(jīng)從搬運(yùn)、碼垛、焊接等生產(chǎn)活動(dòng)，到讀報(bào)、陪護(hù)、弱交流等生活活動(dòng)，再到排雷、戰(zhàn)斗等軍事活動(dòng)，滲透到了人類的方方面面。隨著需求范圍的擴(kuò)大，機(jī)器人結(jié)構(gòu)和形態(tài)的發(fā)展呈現(xiàn)多樣化。高端機(jī)器人具有明顯的仿生和智能特征，其性能不斷提高，功能不斷擴(kuò)展和完善，各種機(jī)器人系統(tǒng)逐步向具有更高智能方向演進(jìn)。目前機(jī)器人主要分為：工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人兩大類。工業(yè)機(jī)器人細(xì)分為焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、裝配機(jī)器人、處理機(jī)器人、噴涂機(jī)器人五大類，服務(wù)機(jī)器人細(xì)分為個(gè)人、家用機(jī)器人、專業(yè)服務(wù)機(jī)器人。【工業(yè)機(jī)器人概述及發(fā)展趨勢(shì)】1.1工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概述工業(yè)機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的新興產(chǎn)業(yè)，將對(duì)未來(lái)生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。國(guó)外專家預(yù)測(cè)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(UNECE)和國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)的統(tǒng)計(jì)，世界機(jī)器人市場(chǎng)前景看好，從20世紀(jì)下半葉起，世界機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長(zhǎng)的良好勢(shì)頭。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，機(jī)器人產(chǎn)品發(fā)展速度加快，年增長(zhǎng)率平均在10％左右。2004年增長(zhǎng)率達(dá)到創(chuàng)記錄的20％。其中，亞洲機(jī)器人增長(zhǎng)幅度最為突出，高達(dá)43%。1.2國(guó)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)1.2.1工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機(jī)價(jià)格不斷下降，平均單機(jī)價(jià)格從91年的10.3萬(wàn)美元降至97年的6.5萬(wàn)美元。1.2.2機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)；國(guó)外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問(wèn)市。1.2.3工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見(jiàn)小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。1.2.4機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。1.2.5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機(jī)器人。1.3中國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開(kāi)始起步，在國(guó)家的支持下，通過(guò)“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開(kāi)發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人；其中有130多臺(tái)套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來(lái)看，中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，如：可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品；機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國(guó)外比有差距。1.4工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在制造業(yè)中，尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。如在毛坯制造（沖壓、壓鑄、鍛造等）、機(jī)械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測(cè)及倉(cāng)庫(kù)堆垛等作業(yè)中，機(jī)器人都已逐步取代了人工作業(yè)。隨著工業(yè)機(jī)器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機(jī)器人智能化水平的提高，機(jī)器人的應(yīng)用范周還在不斷地?cái)U(kuò)大，已從汽車制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進(jìn)而推廣到諸如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)維護(hù)維修機(jī)器人等各種非制造行業(yè)。在國(guó)外，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。從而，相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業(yè)機(jī)器人公司，它們包括：瑞典的abbRobotics，日本的fanuc、Yaskawa，德國(guó)的kukaRoboter，美國(guó)的AdeptTechnology、AmericanRobot、EmersonIndustrialAutomation、S-TRobotics，意大利comau，英國(guó)的AutoTechRobotics，加拿大的JcdInternationalRobotics，以色列的RobogroupTek公司，這些公司已經(jīng)成為其所在地區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)。在國(guó)內(nèi)，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)剛剛起步，但增長(zhǎng)的勢(shì)頭非常強(qiáng)勁。如中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化所投資組建的新松機(jī)器人公司，年利潤(rùn)增長(zhǎng)在40%左右。1.5工業(yè)機(jī)器人四大家族1.5.1日本發(fā)那科（Fanuc)FANUC是日本一家專門研究數(shù)控系統(tǒng)的公司，成立于1956年。是世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，占據(jù)了全球70%的市場(chǎng)份額。FANUC于1959年首先推出了電液步進(jìn)電機(jī)，在后來(lái)的若干年中逐步發(fā)展并完善了以硬件為主的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。進(jìn)入70年代，微電子技術(shù)、功率電子技術(shù)，尤其是計(jì)算技術(shù)得到了飛速發(fā)展，F(xiàn)ANUC公司毅然舍棄了使其發(fā)家的電液步進(jìn)電機(jī)數(shù)控產(chǎn)品，一方面從GETTES公司引進(jìn)直流伺服電機(jī)制造技術(shù)。1976年FANUC公司研制成功數(shù)控系統(tǒng)5，隨后又與SIEMENS公司聯(lián)合研制了具有先進(jìn)水平的數(shù)控系統(tǒng)7，從這時(shí)起，F(xiàn)ANUC公司逐步發(fā)展成為世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家。自1974年，F(xiàn)ANUC首臺(tái)機(jī)器人問(wèn)世以來(lái)，F(xiàn)ANUC致力于機(jī)器人技術(shù)上的領(lǐng)先與創(chuàng)新，是世界上唯一一家由機(jī)器人來(lái)做機(jī)器人的公司，是世界上唯一提供集成視覺(jué)系統(tǒng)的機(jī)器人企業(yè)，是世界上唯一一家既提供智能機(jī)器人又提供智能機(jī)器的公司。FANUC機(jī)器人產(chǎn)品系列多達(dá)240種，負(fù)重從0.5公斤到1.35噸，廣泛應(yīng)用在裝配、搬運(yùn)、焊接、鑄造、噴涂、碼垛等不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，滿足客戶的不同需求。2008年6月，F(xiàn)ANUC成為世界上第一個(gè)裝機(jī)量突破20萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人的廠家；2011年，F(xiàn)ANUC全球機(jī)器人裝機(jī)量已超25萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)份額穩(wěn)居第一。FANUC發(fā)布史上最“給力”機(jī)器人2015年，F(xiàn)ANUC向大眾展示了M-2000iA系列的機(jī)器人。M-2000iA系列是世界上最大、最強(qiáng)壯的可搬運(yùn)超重物體的機(jī)器人，有兩種型號(hào)，一個(gè)是可舉起900公斤重物的M-2000iA/900（動(dòng)作半徑4680mm）和能舉起1200公斤的M-2000iA/1200（動(dòng)作半徑3730mm），能夠做到更快、更穩(wěn)、更精確地移動(dòng)大型部件，用于物流搬運(yùn)、機(jī)床上下料、裝配、碼垛、材料加工、拾取及包裝及舉重表演等。當(dāng)需要處理超重部件，如機(jī)床組裝、車身定位時(shí)，M-2000iA機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)安全快捷的安置，能代替起重機(jī)、運(yùn)輸班車、龍門吊工作。1.5.2ABB（AseaBrownBoveri）ABB是一家瑞士-瑞典的跨國(guó)公司，集團(tuán)總部位于瑞士蘇黎世。1988年創(chuàng)立于歐洲，1994年進(jìn)入中國(guó)，1995年成立ABB中國(guó)有限公司。2005年起，ABB機(jī)器人的生產(chǎn)、研發(fā)、工程中心都開(kāi)始轉(zhuǎn)移到中國(guó)，目前，中國(guó)已經(jīng)成為ABB全球第一大市場(chǎng)。ABB集團(tuán)業(yè)務(wù)遍布全球100多個(gè)國(guó)家，擁有14.5萬(wàn)名員工，2014年全球銷售收入約400億美元，在華銷售收入約58億美元。ABB在中國(guó)擁有研發(fā)、制造、銷售和工程服務(wù)等全方位的業(yè)務(wù)活動(dòng)，員工1.9萬(wàn)名。在中國(guó)大陸設(shè)有38個(gè)子公司和100多個(gè)辦事處。ABB機(jī)器人產(chǎn)品和解決方案已廣泛應(yīng)用于汽車制造、食品飲料、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子等眾多行業(yè)的焊接、裝配、搬運(yùn)、噴涂、精加工、包裝和碼垛等不同作業(yè)環(huán)節(jié)。機(jī)器人業(yè)務(wù)屬于ABB五大業(yè)務(wù)部門中的離散自動(dòng)化與運(yùn)動(dòng)控制部。該部門在中國(guó)擁有以下生產(chǎn)基地：西安ABB大功率整流器有限公司、ABB高壓電機(jī)有限公司、北京ABB電氣傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司、上海ABB工程有限公司、上海ABB電機(jī)有限公司、上海ABB動(dòng)力傳動(dòng)有限公司、廣州ABB微聯(lián)牽引設(shè)備有限公司、南昌ABB發(fā)電機(jī)有限公司。其中上海ABB工程有限公司是ABB機(jī)器人業(yè)務(wù)全球總部，也是ABB集團(tuán)重要的機(jī)器人研發(fā)和生產(chǎn)基地，擁有最先進(jìn)的機(jī)器人生產(chǎn)線。ABB發(fā)布全球首款雙臂人形協(xié)作機(jī)器人ABB2015年發(fā)布了全球首款真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作的雙臂機(jī)器人YuMi，YuMi具有協(xié)同式雙臂，配有突破性功能，將小件裝配等自動(dòng)化帶入一個(gè)全新時(shí)代，其靈活的雙臂以軟性材料包裹，并配備創(chuàng)新的力傳感技術(shù)及最先進(jìn)的軟件控制系統(tǒng)。YuMi從機(jī)械手表的精密部件到手機(jī)、平板電腦以及臺(tái)式電腦零件的處理，都能以其精確性輕松應(yīng)對(duì)，甚至連穿針引線都不在話下。YuMi將人與機(jī)器人并肩合作變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并宣告一個(gè)人機(jī)協(xié)作新時(shí)代的來(lái)臨。1.5.3日本安川電機(jī)機(jī)安川電機(jī)創(chuàng)立于1915年，總部位于日本福岡縣北九州市。1999年4月，安川電機(jī)（中國(guó)）有限公司在上海注冊(cè)成立，注冊(cè)資金3110萬(wàn)美金，公司位于上海市黃河路21號(hào)鴻祥大廈12樓。截至2011年3月，安川的機(jī)器人累計(jì)出售臺(tái)數(shù)已突破23萬(wàn)臺(tái)，活躍在從日本國(guó)內(nèi)到世界各國(guó)的焊接、搬運(yùn)、裝配、噴涂以及放置在無(wú)塵室內(nèi)的液晶顯示器、等離子顯示器和半導(dǎo)體制造的搬運(yùn)搬送等各種各樣的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中。2012年7月，安川電機(jī)海外首個(gè)機(jī)器人生產(chǎn)基地落戶常州武進(jìn)高新區(qū)，該基地將用最新的設(shè)備生產(chǎn)用于汽車相關(guān)制造的溶解用機(jī)器人。項(xiàng)目總投資約3億元，設(shè)計(jì)產(chǎn)能12000臺(tái)套機(jī)器人/年(含控制系統(tǒng))，年銷售6億元人民幣?；匾延?013年6月投入生產(chǎn)。安川重磅推出機(jī)械外骨骼ReWalk安川電機(jī)2015年重磅推出了“輔助脊髄損傷患者步行的機(jī)器人”ReWalk，為脊髄損傷患者帶來(lái)了福音。ReWalk作為外骨骼狀機(jī)器人，不采用力傳感器和肌電傳感器，而是采用通過(guò)可以定位穿戴者的身體重心進(jìn)行步行的獨(dú)創(chuàng)性計(jì)算程序算法，從而實(shí)現(xiàn)步行自然化和穿戴簡(jiǎn)便化，在歐美已實(shí)現(xiàn)商品化，可幫助因?yàn)榧贵l損傷造成的下肢麻痹患者實(shí)現(xiàn)站立和步行?；颊咴谥付ㄡt(yī)院接受使用訓(xùn)練（基礎(chǔ)訓(xùn)練20小時(shí)，應(yīng)用訓(xùn)練最低20小時(shí)）后，便可在日常生活中使用。1.5.4德國(guó)庫(kù)卡（kuka）庫(kù)卡（KUKA）是世界工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的頂尖制造商，總部位于德國(guó)奧格斯堡。KUKA機(jī)器人公司在全球擁有20多個(gè)子公司，其中大部分是銷售和服務(wù)中心。KUKA在全球的運(yùn)營(yíng)點(diǎn)有：美國(guó)，墨西哥，巴西，日本，韓國(guó)，臺(tái)灣，印度和歐洲各國(guó)。庫(kù)卡機(jī)器人（上海）有限公司是德國(guó)庫(kù)卡公司設(shè)在中國(guó)的全資子公司，成立于2000年，是庫(kù)卡公司在德國(guó)以外設(shè)立的第一家，也是唯一一家海外工廠。庫(kù)卡機(jī)器人（上海）有限公司位于上海市。庫(kù)卡機(jī)器人的品牌代言人是乒乓球運(yùn)動(dòng)員蒂姆波爾。1973年KUKA研發(fā)其第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，即名為FAMULUS。這是世界上第一臺(tái)機(jī)電驅(qū)動(dòng)的6軸機(jī)器人。今天該公司四軸和六軸機(jī)器人有效載荷范圍達(dá)3~1300公斤、機(jī)械臂展達(dá)350~3700mm，機(jī)型包括：SCARA、碼垛機(jī)、門式及多關(guān)節(jié)機(jī)器人，皆采用基于通用PC控制器平臺(tái)控制。KUKA的機(jī)器人產(chǎn)品最通用的應(yīng)用范圍包括工廠焊接、操作、碼垛、包裝、加工或其它自動(dòng)化作業(yè)，同時(shí)還適用于醫(yī)院，比如腦外科及放射造影。庫(kù)卡推出首款輕型工業(yè)機(jī)器人2015年，庫(kù)卡推出首款輕型工業(yè)機(jī)器人LBRiiwa，LBRiiwa是一款具有突破性構(gòu)造的7軸機(jī)器人手臂，其極高的靈敏度、靈活度、精確度和安全性的產(chǎn)品特征，使它特別適用于柔性、靈活度和精準(zhǔn)度要求較高的行業(yè)（如電子、醫(yī)藥、精密儀器等），可滿足更多工業(yè)生產(chǎn)中的操作需要。傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人往往被鐵柵隔離，以防止其用力過(guò)猛傷及附近的工人，而LBRiiwa在接觸到人體時(shí)，則會(huì)按照設(shè)定的程序自動(dòng)彈開(kāi)保持安全距離。它的機(jī)身裝配有7個(gè)力矩傳感器，使得其能夠精確感知外部所施加力量的大小。綜合財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)來(lái)看，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制掌握的深度決定機(jī)器人企業(yè)的體量。四大家族中惟有發(fā)那科研發(fā)和制造數(shù)控系統(tǒng)，這是比電機(jī)、伺服等更底層的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，可以說(shuō)FANUC是最具有運(yùn)動(dòng)控制基因的企業(yè)，ABB和安川電機(jī)相當(dāng)，處于中等，KUKA沒(méi)有。截止2013年末FANUC市值300億美元，營(yíng)業(yè)收入60億美元，凈利潤(rùn)15億美元，毛利率和凈利率分別達(dá)到48%和25%，除市值低于ABB外，其他各項(xiàng)指標(biāo)都遙遙領(lǐng)先?？紤]到ABB是大型的工業(yè)集團(tuán)，機(jī)器人和自動(dòng)化業(yè)務(wù)占比低，可以認(rèn)為機(jī)器人四大家族中FANUC體量最大。ABB和安川電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)都比較單一，只有FANUC通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)，將其連接在一起，產(chǎn)生了1+1遠(yuǎn)大于2的協(xié)同作用。同為日企，F(xiàn)ANUC和安川電機(jī)在工業(yè)機(jī)器人收入基本一致的情況下，市值、凈利率相差10倍以上，凈利潤(rùn)相差約20倍；作為歐洲企業(yè)的ABB和KUKA機(jī)器人收入相同，市值和凈利潤(rùn)相差約30倍。機(jī)器人本體不是高利潤(rùn)的行業(yè)，純粹的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)很難有大體量和高估值。機(jī)器人的價(jià)值在于作為系統(tǒng)集成的中心，與其他業(yè)務(wù)結(jié)合提供整體解決方案所產(chǎn)生的協(xié)同作用。而與機(jī)床數(shù)控相結(jié)合是最合適的。FANUC無(wú)疑是一個(gè)成功的典范?！痉?wù)機(jī)器人概述及發(fā)展趨勢(shì)】2.1服務(wù)機(jī)器人發(fā)展概述目前，全球機(jī)器人市場(chǎng)主要以工業(yè)機(jī)器人為主，占市場(chǎng)份額的80%。未來(lái)服務(wù)機(jī)器人的行業(yè)規(guī)?；?qū)⒊^(guò)工業(yè)機(jī)器人，成為新藍(lán)海。服務(wù)機(jī)器人好比30年前的電腦、15年前的手機(jī)，未來(lái)10年服務(wù)機(jī)器人行業(yè)規(guī)模將超萬(wàn)億元，未來(lái)三年復(fù)合增速將達(dá)到22%，目前尚處于爆發(fā)臨界點(diǎn)。預(yù)計(jì)2014~2017年全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模累計(jì)將達(dá)2000億元，復(fù)合增速將達(dá)到22%，中國(guó)市場(chǎng)增速遠(yuǎn)高于全球增速。2.2服務(wù)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)服務(wù)機(jī)器人的核心技術(shù)包括人機(jī)交互、導(dǎo)航及路徑規(guī)劃、多機(jī)器人協(xié)調(diào)、人工智能、云計(jì)算等，具體涉及語(yǔ)音、語(yǔ)義、處理器、算法、通訊、大數(shù)據(jù)、云聯(lián)網(wǎng)等，以實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人的自主性、適應(yīng)性、智能型。另外，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的整合，包括資金、系統(tǒng)、應(yīng)用層開(kāi)發(fā)等。服務(wù)機(jī)器人目前還存在關(guān)鍵技術(shù)尚未突破的瓶頸。服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展將由簡(jiǎn)到繁，由易到難。清潔機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景簡(jiǎn)單，看好其率先爆發(fā)。手術(shù)機(jī)器人和軍用機(jī)器人具備人力所不及的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，待成本進(jìn)一步下降和功能繼續(xù)增強(qiáng)后，有望快速普及。以清潔機(jī)器人為例，‘雙十一’期間，國(guó)內(nèi)掃地機(jī)器人公司科沃斯實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)銷售3.15億元，其中在天貓商城銷售達(dá)2.76億元。這讓我們看到了服務(wù)機(jī)器人在終端消費(fèi)需求的爆發(fā)力。作為服務(wù)機(jī)器人的一種，清潔機(jī)器人有望率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。服務(wù)機(jī)器人通過(guò)場(chǎng)景入口導(dǎo)入終端需求，目前相對(duì)成熟的領(lǐng)域是清潔、導(dǎo)購(gòu)、醫(yī)療、教育等。目前A股上市公司中，機(jī)器人(300024)、博實(shí)股份(002698)、巨星科技(002444)等均涉足服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域?！緳C(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈分析】機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈圖：3.1零部件：零部件核心在于控制機(jī)器人本體的核心零部件包括伺服、減速器和控制器。以六軸關(guān)節(jié)型機(jī)器人為例，每臺(tái)機(jī)器人標(biāo)配六臺(tái)伺服，六臺(tái)減速器和一個(gè)控制器。電機(jī)與減速器在機(jī)器人內(nèi)部，控制器也就是控制柜，通過(guò)電纜與機(jī)器人本體相連。機(jī)器人的控制過(guò)程是由控制器發(fā)指令給伺服驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)減速機(jī)執(zhí)行動(dòng)作。其中，技術(shù)門檻最高的是減速機(jī)，其次是伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)，再次是控制器。但這里說(shuō)的門檻是指功能性的門檻，也就是做出來(lái)的門檻。三大核心零部件的減速器、伺服和控制柜成本分別占機(jī)器人成本的30%~50%，20%~30%，10%~20%。3.1.1減速器減速器工作原理，是把電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，從而得到大的轉(zhuǎn)矩?？梢缘韧谄囋谏掀聲r(shí)需要減速的道理。減速器成本，平均占機(jī)器人本體成本的30%。由于減速器供應(yīng)商較少，近乎壟斷，故國(guó)內(nèi)機(jī)器人本體的減速機(jī)采購(gòu)價(jià)格更高，減速機(jī)占本體比例可達(dá)40%~50%。減速器分為諧波減速器和RV減速器。諧波減速器用于小型機(jī)器人或大型機(jī)器人末端幾個(gè)軸，特點(diǎn)是體積小、重量輕、承載能力大、運(yùn)動(dòng)精度高，單級(jí)傳動(dòng)比大。國(guó)際上HarmonicDrive公司幾乎壟斷了整個(gè)工業(yè)機(jī)器人諧波減速器領(lǐng)域，目前全球市場(chǎng)占有率高達(dá)80%。國(guó)內(nèi)諧波減速器的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，以綠的發(fā)展最快，已經(jīng)與部分國(guó)產(chǎn)機(jī)器人甚至外資機(jī)器人廠家供貨試用，發(fā)展到今年有望突破三萬(wàn)臺(tái)，在國(guó)內(nèi)諧波減速器市場(chǎng)占有率超過(guò)50%。諧波減速器結(jié)構(gòu)：RV減速器適用于在重載機(jī)器人。一般應(yīng)用于重載機(jī)器人的腿部腰部和肘部三個(gè)關(guān)節(jié)。相比諧波減速器，RV減速器具有更高的疲勞強(qiáng)度、剛度和壽命，不像諧波傳動(dòng)那樣隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)精度會(huì)顯著降低，其缺點(diǎn)是重量重，外形尺寸較大。RV減速器的關(guān)鍵在于加工工藝和裝配工藝。日本的納博特斯克（帝人）在RV減速器市場(chǎng)占有全球60%的市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)廠家南通振康和恒豐泰花費(fèi)了6~8年時(shí)間，目前在RV減速器國(guó)內(nèi)品牌中位于前列。減速機(jī)市占率對(duì)比詳見(jiàn)下表：3.1.2伺服所謂“伺服”，源于希臘語(yǔ)“奴隸”的意思?！八欧C(jī)構(gòu)”就是一個(gè)得心應(yīng)手的馴服工具，服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作。在信號(hào)來(lái)到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；信號(hào)來(lái)到之后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；信號(hào)消失，轉(zhuǎn)子能即時(shí)自行停轉(zhuǎn)。機(jī)器人用伺服電機(jī)要求控制器與伺服之間的總線通訊速度快；伺服的精度高；另外對(duì)基礎(chǔ)材料有加工要求。特別是像機(jī)器人末端執(zhí)行器（手爪）應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電機(jī)，尤其是要求快速響應(yīng)時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能經(jīng)受得起苛刻的運(yùn)行條件，可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行，并能在短時(shí)間內(nèi)承受過(guò)載。伺服中主要的三大零部件為：馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)器、編碼器。目前國(guó)內(nèi)在馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器制造方面都有所突破，而編碼器的生產(chǎn)制造水平與國(guó)際水平還有差距。伺服有可能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代的零部件。國(guó)內(nèi)伺服電機(jī)市場(chǎng)份額詳見(jiàn)下圖：3.1.3控制器機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的重要組成部分，用于對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，以完成特定的工作任務(wù)。它是機(jī)器人大腦，它以算法為核心。其主要基本功能如下：（1）位置伺服：機(jī)器人多軸聯(lián)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制、速度和加速度控制、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。?）示教：所謂示教，就是當(dāng)用機(jī)器人代替人進(jìn)行作業(yè)時(shí)，必須預(yù)先對(duì)機(jī)器人發(fā)出指示，規(guī)定機(jī)器人應(yīng)該完成的動(dòng)作和作業(yè)的具體內(nèi)容。這個(gè)過(guò)程就稱為對(duì)機(jī)器人的示教或?qū)C(jī)器人的編程。（3）各種接口：如與外圍設(shè)備聯(lián)系（輸入和輸出接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口、同步接口）。人機(jī)接口（示教盒、操作面板、顯示屏）。傳感器接口（位置檢測(cè)、視覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)等）。（4）坐標(biāo)設(shè)置：為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)設(shè)置坐標(biāo)系。（5）存儲(chǔ)：存儲(chǔ)作業(yè)順序、運(yùn)動(dòng)路徑、運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)速度和與生產(chǎn)工藝有關(guān)的信息。（6）故障診斷安全保護(hù)：運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、故障狀態(tài)下的安全保護(hù)和故障自診斷?？刂破饔布糠终紮C(jī)器人本體成本10%~20%，但軟件部分卻承擔(dān)著機(jī)器人大腦的職責(zé)?？梢哉f(shuō)，外資機(jī)器人使用的硬件零部件類似，采購(gòu)成本也相似。而不同品牌的機(jī)器人精度速度各有優(yōu)勢(shì)，究其根本原因是不同品牌的機(jī)器人對(duì)零部件的駕馭設(shè)計(jì)與控制算法的不同。這才是不同品牌的機(jī)器人在技術(shù)層面的核心競(jìng)爭(zhēng)力。以全球四大機(jī)器人廠家為樣本來(lái)看，只有控制器是無(wú)一例外均為自產(chǎn)的?？梢?jiàn)控制器的重要性。對(duì)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人廠家而言，減速器與伺服目前難以突破的核心在于基礎(chǔ)工業(yè)，如材料、熱處理工藝、精加工工藝等。而這些，并不是自動(dòng)化廠商想要做好就能夠做好的，需要整個(gè)基礎(chǔ)工業(yè)和加工水平的提升。而這需要時(shí)間與經(jīng)驗(yàn)的雙重積累。目前國(guó)內(nèi)控制器市場(chǎng)情況詳見(jiàn)下圖：3.2機(jī)器人本體機(jī)器人本體按照機(jī)械結(jié)構(gòu)分，可分為直角坐標(biāo)機(jī)器人，SCARA機(jī)器人，關(guān)節(jié)型機(jī)器人，并聯(lián)機(jī)器人及其他。全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)主要為關(guān)節(jié)型全球工業(yè)機(jī)器人機(jī)器人本體按結(jié)構(gòu)分類圖：機(jī)器人本體銷售量對(duì)比及國(guó)家銷量對(duì)比圖：中國(guó)機(jī)器人本體市場(chǎng)份額圖：3.3機(jī)器人集成機(jī)器人集成是指在機(jī)器人本體上加裝夾具及其他配套系統(tǒng)完成特定功能。機(jī)器人本體是標(biāo)準(zhǔn)品，可理解為一只手臂。系統(tǒng)集成就是給這只手臂安裝上手（夾具），復(fù)雜的系統(tǒng)集成還需要安裝眼睛（視覺(jué)控制）、觸覺(jué)（力控）等完成相應(yīng)動(dòng)作及功能。甚至提供工作站或配套生產(chǎn)線。2013年，機(jī)器人與其相關(guān)軟件及系統(tǒng)的全球總交易為290億美元，其中中國(guó)交易量為95億美元，為全球最大機(jī)器人市場(chǎng)。預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)機(jī)器人系統(tǒng)集成市場(chǎng)將達(dá)2000億元。國(guó)產(chǎn)品牌在搬運(yùn)、噴涂等對(duì)精度要求不高的領(lǐng)域已經(jīng)有所滲透。焊接應(yīng)用由于外資品牌的強(qiáng)勢(shì)地位滲透較慢。而裝配、打磨等則由于對(duì)工藝要求較高而滲透較慢。詳見(jiàn)國(guó)產(chǎn)品牌與外資品牌銷量對(duì)比圖：對(duì)比國(guó)產(chǎn)機(jī)器人及外資機(jī)器人在不同應(yīng)用中的機(jī)器人銷量，可以看到國(guó)產(chǎn)機(jī)器人在搬運(yùn)應(yīng)用中的占比奇高。這主要是由于國(guó)產(chǎn)機(jī)器人以中低端機(jī)器人為主，而中低端機(jī)器人又以搬運(yùn)應(yīng)用為主。機(jī)器人下游最終用戶可以按照行業(yè)分為：汽車工業(yè)，一般工業(yè)。一般工業(yè)中又可以分為食品飲料，石化，金屬加工，醫(yī)藥，3C，塑料，白家電等等。按照IFR的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，汽車及零部件在機(jī)器人的銷售中占比最高。其次是電子、金屬、塑料石化等?！局袊?guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀】4.1中國(guó)是全球最大、增速最快的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)中國(guó)是全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。從銷量來(lái)看，2013年中國(guó)市場(chǎng)銷售3。7萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，已經(jīng)成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。2014年全球工業(yè)機(jī)器人銷量增長(zhǎng)27%，而中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量約5.6萬(wàn)臺(tái)，增長(zhǎng)率達(dá)到54%。預(yù)計(jì)到2017年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷售量將達(dá)10萬(wàn)臺(tái)。從保有量來(lái)看，截止到2014年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人保有量接近20萬(wàn)臺(tái)，據(jù)IFR推測(cè)將先后超越德國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)和日本，2017年超過(guò)40萬(wàn)臺(tái)。4.2機(jī)器人密度存在巨大上升空間機(jī)器人密度是指平均每萬(wàn)名工人對(duì)應(yīng)的機(jī)器人保有量。中國(guó)的機(jī)器人密度僅為30，遠(yuǎn)低于世界平均水平的62，而世界最高的韓國(guó)達(dá)到437。工信部工業(yè)裝備司副司長(zhǎng)王衛(wèi)明曾透露，國(guó)家的相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃到2020年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)體系要具備3至5家具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)，8至10個(gè)產(chǎn)業(yè)配套集群，機(jī)器人密度達(dá)到100以上。從30到100，對(duì)應(yīng)的是3倍以上市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)。4.3國(guó)產(chǎn)機(jī)器人有望受益于3C產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)3C行業(yè)機(jī)器人有望出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。中國(guó)是全球最大的3C制造基地，據(jù)統(tǒng)計(jì)集中了全球70%的3C產(chǎn)品產(chǎn)能。以手機(jī)為例，2000年到2013年，中國(guó)手機(jī)產(chǎn)量增長(zhǎng)了66倍，快速增長(zhǎng)的手機(jī)行業(yè)一直在推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化升級(jí)。國(guó)內(nèi)3C行業(yè)仍是勞動(dòng)密集型，機(jī)器人密度僅為11臺(tái)，而日韓的機(jī)器人密度早已超過(guò)1200臺(tái)，國(guó)內(nèi)機(jī)器人密度要達(dá)到這一水平，行業(yè)需求可能超過(guò)百萬(wàn)臺(tái)。這意味著未來(lái)中國(guó)3C行業(yè)機(jī)器人將可能出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，超越汽車產(chǎn)業(yè)成為第一大市場(chǎng)。機(jī)器人在3C行業(yè)應(yīng)用廣泛。生產(chǎn)線的各個(gè)環(huán)節(jié)都可以用到，如跟CNC加工中心配合做殼蓋類零部件的上下料，手機(jī)、電腦等外殼的噴涂，玻璃基板和顯示屏的搬運(yùn)，各種精密零部件的裝配等。與汽車產(chǎn)業(yè)主要使用大型六軸串聯(lián)機(jī)器人不同，3C行業(yè)使用的機(jī)器人偏小型，類型更多樣，直角坐標(biāo)機(jī)器人做點(diǎn)膠、涂膠、錫焊等，小型六軸機(jī)器人做分揀、裝配、檢測(cè)等，中型機(jī)器人配合力覺(jué)和視覺(jué)做拋光打磨等精加工。4.4汽車產(chǎn)業(yè)格局穩(wěn)定，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人難以進(jìn)入汽車產(chǎn)業(yè)的四大工藝沖壓、焊裝、總裝、涂裝主要使用大負(fù)載的六軸工業(yè)機(jī)器人，對(duì)機(jī)器人本體的性能要求高，外資整車廠一般和選定的國(guó)際機(jī)器人品牌建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，維持穩(wěn)定性和特有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)整車廠也基本選擇外資機(jī)器人品牌。國(guó)產(chǎn)六軸機(jī)器人的性能也不足以應(yīng)對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)集成方面整車廠