第五章第六节工业机器人的发展
概况
工业机器人（通用及专用）一般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要
求的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品（电视机、电冰箱、洗衣机
）、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、
包装、码垛等作业的机器人。
自从20世纪60年代机器人进入工业领域以来，世界各国历年累计销售机器人总台数到1999年
底达到约110万台，其中包括日本装备的专用工业机器人。然而早期的许多机器人现在已经
退役，因此实际装备机器人的数量较低，估计到1999年底，全世界实际装备工业机器人的数
量为74.3万台，比1998年底的72万台，增长率为3％。
日本占世界实际装备机器人总数的一半以上，主要是因为日本的数字中包括了各种工业
机器人，但是它所占的比例不断下降，而欧盟及美国工业机器人的数量分别增加了11％及14
％，各为17.6万台和9.3万台，而我国仅为3 000台。
如果包括日本所有的工业机器人，世界工业机器人的年销售量由1999年的81 500台增加到20
03年的近12万台，增长率10％。除日本外，世界通用工业机器人的年销售量预计将由1999年
的46 000台增加到2003年的72 000台，年均增长12％。
1999～2003年，世界机器人的增长主要集中在北美及欧洲，美国工业机器人的年销售量由15
000台增加到24 000台，年均增长12％。同期，欧盟的年销售量由25 000台增加到37 000台
，年增长率10％。
世界机器人发展特点
1欧美快速追赶日本
20世纪90年代初，欧洲及美国安装的通用工业机器人分别占日本各类工业机器人总数的20％
及7％；到1999年底，相应的比例分别为71％及42％。事实上，1999年欧盟新安装的通用工
业机器人要比日本同期安装的同类机器人的数量要多。
2机器人性能上升，价格下降
90年代，工业机器人的价格不断下降，而性能则不断完善，主要表现在机械及电子性能方面
，如搬运能力、速度、工作范围、部件数量、平均故障间隔时间都有较大改进，而价格下降
了50%。
在我国的发展：从无到有
我国工业机器人起步于20世纪70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年代的适用化期。
70年代是世界科技发展的一个里程碑：人类登上了月球，实现了金星、火星的软着陆。我国
也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补
充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。
进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的
开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零
部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊
和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟
踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批
特种机器人。
从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体
制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧
焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应
用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。
国产机器人走向实用化
1 100公斤点焊机器人
在蔡鹤皋院士主持下，哈尔滨工业大学和沈阳自动化所自1995年4月开始设计、制造HT
—100A点焊机器人，1996年7月15日完成；1998年2月第一台上线应用于解放牌卡车的后风窗
点焊，1998年5月第二台上线应用于红旗轿车焊接线上。
2 120公斤点焊机器人
根据HT－100的设计经验，我们又研制了6台120公斤点焊机器人。
120公斤点焊机器人是以一汽红旗车身焊装生产线为应用背景，瞄准国际上典型机器人
产品技术性能开发的一种具有先进性、可靠性的实用机器人产品。该机器人具有工作空间大
、运动速度快和负荷能力强等特点。机器人设计结构紧凑，外观宜人，运动平稳快捷，大大
地提高了点焊作业的生产率。
用户对国产机器人给予了这样的评价：机器人运行良好，操作、维修方便，“皮实、好
用、能摆弄，”提高了生产效率。
3 6公斤弧焊机器人
6公斤弧焊机器人是沈阳新松公司为嘉陵集团摩托车车身生产线设计制造的轻型弧焊机器人
。设计者在参考国外同类产品优点的基础上，结合我国情况，本着“突出自己的特色、塑造
自身的品牌”的原则，完成了产品的形象设计。产品设计开发过程中，在重视产品实用性和
可靠性的同时，兼顾了产品的先进性。设计者根据多年的开发经验，从本体到控制器全部进
行了重新设计。嘉陵摩托车生产线装备了多台这种6公斤弧焊机器人。
4装配机器人
由大连贤科机器人公司研制的装配机器人分别组成平面关节型机器人自动装配单元和直
角坐标型机器人自动装配单元，现正在大连华录松下电子信息有限公司和浙江正泰集团的生
产线上应用。平面关节型（SCARA）机器人是一种精密型装配机器人，具有速度快、精度高
、柔性好等特点，可应用于电子、机械和轻工业等有关产品的自动装配、搬运、调试等工作
。
直角坐标型机器人具有可自动编程，速度快、精度高等特点，采用交流伺服电机驱动，
可应用于电子、机械和轻工业等有关产品的自动装配、搬运、调试等工作，适合工厂柔性自
动化生产的需求。
5桥型移动龙门式仿形喷涂机器人
桥型移动龙门式仿形喷涂机器人由顶喷、侧喷、龙门行走机构和控制系统组成。具有自
动喷涂工况显示，自动生产数据设计，打印报表，车体型号自动识别，工作记忆功能，无需
归零重新启动，故障自动声光报警，防爆功能等特点。经过长时间可靠的生产实践，用户反
映设备性能良好。该设备由北京机械工业自动化所研制。
6自动化高压水切割工作站
KJ—100型自动化高压水切割工作站由北京机械工业自动化所研制。
高压水射流切割是通过超高压水发生器将水增压至385Mpa，然后通过Φ0.03mm的喷嘴，
产生约3倍于音速的水箭切割各种非金属材料，如各种汽车内部装饰材料、厚橡胶板、布料
、皮革、苯乙烯发泡材料、纤维增强材料等；将细砂加入水箭中可切割金属、陶瓷、石料、
玻璃等。高压水射流能切割各种热切割方法难以加工的材料，并且切速快、切口平整光洁、
切边品质好、无毛刺、无挂渣、节省材料、无尘、无臭、无环境污染、无热变形，对那些严
禁明火作业区，如海上石油钻井、采油平台、炼油厂、大型油气储罐区等均可使用高压水切
割作业。
7AGV小车
AGV小车也叫自动导引小车，现已具备产品定型和批量生产能力，并已在汽车装配线、
家电企业、烟厂等仓储物流作业得到了广泛应用。AGV包含了移动机器人控制技术、传感器
技术、多台机器人协调技术、通讯技术等内容。沈阳棋盘山象棋城机器人象棋系统采用32个
机器人（AGV）做象棋棋子，一个棋子就是一个移动机器人。棋子直径2.2米，高3米，棋盘
长55米，宽53米，堪称世界最大棋子棋盘。2000年9月11台AGV棋子做了残局演示。
8搬运机器人
5kg搬运机器人，采用五轴伺服电机驱动控制，实现五轴空间联动，配置不同工具包可
实现搬运、码垛、焊接、装配等工作，具有较高的柔性自动化水平。
9注塑机械手
注塑机械手应用于注塑件的自动取出，以保证模外横走的稳定性与快速性。海尔机器人
公司开发的HH1000DS型注塑机械手采用单片机控制，三轴全气动驱动，实现三维空间协调操
作。
10便携式机器人
由哈尔滨工业大学机器人研究所研制的便携式机器人，可实现六自由度弧焊机器人的全
部功能，同时可作为通用机器人完成其他工作，可任意位置安装。机器人本体自重30Kg，便
于拆装携带。便携式机器人可以作为一个流动的焊接机器人到不同的场所进行作业，特别是
在一些工作空间狭小，周围环境恶劣，工人无法作业的地方。此外，它可以作为机器人销售
部门的有力助手到各地去作焊接培训，或者在腕部安装其他工具可以随时随地的进行各种作
业。