工业机器人知识产权

1. 工业机器人概念股有哪些

工业4.0概念股活跃龙头：东土科技(300353)、法因数控（002270）、机器人（300024）、新时达（002527）、蓝英装备（300293）、英威腾(002334)

工业4.0概念股相关上市公司汇总：

工业自动化系统集成商上市公司：

东土科技(300353)
2009年开始布局工业互联网,作为工业互联网第一股,未来将通过持续的并购整合完善工业互联网的布局,掌控工业4.0最核心的环节;通过收购拓明科技，公司可以利用其大数据技术完善其工业控制网络数据解决方案能力，有利于公司切入工业控制网络大数据行业应用领域，拓展产业链；通过将工业控制网络软硬件产品及技术与拓明科技领先的移动互联网大数据技术相结合，可进一步丰富上市公司产品线，利于双方在工业控制网络大数据挖掘、分析及应用领域共同创新，充分挖掘存量客户需求，开拓新业务及新市场。

法因数控（002270）
公司能设计制造机械系统、液压系统、气动系统、控制系统，更能针对设备所需控制系统，开发相关嵌入式工控软件，主导产品已实现成套化、复合化、柔性化、智能化，制造技术处于国内领先地位。

机器人（300024）
公司工业机器人技术已达到国际先进水平。机器人单元产品已进入汽车整车、零部件等工业机器人的主要应用行业。2013年上半年公司自动化成套装备成功应用在汽车整车测试生产线，标志着公司汽车自动化成套装备打破国外技术与市场垄断，进入与外资全面抗衡的阶段。

智云股份(300097)
是国内领先的成套自动化装备方案解决商;

巨轮股份（002031）
公司通过并购德国欧吉索机床，学习德国工业4.0经验，将德国技术进一步融汇进中国制造，着眼大型高效智能装备成套技术，开展以工业机器人、RV减速器、单元控制系统、柔性生产线和智能车间生产调度系统等核心关键技术的研究开发和产业化，面向轮胎和机械加工的生产需求，提供包括多种设备的标准化和非标准化集成组线的解决方案。

华昌达（300278）
公司主营业务是智能型自动化装备系统，包括总装自动化生产线、焊装自动化生产线、涂装自动化生产线等的研发、设计、生产和销售。

海得控制（002184）
主要从事工业自动化领域的系统集成业务、产品分销业务和大功率电力电子产品业务（包括风电变流器，大功率电源，整流回馈装置）

京山轻机(000821)
主营业务包括自动化业务精密业务。自动化业务主要为工业程序自动化提供定制解决方案，包括设计及开发自动化系统、为客户提供生产线所需自动化设备或自动化生产线等。

南京熊猫（600775）
自动化装备产业化项目总投资6.16亿元，建设期24个月，主要投向工业机器人、自动传输装备、自动灌装装备。

软控股份（002073）
公司主营业务为面向轮胎橡胶行业应用软件及系统集成开发和数字化装备制造，为轮胎橡胶制品生产企业提供全面的机电一体化、自动化、信息化解决方案。

新时达（002527）
晓奥享荣主营汽车智能化柔性焊接生产线，多功能机器人滚边系统，机器人柔性工作单元，机器人及其周边标准系统设备，专用成套设备，柔性传输装置等成套系统等设计、研发、生产及销售。转让方承诺晓奥享荣2015年净利润不低于1700万元。晓奥享荣已形成完整的技术和质量保证体系，在机器人应用技术、系统设计技术、离线仿真技术、整线模拟技术、远程调试和诊断技术等处于国内领先地位，上述技术能力也是未来公司在智能制造以及工业4.0业务领域拓展的关键所需。

蓝英装备（300293）
公司主要从事自动控制技术的开发与应用。依靠在自动控制基础技术、自动控制应用技术、产品设计能力等方面的深厚基础，公司在轮胎、冶金、节能等自动控制应用领域取得了显著成绩，成为国内上述自动控制领域内的知名企业。其中在轮胎自动控制领域，凭借强大的产品设计能力，公司业务已由自动控制解决方案延伸至自动化设备，是我国子午线轮胎成型机主要供应商之一。2014年12月，公司于互动平台披露，工业4.0的核心是智能制造，即工业的自动化及智能化，公司主营业务及核心技术、产品符合工业4.0概念。

工业自动化设备零部件相关上市公司：

汇川技术（300124）
公司是专门从事工业自动化控制产品的研发、生产和销售的高新技术企业，为中高端设备制造商提供控制系统解决方案，主要产品有变频器、伺服、PLC、稀土永磁同步电机、电动汽车电机控制器、光伏逆变器等。

英威腾(002334)
公司在工业控制领域的主要产品包括PLC、伺服驱动系统、伺服电机、主轴电机、电主轴、HMI等。PLC(可编程逻辑控制器)属于控制层面的产品，相当于设备的大脑，对设备的运行起控制作用，伺服驱动和伺服电机分别属于驱动层面和执行层面的产品，伺服驱动接受控制层下达的指令通过伺服电机精确执行。

合康变频（300048）
公司已逐渐形成了包括高、中低压及防爆变频器在内的全系列变频器产品，形成了较为完整的变频器产品线。

锐奇股份(300126)
在上海投资成立全资子公司"上海锐奇智能科技有限公司"，以自营或对外投资参股、控股、参与新设等方式，开展包括智能工业机器人、传感应用等为代表的，以信息化、网络化、自动化和智能化为技术方向的智能制造装备的研发和运营业务，投资经营包括智能机器人及其核心部件、智能传感器与仪器仪表、嵌入式工业控制芯片、高速/高精制造工艺与技术、制造化信息化技术、制造过程安全与安防技术等在内的智能制造装备产业。

上海机电（600835）
上海纳博特斯克完成相关工商注册，占51%股权。此举意味着公司开始携手工业机器人核心部件-精密减速机的全球领先者日本纳博，发展精密减速机在中国业务并探索和开拓具有中国特色的工业机器人市场，为精密减速机及相关产品在中国研发、组装生产、制造及服务打下基础。

东方精工（002611）
公司以自有资金投资4912万元收购嘉腾机器人20%股权事项完成工商登记。嘉腾机器人主营范围为工业智能机器人及配件制造、恒温恒湿机、电脑测试治具、工装夹具、电子仪器仪表；销售：电子元件、电子器件、工业软件、合成石材料及机电设备零配件等。本次收购有助于公司自动化智能物流系统的建设，为客户提供“包装-智能物流”一体化的整体解决方案。

输送仓储自动化：

天奇股份（002009）
公司主要为规模化生产的汽车、家电等行业提供自动化输送及仓储系统。是国内工业智能自动化系统整体解决方案的最大供应商。

三丰智能（300276）
公司主要从事智能输送成套设备的研发设计、制造、安装调试与技术服务，以技术为依托为客户提供智能输送整体解决方案。

科大智能（300222）
配电自动化系统和用电自动化系统。乾机电是一家专业从事工业生产智能化综合解决方案的设计、产品研制、系统实施与技术服务的企业，产品包括智能移载系统、智能输送系统、智能装配系统与智能仓储系统等，是国内为数不多的能够提供定制化工业生产智能化综合解决方案的企业之一，是我国浮动移载机械手领域的领军企业。

激光装备类上市公司：

大族激光（002008）
国内激光行业龙头，具备年产3000台激光加工设备的生产能力，是国内最大的激光信息标记设备制造企业。

华工科技（000988）
公司主业分为激光装备制造产业板块、光通信及无源器件产业板块、激光全息防伪产品和包装印刷产业板块、敏感电子元器件和传感器技术产业板块以及物联网产业。

亚威股份（002559）
公司是国内中高端金属板材成形机床行业的领先企业+激光装备

智能机床类上市公司：

华中数控（300161）
公司从事数控系统及其装备的研究开发、生产和销售，是国内少数拥有成套核心技术自主知识产权和具有自主配套能力的企业之一。公司主营业务包括中、高档数控装置、伺服驱动装置、数控机床及红外热像仪。

沈阳机床（000410）
公司是国内机床行业的龙头企业，产品种类齐全，具备为国家重点项目提供成套装备的能力，其数控机床技术处国内领先地位，已成为世界数控金切机床生产量最大的企业.

秦川机床（000837）
公司主营精密数控机床、塑料机械、精密齿轮件、液压件、液压系统、电梯曳引机及特种齿轮箱；

昆明机床（600806）
公司机床业务具有很强的竞争力，其主导产品镗床(包括卧式镗床、落地镗床、卧式加工中心、坐标镗床)国内规模居第二位，技术水平居第一位，镗床产品大型数控化比率达到50%以上，居国内首位。

2. 工业机器人要考什么证

工业机器人应用工程师证书。

从事工业机器人方面的职业应该是取得维修电工，机器人操作，CAD绘图员等证书中的至少一项以上的职业资格证书。 工信部工业机器人技能考试包括理论笔试与上机操作，不仅仅重视学员的常识及基础，还要求学员能够将理论运用到实际操作中去，将多方面的知识融会贯通。

(2)工业机器人知识产权扩展阅读：

注意事项：

在操作上下料机器人之前一定要注意检查电器控制箱内是否有水，油进入，若电器受潮，切勿开机，并且要检查供电电压是否符合，前后安全门开关是否正常。

验证电动机的转方向是否一致，然后打开电源。在工业机器人需要拆除的时候，其中对关掉射出机电源；关掉机械手电源；关掉机械手气压源。

洩除空压：放松引拔气缸固定板固定螺丝，并移动手臂，移动缓冲器座，使其靠近手臂。

旋紧引拔气缸固定板，让手臂不能移动。将旋转安全螺丝锁好，使机械手不能旋转等。

3. 工业机器人的市场定位是什么

工业机器人的市场还是有发展前景的。
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
日益增长的工业机器人市场以及巨大的市场潜力吸引世界着名机器人生产厂家的目光。当前，我国进口的工业机器人主要来自日本，但是随着诸如“机器人”类似的具有自有知识产权的企业不断出现，越来越多的工业机器人将会由中国制造。

4. 工业机器人涉及那些技术

四、工业机器人关键技术1.机器人基本系统构成工业机器人由3大部分6个子系统组成。3大部分是机械部分、传感部分和控制部分。6个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
工业机器人系统构成1)工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成，每一个大件都有若干个自由度的机械系统。若基座具备行走机构，则构成行走机器人；若基座不具备行走及弯腰机构，则构成单机器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，它可以是二手指或多手指的手抓，也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。2)驱动系统，要使机器人运作起来，需要在各个关节即每个运动自由度上安置传动装置，这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统，可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接传动。3)感知系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用以获得内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的，然而，对于一些特殊的信息，传感器比人类的感受系统更有效。4)机器人环境交换系统是现代工业机器人与外部环境中的设备互换联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工单元、焊接单元、装配单元等。当然，也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。5)人机交换系统是操作人员与机器人控制并与机器人联系的装置，例如，计算机的标准终端，指令控制台，信息显示板，危险信号报警器等。该系统归纳起来分为两大类：指令给定装置和信息显示装置。6)机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。假如工业机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。根据控制原理，控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运行的形式，控制系统可分为点位控制和轨迹控制。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。假如工业机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。根据控制原理，控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运行的形式，控制系统可分为点位控制和轨迹控制。一套完整的工业机器人包括机器人本体、系统软件、控制柜、外围机械设备、CCD视觉、夹具/抓手、外围设备PLC控制柜、示教器/示教盒。
工业机器人设备下面重点对机器人的驱动系统、感知系统作出介绍。2.机器人的驱动系统工业机器人的驱动系统，按动力源分为液压，气动和电动三大类。根据需要也可由这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。这三类基本驱动系统的各有自己的特点。液压驱动系统：由于液压技术是一种比较成熟的技术。它具有动力大、力(或力矩)与惯量比大、快速响应高、易于实现直接驱动等特点。适于在承载能力大，惯量大以及在防焊环境中工作的这些机器人中应用。但液压系统需进行能量转换(电能转换成液压能)，速度控制多数情况下采用节流调速，效率比电动驱动系统低。液压系统的液体泄泥会对环境产生污染，工作噪声也较高。因这些弱点，近年来，在负荷为100kg以下的机器人中往往被电动系统所取代。青岛华东工程机械有限公司研制的全液压重载机器人如图所示。其大跨度的承载可达到2000kg，机器人的活动半径可达到近6m，应用在铸锻行业。
全液压重载机器人
气压驱动具有速度快、系统结构简单、维修方便、价格低等优点。但是由于气压装置的工作压强低，不易精确定位，一般仅用于工业机器人末端执行器的驱动。气动手抓、旋转气缸和气动吸盘作为末端执行器可用于中、小负荷的工件抓取和装配。气动吸盘和气动机器人手爪如图所示。
气动吸盘和气动机器人手爪电机驱动是现代工业机器人的一种主流驱动方式，分为4大类电机：直流伺服电机、交流伺服电机、步进电机和直线电机。直流伺服电机和交流伺服电机采用闭环控制，一般用于高精度、高速度的机器人驱动；步进电机用于精度和速度要求不高的场合，采用开环控制；直线电机及其驱动控制系统在技术上已日趋成熟，已具有传统传动装置无法比拟的优越性能，例如适应非常高速和非常低速应用、高加速度，高精度，无空回、磨损小、结构简单、无需减速机和齿轮丝杠联轴器等。鉴于并联机器人中有大量的直线驱动需求，因此直线电机在并联机器人领域已经得到了广泛应用。3.机器人的感知系统机器人感知系统把机器人各种内部状态信息和环境信息从信号转变为机器人自身或者机器人之间能够理解和应用的数据、信息，除了需要感知与自身工作状态相关的机械量，如位移、速度、加速度、力和力矩外，视觉感知技术是工业机器人感知的一个重要方面。视觉伺服系统将视觉信息作为反馈信号，用于控制调整机器人的位置和姿态。这方面的应用主要体现在半导体和电子行业。机器视觉系统还在质量检测、识别工件、食品分拣、包装的各个方面得到了广泛应用。通常，机器人视觉伺服控制是基于位置的视觉伺服或者基于图像的视觉伺服，它们分别又称为三维视觉伺服和二维视觉伺服，这两种方法各有其优点和适用性，同时也存在一些缺陷，于是有人提出了2.5维视觉伺服方法。基于位置的视觉伺服系统，利用摄像机的参数来建立图像信息与机器人末端执行器的位置/姿态信息之间的映射关系，实现机器人末端执行器位置的闭环控制。末端执行器位置与姿态误差由实时拍摄图像中提取的末端执行器位置信息与定位目标的几何模型来估算，然后基于位置与姿态误差，得到各关节的新位姿参数。基于位置的视觉伺服要求末端执行器应始终可以在视觉场景中被观测到，并计算出其三维位置姿态信息。消除图像中的干扰和噪声是保证位置与姿态误差计算准确的关键。二维视觉伺服通过摄像机拍摄的图像与给定的图像（不是三维几何信息）进行特征比较，得出误差信号。然后，通过关节控制器和视觉控制器和机器人当前的作业状态进行修正，使机器人完成伺服控制。相比三维视觉伺服，二维视觉伺服对摄像机及机器人的标定误差具有较强的鲁棒性，但是在视觉伺服控制器的设计时，不可避免地会遇到图像雅克比矩阵的奇异性以及局部极小等问题。针对三维和二维视觉伺服方法的局限性，F.Chaumette等人提出了2.5维视觉伺服方法。它将摄像机平动位移与旋转的闭环控制解耦，基于图像特征点，重构物体三维空间中的方位及成像深度比率，平动部分用图像平面上的特征点坐标表示。这种方法能成功地把图像信号和基于图像提取的位姿信号进行有机结合，并综合他们产生的误差信号进行反馈，很大程度上解决了鲁棒性、奇异性、局部极小等问题。但是，这种方法仍存在一些问题需要解决，如怎样确保伺服过程中参考物体始终位于摄像机视野之内，以及分解单应性矩阵时存在解不唯一等问题。在建立视觉控制器模型时，需要找到一种合适的模型来描述机器人的末端执行器和摄像机的映射关系。图像雅克比矩阵的方法是机器人视觉伺服研究领域中广泛使用的一类方法。图像的雅克比矩阵是时变的，所以，需要在线计算或估计。4.机器人关键基础部件机器人共4大组成部分，本体成本占22%，伺服系统占24%，减速器占36%，控制器占12%。机器人关键基础部件是指构成机器人传动系统，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。机器人关键基础部件主要分成以下三部分：高精度机器人减速机，高性能交直流伺服电机和驱动器，高性能机器人控制器等。1）减速机减速机是机器人的关键部件，目前主要使用两种类型的减速机：谐波齿轮减速机和RV减速机。

谐波传动方法由美国发明家C.WaltMusser于20世纪50年代中期发明。谐波齿轮减速机主要由波发生器、柔性齿轮和刚性齿轮3个基本构件组成，依靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力，单级传动速比可达70～1000，借助柔轮变形可做到反转无侧隙啮合。与一般减速机比较，输出力矩相同时，谐波齿轮减速机的体积可减小2/3，重量可减轻1/2。柔轮承受较大的交变载荷，因而其材料的抗疲劳强度、加工和热处理要求较高，制造工艺复杂，柔轮性能是高品质谐波齿轮减速机的关键。
谐波齿轮减速机传动原理德国人LorenzBaraen于1926年提出摆线针轮行星齿轮传动原理，日本帝人株式会社（TEIJINSEIKICo.，Ltd）于20世纪80年代率先开发了RV减速机。RV减速机由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成。相比于谐波齿轮减速机，RV减速机具有更好的回转精度和精度保持性。
减速机陈仕贤发明了活齿传动技术。第四代活齿传动——全滚动活齿传动（oscillatory roller transmission，ORT）已成功地应用到多种工业产品中。在ORT基础上提出的复式滚动活齿传动（compound oscillatory roller transmission，CORT）不但具有RV传动类似的优点，而且克服了RV传动曲轴轴承受力大、寿命低的缺点，进一步提高了使用寿命和承载能力；CORT的结构使其在同样的精度指标下回差更小，运动精度和刚度更高，缓解了RV传动要求制造精度高的缺陷，可相对降低加工要求，减少制造成本。CORT是我国自主开发的，拥有自主知识产权。鞍山耐磨合金研究所和浙江恒丰泰减速机制造有限公司均开发成功了机器人用CORT减速机。
ORT减速机 CORT减速机目前在高精度机器人减速机方面，市场份额的75%均两家日本减速机公司垄断，分别为提供RV摆线针轮减速机的日本Nabtesco和提供高性能谐波减速机的日本Harmonic Drive。包括 ABB, FANUC, KUKA,MOTOMAN在内国际主流机器人厂商的减速机均由以上两家公司提供，与国内机器人公司选择的通用机型有所不同的是，国际主流机器人厂商均与上述两家公司签订了战略合作关系，提供的产品大部分为在通用机型基础上根据各厂商的特殊要求进行改进后的专用型号。国内在高精度摆线针轮减速机方面研究起步较晚，仅在部分院校，研究所有过相关研究。目前尚无成熟产品应用于工业机器人。近年来国内部分厂商和院校开始致力高精度摆线针轮减速机的国产化和产业化研究，如浙江恒丰泰，重庆大学机械传动国家重点实验室，天津减速机厂，秦川机床厂，大连铁道学院等。在谐波减速机方面，国内已有可替代产品，如北京中技克美，北京谐波传动所，但是相应产品在输入转速，扭转高度，传动精度和效率方面与日本产品还存在不小的差距，在工业机器人上的成熟应用还刚刚起步。国内外工业机器人主流高精度谐波减速机性能比较如下表所示。
表1 主流高精度谐波减速机性能比较注：上表比较数据来自相近型号：HD ：CSF-17-100中技克美：XB1-40-100传动效率测试工况：输入转速1000r/min，温度40°扭转刚度测试条件：20%额定扭矩内国内外工业机器人主流高精度摆线针轮减速机性能比较如下表所示。
表2 主流高精度RV摆线针轮减速机性能比较注：上表比较数据来自相近型号：RV：100CCYCLO：F2CF-C35传动效率测试工况：输出转速15r/min，额定扭矩2）伺服电机在伺服电机和驱动方面，目前欧系机器人的驱动部分主要由伦茨，Lust，博世力士乐等公司提供，这些欧系电机及驱动部件过载能力，动态响应好，驱动器开放性强，且具有总线接口，但是价格昂贵。而日系品牌工业机器人关键部件主要由安川，松下，三菱等公司提供，其价格相对降低，但是动态响应能力较差，开放性较差，且大部分只具备模拟量和脉冲控制方式。国内近年来也开展了大功率交流永磁同步电机及驱动部分基础研究和产业化，如哈尔滨工业大学，北京和利时，广州数控等单位，并且具备了一点的生产能力，但是其动态性能，开放性和可靠性还需要更多的实际机器人项目应用进行验证。
3）控制器在机器人控制器方面，目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发。目前通用的多轴控制器平台主要分为以嵌入式处理器（DSP，POWER PC）为核心的运动控制卡和以工控机加实时系统为核心的PLC系统，其代表分别是Delta Tau的PMAC卡和Beckhoff的TwinCAT系统。国内的在运动控制卡方面，固高公司已经开发出相应成熟产品，但是在机器人上的应用还相对较少。5.机器人操作系统通用的机器人操作系统（robot operating system，ROS）是为机器人而设计的标准化的构造平台，它使得每一位机器人设计师都可以使用同样的操作系统来进行机器人软件开发。ROS将推进机器人行业向硬件、软件独立的方向发展。硬件、软件独立的开发模式，曾极大促进了PC、笔记本电脑和智能手机技术的发展和快速进步。ROS的开发难度比计算机操作系统更大，计算机只需要处理一些定义非常明确的数学运算任务，而机器人需要面对更为复杂的实际运动操作。ROS提供标准操作系统服务，包括硬件抽象、底层设备控制、常用功能实现、进程间消息以及数据包管理。ROS分成两层，低层是操作系统层，高层则是用户群贡献的机器人实现不同功能的各种软件包。现有的机器人操作系统架构主要有基于linux的Ubuntu开源操作系统。另外，斯坦福大学、麻省理工学院、德国慕尼黑大学等机构已经开发出了各类ROS系统。微软机器人开发团队2007年也曾推出过一款“Windows机器人版”。6.机器人的运动规划为了提高工作效率，且使机器人能用尽可能短的时间完成特定的任务，必须有合理的运动规划。离线运动规划分为路径规划和轨迹规划。路径规划的目标是使路径与障碍物的距离尽量远同时路径的长度尽量短；轨迹规划的目的主要是机器人关节空间移动中使得机器人的运行时间尽可能短，或者能量尽可能小。轨迹规划在路径规划的基础上加入时间序列信息，对机器人执行任务时的速度与加速度进行规划，以满足光滑性和速度可控性等要求。示教再现是实现路径规划的方法之一，通过操作空间进行示教并记录示教结果，在工作过程中加以复现，现场示教直接与机器人需要完成的动作对应，路径直观且明确。缺点是需要经验丰富的操作工人，并消耗大量的时间，路径不一定最优化。为解决上述问题，可以建立机器人虚拟模型，通过虚拟的可视化操作完成对作业任务的路径规划。路径规划可在关节空间中进行。Gasparetto以五次B样条为关节轨迹的插值函数，并将加加速度的平方相对于运动时间的积分作为目标函数进行优化，以确保各个关节运动足够光滑。刘松国通过采用五次B样条对机器人的关节轨迹进行插补计算，机器人各个关节的速度、加速度端点值，可根据平滑性要求进行任意配置。另外，在关节空间的轨迹规划可避免操作空间的奇异性问题。Huo等人设计了一种关节空间中避免奇异性的关节轨迹优化算法，利用6自由度弧焊机器人在任务过程中某个关节功能上的冗余，将机器人奇异性和关节限制作为约束条件，采用TWA方法进行优化计算。关节空间路径规划与操作空间路径规划对比，具有以下优点：①避免了机器人在操作空间中的奇异性问题；②由于机器人的运动是通过控制关节电机的运动，因此在关节空间中，避免了大量的正运动学和逆运动学计算；③关节空间中各个关节轨迹便于控制的优化。
五、工业机器人分类
工业机器人按不同的方法可分下述类型：
工业机器人分类1.从机械结构来看，分为串联机器人和并联机器人。1）串联机器人的特点是一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点，在位置求解上，串联机器人的正解容易，但反解十分困难；2）并联机器人采用并联机构，其一个轴的运动则不会改变另一个轴的坐标原点。并联机器人具有刚度大、结构稳定、承载能力大、微动精度高、运动负荷小的优点。其正解困难反解却非常容易。串联机器人和并联机器人如图所示。
串联机器人 并联机器人2.工业机器人按操作机坐标形式分以下几类：（坐标形式是指操作机的手臂在运动时所取的参考坐标系的形式。）1）直角坐标型工业机器人其运动部分由三个相互垂直的直线移动（即PPP）组成，其工作空间图形为长方形。它在各个轴向的移动距离，可在各个坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高，控制无耦合，结构简单，但机体所占空间体积大，动作范围小，灵活性差，难与其他工业机器人协调工作。2）圆柱坐标型工业机器人其运动形式是通过一个转动和两个移动组成的运动系统来实现的，其工作空间图形为圆柱，与直角坐标型工业机器人相比，在相同的工作空间条件下，机体所占体积小，而运动范围大，其位置精度仅次于直角坐标型机器人，难与其他工业机器人协调工作。3）球坐标型工业机器人球坐标型工业机器人又称极坐标型工业机器人，其手臂的运动由两个转动和一个直线移动（即RRP,一个回转，一个俯仰和一个伸缩运动）所组成，其工作空间为一球体，它可以作上下俯仰动作并能抓取地面上或教低位置的协调工件，其位置精度高，位置误差与臂长成正比。4）多关节型工业机器人又称回转坐标型工业机器人，这种工业机器人的手臂与人一体上肢类似，其前三个关节是回转副（即RRR），该工业机器人一般由立柱和大小臂组成，立柱与大臂见形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，可使大臂做回转运动和俯仰摆动，小臂做仰俯摆动。其结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，能与其他工业机器人协调工作，但位置精度教低，有平衡问题，控制耦合，这种工业机器人应用越来越广泛。5）平面关节型工业机器人它采用一个移动关节和两个回转关节（即PRR），移动关节实现上下运动，而两个回转关节则控制前后、左右运动。这种形式的工业机器人又称（SCARA(Seletive Compliance Assembly Robot Arm)装配机器人。在水平方向则具有柔顺性，而在垂直方向则有教大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业的插接、装配中应用广泛。3.工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类：1）编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。2）示教输入型的示教方法有两种：示教盒示教和操作者直接领动执行机构示教。示教盒示教由操作者用手动控制器（示教盒），将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。采用示教盒进行示教的工业机器人使用比较普遍，一般的工业机器人均配置示教盒示教功能，但是对于工作轨迹复杂的情况，示教盒示教并不能达到理想的效果，例如用于复杂曲面的喷漆工作的喷漆机器人。
机器人示教盒由操作者直接领动执行机构进行示教，则是按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。
六、工业机器人性能评判指标表示机器人特性的基本参数和性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、运动精度、运动特性、动态特性等。

5. 工业机器人的发展前景

中国的工业机器人
我国工业机器人起步于上世纪1970年初期，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。
1970年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。
虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，当前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。
随着人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人正逐步走进公众的视野。中国产业洞察网分析师李强认为，人口红利的持续消退，给机器人产业带来了重大的发展机遇；在国家政策支持下，产业有望迎来爆发期。
全球工业机器人的应用领域也有所扩大。2010年，在德国市场，除了汽车行业，食品行业显著增加了机器人的利用。可见，在药品和化妆品行业和塑料行业，机器人的投资潜力巨大。预计亚洲将成为工业机器人行业发展最快的地区。
《2014-2018年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示，2013年中国市场销售36560台工业机器人，占全球销售量的五分之一，同比增幅达60%，取代日本成为世界最大工业机器人市场。预计2014年本体产值约90亿元，本体加集成市场规模约270亿元。
根据2011年3月发布的《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》，中国在“十二五”时期将加快发展战略性新型产业。国务院在相关决定中指出：“发展战略性新型产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略”，包括“高端装备制造产业”、“新材料产业”、“新能源产业”及“节能环保产业”等。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。
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。
尽管各大企业面临着转型升级的阵痛，但不少具备实力、具有长远眼光的企业已经在此阵痛中寻找到了新的出路。山推作为国内大型工程机械生产厂家和推土机行业龙头企业，在自动化焊接设备的应用上应该说走到了国内同行的前列，其在20世纪90年代中期就开始应用焊接机器人和自动化焊接专机。这些举措不仅使企业的生产效率得到了有效提高，也转变了员工的传统观念。
当前，国外已经研制和生产了各种不同的标准组件，而中国作为未来工业机器人的主要生产国，标准化的过程是发展趋势。
中国制造业面临着向高端转变，承接国际先进制造、参与国际分工的巨大挑战。加快工业机器人技术的研究开发与生产是中国抓住这个历史机遇的主要途径。因此我国工业机器人产业发展要进一步落实：第一，工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段和途径，政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持，参考国外先进经验，加大技术投入与改造；第二，在国家的科技发展计划中，应该继续对智能机器人研究开发与应用给予大力支持，形成产品和自动化制造装备同步协调的新局面；第三，部分国产工业机器人质量已经与国外相当，企业采购工业机器人时不要盲目进口，应该综合评估，立足国产。
智能化、仿生化是工业机器人的最高阶段，随着材料、控制等技术不断发展，实验室产品越来越多的产品化，逐步应用於各个场合。伴随移动互联网、物联网的发展，多传感器、分布式控制的精密型工业机器人将会越来越多，逐步渗透制造业的方方面面，并且由制造实施型向服务型转化。
工业机器人最先大规模使用的区域将会出如今发达地区。随着产业转移的进行，发达地区的制造业需要提升。基於工人成本不断增长的现实，工业机器人的应用成为最好替代方式。未来我国工业机器人的大范围应用将会集中在广东、江苏、上海、北京等地，其工业机器人拥有量将占全国一半以上。
日益增长的工业机器人市场以及巨大的市场潜力吸引世界着名机器人生产厂家的目光。当前，我国进口的工业机器人主要来自日本，但是随着诸如“机器人”类似的具有自有知识产权的企业不断出现，越来越多的工业机器人将会由中国制造。
中国成最大工业机器人市场
机器人的运用范围越来越广泛，即使在很多的传统工业领域中人们也在努力使机器人代替人类工作，在食品工业中的情况也是如此。人们已经开发出的食品工业机器人有包装罐头机器人、自动午餐机器人和切割牛肉机器人等，机器人在食品加工领域应用得如鱼水。
中国到2016年或成为全球最大的机器人市场
25日，2014中国机器人产业发展高峰会议在张家港举行。工业和信息化部装备工业司副司长王卫明的透露，预计中国到2016年或成为全球最大的机器人市场。
王卫明这一“预计”无疑让众多关心中国机器人市场的与会商家有点窃喜。眼下，中国市场可谓是机器人热潮涌动。王卫明说，不久前他去参加一个机床展，竟然展出的一半产品是机器人。
机器人需求猛增
“人力成本的逐年上涨，将刺激制造业对机器人的需求。”王卫明称，汽车行业使用机器人最多，医药等行业的增长需求甚至达到100%以上，2013年全球机器人销量16.8万台。
“机器换人”已是大势所趋
未来的5至10年将成为中国市场的爆发期，业界对此普遍持乐观态度。曲道奎认同这一观点。作为国内领先的机器人制造企业新松机器人自动化股份有限公司的掌舵人，他在会上不断提醒企业要意识到该行业的残酷性。他呼吁，在机器人这个高端产业里中国要避免处于产业链低端位置。
在中国廉价劳动力优势逐渐消失的背景下，“机器换人”已是大势所趋。面对机器人产业诱人的大蛋糕，中国各地都行动了起来，机器人企业、机器人产业园如雨后春笋般层出不穷，积极投身这场“掘金战”中。
王卫明在会上指出，国内在机器人产业化方面存在诸多问题。面对将要到来的“机器人时代”，中国未来将加强顶层设计，组建国家级的机器人产业发展专家咨询委员会；完善标准体系建设；加大对机器人国产化的政策支持力度；支持国产工业机器人的应用和示范等。
2015年安徽工业机器人产业规模预计超200亿元
根据安徽省战略性新兴产业区域集聚发展试点实施方案，国家支持在皖打造机器人、新型显示两大产业集聚试点。芜马合地区作为目前我国唯一的工业机器人产业集聚试点，发展目标是到2015年培育3家至5家产值超50亿元的龙头企业，形成产业规模超200亿元。
2014年3月，芜湖市已规划用地5000亩建设机器人产业园，依托埃夫特、瑞祥工业、陀曼精机等企业，集聚产业科技创新要素，打造以主机为龙头、关键零部件协作配套的机器人全产业链。芜湖市早在2007年就启动了工业机器人项目，如今，领军企业安徽埃夫特公司已形成系列化工业机器人研发和制造能力，实际装机台数位居自主品牌之首，在汽车、家电、机械加工等多个行业得到广泛应用。该市正在建设的6个重点项目，涉及工业机器人整机项目以及伺服电机、驱动及控制系统、精密减速机等配套的核心零部件项目。 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。国际电气电子工程师协会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。
日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人，并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有：低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。
根据日本政府2007年指定的一份计划，日本2050年工业机器人产业规模将达到1.4兆日元，拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准，百万工业机器人相当于千万劳动力，是当前日本全部劳动人口的15%。
我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。当前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。
一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术（产业化），必须具备5个要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有着“机器人王国”之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以，我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策，我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。

6. 工业机器人专业从事哪些工作

现在是工业机器人行业兴盛的时候，往往会有好多朋友想从事这个行业，而从事这个行业大家都会存在这样一个疑问：如果我以后从事工业机器人，有哪些岗位能做哪些工作？做这些工作薪资待遇如何？

8、机器人售前工程师

▎年薪：8~15万

▎职位要求：跟踪制造企业智能制造转型升级的相关需求，进行商机跟踪、客户拜访、维护客户关系；跟踪政府及行业智能制造相关政策，策划并完成相关项目的申报工作；以工业机器人及MES产品应用为导向开展售前工作，包括：设备宣传、企业调研、售前方案编写与讲解；跟踪项目执行、及时反馈并处理项目商务需求。

9、机器人软件开发工程师

▎年薪：12~20万

▎职位要求：学、物理、机械、计算机等相关专业； 3、熟悉机器人运动学和动力学特性； 4、熟悉几何和图形引擎； 5、精通C/C++或C#等高级语言开发，熟悉软件开发流程，具备规范的编码风格 6、英语水平四级以上

10、机器人硬件工程师

▎年薪：7~20万

▎职位要求：本科以上学历（计算机相关专业）熟悉机器人行业；2.熟悉单片机、DSP等嵌入式系统开发；3.有电机控制相关经验；4.能够绘制PCB，并进行电路调试

11、机器人培训讲师

▎年薪：10~20万

▎职位要求：.机械、电气相关专业本科及以上学历；2.熟悉机械设计、电气设计、工业控制技术（如PCL）中一种；3.具备良好的沟通表达能力；4.具备英语读写听说能力

12、机器人维护工程师

▎年薪：7~10万

▎职位要求：机械、电气相关专业，能够独立操作机器人，对工业机器人能进行独立调试、接线等；能独立完成机器人维护维修以及保养

其实工业机器人领域就业渠道还有很多，不同的企业对于机器人工程师的会有不同的要求。比如使用发那科机器人的公司，对擅长发那科机器人调试与维护与研发的工程师就会比较青睐。不过，只要基础打的牢，工程师无论面对怎样的要求，都可以应对自如。

7. 研发工业机器人需要多少钱

现在的工业机器人种类很多，而且都是成品。也许只需要你公司选型，不需要研发。
但如果你需要的是特殊类型的，则最好自己研发并申请专利，目的是保护自己的知识产权和品牌。
通常原理型样机几十万就够了。
而商品型样机也许至少数百万。因为得有数台样机反复调试软件和极限载荷用。

8. 中国工业机器人知名生产厂家有哪些求解

你好，我是机器人包老师，专注于机器人领域。

中国工业机器人知名生产厂家主要有沈阳新松、中日合资安川首钢机器人、山东鲁能智能技术、常州铭赛机器人科技。

1，沈阳新松：成立于2000年，隶属中国科学院，是一家以机器人技术为核心的高科技上市公司。作为中国机器人领军企业及国家机器人产业化基地，新松拥有完整的机器人产品线及工业4.0整体解决方案。作为中国机器人产业头雁，新松已创造了百余项行业第一。成功研制了具有自主知识产权的工业机器人、协作机器人、移动机器人、特种机器人、服务机器人五大系列百余种产品，面向智能工厂、智能装备、智能物流、半导体装备、智能交通，形成十大产业方向，致力于打造数字化物联新模式。

2，安川首钢：前身为首钢莫托曼机器人。由中国首钢总公司和日本株式会社安川电机共同投资，是专业从事工业机器人及其自动化生产线设计、制造、安装、调试及销售的中日合资公司。自1996年8月成立以来，始终致力于中国机器人应用技术产业的发展，其产品遍布汽车、摩托车、家电、IT、轻工、烟草、陶瓷、冶金、工程机械、矿山机械、物流、机车、液晶、环保等行业。在提高制造业自动化水平和生产效率方面，发挥着重要作用。

3，山东鲁能：由鲁能科技集团直接投资，在山东电力机器人研究中心的基础上，按照现代企业制度兴办的高新技术股份制企业。公司致力于电力行业特种机器人和智能电气技术产品的研发、生产和销售，并在此基础上积极拓展相关技术产品领域，不断推动电力系统自动化水平的提高。

4，常州铭赛：致力于提供个人媒体终端关键部件及半导体领域的自动化解决方案，铭赛科技是国内领先的点胶、微点焊、焊锡及智能生产线等自动化设备供应商，致力于个人媒体终端关键部件及半导体领域的连接、装配、检测等自动化解决方案的研发、生产、销售。

9. 我国工业机器人的现状与发展趋势

一、我国工业机器人的现状

我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可*性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可*性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模化设计，积极推进产业化进程。

二、我国工业机器人的发展趋势
工业机器人在许多生产领域的使用实践证明，它在提高生产自动化水平，提高劳动生产率和产品质量以及经济效益，改善工人劳动条件等方面，有着令世人瞩目的作用，引起了世界各国和社会各层人士的广泛关注。在新的世纪，机器人工业必将得到更加快速的发展和更加广泛的应用。
1、工业机器人的技术发展趋势
从近几年世界机器人推出的产品来看，工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向发展，其发展趋势主要为：结构的模块化和可重构化；控制技术的开放化、PC化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化；工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。
2、工业机器人的产业发展趋势
据UNECE/IFR预测，至2007年，全球新安装装机器人的数量将从2003年的81800套增至2007年的106000套，年平均增长7%。其中，日本2003-2007年工业机器人的销售将从2003年的31600增长至2007年的41000套；欧洲2003-2007年工业机器人将从2003年的27100套增长至2007年的34000套；北美2003-2007年工业机器人市场每年平均增长5.8%，至2007年将增长到16000套。