工业机器人的三代发展历程

   工业机器人（也称工业助力机械手）是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。

   工业机器人技术及其产品发展很快, 已成为柔性制造系统(FMS ) 、自动化工厂(FA ) 、计算机集成制造系统(C IMS ) 的自动化工具。广泛采用工业机器人和自动化流水线, 不仅可提高产品的质量与产量, 而且对保障人身安全, 改善劳动环境, 减轻劳动强度, 提高劳动生产率, 节约原材料消耗以及降低生产成本, 都有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样, 工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。

   国外机器人综合能力很强，比如材料的关键连接部分、装配工艺、软件算法、重要的零部件谐波减速器等。在发达国家中，工业机器人自动化流水线成套设备已成为自动化装备的主流。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。

   我国的机器人技术研究起步较晚，但进步较快，已经在工业机器人、特种机器人和智能机器人等方面取得了一定的成就。通过科技攻关，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。但是与世界发达国家相比，还有一定的差距，如可靠性低于国外产品，应用领域窄，自动化流水线系统技术与国外差距大，关键零部件全生命周期寿命低于外国同类产品。我国目前从事机器人研发和应用工程的单位相对较少，工业机器人的拥有量远远不能满足需求量，长期大量依靠从国外引进。虽然称作“机器人”，但从研发和应用来看，我国现有的机器人只能称作单一的机器单元，还未能充分体现出智能化、系统化、可重构化、网络化的要求。

   工业机器人的发展历程为三代：

   第一代：示教再现型机器人，但不具备反馈能力。如挖掘机手柄自动操作机构，该机构结构简单，能够实现动作示教再现。

   第二代：有感觉的机器人，不仅具有内部传感器，而且具有外部传感器，能获得外部环境信息。如蛇形机器人就装有内部测转速的传感器，以及外部测力的传感器，该机器人能够在不规则环境中具有一定的运动能力。

   第三代：智能机器人。定义为“可自动控制的装置，能理解指示命令，感知环境，识别对象，规划自身操作程序来完成任务”。如采用实时可适应性的运动规划（RAMP ）算法的PUMA560机械臂，它能在复杂动态环境中自动识别来自不同方向的移动或静止的障碍物，主动规划路径，进而完成预定任务。