2023年4月16日发(作者：人体植物)工业机器人发展论文
姓名：蔡雪莹 班级：11015D 学号：01
摘要
从机器人诞生到现在，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展
过程。随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机
器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外，
各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。机器人技
术代表了机电一体化技术的最高研究成果，涉及机械工程、电子技
术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多门学科，是当代科
学技术发展最活跃的领域之一。机器人的研究、制造和应用程度，
是一个国家或公司科技水平和经济实力的象征。目前，国际上许多
大公司都在竞相研制各类先进机器人，向人们展示其实力。机器人
是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在
工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途. 我国
的工业机器人研制虽然起步晚，但是有着广大的市场潜力，有着众
多的人才和资源基 础。在十一五规划纲要等国家政策的鼓励支持
下，在市场经济和国际竞争愈演愈烈的未来，我们一定能够完全自
主制造出自己的工业机器人，并且将工业机器人推广应用到制造与
非制造等广大的行业中，提高我国劳动力成本，提高我国企业的生
产效率和国际竞争力，从整体上提高我国社会生产的安全高效，为
实现伟大祖国的复兴贡献力量。
关键字： 工业机器人；日本；日本工业机器人协会；制造；十一五
纲要；
目 录
摘要.....................................................1
引言.......................................................2016电视剧
2
一．工业机器人的现状....................................3
二．工业机器人的诞生至今................................3
三．工业机器人的发展前景................................4
四．国内工业机器人技术的发展与现状......................5
五．目前研究热点及发展趋势..............................6
六．参考文献：
..................................7
引言
生产力在不断进步，推动着科技的进步与革新，以建立更加合
理的生产关系。自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代，
而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推hold过去式
动了人类社会
的进步。时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并已
经成为时代的主旋律。人类充分发挥主观能动性，进一步增强对机
械的利用效率，使之为我们创造出愈加巨大的生产力，并在一定程
度上维护了社会的和谐。工业机器人的出现是人类在利用机械进行
社会生产史上的一个里程碑。在发达国家中，工业机器人自动化生
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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。
一、工业机器人的现状：
工业机器人在全世界的分布及发展
UNECE估计，2004年全球至少安装了10万台新的工业机器人。
其中：欧盟31 100台(比2003年增加15％ ，但比2001年的记录
仅增加1％)； 北美16 100台(比2003年增加27％ ，比2000年的
记录高24％)；亚洲51 400台，主要在日本，但中国市场增长迅速
(比2003年增长24％)。
据美国电气和电子工程师协会（IEEE）统计，至2008年底，世
界各地已经部署了100万台各种工业机器人。其中，日本机器人数
量据世界首位。
他们的算法基于制造工人与机器人的比例，即每万名工人拥
有多少台制造机器人。其中日本的工业机器人密度达到了世界平均
水平的10倍，也比排在第二位的新加坡多出了一倍。其中日本每万
名工人拥有295台工业机器人，新加坡169台，韩国164台，德国
163台。虽然排在前三位的国家都在亚洲，不过欧洲却是世界上工
业机器人密度最大的地区。欧洲国家工业机器人密度为每万名工人
50台美食标题
，美洲为平均31台，亚洲平均27台。
工业机器人在生产生活中的应用
所谓工业机器人，就是具有简单记忆和可变控制程序的自动机械。
它是在机械手的基础上发展起来的，国外称为industrial robot。
工业机器人的出现将人类从繁重单一的劳动中解放出来，而且它还
能够从事一些不适合人类甚至超越人类的劳动，实现生产的自动化，
避免工伤事故和提高生产效率。随着世界生产力的发展，必然促进
相应科学技术的发展。工业机器人能够极大地提高生产效率，已经
广泛地进入人们的生活生产领域。
(1)提高自动化生产效率和自动化程度：据美国通过大
量的定后发现：在生产过程中，机器人在机床或其它设备上
做上下料工作，以及在设备之间做短途搬运工作所花时间占
了整个生产时间的80%以上，搬运费占了加工费的30%~40%，
而且有85%的生产事故发生在搬运上，因此工业机器人的使
用解决了很多难题。
(2)直接从事广泛的生产劳动：例如喷漆、焊接、热处理、冶炼、
电镀，以及冲压。注塑成型。砂型铸造、锻造等。比如我国
滩坊砖厂制造了一只有260个指头的机械手。
(3)进行严谨的物品装配：通过图纸识别零件并加以组装，首先
取得成功的是美国加利福利亚的斯坦福大学。此外还有日本
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日立制作的Hivip，列宁格勒的“变压器装配小组”。
(4)仓库管理自动化：最早出现在法国，现已遍及世界各地，例
如芬兰的汉基亚公司（汉基亚仓库是欧洲十大仓库之一）。
(5)从事特殊环境下的劳动：核辐射、无毒气氛、强噪声、超低
温或高温环境等不合适人工作的环境，甚至超越人能力范围
的环境。比如用于发现输油管裂缝的机器人，日本生产了一
种用于救火的“神奈川”机器人。
(6)从事教育卫生等服务：例如美国Centurion公司生产的“机
器人教师”已成功为学生开设了“逻辑学”、“概率论”等课
程，美国德克萨斯仪表公司制造的微型翻译机器人，日本稻
田大学研究出的“乳腺检诊机器人”。
二、工业机器人的诞生至今
工业机器人的诞生：日本是当今的工业机器人王国，既是工业机
器人的最大制造国也是最大消费国。但实际上工业机器人的诞生地
是美国。机器人的启蒙思想其实很早就出现了，1920年捷克作家卡
雷尔恰佩克发表了剧本《罗萨姆的万能机器人》，剧中叙述了一个
叫做罗萨姆的公司将机器人作为替代人类劳动的工业品推向市场的
故事，引起了世人的广泛关注。于是在1959年美国的一家汽车公司，
工业机器人应运而生。美国人英格伯格和德奥尔制造出了世界上第
一台工业机器人，他们发现可以让机器人去代替工人一些简单重复
的劳动，而且不需要报酬和休息，任劳任怨。接着他们两人合办了
世界上第一家机器人制造工厂，生产unimate工业机器人。
工业机器人在日本发展：与此同时，十九世纪七十年代的日本
正面临着严重的劳动力短缺，这个问题已成为制约其经济发展的一
个主要问题。毫无疑问，在美国诞生并已投入生产的工业机器人给
日本带来了福音。1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进机器
人及技术，建立生产厂房，并于1968年试制出第一台日本产
unimate机器人。经过短暂的摇篮阶段，日本的工业机器人很快进
入实用阶段，并由汽车业逐步扩大到其它制造业以及非制造业。
1980年被称为日本的“机器人普及元年”，日本开始在各个领域推
广使用机器人，这大大缓解了市场劳动力严重短缺的社会矛盾。再
加上日本政府采取的多方面鼓励政策，这些机器人收到了广大企业
的欢迎。1980年~1990年日本的工业机器人处于鼎盛时期，后来国
际市场曾一度转向欧洲和北美，但日本经过短暂的低迷期又恢复其
昔日的辉煌。
1993年末，全世界安装的工业机器人有61万台，其中日本占60%，
美国占8%，欧洲占17%，俄罗斯和东欧占12%。是什么使得日本的
工业机器人产业有如此快速的发展，现理出几点原因：
(1)根本原因是日本的基本国情，人口少，劳动力严重短缺。日
本每年的人口增长率在1.1%左右，而日本人都想接受高等教
育导致其劳动力的增长速度却始终停留在0.7%。为了满足国
民经济3%的增长要求，必须提高生产效率。
(2)1973年十月爆发的第一次石油危机提高了劳动力成本，日本
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政府不得不鼓励私营企业向自动化领域投资，提高生产效率，
以抑制由石油危机带来的成本型通货膨胀。
(3)工业机器人可以代替劳动者从事可能危害身体健康的劳动，
避免了大量的工伤事故和职业病，受到了人们的欢迎。
(4)日本自80年代起就采用推动工业机器人的普及和促进研究与
发展的政策。
日本的鼓励政策：日本工业机器人产业迅速发展有其根本的刺激
动力----人口资源短缺，但更是因为政府的鼓励政策才使得这种快
速的发展成为现实。其早起的鼓励政策有三方面内容：
1.普及促进政策
(1)创建财政投融资租赁制度。
(2)对于重要复杂机械装置的特别折旧制度中高性能电子
计算机控制工业机器人的新规定。
(3)对于工业安全卫生设施等贷款制度（中小企业金融公
案、国民金融公库）追加劳动安全工业机器人的新规定。
(4)中小企业设备现代化贷款制度及设备贷款制度。
(5)FMS及其租赁制度。
(6)中小企业新技术体化投资促进税制（机电一体化税制）。
(7)省力化设备投资促进融资制度。
2.研究开发促进政策
(1)极限作业机器人研究开发。
(2)基础技术研究开发促进税制（高技术税制）。
(3)设立（财）国际机器人.FA技术中心。
(4)微机器技术研究开发。
3.其它振兴政策
《技术政策税制中的工业机器人设备等的特别折旧制度
（1984年创建）》
日本工业协会JIRA:
日本工业机器人协会成立于1972年10月, 是世界上第一个工
业机器人组织。它的宗旨是加速发展工业机器人制造业, 推动工业
自动化和安全生产。1992年, 日本工业机器人协会欢度了它的20
岁生日。在过去的20年中, 它得到了政府和大专院校的支持和帮助,
与工业机器人制造商及用户进行了合作。正是这一切使日本工业机
器人协会有效地推动了工业机器人的生产, 使自己站在提高工业各
个领域的生产率及雇员福利的前列。
JIRA从事以下的活动：
1.就制定有利于工业的财税制的各种政策问题, 向政府提出建议。
2.编辑出版双月刊 《JIRA 机器人消息》、 《JIRA 机器人》杂
志及《日本工业机器人规范及应用》等。协会的公务活动有组
织学术讨论会、电影节以及机器人展览会等。
3.通过对机器人数量和增长情况进行市场调查, 有利于利用“
政策宣传计划” 来扶植系统工程公司。
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4.通过技术调研、预测及标准化活动, 推动技术的发展。
5.通过设计采用机器人的安全自动化系统, 推动研究与发展。
6.通过组织国际技术会议, 例如“ 国际工业机器人研讨会”
、“ 国际先进机器人学会议, 和国际工业合作研讨会等, 加强
国际技术交流。
7.阐明有关加强研究、开发、制造和个人拥有机器人的基本政策。
为了进行这些活动, 已成为一个拥有8个常务委员会及其下属的
12个分委员会、以及大约30个专业委员会的机构。
工业机器人在世界其他主要国家的发展：
美国是工业机器人的诞生地，基础雄厚，技术先进。现今美国有
着一批具有国际影响力的工业机器人供应商，像Adept Technologe
、American Robot 、Emersom Industrial Automation 等。
德国工业机器人的数量占世界第三，仅次于 日本和美国，其智
能机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。目前在普及第一代
工业机器人的基础上，第二代工业机器人经推广应用成为主流安装
机型，而第三代智能机器人已占有一定比重并成为发展的方向。
世界上的机器人供应商分为日系和欧系。瑞典的ABB公司是世界
上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式
工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产
出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后，
其机器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊
接、装配铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。
德国的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上几家顶级工业机器人制
造商之一。1973年研制开发了KUKA的第一台工业机器人。年产量
达到一万台左右。所生产的机器人广泛应用在仪器、汽车、航天、
食品、制药、医学、铸造、塑料等工业，主要用于材料处理、机床
装备、包装、堆垛、焊接、表面休整等领域。
意大利COMAU公司从1978年开始研制和生产工业机器人，至今
已有30多年的历史。其机器人产品包括Smart系列多功能机器人和
MASK系列龙门焊接机器人。广泛应用于汽车制造、铸造、家具、食
品、化工、航天、印刷等领域。
日系是工业机器人制造的主要派系，其代表有FANUC、安川、
川崎、OTC、松下、不二越等国际知名公司。
FANUC是世界上最大的机器人制造商之一。FANUC的前身致力于
数控设备和伺服电机系统的研制和生产。1972年从日本富士通公司
的计算机控制部门独立出来成立了FANUC公司。FANUC公司的主要
业务分为两部分：工业机器人和工厂自动化。据统计，截至2008
年6月末，其生产的机器人突破20万台。FANUC最新研发的工业机
器人产品有：R-2000iA系列多功能智能机器人。具有独特的视觉和
压力传感器，可以将随意堆放的工件捡起并完成装配；Y44CCLDiA
高功率LD YAG激光机器人。研制安装的4.4kwLD YAG激光振荡器，
提高了效率和可靠性。
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安川公司于1977年研制出第一台全自动工业机器人，旗下拥
有Motoman美国、瑞典、德国以及Synetics Solutions美国公司等
子公司。其核心的工业机器人有点焊和弧焊机器人，油漆和处理机
器人，LCD玻璃板传输机器人和半导体晶片传输机器人等。近年来
安川生产的新型液晶玻璃板搬运机器人受到市场欢迎。此外，安川
还是将工业机器人应用于半导体领域最早厂商之一。
川崎公司生产出了日本第一台工业机器人，对工业机器人产业做
出了不可磨灭的贡献。川崎生产的喷涂机器人、焊接和组装机器人、
半导体工业用机器人也很受市场欢迎
三、工业机器人的发展前景
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，机器宋江上梁山的原因
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，是目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。目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
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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。
十一五纲要中与工业机器人发展相关政策：
1.目标
根据国内外机器人发展的经验、现状及近几年的动态，结合当
前国内经济发展的具体情况，“十五”期间机器人技术应重点开展智
能机器人、机器人化机械及其相关技术的开发及应用；开展以机器
人为基础的重组装配系统及其相关技术的开发研究及加强多传感器
融合及决策、控制一体化技术及应用的研究。重点解决我国已研制
应用多年的示教再现型工业机器人的产业化前期关键技术，管好自己
大力推
进其产业化进程，力争在“十五”末期实现喷涂、焊接、装配等机
器人的产业化。
2.主要研究内容
(1)示教再现型工业机器人产业化技术研究
①关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通
用化、模块化、系列化设计。
②柔性仿形喷涂机器人开发：柔性仿形复合机构开发，仿形伺服
轴轨迹规划研究，控制系统开发，整机安全防爆、防护技术开发，
高速喷杯喷涂工艺研究。
③焊接机器人（把弧焊与点焊机器人作为负载不同的一个系列机
器人，可兼作弧焊、点焊、搬运、装配、切割作业）产品的标准化、
通用化、模块化、系列化设计。
④弧焊机器人用激光视觉焊缝跟踪装置的开发：激光发射器的选
用，CCD成象系统，视觉图象处理技术，视觉跟踪与机器人协调控
制。
⑤焊接机器人的离线示教编程及工作站系统动态仿真。
⑥电子行业用装配机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化
设计。
⑦批量生产机器人所需的专用制造、装配、测试设备和工具的研
究开发。
(2)智能机器人开发研究
①遥控加局部自主系统构成和控制策略研究
②智能移动机器人的导航和定位技术研究
③面向遥控机器人的虚拟现实系统
④人机交互环境建模系统
⑤基于计算机屏幕的多机器人遥控技术
(3)机器人化机械研究开发
①并联机构机床（VMT）与机器人化加工中心（RMC）开发研究
②机器人化无人值守和具有自适应能力的多机遥控操作的大型散
料输送设备
(4)以机器人为基础的重组装配系统
①开放式模块化装配机器人
②面向机器人装配的设计技术
③机器人柔性装配系统设计技术
④可重构机器人柔性装配系统设计技术
⑤装配力觉、视觉技术
⑥智能装配策略及其控制
(5)多传感器信息融合与配置技术
①机器人的传感器配置和融合技术在水泥生产过程控制和污水处
理椰蓉球
自动控制系统中的应用
②机电一体化智能传感器
总的说来，20世纪90年代以来，机器人技术的应用开始从制
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造领域扩充到非制造领域，研究和发展基于非结构环境、极限环境
下的特种机器人技术已经成为主要方向。同时机器人研究又不断向
智能化、模块化、多功能化以及高性能、自诊断、自修复趋势发展，
以适应市场对“敏捷制造”、多样化、个性化的需求，适应多变的机
器人作业环境，向更大更宽广的制造与非制造业进军。
五．目前研究热点及发展趋势
目前国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的
研究，并朝着智能化和多样化方向发展。主要研究内容集中在以下
10个方面：
1．工业机器人操作机结构的优化设计技术：探索新的高强度轻
质材料，进一步提高负载/自重比，同时机构向着模块化、可重构方
向发展。
2．机器人控制技术：重点研究开放式，模块化控制系统，人机
界面更加友好，语言、图形编程界面正在研制之中。机器人控制器
的标准化和网络化，以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。
编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外，离线编程的实用
化将成为研究重点。
3．多传感系统：为进一步提高机器人的智能和适应性，多种传
感器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传
感器融合算法，特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的
多传感器融合算法。另一问题就是传感系统的实用化。
4．机器人的结构灵巧，控制系统愈来愈小，二者正朝着一体化
方向发展。
5．机器人遥控及监控技术，机器人半自主和自主技术，多机器
人和操作者之间的协调控制，通过网络建立大范围内的机器人遥控
系统，在有时延的情况下，建立预先显示进行遥控等。
6．虚拟机器人技术：基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临
场感技术，实现机器人的虚拟遥操作和人机交互。
7．多智能体（multi-agent）调控制技术：这是目前机器人研
究的一个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通
信与磋商机理，感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方
面进行研究。
8．微型和微小机器人技术（micro/miniature robotics）:这
是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向。过去的研究在该领
域几乎是空白，因此该领域研究的进展将会引起机器人技术的一场
革命，并且对社会进步和人类活动的各个方面产生不可估量的影响，
微小型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方
法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。
9．软机器人技术（soft robotics）:主要用于医疗、护理、休
闲和娱乐场合。传统机器人设计未考虑与人紧密共处，因此其结构
材料多为金属或硬性材料，软机器人技术要求其结构、控制方式和
所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的，机器人
第 15 页
对人是友好的。
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