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⼯业机器⼈定义、特点、分类及典型应⽤

⼯业机器⼈是⼀种通过重复编程和⾃动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多
⾃由度的机电⼀体化⾃动机械装备和系统，它结合制造主机或⽣产线，可以组成单机或多机⾃
动化系统，在⽆⼈参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种⽣产作业。

⼯业机器⼈特点有以下⼏个：

(1)可编程。⽣产⾃动化的进⼀步发展是柔性启动化。⼯业机器⼈可随其⼯作环境变化的需要⽽
再编程，因此它在⼩批量多品种具有均衡⾼效率的柔性制造过程中能发挥很好的功⽤，是柔性
制造系统中的⼀个重要组成部分。

(2)拟⼈化。⼯业机器⼈在机械结构上有类似⼈的⾏⾛、腰转、⼤臂、⼩臂、⼿腕、⼿⽖等部
分，在控制上有电脑。此外，智能化⼯业机器⼈还有许多类似⼈类的“⽣物传感器”，如⽪肤型接
触传感器、⼒传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语⾔功能等。传感器提⾼了⼯
业机器⼈对周围环境的⾃适应能⼒。

(3)通⽤性。除了专门设计的专⽤的⼯业机器⼈外，⼀般⼯业机器⼈在执⾏不同的作业任务时具
有较好的通⽤性。⽐如，更换⼯业机器⼈⼿部末端操作器（⼿⽖、⼯具等）便可执⾏不同的作
业任务。

(4)⼯业机器技术涉及的学科相当⼴泛，归纳起来是机械学和微电⼦学的结合-机电⼀体化技术。
第三代智能机器⼈不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，⽽且还具有记忆能⼒、语⾔理解
能⼒、图像识别能⼒、推理判断能⼒等⼈⼯智能，这些都是微电⼦技术的应⽤，特别是计算机
技术的应⽤密切相关。因此，机器⼈技术的发展必将带动其他技术的发展，机器⼈技术的发展
和应⽤⽔平也可以验证⼀个国家科学技术和⼯业技术的发展⽔平。分类及其典型应⽤1.移动机
器⼈（AGV）

移动机器⼈（AGV）是⼯业机器⼈的⼀种类型，它由计算机控制，具有移动、⾃动导航、多传
感器控制、⽹络交互等功能，它可⼴泛应⽤于机械、电⼦、纺织、卷烟、医疗、⾷品、造纸等
⾏业的柔性搬运、传输等功能，也⽤于⾃动化⽴体仓库、柔性加⼯系统、柔性装配系统（以
AGV作为活动装配平台）；同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输⼯具。

国际物流技术发展的新趋势之⼀，⽽移动机器⼈是其中的核⼼技术和设备，是⽤现代物流技术
配合、⽀撑、改造、提升传统⽣产线，实现点对点⾃动存取的⾼架

箱储、作业和搬运相结合，实现精细化、柔性化、信息化，缩短物流流程，降低物料损耗，减
少占地⾯积，降低建设投资等的⾼新技术和装备。

2.点焊机器⼈

随着汽车⼯业的发展，焊接⽣产线要求焊钳⼀体化，重量越来越⼤，165公⽄点焊机器⼈是当前
汽车焊接中最常⽤的⼀种机器⼈。2008年9⽉，机器⼈研究所研制完成国内⾸台165公⽄级点焊
机器⼈，并成功应⽤于奇瑞汽车焊接车间。2009年9⽉，经过优化和性能提升的第⼆台机器⼈完
成并顺利通过验收，该机器⼈整体技术指标已经达到国外同类机器⼈⽔平。

3.弧焊机器⼈

弧焊机器⼈主要应⽤于各类汽车零部件的焊接⽣产。在该领域，国际⼤型⼯业机器⼈⽣产企业
主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。关键技术包括：

(1)弧焊机器⼈系统优化集成技术：弧焊机器⼈采⽤交流伺服驱动技术以及⾼精度、⾼刚性的RV
减速机和谐波减速器，具有良好的低速稳定性和⾼速动态响应，并可实现免维护功能。

(2)协调控制技术：控制多机器⼈及变位机协调运动，既能保持焊枪和⼯件的相对姿态以满⾜焊
接⼯艺的要求，⼜能避免焊枪和⼯件的碰撞。

(3)精确焊缝轨迹跟踪技术：结合激光传感器和视觉传感器离线⼯作⽅式的优点，采⽤激光传感
器实现焊接过程中的焊缝跟踪，提升焊接机器⼈对复杂⼯件进⾏焊接的柔性和适应性，结合视
觉传感器离线观察获得焊缝跟踪的残余偏差，基于偏差统计获得补偿数据并进⾏机器⼈运动轨
迹的修正，在各种⼯况下都能获得最佳的焊接质量。
4.激光加⼯机器⼈

激光加⼯机器⼈是将机器⼈技术应⽤于激光加⼯中，通过⾼精度⼯业机器⼈实现更加柔性的激
光加⼯作业。本系统通过⽰教盒进⾏在线操作，也可通过离线⽅式进⾏编程。该系统通过对加
⼯⼯件的⾃动检测，产⽣加⼯件的模型，继⽽⽣成加⼯曲线，也可以利⽤CAD数据直接加⼯。
可⽤于⼯件的激光表⾯处理、打孔、焊接和模具修复等。关键技术包括：

(1)激光加⼯机器⼈结构优化设计技术：采⽤⼤范围框架式本体结构，在增⼤作业范围的同时，
保证机器⼈精度；

(2)机器⼈系统的误差补偿技术：针对⼀体化加⼯机器⼈⼯作空间⼤，精度⾼等要求，并结合其
结构特点，采取⾮模型⽅法与基于模型⽅法相结合的混合机器⼈补偿⽅法，完成了⼏何参数误
差和⾮⼏何参数误差的补偿。

(3)⾼精度机器⼈检测技术：将三坐标测量技术和机器⼈技术相结合，实现了机器⼈⾼精度在线
测量。

(4)激光加⼯机器⼈专⽤语⾔实现技术：根据激光加⼯及机器⼈作业特点，完成激