據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界在役的工業(yè)機器人中大約有將近一

半的工業(yè)機器人用于各種形式的焊接加工領(lǐng)域，焊接機器人應(yīng)

用中最普遍的主要有兩種方式，即點焊和電弧焊。圖 4 所示是

這兩種焊接機器人在工業(yè)機器人中所占的大致比例。我們所說

的焊接機器人其實就是在焊接生產(chǎn)領(lǐng)域代替焊工從事焊接任

務(wù)的工業(yè)機器人。這些焊接機器人中有的是為某種焊接方式專

門設(shè)計的，而大多數(shù)的焊接機器人其實就是通用的工業(yè)機器人

裝上某種焊接工具而構(gòu)成的。在多任務(wù)環(huán)境中，一臺機器人甚

至可以完成包括焊接在內(nèi)的抓物、搬運、安裝、焊接、卸料等

多種任務(wù)，機器人可以根據(jù)程序要求和任務(wù)性質(zhì)，自動更換機

器人手腕上的工具，完成相應(yīng)的任務(wù)。因此，從某種意義上來

說，工業(yè)機器人的發(fā)展歷史就是焊接機器人的發(fā)展歷史。?

? ? 眾所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟練的操作技

能、豐富的實踐經(jīng)驗、穩(wěn)定的焊接水平；另一方面，焊接又是

一種勞動條件差、煙塵多、熱輻射大、危險性高的工作。工業(yè)

機器人的出現(xiàn)使人們自然而然首先想到用它代替人的手工焊

接，減輕焊工的勞動強度，同時也可以保證焊接質(zhì)量和提高焊

接效率。?

? ? 然而，焊接又與其它工業(yè)加工過程不一樣，比如，電弧焊

過程中，被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻產(chǎn)生變形，焊縫的

軌跡會因此而發(fā)生變化。手工焊時有經(jīng)驗的焊工可以根據(jù)眼睛

所觀察到的實際焊縫位置適時地調(diào)整焊槍的位置、姿態(tài)和行走

的速度，以適應(yīng)焊縫軌跡的變化。然而機器人要適應(yīng)這種變化，

必須首先像人一樣要“看”到這種變化，然后采取相應(yīng)的措施

調(diào)整焊槍的位置和狀態(tài)，實現(xiàn)對焊縫的實時跟蹤。由于電弧焊

接過程中有強烈弧光、電弧噪音、煙塵、熔滴過渡不穩(wěn)定引起

的焊絲短路、大電流強磁場等復雜的環(huán)境因素的存在，機器人

要檢測和識別焊縫所需要的信號特征的提取并不像工業(yè)制造

中其它加工過程的檢測那么容易，因此，焊接機器人的應(yīng)用并

不是一開始就用于電弧焊過程的。?

? ? 實際上，工業(yè)機器人在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用最早是從汽車裝配

生產(chǎn)線上的電阻點焊開始的。原因在于電阻點焊的過程相對比

較簡單，控制方便，且不需要焊縫軌跡跟蹤，對機器人的精度

和重復精度的控制要求比較低。圖 5 所示為不同形式的機器人

點焊鉗。點焊機器人在汽車裝配生產(chǎn)線上的大量應(yīng)用大大提高

了汽車裝配焊接的生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量，同時又具有柔性焊接的

特點，即只要改變程序，就可在同一條生產(chǎn)線上對不同的車型

進行裝配焊接。?

? ? 從機器人誕生到本世紀 80 年代初，機器人技術(shù)經(jīng)歷了一

個長期緩慢的發(fā)展過程。到了 90 年代，隨著計算機技術(shù)、微

電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機器人技術(shù)也得到了飛速

發(fā)展。工業(yè)機器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性

等不斷提高，而機器人的制造成本和價格卻不斷下降。在西方

社會，和機器人價格相反的是，人的勞動力成本有不斷增長的

趨勢。圖 6 所示是聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(UNECE)統(tǒng)計的從

1990年至2000 年的機器人價格指數(shù)和勞動力成本指數(shù)的變化

曲線。圖中，把 1990 年的機器人價格指數(shù)和勞動力成本指數(shù)

都作為參考值 100，至 2000 年，勞動力成本指數(shù)為 140，增長

了 40%；而機器人在考慮質(zhì)量因素的情況下價格指數(shù)低于 20，

降低了 80%，在不考慮質(zhì)量因素的情況下，機器人的價格指數(shù)

約為 40，降低了 60%.這里，不考慮質(zhì)量因素的機器人價格是

指現(xiàn)在的機器人實際價格與過去相比較；而考慮質(zhì)量因素是指

由于機器人制造工藝技術(shù)水平的提高，機器人的制造質(zhì)量和性

能即使在同等價格的條件下也要比以前高，因此，如果按過去

的機器人同等質(zhì)量和性能考慮，機器人的價格指數(shù)應(yīng)該更低。

?

? ? 由此可以看出，在西方國家，由于勞動力成本的提高為企

業(yè)帶來了不小的壓力，而機器人價格指數(shù)的降低又恰巧為其進

一步推廣應(yīng)用帶來了契機。減少員工與增加機器人的設(shè)備投

資，在兩者費用達到某一平衡點的時候，采用機器人的利顯然

要比采用人工所帶來的利大，它一方面可大大提高生產(chǎn)設(shè)備的

自動化水平，從而提高勞動生產(chǎn)率，同時又可提升企業(yè)的產(chǎn)品

質(zhì)量，提高企業(yè)的整體競爭力。雖然機器人一次性投資比較大，

但它的日常維護和消耗相對于它的產(chǎn)出遠比完成同樣任務(wù)所

消耗的人工費用小。因此，從長遠看，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本還會大

大降低。而機器人價格的降低使一些中小企業(yè)投資購買機器人

變得輕而易舉。因此，工業(yè)機器人的應(yīng)用在各行各業(yè)得到飛速

發(fā)展。根據(jù) UNECE 的統(tǒng)計，2001 年全世界有 75 萬臺工業(yè)機器

人用于工業(yè)制造領(lǐng)域，其中 38.9 萬在日本、19.8 萬在歐盟、

9 萬在北美，7.3 萬在其余國家。至 2004 年底全世界在役的工

業(yè)機器人至少有約 100 萬。?

? ? 由于機器人控制速度和精度的提高，尤其是電弧傳感器的

開發(fā)并在機器人焊接中得到應(yīng)用，使機器人電弧焊的焊縫軌跡

跟蹤和控制問題在一定程度上得到很好解決，機器人焊接在汽

車制造中的應(yīng)用從原來比較單一的汽車裝配點焊很快發(fā)展為

汽車零部件和裝配過程中的電弧焊。機器人電弧焊的最大的特

點是柔性，即可通過編程隨時改變焊接軌跡和焊接順序，因此

最適用于被焊工件品種變化大、焊縫短而多、形狀復雜的產(chǎn)品。

這正好又符合汽車制造的特點。尤其是現(xiàn)代社會汽車款式的更

新速度非?？?，采用機器人裝備的汽車生產(chǎn)線能夠很好地適應(yīng)

這種變化。圖 7 所示為機器人電弧焊用于焊接汽車底盤。?

? ? 另外，機器人電弧焊不僅用于汽車制造業(yè)，更可以用于涉

及電弧焊的其它制造業(yè)，如造船、機車車輛、鍋爐、重型機械

等等。因此，機器人電弧焊的應(yīng)用范圍日趨廣泛，在數(shù)量上大

有超過機器人點焊之勢。?

? ? 隨著汽車輕量化制造技術(shù)的推廣，一些高強合金材料和輕

合金材料(如鋁合金、鎂合金等)在汽車結(jié)構(gòu)材料中得到應(yīng)用。

這些材料的焊接往往無法用傳統(tǒng)的焊接方法來解決，必須采用

新的焊接方法和焊接工藝。其中高功率激光焊和攪拌摩擦焊等

最具發(fā)展?jié)摿?。因此，機器人與高功率激光焊和攪拌摩擦焊的

結(jié)合將成為必然趨勢。事實上，像上海大眾等國內(nèi)最具實力的

汽車制造商在他們的新車型制造過程中已經(jīng)大量使用機器人

激光焊接。圖 8 所示為其汽車車頂?shù)臋C器人激光焊接。?

? ? 和機器人電弧焊相比，機器人激光焊的焊縫跟蹤精度要求

更高。根據(jù)一般的要求，機器人電弧焊(包括 GTAW 和 GMAW)的

焊縫跟蹤精度必須控制在電極或焊絲直徑的 1/2 以內(nèi)，在具有

填充絲的條件下焊縫跟蹤精度可適當放寬。但對激光焊而言，

焊接時激光照射在工件表面的光斑直徑通常在 0.6 以內(nèi)，遠小

于焊絲直徑(通常大于 1.0)，而激光焊接時通常又不加填充焊

絲，因此，激光焊接中若光斑位置稍有偏差，便會造成偏焊、

漏焊。因此，上海大眾的汽車車頂機器人激光焊除了在工裝夾

具上采取措施防止焊接變形外，還在機器人激光焊槍前方安裝

了德國 SCOUT 公司的高精度激光傳感器用于焊縫軌跡的跟蹤。

?

? ? 工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)形式很多，常用的有直角坐標式、柱面

坐標式、球面坐標式、多關(guān)節(jié)坐標式、伸縮式、爬行式等等，

根據(jù)不同的用途還在不斷發(fā)展之中。焊接機器人根據(jù)不同的應(yīng)

用場合可采取不同的結(jié)構(gòu)形式，但目前用得最多的是模仿人的

手臂功能的多關(guān)節(jié)式的機器人，這是因為多關(guān)節(jié)式機器人的手

臂靈活性最大，可以使焊槍的空間位置和姿態(tài)調(diào)至任意狀態(tài)，

以滿足焊接需要。理論上講，機器人的關(guān)節(jié)愈多，自由度也愈

多，關(guān)節(jié)冗余度愈大，靈活性愈好；但同時也給機器人逆運動

學的坐標變換和各關(guān)節(jié)位置的控制帶來復雜性。因為焊接過程

中往往需要把以空間直角坐標表示的工件上的焊縫位置轉(zhuǎn)換

為焊槍端部的空間位置和姿態(tài)，再通過機器人逆運動學計算轉(zhuǎn)

換為對機器人每個關(guān)節(jié)角度位置的控制，而這一變換過程的解

往往不是唯一的，冗余度愈大，解愈多。如何選取最合適的解

對機器人焊接過程中運動的平穩(wěn)性很重要。不同的機器人控制

系統(tǒng)對這一問題的處理方式不盡相同。?

? ? 一般來講，具有 6 個關(guān)節(jié)的機器人基本上能滿足焊槍的位

置和空間姿態(tài)的控制要求，其中 3 個自由度(XYZ)用于控制焊

槍端部的空間位置，另外 3 個自由度(ABC)用于控制焊槍的空

間姿態(tài)。因此，目前的焊接機器人多數(shù)為 6 關(guān)節(jié)式的。?

? ? 對于有些焊接場合，工件由于過大或空間幾何形狀過于復

雜，使焊接機器人的焊槍無法到達指定的焊縫位置或焊槍姿

態(tài)，這時必須通過增加 1～3 個外部軸的辦法增加機器人的自

由度。通常有兩種做法：一是把機器人裝于可以移動的軌道小

車或龍門架上，擴大機器人本身的作業(yè)空間；二是讓工件移動

或轉(zhuǎn)動，使工件上的焊接部位進入機器人的作業(yè)空間。也有的

同時采用上述兩種辦法，讓工件的焊接部位和機器人都處于最

佳焊接位置。?

? ? 焊接機器人的編程方法目前還是以在線示教方式

(Teach-in)為主，但編程器的界面比過去有了不少改進，尤其

是液晶圖形顯示屏的采用使新的焊接機器人的編程界面更趨

友好、操作更加易。然而機器人編程時焊縫軌跡上的關(guān)鍵點坐

標位置仍必須通過示教方式獲取，然后存入程序的運動指令

中。這對于一些復雜形狀的焊縫軌跡來說，必須花費大量的時

間示教，從而降低了機器人的使用效率，也增加了編程人員的

勞動強度。目前解決的方法有 2 種：?

? ? 一是示教編程時只是粗略獲取幾個焊縫軌跡上的幾個關(guān)

鍵點，然后通過焊接機器人的視覺傳感器(通常是電弧傳感器

或激光視覺傳感器)自動跟蹤實際的焊縫軌跡。這種方式雖然

仍離不開示教編程，但在一定程度上可以減輕示教編程的強

度，提高編程效率。但由于電弧焊本身的特點，機器人的視覺

傳感器并不是對所有焊縫形式都適用。?

? ? 二是采取完全離線編程的辦法，使機器人焊接程序的編

制、焊 縫軌跡坐標位置的獲取、以及程序的調(diào)試均在一臺計算

機上獨立完成，不需要機器人本身的參與。機器人離線編程早

在多年以前就有，只是由于當時受計算機性能的限制，離線編

程軟件以文本方式為主，編程員需要熟悉機器人的所有指令系

統(tǒng)和語法，還要知道如何確定焊縫軌跡的空間位置坐標，因此，

編程工作并不輕松省時。隨著計算機性能的提高和計算機三維

圖形技術(shù)的發(fā)展，如今的機器人離線編程系統(tǒng)多數(shù)可在三維圖

形環(huán)境下運行，編程界面友好、方便，而且，獲取焊縫軌跡的

坐標位置通?？梢圆捎谩疤摂M示教”(virtual Teach-in)的

辦法，用鼠標輕松點擊三維虛擬環(huán)境中工件的焊接部位即可獲

得該點的空間坐標；在有些系統(tǒng)中，可通過 CAD 圖形文件中事

先定義的焊縫位置直接生成焊縫軌跡，然后自動生成機器人程

序并下載到機器人控制系統(tǒng)。從而大大提高了機器人的編程效

率，也減輕了編程員的勞動強度。目前，國際市場上已有基于

普通 PC 機的商用機器人離線編程軟件。如 Workspace5、

RobotStudio 等。圖 9 所示為筆者自行開發(fā)的基于 PC 的三維

可視化機器人離線編程系統(tǒng)。該系統(tǒng)可針對ABB公司的IRB140

機器人進行離線編程，程序中的焊縫軌跡通過虛擬示教獲得，

并在三維圖形?

? ? 環(huán)境中可讓機器人按程序中的軌跡作模擬運動，以此檢驗

其準確性和合理性。所編程序可通過網(wǎng)絡(luò)直接下載給機器人控

制器。?

? ? 我國的工業(yè)機器人從 80 年代“七五”科技攻關(guān)開始起

步，目前已基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù)、控制系

統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運動學和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分

機器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等

機器人；弧焊機器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的

來看，我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還

有一定的距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品；機器人應(yīng)用工程起

步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距；應(yīng)用

規(guī)模小，沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)。?

? ? 當前我國的機器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，單戶單次重新

設(shè)計，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期

長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解

決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、

通用化、模塊化設(shè)計，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。?

? ? 3、焊接機器人發(fā)展趨勢?

? ? 目前國際機器人界都在加大科研力度，進行機器人共性技

術(shù)的研究。從機器人技術(shù)發(fā)展趨勢看，焊接機器人和其它工業(yè)

機器人一樣，不斷向智能化和多樣化方向發(fā)展。具體而言，表

現(xiàn)在如下幾個方面：?

? ? 1)機器人操作機結(jié)構(gòu)：?

? ? 通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法的

運用，實現(xiàn)機器人操作機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。?

? ? 探索新的高強度輕質(zhì)材料，進一步提高負載/自重比。例

如，以德國 KUKA 公司為代表的機器人公司，已將機器人并聯(lián)

平行四邊形結(jié)構(gòu)改為開鏈結(jié)構(gòu)，拓展了機器人的工作范圍，加

之輕質(zhì)鋁合金材料的應(yīng)用，大大提高了機器人的性能。此外采

用先進的 RV 減速器及交流伺服電機，使機器人操作機幾乎成

為免維護系統(tǒng)。?

? ? 機構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。例如，關(guān)節(jié)模塊中的

伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿

模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人

產(chǎn)品問市。?

? ? 機器人的結(jié)構(gòu)更加靈巧，控制系統(tǒng)愈來愈小，二者正朝著

一體化方向發(fā)展。?

? ? 采用并聯(lián)機構(gòu)，利用機器人技術(shù)，實現(xiàn)高精度測量及加工，

這是機器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù)的拓展，為將來實現(xiàn)機器人和數(shù)控

技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。意大利 COMAU 公司，日本 FANUC 等公

司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品。?

? ? 2)機器人控制系統(tǒng)：?

? ? 重點研究開放式，模塊化控制系統(tǒng)。向基于 PC 機的開放

型控?

? ? 制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，

控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠

性、易操作性和可維修性。控制系統(tǒng)的性能進一步提高，已由

過去控制標準的 6 軸機器人發(fā)展到現(xiàn)在能夠控制 21 軸甚至 27

軸，并且實現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制。?

? ? 人機界面更加友好，語言、圖形編程界面正在研制之中。

機器人控制器的標準化和網(wǎng)絡(luò)化，以及基于 PC 機網(wǎng)絡(luò)式控制

器已成為研究熱點。?

? ? 編程技術(shù)除進一步提高在線編程的可操作性之外，離線編

程的實用化將成為研究重點，在某些領(lǐng)域的離線編程已實現(xiàn)實

用化。?

? ? 3)機器人傳感技術(shù)：?

? ? 機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速

度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應(yīng)用了激光傳感

器、視覺傳感器和力傳感器，并實現(xiàn)了焊縫自動跟蹤和自動化

生產(chǎn)線上物體的自動定位以及精密裝配作業(yè)等，大大提高了機

器人的作業(yè)性能和對環(huán)境的適應(yīng)性。?

? ? 遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的

融合技術(shù)來進行環(huán)境建模及決策控制。為進一步提高機器人的

智能和適應(yīng)性，多種傳感器的使用是其問題解決的關(guān)鍵。其研

究熱點在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線性及

非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。另一問題

就是傳感系統(tǒng)的實用化。?

? ? 4)網(wǎng)絡(luò)通信功能：?

? ? 日本 YASKAWA 和德國 KUKA 公司的最新機器人控制器已實

現(xiàn)了與 Canbus、Profibus 總線及一些網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接，使機器人

由過去的獨立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用邁進了一大步，也使機器人由

過去的專用設(shè)備向標準化設(shè)備發(fā)展。?

? ? 5)機器人遙控和監(jiān)控技術(shù)?

? ? 在一些諸如核輻射、深水、有毒等高危險環(huán)境中進行焊接

或其它作業(yè)，需要有遙控的機器人代替人去工作。當代遙控機

器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者

與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的

監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階

段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功

應(yīng)用的最著名實例。多機器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制，可通

過網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機器人遙控系統(tǒng)，在有時延的情況下，

建立預先顯示進行遙控等。?

? ? 6)虛擬機器人技術(shù)：?

? ? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用

于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境

中的感覺來操縱機器人?；诙鄠鞲衅?、多媒體和虛擬現(xiàn)實以

及臨場感技術(shù)，實現(xiàn)機器人的虛擬遙操作和人機交互。?

? ? 7)機器人性能價格比：?

? ? 機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于

操作和維修)，而單機價格不斷下降。由于微電子技術(shù)的快速

發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，使機器人系統(tǒng)的可靠性有了很

大提高。過去機器人系統(tǒng)的可靠性 MTBF 一般為幾千小時，而

現(xiàn)在已達到 5 萬小時，可以滿足任何場合的需求。?

? ? 8)多智能體調(diào)控技術(shù)：?

? ? 這是目前機器人研究的一個嶄新領(lǐng)域。主要對多智能體的

群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商機理，感知與學習方法，

建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進行研究。?

? ? 近年來，人類的活動領(lǐng)域不斷擴大，機器人應(yīng)用也從制造

領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域發(fā)展。像海洋開發(fā)、宇宙探測、采掘、建筑、

醫(yī)療、農(nóng)林業(yè)、服務(wù)、娛樂等行業(yè)都提出了自動化和機器人化

的要求。這些行業(yè)與制造業(yè)相比，其主要特點是工作環(huán)境的非

結(jié)構(gòu)化和不確定性，因而對機器人的要求更高，需要機器人具

有行走功能，對外感知能力以及局部的自主規(guī)劃能力等，是機

器人技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。?

? ? 可以預見，在 21 世紀各種先進的機器人系統(tǒng)將會進入人

類生活的各個領(lǐng)域，成為人類良好的助手和親密的伙伴。?

? ? 4、挑戰(zhàn)與對策?

? ? 進入 21 世紀，世界經(jīng)濟結(jié)構(gòu)正在發(fā)生重大而深刻的變革，

但制造業(yè)依然是世界各發(fā)達與發(fā)展中國家加快經(jīng)濟發(fā)展、提高

國家綜合競爭力的重要途徑。?

? ? 我國是一個制造業(yè)大國，尚處于工業(yè)化進程之中，在未來

相當長的時期里，制造業(yè)仍將在國民經(jīng)濟中占主導地位。在新

一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國正逐步成為世界最重要的制造

業(yè)基地之一。?

? ? 然而目前我國裝備制造業(yè)的整體水平與發(fā)達國家相比尚

有較大的差距，尤其是在戰(zhàn)略必爭裝備技術(shù)與競爭前核心技

術(shù)、基礎(chǔ)制造裝備與成套關(guān)鍵裝備制造技術(shù)等方面差距更大，

這種差距又主要體現(xiàn)在先進裝備的自主設(shè)計與獨立制造能力

差，成套與系統(tǒng)集成、優(yōu)化能力差，技術(shù)創(chuàng)新和集成創(chuàng)新能力

差。這些差距已經(jīng)成為制約我國制造業(yè)乃至其他行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展

的關(guān)鍵瓶頸問題之一。?

? ? 21 世紀基礎(chǔ)制造裝備的水平主要體現(xiàn)在高精度、高效率、

低成本和高柔性等幾個方面。高效率、高精度工藝的一個典型

例子是精密成形技術(shù)，其目的是盡量減少切削，甚至免除切削，

減少原材料的浪費，同時提高制造效率。精密成形技術(shù)在工業(yè)

發(fā)達國家已得到廣泛應(yīng)用。柔性自動化仍是機床業(yè)發(fā)展的重要

趨勢之一。柔性自動化的進一步發(fā)展是敏捷生產(chǎn)設(shè)備。為適應(yīng)

敏捷生產(chǎn)模式，人們正在探求設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)重組以及生產(chǎn)單

元的動態(tài)重組問題。?

? ? 另外，國外在大型、成套裝備方面有很大優(yōu)勢，并且在成

套裝備的高技術(shù)化方面，取得了巨大的進展，已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)控

化、柔性自動化，并大量采用工業(yè)機器人，正向著智能化、集

成化的方向發(fā)展。?

? ? 隨著我國貿(mào)易溶入全球化，我國裝備制造業(yè)從來沒有像今

天這樣直接地面對國際同行的有力競爭和挑戰(zhàn)。如何適應(yīng)激烈

的國際競爭和快速變化的世界市場需求，不斷以高質(zhì)量、低成

本、快速響應(yīng)的手段在新的市場競爭中求得生存和發(fā)展，已是

我國裝備制造業(yè)不容回避的問題。同時溶入全球化也為我們提

供了前所未有的機遇，我們必須抓住機遇迎頭趕上。?

? ? 在“十五”期間，我國曾把包括焊接機器人在內(nèi)的示教再

現(xiàn)型工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)作為重點研究內(nèi)容之一，其

中包括焊接機器人(把弧焊與點焊機器人作為負載不同的一個

系列機器人，可兼作弧焊、點焊、搬運、裝配、切割作業(yè))產(chǎn)

品的標準化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計；弧焊機器人用激

光視覺焊縫跟蹤裝置的開發(fā)，激光發(fā)射器的選用，CCD 成象系

統(tǒng)，視覺圖象處理技術(shù)，視覺跟蹤與機器人協(xié)調(diào)控制；焊接機

器人的離線示教編程及工作站系統(tǒng)動態(tài)仿真等。?

? ? 在新的歷史時期，面對新的機遇和挑戰(zhàn)，只有一方面緊跟

世界科技發(fā)展的潮流，研究與開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)制

造裝備；另一方面，仍然通過引進和消化，吸收一些現(xiàn)有的先

進技術(shù)，踩在別人的肩膀上，盡快縮短和別人的差距。并通過

應(yīng)用研究和二次開發(fā)，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和關(guān)鍵設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，提

高我國制造業(yè)在國際競爭舞臺上的地位。?