世界機器人之父恩格爾伯格先生認為，機器人目前尚沒有準確的定義，但有一點可以確定，即機器人不一定像人，但能替代人工作。美國不僅將工業機器人和服務機器人看做是機器人，還將無人機、水下潛器、月球車甚至巡航導彈等都看做是機器人。 機器人技術是綜合了計算器、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術。它一般由機械本體、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成，是一種綜合了人和機器特長、能在三維空間完成各種作業的機電一體化裝置。它既有人對環境狀態的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續工作、精確度高、抗惡劣環境的能力，特別適合于多品種、小批量的柔性生產。是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。 技術現狀及國內外概況 國內外機器人領域發展 日本在1967年由川崎重工業公司從美國Unimation公司引進機器人及其技術，1968年試制出第一臺川崎的“尤尼曼特”機器人。80年代中期，日本機器人的產量和安裝的臺數在國際上躍居首位，成為“機器人王國”。 美國是機器人的誕生地，1962年研制出世界上第一臺機器人，由于美國從60年代到70年代期間，只在幾所大學和少數公司開展研究工作；70年代后期，美國在技術路線上仍把重點放在研究機器人軟件及軍事、宇宙、海洋、核工程等特殊領域的高級機器人的開發上，使日本的機器人后來居上。進入80年代后，美國開始研制帶有視覺、力覺的第二代機器人，目前美國的機器人技術特點是：性能可靠，功能全面，精確度高；機器人語言類型多、應用廣，水平高居世界之首；智能技術發展快，其視覺、觸覺等人工智能技術已在航天、汽車工業廣泛應用；高智能、高難度的軍用機器人、太空機器人等發展迅速，在國際上處于領先地位。 德國機器人的總數占世界第三位。70年代中后期，政府在“改善勞動條件計劃”中規定，對于一些有危險、有毒、有害的工作崗位，必須以機器人來代替人的勞動。這個計劃推動了機器人技術的發展。德國除了將機器人應用在汽車工業外，還在紡織工業使用機器人，使紡織業重新振興。目前其智能機器人的研究和應用方面，在世界上處于公認的領先地位。 前蘇聯（主要是在俄羅斯），機器人技術研究是從50年代后半期開始。1968年成功地試制出一臺深水作業機器人；1971年研制出工廠用的機器人；到1975年，已研制出30個型號的120臺機器人。前蘇聯的機器人在數量、質量和技術水平上均處于世界前列地位。 中國在“七五”計劃中把機器人列為國家重點科研規劃內容，在沈陽建立了全國第一個機器人研究示範工程，全面展開了機器人基礎理論與基礎元器件研究。十多年來，相繼研制出示教再現型的搬運、點焊、弧焊、噴漆、裝配等門類齊全的機器人及水下作業、軍用和特種機器人。中國自行研制的機器人噴漆流水線在長春第一汽車廠及東風汽車廠已投入運行。 國內外機器人產業及巿場 機器人作為現代制造業主要的自動化裝備，已廣泛應用于汽車、摩托車、工程機械、電子信息、家電、化工等行業，進行焊接、裝配、搬運、加工、噴涂、碼垛等復雜作業。據1998年統計，全世界機器人的擁有量達72萬臺。國際上生產機器人的主要廠家有：日本的安川電機、OTC、川崎重工、松下、不二越、日立、法那克；歐洲的CLOOS（德國）、ABB（瑞典）、COMAU（意大利）、IGM（奧地利）、KUKA（德國）等。 國內外機器人技術發展趨勢 ＊ 機器人性能提高：高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修，單機價格不斷下降，平均單機價格從1991年的10.3萬美元降至2000年的6萬美元左右； ＊ 機械結構向模塊化、可重構化發展：例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化；由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產品問巿； ＊ 機器人本體結構更新加快：隨?技術的進步，機器人本體結構近十年來發展變化很快。以安川MOTOMAN機器人產品為例，L系列機器人持續10年，K系列持續5年時間，SK系列持續3年時間，1998年底安川公司推出了最新的UP系列，其突出的特點是：大臂釆用新型的非平行四邊形的單連桿機構，工作空間有所增加，本體自重進一步減少，變得更加輕巧； ＊ 機器人控制系統向基于PC機的開放型控制器方向發展，便于標準化、網絡化；器件集成度提高，控制柜日見小巧。安川公司的UP系列機器人釆用了新開發的控制器YASNAC XRC，主要特點是具有網絡通信功能。目前，比較引人注目還有DENSO公司的“NetwoRC”（New Technology Worldwide Open Robot Controller）控制器，其特點是：釆用板卡式PC結構，約為臺式PC大??；有3個ISA總線擴展槽，可安裝Ethernet卡、Device Net卡和圖像處理卡；NetwoRC是開放式機器人控制器技術發展的典型代表。機器人控制網絡化已成為發展趨勢； ＊ 機器人中的傳感器作用日益重要，除釆用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則釆用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術在產品化系統中已有成熟應用； ＊ 虛擬現實技術在機器人的作用已從仿真、預演發展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產生置身于遠程作業環境中的感覺來操縱機器人； ＊ 當代遙控機器人系統的發展特點不是追求全自治系統，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構成完整的監控遙控操作系統，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發射到火星上的“索杰納（Sojanor）”機器人就是成功應用的最著名實例； ＊ 機器人化機械開始興起。從1994年美國開發出“虛擬軸機床”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應用的領域。 國內外機器人應用情況 日本 全世界投入使用的機器人數量近年來快速增加，目前，日本實際裝配的機器人總量占世界總量的一半。裝配是日本機器人的最大應用領域，它擁有的機器人占總數的42%；焊接是應用的第二大領域，占機器人總數的19%；注塑是第三大應用領域，占機器人總數約12%，機加工次之為8%。 在汽車工業的應用 在日本汽車工業中，機器人用于上料/卸料占很大數量。 對于點焊應用來說，目前已廣泛釆用電驅動的伺服焊槍，豐田公司已決定將這種技術作為標準來裝備國內和海外的所有點焊機器人，可以提高焊接質量，在短距離內的運動時間也大為縮短。該公司高度低的點焊機器人，用來焊接車體下部零件，還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產線長度。目前，用二臺機器人協調工作進行弧焊已相當普遍，不必再為特殊工件專門設計成本高的專用夾具，并能保持最佳的焊接壓力。目前，豐田公司已開始使用能焊接0.6mm厚的薄鋼板（間隙2mm）的弧焊機器人，能從鋼板一側進入到焊接位置，而不必象點焊機器人那樣需要從鋼板兩側進入到焊接位置，因而將優先取代某些點焊作業。目前激光焊接在日本還不普遍，然而，柔性本體生產線（FBL）方案的應用已日益增多。在這種場合，各種形狀的鈑金件都是激光焊接，以形成車體的鈑金件。預計今后激光在汽車工業的應用會增加。由于運動控制性能的提高，一些新應用已變得可能，其中一個例子是焊接油箱的接縫，尤其是油箱形狀變得愈來愈復雜而且要保持恒定的線焊速度。 就控制網絡而言,日本汽車工業中最普遍的總線是Device-Net，而豐田則釆用其自行制定的ME-Net，日產釆用JEMA-Net（日本電機工業會網）。在日本汽車工業中是否會實現通信系統的標準化，目前還不能確定。另一方面，日本機器人制造商提出了一種“現實機器人仿真”（RRS）兼容軟件接口。因此，目前日本汽車制造商（尤其是對于點焊應用）通過諸如RoBCAD、I-Grip等商用仿真軟件，可以作出各種機器人的動態仿真。 最新進展情況 日本歐姆龍公司研制一種能按用戶手指動作、手臂姿勢，或用聲音指示前進、后退及左右移動的自主式雙臂機動機器人，它能識別出自己的主人，并遵照主人的命令行事，還具有語音合成功能，也能與人一起協作搬運桌子，還能時刻注意道路上的堵塞情況或運動方向的變化，是世界上第一臺適應自然交流方式及與人協調工作的機器人。其腿部釆用了全向機動輪，頭部裝有一臺CCD攝像機，有兩只手臂，每只手臂有7個自由度，能舉最大20公斤的重量物，其腕部裝有6軸力傳感器。機器人主體部分裝有4臺個人計算器，共有7個中央處理單元。機器人依靠電池可以連續工作1小時，其身高1.7米，運動速度10釐米/秒。該機器人還裝有超聲波傳感器，以避免與人類伙伴相撞。 美國 美國科學家近日研制一種球體機器人，其最大的特點是可以幫助宇航員做各種輔助工作。它身上安裝的傳感器可以探知航天飛行器內部的氣體成分、溫度變化和空氣壓力狀況。即使在失重狀態下，這種機器人在計算器的指揮下也能自如地行走和工作，而且能幫助宇航員與地面控制中心聯絡，把有關信息輸入計算機系統。 中國 目前，中國已開發出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人，其中有130多臺/套噴漆機器人在二十余家企業的近30條自動噴漆生產線（站）上獲得規模應用，弧焊機器人已應用在汽車制造廠的焊裝線。 沈陽新松機器人自動化股份有限公司為上海匯眾汽車制造有限公司設計制造12臺弧焊機器人組成的焊接生產線，用于為上海汽車工業公司配套生產桑塔納轎車轉向器、減振器、別克轎車減振器等部件。該線還配有10臺回轉工作臺、一臺翻轉工作臺、39套焊接夾具等裝置，可年產桑塔納汽車配件30萬套和別克轎車配件10萬套。該公司研究開發專門用于點焊和搬運的6自由度SASUN–RD120點焊機器人，具有操作範圍大、運動速度快等特點。該公司研究開發的金杯客車制造有限公司SASUN–100SA地板點焊機器人系統，釆用四自由度直角座標型點焊機器人，交流伺服電機驅動，絕對位置碼盤反餽，負載能力100kg。聯動作業的四臺機器人之間設置連鎖保護，可避免由于工作不同步而造成機器人之間相互碰撞。系統具有完善的報警功能，可對焊鉗的上下管冷卻水分別進行檢測，并能檢測焊點漏焊。該生產線的生產節拍為35分鐘，焊接作業空間為15m/10m/03m，焊點數量為30點，點焊作業時間控制在25分鐘以內，可年產中型面包車5萬輛。 北京機械工業自動化研究所研制出大型龍門式仿形噴涂機器人，長春客車廠釆用該機器人對火車客車廂體進行噴漆，可以在20分鐘內為一輛火車車廂噴上均勻的油漆，遇到車門和車窗時，噴槍會立即停止噴漆。既把工人從惡劣有害的工作環境中解放出來，又提高了噴涂質量和效率。該機器人釆用積木形式結構，運輸安裝方便，工作可靠，維修保養方便，適合大型或重型結構車體的噴涂作業，可廣泛應用于汽車工業、鐵路機車車輛制造業、集裝箱制造業。 哈爾濱工業大學歷經二十余年的基礎理論與應用研究，已開發管內補口噴涂作業機器人、激光內表面淬火機器人、管內X射線檢測機器人。這幾種機器人已分別應用于“陜－京”天然氣管線工程X射線檢測、上海浦東國際機場內防腐補口、大慶油田內防腐及抽油泵內表面處理等重要的管道工程。 中國智能機器人和特種機器人在“863”計劃的支持下，也取得了顯著的成果。其中6,000米水下無纜機器人的成果居世界領先水平，該機器人在1995年深海試驗獲得成功，使中國能夠對大洋海底進行精確、高效、全覆蓋的觀察、測量、儲存和進行實時傳輸，并能精確繪制深海礦區的二維、三維海底地形地貌圖，推動了中國海洋科技的發展。