前言

　　回首“十一五”，我国装备制造业、机器人技术取得了举世瞩目的成就，制造装备作为国民经济发展的基础产业，是国家技术水平和综合国力的集中体现，机器人技术是一个国家科技水平和经济实力的象征，两者相辅相成，对智能装备与机器人进行比较分析研究，对促进国民经济的发展具有重要意义。本文首先从智能装备与机器人的相同点分析人手，结合智能机器人的分类及关键技术展开分析，为以后的智能装备学、机器人学以及智能机器人的研究做好铺垫。

　　1 智能制造装备及机器人技术概述

　　机械装备的智能化是一个工业发达国家的重要标志，包含先进的制造技术以及先进的核心技术，是国家产业发展的原始动力，智能装备是最近科学研究比较热的领域，大多数学者对智能装备的定义归纳为：能够对外界的事物进行初步识别、信息处理、然后决策功能控制制造装备，是对先进的信息技术、处理技术、制造技术进行深度融合。机器人技术又称为机电液一体化技术，由于汇集了光、机、电、液压等多学科的高精尖技术，而被视为高端工业自动化技术领域的高端装备产品，堪称“机器之魂”。早起机器人主要应用到工业范围，比如机械装配、焊接、码垛，随着科技的发展，机器人逐渐向各个领域发展，尤其是国防、公安、医疗、餐饮等，机器人技术被越来越多的科研工作者所重视，与此同时，国家也给予一定的引导和资金支持，机器人技术发展和创新的同时对提升一个国家科技创新水平，综合实力、以及国家的持续发展有着巨大的推动作用。

　　2 智能制造装备与机器人比较分析

　　智能制造装备是制造装备的设备，主要是包括：提升工作母机一尖端数控机床加工制造，现代化工厂中的生产、装配自动化线，光机电一体的高精尖检查仪器设备，基础零部件的精加工以及通用部件的批量加工，提高设备的智能化水平，可以推动工农业实现从生产到装配以及入库的自动化管理，推动工业水平的整体发展;机器人技术主要包括：驱动系统设计技术、模式识别技术、人工智能和控制策略技术、传感器系统设计技术、能源系统设计技术、通讯系统设计技术，另外智能机器人技术还包括，人机交互技术、遥控自主技术和虚拟现实技术等。机器人是一个复杂的系统，需要各个系统协同合作，共同作用，才能实现满足高端装配的需求。

　　2.1 智能制造装备与机器人的相同点

　　智能制造装备与机器人技术的相同点主要有以下几个方面。

　　(1)组成部分。智能制造装备与机器人技术在基本结构上大同小异，都是由机械元件制造、智能控制传感器等部分组成，这也是实现自动化、智能化的基础，多系统深度融合是智能制造装备与机器人技术共同点之一。

　　(2)智能化。智能装备的特征之一是设备的智能化程度不断提高，而相应的操作却越来越简单，智能化的实现取决于机械设计中控制算法的好坏，所以，智能化是一个软件和硬件智能程度的综合问题，智能装备与机器人技术以后发展主要方向是机械设计和智能技术深度融合。例如在印染工程中，传统的印染是粗放式的生产，原料消耗大，污染严重，而新型的智能化的生产线采用了自动计量仪器，自动实时的对花技术、染色的色差检测和控制技术、染色专用机器人，节约能耗的同时提高产品的质量。

　　(3)模块化。90年代初期，欧洲国家提出自治功能单元进行模块化机床设计与制造的专业化协作，目的在于开发各种“即插即用”模块，方便用户快速构建出不同的装备。传统的装备和机器人是根据特定的应用需求开发的，功能单一，其柔性不能满足市场发展需求。相比之下模块化系统是指由一套各种尺寸和性能特征的可交换的模块组成，能够装配成各种不同构型的装配，以适应不同作业的要求。

　　3 智能机器人

　　3.1 智能机器人的分类

　　在用途上，智能机器人与普通机器人在用途上有许多相似之处，但因其智能性使得它能做更复杂的工作，完成更高级的任务。依据机器人的应用范围分为工业智能机器人、农业智能机器人、服务智能机器人、探索智能机器人。

　　(1)工业智能机器人。工业智能机器人(图1所示)依据具体应用的不同，通常又可以分成焊接、装配、喷漆、码垛、搬运等多种类型。作为具有智能的工业机器人，他们在很多方面超越了传统机器人。在工业生产中应用机器人，可以方便迅速地改变作业内容或方式，以满足生产要求的变化。比如，改变焊缝轨迹，改变喷漆位置，变更装配部件或位置等等。随着对工业生产线柔性的要求越来越高，对各种机器人的需求也就越来越强烈。

　　(2)农业智能机器人。随着机器人技术的进步，以定型物、无机物为作业对象的工业机器人正在向更高层次的以动、植物之类复杂作业对象为目标的农业机器人发展，农业机器人或机器人化的农业机械的应用范围正在逐步扩大。农业机器人的研究开发目前主要集中耕种、施肥、喷药、蔬菜嫁接、苗木株苗移栽、收获(图2所示.番茄采摘机器人)、灌溉、养殖和各种辅助操作等方面。日本是机器人普及最广泛的国家，目前已经有数千台机器人应用于农业领域。

　　(3)探索智能机器人。机器人除了在工农业上广泛应用之外，还越来越多地用于极限探索，即在恶劣或不适于人类工作的环境中执行任务。例如，在水下(海洋)、太空以及在放射性(有毒或高温等环境中进行作业，如图3所示，排爆机器人在进行排爆;空间机器人是指在大气层内和大气层外从事各种作业的机器人，包括在内层空间飞行并进行观测、可完成多种作业的飞行机器人，到外层空间其他星球上进行探测作业的星球探测机器人和在各种航天器里使用的机器人。

　　(4)服务智能机器人。机器人技术不仅在工农业生产、科学探索中得到了广泛应用，也逐渐渗透到人们的日常生活领域，服务机器人就是这类机器人的一个总称。尽管服务机器人的起步较晚，但应用前景十分广泛，目前主要应用在清洁、护理、执勤、救援、娱乐、和代替人对设备维护保养等场合，如图4所示，老年服务机器人，可以进行简单的对话和端水送药。国际机器人联合会给服务机器人的一个初步定义是.一种以自主或半自主方式运行，能为人类的生活、康复提供服务的机器人，或者是能对设备运行进行维护的一类机器人。

　　3.2 智能机器人的应用

　　随着智能机器人技术发展，机器人的应用范围越来越广泛，具有代表性应用是将智能机器人应用到自动化生产线中.解决了用工短缺的同时，还可以提高产品质量、生产效率，改善人们的工作环境。

　　某洗衣粉生产厂的洗衣粉的包装全部由人工完成，由于用工短缺以及用人成本较高，应厂方要求设计一条自动化生产线，完成洗衣服由装箱到码垛的全自动化。如图5所示是作者设计的洗衣粉包装自动化生产线的初步方案，该生产线工作流程为：物料机生产出成袋的洗衣粉经输送线运输到装箱工位，此时经过开箱机开箱的纸箱同时达到装箱工位，在高速搬运机械手的作用下将袋装洗衣粉放置到纸箱中，然后经运输线送至封箱机处进行封箱后输送到码垛区，智能码垛机器人将纸箱码垛到托盘上，然后入库。该生产线有2台物料机，5条装箱线，l条封箱码垛线组成，核心设备为ABB公司的IRB460智能码垛机器人。

　　智能码垛机器人主要应用在包装、物流、建筑、医药等行业，可以完成多种类型产品的装箱码垛、搬运、拆垛等作业，实现了传统制造企业生产自动化，大大提高了生产能力和经济效益。

　　4 总结

　　智能装备及机器人技术是工业自动化水平的最高体现，也是装备制造业升级的关键，智能制造能够提升传统制造水平，满足高技术发展要求，有助于缓解环境和能源对机械制造业的制约，缓解对人工短缺的需求，推动机械制造业生产方式发生全新的改变，为现代制造服务提供技术保障。