机器人工程专业导论 课件 第5章 工业机器人技术应用及研究热点

5.1概述

5.2工业机器人系统组成及典型应用

5.3工业机器人的研究热点问题

5.4中国机器人的发展规划5.1概述5.1.1工业机器人的定义机器人的研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。下面来看不同组织对其的定义。美国机器人协会(RIA)：工业机器人是“一种用于移动各种材料﹑零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能操作机(Manipulator)”。日本工业机器人协会(JIRA)：工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行装置的、能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。国际机器人联合会(IFR)：工业机器人是一种自动控制的、可重复编程的(至少具有三个可重复编程轴)、具有多种用途的操作机(ISO8373)。中国科学家对机器人的定义是：工业机器人是一种自动化的机器，具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。国际标准化组织(ISO)：工业机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机，这种操作机具有几个轴，能够借助可编程操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务。由以上定义不难发现，工业机器人具有四个显著特点：①具有特定的机械机构，其动作具有类似于人或其他生物的某些器官的功能；②具有通用性，可完成多种工作、任务，可灵活改变动作程序；③具有不同程度的智能；④具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖人的干预。5.1.2机器人与国家战略布局1.机器人与国家战略首先，来看看各国在机器人与国家战略上有哪些动态。(1)美国近几年，一直在强调制造业的回归，其核心支撑通常被认为有两个，一个是机器人，另一个是人工智能。从2012年开始，美国制造业回归就以数字化技术、机器人技术为支撑。到了2013年，美国又提出了一个机器人的发展路线图，要把互联网融入机器人的生产过程中，这是美国在机器人领域的一个新的发展思路。直到2016年10月份，美国又提出了一个新的人工智能研究与发展的战略规划。所以，从机器人到物联网再到人工智能，美国制造业回归的路线图很清晰。(2)欧洲最典型的制造业发达国家是德国，其于2011年在全球范围内率先提出了“工业4.0”概念。我们知道，工业4.0的核心思想其实就是以互联网、物联网、大数据等信息技术相互支撑，形成一种新的制造手段，德国以此来重新引领制造业发展。法国提出了新的机器人行动计划，包括鼓励企业应用机器人、开展国际合作、制定标准以及科研机构的建设。同时，英国也提出一个机器人自主系统的战略计划。(3)日本也提出要进行机器人的革命，并设立了三大目标：一是成为整个世界的机器人创新基地；二是成为世界最大的机器人应用国家；三是迈向世界机器人领先的新时代。众所周知，日本一直位于世界制造强国前列，在机器人服务领域做了许多支撑性的工作。日本有一个重要的行动计划，主要是设立机器人革命促进委员会，这个委员会旗下包括许多机器人的发展机构和机器人大赛举办机构，将从各个层面来促进机器人产业的发展。机器人的发展已经不是某一个国家的问题，已然成为了一个国际问题。全球这么多国家都将机器人产业的发展作为一种国家战略，这说明机器人将是未来发展的一种趋势。既然是一种趋势，那么机器人产业就要实现快速的发展，而这个发展的过程一定是对整个工业的挑战。这是一场新工业革命，从成本、技术进步、用户个性化的定制，生产方式、生产工具等都要进行一次大的变革。可以说，机器人正在改变人类生产的方式。今天，新一代的机器人已经渗透到人类生活的各个领域。在这个大的背景下，我国提出“中国制造2025”战略规划，旨在把我国建设成为世界制造强国。同时，“中国制造2025”战略规划也是我国在新一轮科技革命和产业革命上的重大挑战。一方面，整个世界制造业的变革倒逼着我们要创新制造模式。因此，我国提出了五大重点工程作为强基根本，包括建设工程、智能制造工程、工业强基工程、绿色制造工程和高端装备创新工程。在这五大工程的基础上，又细分了十大重点领域，其中，第二大领域就是机器人和高端数字机床产业，这说明我国把机器人相关领域放在一个非常关键的位置。另一方面，我国规划了一张清晰的有关未来机器人发展的路线图，包括关键技术、零部件、整个应用示范平台建设等。所以，“中国制造2025”战略规划既有宏观的目标，又有清晰的脉络，俨然成为我国制造业在未来制胜的“法宝”。2.中国机器人的重大战略布局现在，我国已经把在机器人领域的布局是当做一个我国制造业崛起的重要平台去发展。目前，我国在机器人领域的发展已经完全形成一个较为完善的机器人产业体系，技术创新能力和国际竞争能力明显增强，产品性能和质量达到国际同类水平，关键零部件取得重大突破，基本满足市场需求。1)我国机器人产业的区域布局通过近几年的竞争和发展，我国形成了五大自然的机器人分布区域，包括东北、华北、华南以及西南地区，并且各自形成了一定的区域优势。2)我国在机器人创新领域的布局目前，我国正在加速推进机器人创新中心的建设。创新中心的建设目标实际上是机器人的一个关键的共性技术，包括人才、平台、资源整合、推广服务等。作为一个公共的创新平台，一定要打通创新的过程，逐级而上。创新的过程必须以市场需求、技术发展为导向，实现市场、技术的双层驱动。另外，还需要将产、学、研体系真正地融会贯通，打通整个创新路线。创新还需要整个机器人行业提供强有力的支撑。3)我国机器人领域的标准制定我国成立了机器人标准化的总体组，其任务是抢先一步抓住机遇，在面向全球巨大的机器人市场和我国机器人产业的发展上，实行标准化先行。其目的是从标准的制定、产业的保护等几个方面来率先推动我国机器人产业的发展。4)我国机器人检验、检测和评定以及机器人产品认证的建设现在，我国正在加快机器人检验、检测和评定中心的建设，目前已在上海设立了机器人检验、检测和评定中心，另外在沈阳、广州都设立了分中心，以及机器人国评中心，重点完成机器人的检测、认证、技术支持、咨询培训等方面的全方位服务。检验、检测方面包括工业机器人、服务机器人、特种机器人等整机的检测，还建立了机器人零部件的各种测试和检验平台。产品认证方面包括产品的检验、检测认证、认证过程、标准制定、信息咨询等相关服务。5)我国机器人的基础研发布局国家基金委、科技部、工信部等有关部门正在加快前沿创新的方式、方法。国家基金委设立了机器人的专项研究领域，包括在刚柔性机器人的运动特征与可控性、人机环境的多模态、感知与自然交互、机器人群体智能与操作系统的结构框架等基础性领域进行布局。科技部则是在机器人的前沿技术、关键共性技术、新的机器人平台等方面进行布局。另外，工信部更多是从制造工程的建设入手，推广机器人的示范应用，包括人机协调、自然交互、机器人自主学习等。除此之外，中国科学院成立了机器人与智能制造创新研究院，依托自动化所的基础优势，以全新的理念面向机器人、智能制造开展工作。另外，中国科学院把下属的单位、研究机构充分整合起来，设立了中国科学院智能制造与创新产业联盟，通过各单位的力量，共同研究机器人、人工智能、信息技术等关键性的支撑技术。可以看到，我国在机器人产业的发展上从各个关键环节全面展开工作，在各个细分领域都筑起了坚实的堡垒。同时，也将这些堡垒连接在一起，编织成我国机器人产业发展的一张战略大网，为我国在未来国际机器人市场占据了战略优势地位。5.1.3工业机器人的发展前景及趋势1.发展前景在发达国家，工业机器人自动化已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。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。国际电气与电子工程师学会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种类型：①顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；②沿轨迹作业型。这类机器人能够执行某种移动作业；③远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人；④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20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，而今已在发展第三、四类工业机器人的道路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点包括低成本技术、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年制订的一份计划来看，日本2050年工业机器人产业规模将达到1.4兆日元，将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，是当前日本全部劳动人口的15%。我国工业机器人起步于20世纪70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：20世纪70年代的萌芽期，20世纪80年代的开发期，20世纪90年代的实用化期。经过多年的发展，我国工业机器人产业已经初具规模。当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应用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。随着中国人力成本不断上涨，以及特殊行业的恶劣作业环境，工业领域“机器换人”将是必然趋势，因此工业机器人市场发展前景广阔。2.发展趋势通过持续创新、深化应用，我国机器人产业呈现良好的发展势头。产业规模快速增长，年均复合增长率约15%，2020年机器人产业营业收入突破1000亿元，工业机器人产量达21.2万台(套)。技术水平持续提升，运动控制、高性能伺服驱动、高精密减速器等关键技术和部件加快突破，整机功能和性能显著增强。多品种、少批量、个性化是未来制造业的新型模式，带来的效应是工业机器人产业由传统的单纯追求生产效率向追求柔性与效率均衡发展。从近几年推出的产品来看，工业机器人正向智能化、模块化、系统化和人机交互协作方向发展，其主要趋势有以下几个方面。1)工业机器人的智能化“智能”特征表现为具有与外部世界(对象、环境和人)相适应、相协调的工作机能，从控制方式看是以一种“认知—适应”的方式自律地进行操作。智能机器人不仅具有感觉能力，而且具有独立判断和行动的能力，还具有记忆、推理和决策能力，因而能完成更加复杂的动作。通过智能化，可以提升工业机器人的执行力，为工业机器人的发展创造有利的条件。2)多机器人协同控制由于工业机器人的生产规模不断扩大，协调化发展也越来越迫切。在大型生产线上，需要较多机器人共同完成工作，因此，机器人的控制与设计不再是单纯的自身控制问题，不仅需要协调工作，还需要互相配合，应根据工艺要求设计运动机构，开发满足工艺要求的新型传感器，研究多传感器信息融合与配置技术，支持以人为本的生产系统，实现生产系统中的机器人群体协调功能、群体智能和多机通信协议，开发能理解人的意志的“同事机器人”。3)工业机器人的微型化工业机器人的微型化是一种未来的发展趋势，是21世纪的尖端技术之一。近些年，技术不断发展，我国已经开发出了手指大小的微型机器人，此类机器人在生产生活中发挥了重要的作用，尤其是在医疗领域与军事领域，占据了不可替代的重要位置。微型机器人的应用十分广泛，随着科技的快速发展，预计在未来可以发展出毫米级的微型移动机器人，可以发挥更加重要的作用，不仅可以进行精密机械加工，还可以在现代光学仪器、现代生物工程、医学工程与遗传工程等方面产生重要的影响，促进社会的进步与发展。4)工业机器人的模块化与标准化实现工业机器人的模块化与标准化是提高工业机器人工作效率与质量的关键，在工业机器人发展过程中，高性能部件的设计已经朝着模块化发展，软件编程也朝着模块化发展，可见，模块化是机器人发展的主要方向。另一方面，标准化也是工业机器人发展的另一主要方向，是一份艰巨而重要的任务。实现机器人的标准化发展，可以实现不同厂家机器人之间零部件与通信的互换，提升企业经济效益，促进工业机器人的快速发展，达到理想的发展效果，实现未来工业机器人的标准化、智能化与模块化。5.2工业机器人系统组成及典型应用工业机器人主要由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成，这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人—环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统，如图5-1所示。1.机械部分机械部分也称为机器人的本体，主要分为两个子系统：驱动系统、机械结构系统。1)驱动系统要使机器人运行起来，就需要在各个关节安装传动装置，用以使执行机构产生相应的动作，这就是驱动系统。它的作用是提供机器人各部分、各关节动作的原动力。驱动系统的传动部分可以是液压传动系统、电动传动系统、气动传动系统，或者是几种系统结合起来的综合传动系统。驱动系统可以与机械系统直接相连，也可通过同步带、链条、齿轮、谐波传动装置等与机械系统间接相连。目前，除个别运动精度不高、重负载或有防爆要求的机器人采用液压、气压驱动外，工业机器人大多采用电气驱动，主要有步进电机和伺服电机两类，交流伺服电机应用最广，且驱动器布置大都采用一个关节一个驱动器，其实物如图5-2和图5-3所示。2)机械结构系统机械结构系统又称为操作机或执行机构系统，是机器人的主要承载体，它由一系列连杆、关节等组成，通常包括机身、手臂、关节和末端执行器，具有多自由度，如图5-4所示。(1)机身。如同机床的床身结构一样，机器人的机身构成了机器人的基础支撑，有的机身底部安装有机器人行走机构，构成行走机器人；有的机身可以绕轴线回转，构成机器人的“腰”；若机身不具备行走及回转机构，则构成单机器人臂。(2)手臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成，用于完成各种简单或复杂的动作。(3)关节。关节通常分为滑动关节和转动关节，以实现机身、手臂、末端执行器之间的相对运动。(4)末端执行器。末端执行器是直接装在手腕上的一个重要部件，它通常模拟的是人的手掌和手指，可以是两手指或多手指的手爪末端操作器，有时也可以是各种作业工具，如焊枪、喷漆枪等。2.控制部分控制部分相当于机器人的大脑，可以直接或者通过人工对机器人的动作进行控制。控制部分也可以分为两个子系统：人机交互系统和控制系统。1)人机交互系统人机交互系统是使操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置。简单来说该系统可以分为两大部分：指令给定系统和信息显示装置。2)控制系统控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号，控制机器人的执行机构去完成规定的动作。若机器人不具备信息反馈特征，则该控制系统为开环控制系统；若具备信息反馈特征，则该控制系统为闭环控制系统。控制系统根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统三种。控制系统根据控制运动的形式可分为点位控制系统和连续轨迹控制系统。3.传感部分传感部分相当于人类的五官，机器人可以通过传感部分来感觉机器人自身和外部环境状况，帮助机器人工作得更加精确。这部分主要分为两个子系统：感受(传感)系统和机器人—环境交互系统。1)感受(传感)系统感受系统通常由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用于获取机器人内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器可以提高机器人的机动性、适应性和智能化的水准。对于一些特殊的信息，传感器的灵敏度甚至可以超越人类的感受系统，比人类的感受系统更有效率。2)机器人—环境交互系统机器人—环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。工业机器人往往与外部设备集成为一个功能单元。也可以是多台机器人、多台机床设备或者多个零件存储装置集成为一个能执行复杂任务的功能单元。5.2.2工业机器人典型应用1.搬运机器人搬运机器人具有通用性强、工作稳定的优点，且操作简便、功能丰富，逐渐向第三代智能机器人发展，其主要优点如下：(1)动作稳定，提高搬运准确性；(2)提高生产效率，解放繁重体力劳动，实现“无人”或“少人”生产；(3)改善工人劳作条件，摆脱有毒、有害环境；(4)柔性高、适应性强，可实现对多形状、不规则物料的搬运；(5)定位准确，保证批量一致性；(6)降低制造成本，提高生产效益。搬运机器人是一个完整系统。以关节式搬运机器人为例，其工作站主要由操作机、机器人控制柜、搬运系统(气体发生装置、真空发生装置和手爪等)和示教器等组成，如图5-5所示。2.焊接机器人焊接机器人作为当前广泛使用的先进自动化焊接设备，具有通用性强、工作稳定的优点，并且操作简便、功能丰富，越来越受人们的重视。世界各国生产的焊接机器人基本上都属于关节型机器人，绝大部分有6个轴，目前焊接机器人应用中比较普遍的主要有三种：点焊机器人、弧焊机器人和激光焊接机器人，如图5-6所示。3.涂装机器人涂装机器人与普通工业机器人相比，其操作机在结构方面的差别除了球型手腕与非球型手腕外，主要是防爆、油漆及空气管路和喷枪的布置导致的差异，其特点如下：(1)一般手臂工作范围宽大，进行涂装作业时可以灵活避障；(2)手腕一般有2~3个自由度，轻巧快速，适合内部、狭窄的空间，及对复杂工件的涂装；(3)较先进的涂装机器人采用中空手臂和柔性中空手腕；(4)一般在水平手臂搭载喷漆工艺系统，从而缩短清洗、换色时间，提高生产效率，节约涂料及清洗液。典型的涂装机器人工作站主要由涂装机器人、机器人控制柜、供漆系统、自动喷枪/旋杯、示教盒、防爆吹扫系统等组成，如图5-11所示。5.3工业机器人的研究热点问题1.核心零部件性能优化工业机器人上的核心零部件包括精密减速器、伺服电机与驱动、控制器、专用传感器等。国内已经有很多企业在从事相关方面的工作，但还是存在许多问题，如减速器性能如何提升；传统的伺服电机生产没有问题，问题在于我国在驱动算法方面与国外的差距较大；控制器方面也急需解决软件算法问题。2.工业机器人整机性能测试与评估、安全及可靠保障目前，我国的标准还是多年前制定的，现在急需研究工业机器人多种参数的测量方法，建立工业机器人整机评估模型；建立工业机器人可靠性工作基本规范，评估建模方法、指标预测和分配、元器件和整机的可靠性测试、破坏性测试以及加速测试方法等关键技术。3.工业机器人的软能力建设工业机器人包括硬能力和软能力。硬能力，即核心零部件的能力；软能力，则可定义为通过信息技术融合能够实现的能力，包括智能控制技术、人工智能技术等。软能力是我国工业机器人领域最大的短板，目前大量依靠进口，包括机器人操作系统、面向工业机器人设计与仿真、生产线的工艺规划、离线编程软件调度软件、机器人监控与故障诊断软件及工业机器人核心工艺软件等。4.工业机器人智能作业技术如何突破工件特种识别测量、自主作业轨迹规划、动态跟踪、离/在线力位混合控制规划等关键技术是目前需要解决的问题，所以应该构建智能工艺专家系统。其中，集成应用是工业机器人非常重要的核心技术，如果没有集成，应用工业机器人将无法实现。5.易用性问题易用性问题包括工业机器人如何高效示教及人—机器人技能传递技术，现在已经有人在探索新型编程示教应用模式，如图形编程等。未来更重要的是如何利用新一代信息技术等先进技术手段，研究基于自然交换与自主学习的人—机器人高效技能传授，不断深化学习，这与人工智能密切相关。6.新型工业机器人技术新型工业机器人与传统机器人不同，其体量不大，但利润相对较高，而且在中国有很好的市场和产业链，这给我国工业机器人发展带来了很好的机会。所以我国需要针对制造领域特殊需求，探索有别于传统工业机器人构型的新型工业机器人技术。7.灵巧作业工具技术灵巧作业工具技术是指快速工具更换技术或灵巧作业工具及柔性作业工具技术。其下一步发展是教会机器人使用工具，像人类一样，通过使用工具实现能力的提高和延伸。8.云端工艺服务及作业学习技术云端工艺服务及作业学习技术包括基于云计算和大数据的知识建模、作业序列建模与理解等技术。通过探索工艺参数大数据收集、分析、挖掘和优化方法，使机器人自主学习、提升技术，最终实现通过云端解决机器人的技术智能性并提升其作业能力。9.双臂作业工业机器人技术随着作业任务越来越复杂，双臂机器人得到了越来越广泛的应用。相比于单臂机器人，双臂机器人在工业生产中可以做更复杂、更精准的工作。虽然国外已经有相关产品，但双臂机器人的协调操作控制尚未有一套完善的理论体系，如何真正应用到产业上还有待解决，所以在这一方面若我国加倍努力，还是有可能赶超国际水平的。10.人机协作型机器人技术就目前的技术来看，机器人完全替代人类作业还有很长的路要走，而下一步发展是需要将机器人的安全保护玻璃墙去掉，取而代之的是与人类紧密接触，密切配合，所以突破人机安全共存、智能交互、协同作业等核心技术，研制新一代互助协作型工业机器人是大势所趋。5.4中国机器人的发展规划5.4.1指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中、六中全会精神，立足新发展阶段，完整、准确、全面贯彻新发展理念，构建新发展格局，统筹发展和安全，以高端化智能化发展为导向，面向产业转型和消费升级需求，坚持“创新驱动、应用牵引、基础提升、融合发展”，着力突破核心技术，着力夯实产业基础，着力增强有效供给，着力拓展市场应用，提升产业链供应链稳定性和竞争力，持续完善产业发展生态，推动机器人产业高质量发展，为建设制造强国、健康中国，创造美好生活提供有力支撑。5.4.2发展目标到2025年，我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地。一批机器人核心技术和高端产品取得突破，整机综合指标达到国际先进水平，关键零部件性能和可靠性达到国际同类产品水平。机器人产业营业收入年均增速超过20%。形成一批具有国际竞争力的领军企业及一大批创新能力强、成长性好的专精特新“小巨人”企业，建成3～5个有国际影响力的产业集群。制造业机器人密度实现翻番。到2035年，我国机器人产业综合实力达到国际领先水平，机器人成为经济发展、人民生活、社会治理的重要组成。5.4.3主要任务1.提高产业创新能力1)加强核心技术攻关聚焦国家战略和产业发展需求，突破机器人系统开发、操作系统等共性技术。把握机器人技术发展趋势，研发仿生感知与认知、生机电融合等前沿技术。推进人工智能、5G、大数据、云计算等新技术融合应用，提高机器人智能化和网络化水平，强化功能安全、网络安全和数据安全。2)建立健全创新体系发挥机器人重点实验室、工程(技术)研究中心、创新中心等研发机构的作用，加强前沿、共性技术研究，加快创新成果转移转化，构建有效的产业技术创新链。鼓励骨干企业联合开展机器人协同研发，推动软硬件系统标准化和模块化，提高新产品研发效率。支持企业加强技术中心建设，开展关键技术和应用技术开发。3)机器人核心技术攻关行动需要攻关的机器人核心技术主要包括以下两种：(1)共性技术，包括机器人系统开发技术、机器人模块化与重构技术、机器人操作系统技术、机器人轻量化设计技术、信息感知与导航技术、多任务规划与智能控制技术、人机交互与自主编程技术、机器人云—边—端技术、机器人安全性与可靠性技术、快速标定与精度维护技术、多机器人协同作业技术、机器人自诊断技术等。(2)前沿技术，包括机器人仿生感知与认知技术、电子皮肤技术、机器人生机电融合技术、人机自然交互技术、情感识别技术、技能学习与发育进化技术、材料结构功能一体化技术、微纳操作技术、软体机器人技术、机器人集群技术等。2.夯实产业发展基础1)补齐产业发展短板推动用产、学、研联合攻关，补齐专用材料、核心元器件、加工工艺等短板，提升机器人关键零部件的功能、性能和可靠性；开发机器人控制软件、核心算法等，提高机器人控制系统的功能和智能化水平。2)加强标准体系建设建立全国机器人标准化组织，更好地发挥国家技术标准创新基地(机器人)的技术标准创新作用，持续推进机器人标准化工作；健全机器人标准体系，加快急需标准研究制定，开展机器人功能、性能、安全等标准的制、修订，加强科技成果向标准转化和标准应用推广；积极参与国际标准化工作。3)提升检测认证能力鼓励企业加强试验验证能力建设，强化产品检测，提高质量与可靠性；增强机器人检测与评定中心检测能力，满足企业检测认证服务需求；推进中国机器人认证体系建设。4)机器人关键基础提升行动机器人关键基础提升行动主要包括以下几点：(1)高性能减速器。研发RV减速器和谐波减速器的先进制造技术和工艺，提高减速器的精度保持性(寿命)、可靠性，降低噪音，实现规模生产。研究新型高性能精密齿轮传动装置的基础理论，突破精密/超精密制造技术、装配工艺，研制新型高性能精密减速器。(2)高性能伺服驱动系统。优化高性能伺服驱动控制、伺服电机结构设计、制造工艺、自整定等技术，研制高精度、高功率密度的机器人专用伺服电机及高性能电机制动器等核心部件。(3)智能控制器。研发具有高实时性、高可靠性、多处理器并行工作或多核处理器的控制器硬件系统，实现标准化、模块化、网络化。突破多关节高精度运动解算、运动控制及智能运动规划算法，提升控制系统的智能化水平及安全性、可靠性和易用性。(4)智能一体化关节。研制机构/驱动/感知/控制一体化、模块化机器人关节，研发伺服电机驱动，高精度谐波传动动态补偿，复合型传感器高精度实时数据融合，模块化、一体化集成等技术，实现高速实时通信、关节力/力矩保护等功能。(5)新型传感器。研制三维视觉传感器、六维力传感器和关节力矩传感器等力觉传感器，单线和多线激光雷达，智能听觉传感器以及高精度编码器等产品，满足机器人智能化发展需求。(6)智能末端执行器。研制能够实现智能抓取、柔性装配、快速更换等功能的智能灵巧作业末端执行器，满足机器人多样化操作需求。3.增加高端产品供给面向制造业、采矿业、建筑业、农业等行业，以及家庭服务、公共服务、医疗健康、养老助残、特殊环境作业等领域需求，集聚优势资源，重点推进工业机器人、服务机器人、特种机器人重点产品的研制及应用，拓展机器人产品系列，提升性能、质量和安全性，推动产品高端化智能化发展。机器人创新产品发展行动主要包括以下几种：(1)工业机器人。研制面向汽车、航空航天、轨道交通等领域的高精度、高可靠性的焊接机器人；面向半导体行业的自动搬运、智能移动与