在智能制造領域中，工業機器人有三類關鍵技術

1）整機技術

整機技術是指以提高工業機器人產品的可靠性和控制性能，提升工業機器人的負載/自重比，實現工業機器人的系列化設計和批量化制造為目標的機器人技術。主要有：本體優化設計技術、機器人系列化標準化設計技術、機器人批量化生產制造技術、快速標定和誤差修正技術、機器人系統軟件平臺等。本體優化設計技術是其中的代表性技術。

本體優化設計技術即對工業機器人的本體進行優化設計和性能評估的技術。在現代工業生產的一些高速、重載的應用場合下，需要保證工業機器人加工過程中的運動精度和運動平穩性，因此在工業機器人的本體結構設計開發時，必須對其慣性參數和結構參數進行不斷優化，使機構的質量、剛度得到合理的分布，工業機器人整機具有良好的動態性能。基本流程是：首先根據生產需求設計工業機器人機械結構，利用三維軟件建立本體結構模型，并進行虛擬裝配，然后利用計算機仿真技術對機器人進行運動學和動力學仿真分析，分析機器人的各項性能；最后利用有限元技術等方法對結構進行優化，以實現機器人的輕量化，提高機器人的動態性能。

本體優化設計，在本體結構輕量化設計方面，主要體現在新材料、新工藝和結構優化理論的應用上；在本體結構模塊化設計方面，主要體現在各種機構的選用和組合上。

2）部件技術

部件技術是指以研發高性能機器人零部件，滿足工業機器人關鍵部件需求為目標的機器人技術。主要有：高性能伺服電機設計制造技術、高性能/高精度機器人專用減速器設計制造技術、開放式/跨平臺機器人專用控制（軟件）技術、變負載高性能伺服控制技術等。高性能伺服電機設計制造技術和高性能/高精度機器人專用減速器設計制造技術是其中的代表性技術。

伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，能將電壓信號轉化為轉矩和轉速信號以驅動控制對象，是機器人的核心零部件之一，伺服電機作為工業機器人的關鍵執行部件，是驅動工業機器人運動的主要動力系統，伺服電機的性能很大程度上決定了工業機器人整體的動力性能。工業機器人領域中應用的伺服電機應具有快速響應、高啟動轉矩、低慣量、寬廣且平滑的調速范圍等特性，目前應用較多的是交流伺服電機。設計高性能高功率密度伺服電機需要根據設計指標綜合考慮電機結構參數、部件材料、磁路結構等要素，并通過有限元等方法綜合分析電機性能。

伺服電機，減速器通常用作原動件與工作機之間的減速傳動裝置，起到匹配轉速和傳遞轉矩的作用，一般由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動組成，是機器人傳動機構的核心部件之一，機器人領域常用的精密傳動裝置主要有輕載條件下的諧波減速器和重載條件下的RV減速器。諧波減速器具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉矩容量等優點，但其精度壽命較差，主要是由于在高度循環的交變應力情況下柔輪極易出現疲勞失效，通常應用在關節型機器人的末端執行等輕載部位；RV減速器主要包含了行星齒輪與擺線針輪兩級減速兩個部分，具有減速范圍寬、功率密度大、運行平穩等優點，已成為工業機器人最常用的精密減速器。設計高性能/高精度機器人專用減速器需綜合考慮傳動精度、齒廓修形、扭轉剛度以及回差等技術指標。

減速器，當前，我國高性能伺服電機、減速器等關鍵零部件的設計制造技術與外國相比，在可靠性、精度、動態反應能力等方面存在一定差距，是制約我國工業機器人發展的瓶頸之一。

3）集成應用技術

集成應用技術是指以提升工業機器人任務重構、偏差自適應調整能力，提高機器人人機交互性能為目標的機器人技術。主要有：基于智能傳感器的智能控制技術、遠程故障診斷及維護技術、基于末端力檢測的力控制及應用技術、快速編程和智能示教技術、生產線快速標定技術、視覺識別和定位技術等。視覺識別定位技術是其中的代表性技術。

視覺識別和定位技術是一項涉及人工智能、圖像處理、傳感器技術和計算機技術等多領域的綜合技術，與工業機器人結合非常緊密，廣泛地應用在工業生產中的缺陷檢測、目標識別與定位和智能導航等方面。典型的視覺應用系統包括圖像捕捉、光源系統、圖像數字化模塊、數字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執行模塊。

視覺應用系統，視覺識別和定位技術在工業機器人領域的應用主要以下3個方面：

（1）視覺測量：針對精度要求較高（毫米級甚至為微米級）的零部件，使用人的肉眼無法完成其精度測量，通過引入視覺非接觸測量技術構成機器人柔性在線測量系統，能夠有效獲取零部件表面質量和基本尺寸信息。

（2）視覺引導：基于機器視覺技術能夠快速準確地找到目標零件并確認其位置，采用模式識別的方式，在三維圖像中獲取目標點或目標軌跡引導工業機器人抓取、加工等操作，提高生產智能化程度，實現自動化作業。

（3）視覺檢測：通過機器視覺檢測完成產品的制造工藝檢測、自動化跟蹤、追溯與控制等生產環節，識別零件的存在或缺失以保證部件裝配的完整性，判別產品表面缺陷以保證 生產質量。

視覺識別和定位技術的應用使得工業機器人能夠適應復雜工業環境中的智能柔性化生產，大大提高了工業生產中的智能化和自動化水平。工業機器人的關鍵技術推動了機器人產品的系列化設計和批量化制造。