工业机器人是支撑智能制造技术体系建设的基础装备。据统计，2016年我国制造业每万名工人拥有的工业机器人数为68台，约为德国和日本的1/5。此外，我国工业机器人的应用集聚在汽车制造和金属件加工等领域，在化工、食品等行业的应用比例极低。为此，《机器人产业发展规划2016-2020》明确指出：“实施一批典型行业应用示范工程，重点针对需求量大、环境要求高的工业领域（化工、食品等）”；“攻克工业机器人关键技术，引导我国工业机器人向中高端发展”。该项目围绕我国机器人产业发展及重点行业的智能制造技术需求，开展面向柔性工件的机器人精准作业技术及协作型工业机器人研发，并结合该目标，将研究向上游延伸至机器人关键基础部件，在精密谐波减速器、协作型机器人及新一代机器人作业系统研发方面突破了一批关键技术，取得了如下创新成果。创新点1：精密谐波减速器——提出非共轭谐波啮合齿形设计方法，首创了具有自主知识产权的“P型齿”及谐波减速器新结构。研发了谐波减速器专用抗磨材料、润滑技术、材料处理和齿廓修形工艺。建立了减速器性能参数的测试规范及精度寿命加速试验方法，研发了系列化测试装备。研制的精密谐波减速器传动误差≤30弧秒，噪声≤60dB，精度寿命>10000小时，性能指标达到世界先进水平。创新点2：协作型工业机器人——研发了机器人驱动／传动／感知／控制系统一体化设计与制造技术与模块化机器人关节，据此研发了协作型机器人系列产品。提出了关节变阻抗控制方法，提升了机器人的工作带宽及其对作业任务的适应性。研制了双模式示教系统，实现了末端轨迹的“近零力”拖拽、末端力以及轨迹／力同步的示教，并可借助移动终端实现机器人的作业任务编辑，大幅提升了复杂任务编程的便捷性。创新点3：柔性工件精准作业技术——提出了基于多点约束原理的柔性工件机器人精准操作方法，发明了系列化末端执行器与操作机构，解决了工件的预成形与整形、定位与保形夹持以及动态形／位操作等技术难题，突破了机器人作业系统的“即时”功能配置技术和主动安全防护技术。研发的机器人作业装备在国内多个大型企业成功应用，实现了锂电池装配、化纤产品制造、乳品高速包装等的机器人全自动作业。研制的谐波减速器年销售量逾10万台，向欧美企业出口超过2万台，连续5年获“高工机器人零部件类金球奖”，为机器人产业的强基工程做出了贡献。协作型机器人推广应用于化纤、食品、电子制造等行业，并出口意法半导体等国际知名企业，节卡Zu机器人获“高工机器人协作机器人类金球奖”。研发的作业系统多次实现在化纤、食品、锂电池制造等行业的首发应用，对于持续拓展工业机器人的应用领域发挥了示范作用。项目成果获国家发明专利授权32项，实用新型专利62项，软件著作权9项，制定国家标准3项。研制的谐波减速器、协作型机器人和机器人自动作业系统近三年直接销售收入8.28亿元，利润2.15亿元。