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工业机器人怎样突破自己的发展局限

五度易链 2018-10-12 2246 111

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剖析产业发展现状

为区域/园区工作者洞悉行业发展

 工业机器人在汽车制造业中大量使用,进行冲压、激光焊接、铝点焊、热熔接、涂装等整个生产过程。由于汽车工业的快速发展,给工业机器人带来了巨大的市场空间。此外,电子工业也得到了迅猛的发展,工业机器人开始应用到物流和电子消费领域,并引发了这些行业的巨大变革。工业机器人的发展趋势表现为从汽车工业延伸到电子工业、金属、化工、塑胶和食品等,逐步向消费领域渗透。从最初的视觉机器人,到力觉传感器的引入,目前新一代机器人已经在认知和决策上面取得了极大的进步。


  随着科技的不断革新,工业机器人的类型在逐渐增加,使用范围也在逐渐扩大。工业机器人的广泛使用也促进了其他行业的生产模式改革。

  工业机器人怎样改变我们的生产

  1,汽车工业是目前自动化程度最高的行业

  工业机器人在汽车制造业中大量使用,进行冲压、激光焊接、铝点焊、热熔接、涂装等整个生产过程。由于汽车工业的快速发展,给工业机器人带来了巨大的市场空间。此外,电子工业也得到了迅猛的发展,工业机器人开始应用到物流和电子消费领域,并引发了这些行业的巨大变革。工业机器人的发展趋势表现为从汽车工业延伸到电子工业、金属、化工、塑胶和食品等,逐步向消费领域渗透。从最初的视觉机器人,到力觉传感器的引入,目前新一代机器人已经在认知和决策上面取得了极大的进步。

  2,机器人感知能力不断提升

  机器视觉在工业机器人的应用已经十分普遍,工业机器人视觉有三类:二维视觉、立体3D视觉,以及利用广域传感器技术的3D视觉,这些技术使得工业机器人识别出物体的位置、大小、颜色,包括在空间存放的位置,机器人获得了对周转的环境的感知能力。有3D视觉,机器人功能得到进一步延伸,可以拾取杂乱堆放的工件,不再需要工人在流水线上整理工件,带有视觉的机器人能够快速地检测到现有的工件,然后识别出它的位置。除了视觉之外,机器人还需要感知周围的力,特别是装配和接触的过程中,要判断对物体施加多少力,这样的传感器是智能机器人的必要条件。在机器人手腕上装六维力觉传感器,可以感知机器人运动过程的相关力度,机器人可以完成一些更高难度的工作。

  3,协作机器人大量走进生产线

  协作机器人已经成为工业机器人的一个重要方向,在未来的制造业中,机器人将需要和人一起工作,从而更好的完成一些复杂的工作任务。不过,对协作机器人的要求比传统机器人要高。如今,协作机器人正在大量走进生产线,和工人一起作战,为制造业提供更高的效率。相对于过去需要三个人,或者两个人加一台机器人的工作,现在只需要一个人加一台协作机器人就可以满足需求。协作机器人负责取放较重的工件,而人负责处理复杂或者精密的装配工作,完成工件装配后,协作机器人帮助将工件放回货架上,使得人可以腾出更多时间来做其它工作。

  工业机器人的发展问题

  1,伺服系统的零部件缺失

  虽然我国在机器人技术领域正处于突破中,但是另外一方面,在机器人三大核心零部件方面,国外的技术壁垒依然非常强大。首先是伺服系统,伺服系统是工业机器人主要的动力来源,主要由伺服电机、伺服驱动器、编码器三部分组成。伺服含义为“跟随”,指按照指令信号做出位置、速度或转矩的跟随控制。整体上看,我国伺服电机与日系和欧美依然存在差距,主要表现为:大功率产品缺乏、小型化不够、信号接插件不稳定、缺乏高精度的编码器,这些也是国内伺服系统未来要攻光的主要方向。

  2,减速器的零部件缺失

  第二个严重缺失是减速器,在全球减速器市场上,日系垄断了85%的份额。报告显示,精密减速器制造,投资大,技术难度高,有很高的壁垒。也正因此,全球工业机器人减速器的市场高度集中,其中日本纳博特斯克在RV减速器领域处垄断地位,日本哈默纳科则在谐波减速器领域处垄断地位,两家合计占全球市场的75%左右,另外一家日本厂商住友则占据了10%。由于其极高的技术壁垒,工业机器人本体制造环节对减速器环节议价能力很弱。而且,突破减速器的壁垒并非一朝一夕之功,世界各大减速器厂商很早就开始进行研发生产,相比之下,国内较早的秦川机床也要等到1997年方才开始研发,距离突破尚待时日。

  3,控制器的零部件缺失

  作为工业机器人的“大脑”,中国在这方面的发展也不足。控制系统是一家工业机器人厂商设计理念的集中体现,成熟的机器人厂商一般自行开发控制器和伺服系统,进而保证机器人的稳定性和技术体系。因此全球控制系统的市场份额与工业机器人本体情况接近。

  工业机器人发展的问题建议

  机器人产业发展包括研发试验、机器人本体和零部件产业化、系统集成技术、服务等,每一个环节都很重要。整体来看,产品以低端为主,我国大部分机器人企业目前集中在集成领域,加工组装企业占多数,国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%;在核心及关键技术的原创性研究、高可靠性基础功能部件、系统工艺应用解决方案以及主机批量生产等方面,距发达国家还有相当大的差距。虽然多年来国家对这方面也做了较大的投入支持,但由于原来市场规模和产业化程度不高,不足以带动核心部件的发展,致使效果不理想。此外,自主品牌认可度不高、行业标准有待进一步规范等都制约着工业机器人产业的高质量发展。

  由此可见,我国机器人技术实力不足制约了产业化规模,而规模较小也反过来制约了技术的发展,这些都影响了机器人产业化进程。业内专家认为,若想提高国产机器人的市场竞争力,一方面要扩大国产机器人产量,提高国内机器人企业的产能;另一方面,要推动国产机器人关键零部件的国产化,提高关键零部件生产能力,满足国产机器人产能扩张的需要。

  目前,我国对智能制造和机器人亦高度重视,多部门力推机器人产业发展,从顶层设计、示范应用、人才培养等多个方面着手推进自主品牌机器人产业发展,扶持政策越来越全面、细化。明确提出了将“高档数控机床和机器人”作为大力推动的重点领域之一,提出机器人产业的发展要“围绕汽车、机械、电子、危险品制造、化工、轻工等工业机器人应用,促进机器人标准化、模块化发展,扩大市场应用。突破机器人本体,减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。”这些对我国机器人企业突破技术瓶颈、提高产业化能力将起到促进作用。与此同时,工业和信息化部在原材料工业转型发展工作要点中提出,在机器人产业方面,扩大关键岗位机器人应用,在健康危害和危险作业环境、重复繁重劳动、智能采样分析等岗位推广一批专业机器人。

  我国的工业机器人发展和国外仍存在一定差距。除了要提高工业机器人的生产技术,优化生产工业机器人的产业机构,另一方面,要鼓励企业优先购买国内工业机器人,推进工业机器人的国内市场。


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