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我国工业机器人进入快速扩张期 关键技术尚存差距

工业机器人是自动化技术发展的高度产物,它综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科,由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备,它的应用是一个国家工业自动化水平的重要标志。

在人口红利拐点来临和产业升级的背景下,工业机器人逐步走进公众的视野。我国经济结构转型的“推力”、人口结构变化造成劳动力短缺与制造业用人成本趋势性上升的“拉力”和产业政策扶持的“催化力”正触发着国内工业机器人市场的蓬勃发展。

在支持中国汽车工业发展的同时,工业机器人也开始涉足汽车以外的行业,典型的行业包括铸造、金属加工等。在这里,机器人替代人力从事危险、单调、重复的劳动。随着中国经济的腾飞,工业机器人开始服务于更多的行业,如电子加工、食品饮料、塑料橡胶、医药、化工、建筑、交通等。在这些领域,机器人可以有效地帮助客户提高生产柔性、生产效率和产品质量。

未来机器人将会越来越多地应用在劳动密集型及对认识安全要求高的行业,如电子行业、五金加工。从功能上来说,喷涂、点胶、焊接、搬运、装配、五金监测、冲床上下料以及配合视觉系统的外观监测等领域,将对机器人应用需求越来越多。

从机器人行业来看,未来技术发展的关键在于机器人与其他自动化系统的无缝集成和控制,以及机器人与人共同工作的安全保障。因此,总而言之,无论是驱动系统还是运动控制,创造小、轻、快、安全和更智能更柔性的机器人,将是未来主流技术发展趋势。

驱动产品未来发展的方向是稳定性,机器人需要频繁启停a,这对机器人的稳定性提出了更高的要求,随着国内用户的特殊化需求越来越多,驱动系统也将被用户要求定制化。

中国工业机器人产业起步相对较晚,在装机数量和机器人密度方面与成熟市场还有较大差距。根据国际机器人联合会数据,2011年,中国工业机器人装机数量为74867台,机器人密度为每1万名产业工人21台,都远远低于成熟市场水平。目前,中国工业机器人的应用仍较集中于汽车行业,根据国际机器人联合会2012年报告,在全球范围内汽车行业应用约占工业机器人应用总量的40%,而在中国这一数字要更高一些。此外,即便是在汽车行业,中国市场的工业机器人应用也仍然集中于关键工艺,中国每万名汽车产业工人中所拥有的机器人台数为141台,而日本为1584台,意大利为1215台,德国为1176台,这和世界发达水平相比还有很大差距。

目前,国外机器人品牌占据国内90%的市场,国内企业占有不到10%的市场份额。国外机器人综合能力很强,比如材料的关键部分连接、装配工艺、软件算法等。比如,机器人中很重要的零部件谐波减速器,由国产材料做出来的寿命只能一至两年,1年后磨损就非常严重,而谐波减速器的材料直接影响着机器人的速度和精度。机器人的核心算法,国内机器人在轨迹平滑算法上都不够领先,因此打磨、焊接等机器人还是以国外品牌居多。在机器人应用上,目前跟机器人配套的很多传感器等相关的控制元器件大多采用国外品牌,这些品牌质量相对稳定,使用寿命长,同时对复杂现场环境实用性也较强。从这些传感器及元器件的角度来说,国内厂家也是有差距的。

在控制系统开发方面,国外机器人更胜一筹。从性能上来说,国外机器人较之国内机器人显现出精度高、速度快、运行稳定的优点。目前国内机器人虽然在实验阶段也完成了点焊、弧焊、搬运、码垛等多领域的应用,但从实际长期应用来看,并未得到实践。在上下料搬运方面,已经开始能看到国内机器人的身影,但焊接等高难度的控制领域,还鲜有国内机器人的身影,这需要一个漫长发展过程。


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