透過工業機器人市場分析,你看到差距了么?
工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、感測器、人工智慧等多學科先進技術於一體的現代製造業重要的自動化裝備。自從1962年美國研製出世界上第一台工業機器人以來,機器人技術及其產品發展很快,已成為柔性製造系統(FMS)、自動化工廠(FA)、計算機集成製造系統(CIMS)的自動化工具。
一、工業機器人技術現狀及國內外發展的趨勢
據聯合國歐洲經濟委員會(UNECE)和國際機器人聯合會(IFR)的統計,世界機器人市場前景看好,從20世紀下半葉起,世界機器人產業一直保持著穩步增長的良好勢頭。進入20世紀90年代,機器人產品發展速度加快,年增長率平均在10%左右。2004年增長率達到創記錄的20%。其中,亞洲機器人增長幅度最為突出,高達43%。
國外機器人領域發展近幾年有如下幾個趨勢:
1.工業機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便於操作和維修),而單機價格不斷下降,平均單機價格從91年的10.3萬美元降至97年的6.5萬美元。
2.機械結構向模塊化、可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化;由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機;國外已有模塊化裝配機器人產品問市。
3.工業機器人控制系統向基於PC機的開放型控制器方向發展,便於標準化、網路化;器件集成度提高,控制櫃日見小巧,且採用模塊化結構;易操作性和可維修性。
4.機器人中的感測器作用日益重要,除採用傳統的位置、速度、加速度等感測器外,裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等感測器,多感測器融合配置技術在產品化系統中已有成熟應用。
5.虛擬現實技術在機器人中的作用已從模擬、預演發展到用於過程式控制制,如使遙控機器人操作者產生置身於遠端作業環境中的感覺來操縱機器人。
我國的工業機器人從80年代「七五」科技攻關開始起步,在國家曾策的支持下,目前已基本掌握了機器人操作機的設計製造技術、控制系統硬體和軟體設計技術、運動學和軌跡規劃技術,生產了部分機器人關鍵元器件;我國已安裝的國產工業機器人約200台,約佔全球已安裝台數的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產業,品種規格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本高,而且質量、可靠性不穩定。因此迫切需要解決產業化前期的關鍵技術,對產品進行全面規劃,搞好系列化、通用化、模化設計,積極推進產業化進程。
二、工業機器人的應用領域日漸廣泛
經過四十多年的發展,機器人的應用范周還在不斷地擴大,已從汽車製造業推廣到其他製造業,進而推廣到諸如採礦機器人、建築業機器人以及水電系統維護維修機器人等各種非製造行業。此外,在國防軍事、醫療衛生、生活服務等領域機器人的應用也越來越多,如無人偵察機(飛行器)、警備機器人、醫療機器人、家政服務機器人等均有應用實例。機器人正在為提高人類的生活質量發揮著重要的作用 。
三、國內外主要的工業機器人生產廠商
在國外,工業機器人技術日趨成熟,已經成為一種標準設備被工業界廣泛應用。從而,相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業機器人公司,它們包括:瑞典的abb Robotics,德國的kuka Roboter,美國的AdeptTechnology、義大利Comau,英國的AutoTechRobotics,加拿大的Jcd International Robotics,中國的UIROBOT,以色列的RobogroupTek公司,這些公司已經成為其所在地區的支柱性產業。在國內,工業機器人產業剛剛起步,但增長的勢頭非常強勁。
四、工業機器人的技術發展趨勢
從近幾年世界機器人推出的產品來看,工業機器人技術正在向智能化、模塊化和系統化的方向發展,其發展趨勢主要為:結構的模塊化和可重構化;控制技術的開放化、PC化和網路化;伺服驅動技術的數字化和分散化;多感測器融合技術的實用化;工作環境設計的優化和作業的柔性化以及系統的網路化和智能化等方面。如優愛寶機器人公司已經可以實現四線控制,無需機櫃的技術,模塊化的設計,降低了後期的維護成本。
五、工業機器人產業發展模式的探討
縱觀世界各國在發展工業機器人產業過程,可歸納為三種不同的發展模式,即日本模式、歐洲模式和美國模式:
1、日本模式
各司其職,分層面完成交鑰匙工程。即機器人製造廠商以開發新型機器人和批量生產優質產品為主要目標,並由其子公司或社會上的工程公司來設計製造各行業所需要的機器人成套系統,並完成交鑰匙工程。
2、歐洲模式
一攬子交鑰匙工程。即機器人的生產和用戶所需要的系統設計製造,全部由機器人製造廠商自己完成。
3、美國模式
採購與成套設計相結合。美國國內基本上不生產普通的工業機器人,企業需要時機器人通常由工程公司進口,再自行設計、製造配套的外圍設備,完成交鑰匙工程。
我國由於沒有和企業有機地進行聯合,至今仍未形成具有影響力的產品和有規模的產業。近10年來,進口機器人的價格大幅度降低,對我國工業機器人的發展造成了一定的影響,我國在研製機器人的初期,沒有同步發展相應的零部件產業,使得國內企業在生產的機器人過程中,只能依賴配套進口的零部件,更削弱了我國企業的價格競爭力。
中國的機器人產業應走什麼道路,如何建立自己的發展模式,確實值得探討。中國工程院在2003年12月完成並公開的《我國製造業焊接生產現狀與發展戰略研究總結報告》中認為,我國應從「美國模式」著手,在條件成熟後逐步向「日本模式」靠近。
六、機器人發展的希望與困難
國家政策支持,是加速高新技術產業化的重要前提。制定切實可行的推廣、應用機器人和促進機器人研究開發的傾斜政策。如在稅收、投資和貸款方面對機器人產業實行扶持政策。另外,對機器人用戶,可以考慮給予一定的資金補貼,以鼓勵購買。
我國的機器人產業化必須由市場來拉動。機器人作為高技術,它的發展與社會的生產、經濟狀況密切相關。機器人的研製、開發只有從技術上實現可能性大為原則選擇機器人優先應用的領域,並以此為突破口,向其他領域滲透、擴散至為重要。
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