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工业机器人的发展现状
2022-4-21
来源:未知
点击数:  440        作者:未知
  •        我国工业机器人的销售量这几年逐年提升,2013年是3.7万台左右,到2016年接近9万台。
    从技术层次度上来说,从2015年已经开始进入了市场的启动期,我们现在正处在一个技术的快速发展期。大概在2025年左右,工业机器人技术将会在我们国内实现大发展。
    截止2016年全国已建和在建的工业机器人产业园区近50家;有影响力的机器人公司预计有800多家;上市公司涉及机器人业务的公司超过50家;中国内地机器人企业2015年增长了30%。现在,大家都充分认识到了机器人的重要性,各地都在积极发展机器人。
    工业机器人产业构成分为上游、中游、下游。上游包括一些关键的核心部件,中游主要是指本体以及集成技术,下游包括二次开发以及周边设备的开发。
    中国工业机器人四大瓶颈与突破点

    现在的工业机器人技术可以说基本集中在了日本和欧洲。在日本,它的关键性部件——减速器是************的,并且已经形成了很强的技术壁垒;德国的工业机器人原材料、本体零部件具有很大的优势;在中国,我们现在的机器人产业是处在产业链的下游,主要是系统集成、二次开发、定制性部件和售后服务。也就是说,我们的技术还处在低端。


    我国工业机器人发展瓶颈
    发展瓶颈1:国际厂商先发优势,国产机器人市场份额低。

    要进行市场份额的突破,就得占领高端市场,我们现在基本上是走低端市场,我们要想办法走高端市场。


    发展瓶颈2:减速器、伺服机等核心零部件性能有待提高。
    比如精密减速机在额定扭矩和传动效率等方面需要进一步提升。
    伺服系统的电机动态响应、过载能力、效率等方面存在差距;工业机器人需要15个系列,而我们现在还达不到这样一个水平。
    控制器硬件方面差距较小;软件实现的构建、控制算法、二次开发方面存在差距;动力学性能有待完善;工艺软件包、工艺应用上尚有差距。

    工业机器人系统:核心技术缺失、产业空心化,国产机器人产业面临性能与成本的双重压力;产品低端化、低水平重复,国产机器人产业需求与现有产品性能之间的矛盾突出;前沿技术研究零散,系统性支持缺失,占领机器人技术及产业国际制高点形势严峻。


    发展瓶颈3:原材料缺失,导致企业生产成本上升。

    今后的工业机器人会使用碳纤维、尼龙等复合材料。


    发展瓶颈4:缺少高端技术人才,与国际发达国家存在一定差距。

    现在国家已经意识到了这个问题,目前全球一共有28家高校建立了机器人工程的专业,有一些学校像湖南大学、东南大学、东北大学甚至都成立了机器人学院来培养机器人的专业人才。


    工业机器人未来发展趋势
    工业机械手、工业机械臂,它所做的工作是要求有速度、精度、重载的,但是灵活性还不够。
    人类工作分工比例:胳膊为主20%,双手为主80%。富士康有百万台工业机器人的应用计划,但最后并没有达到它的目标,因为它的很多工作需要手部的操作,而不是臂的问题。
    现在的工业机器人可以讲还是残疾的机器人,还需要进一步完善。
    对于现有的工业机器人要扩展它的功能、提高它的性能,使它变成一个智能设备。新型机器人研发上,我们希望研发灵巧性的机器人,包括双臂机器人、柔性机器人、灵巧手、智能传感机器人等。
    现在的机器人只是一个传统的特殊设备,它在一些关键性的环节上进行应用,与人之间是互补的关系,但可以满足市场对质量和效率的要求。新一代机器人才可以叫“机器人”,它的应用更加普遍,可以实现与人的替代关系,可以满足市场对新制造模式的需求,减人力、降成本、提高产品竞争力。
    除此之外,还需要考虑机器人的应用场景,我们不要只是盯着高端应用,也要注意低端应用。比如卫浴五金(打磨抛光),看似简单的工作,如果要让机器人来做,它要有一些力的感知等要求,它的应用要求甚至要比用在汽车生产线上的还要高,比如它要防水、防尘、防爆;力控制、离线编程、曲面规划、打磨工艺。这个行业对价格也非常敏感,如何做低成本的系统,这是大家要考虑的。
    对于工业机器人来讲,一定要和传感相结合,尤其是与视觉相结合,来扩展工业机器人新的应用,同时也使得工业机器人更加适应于环境的变化、任务的变化。
    工业机器人今后也不再只是做一些单元性的机器人单元,要走向“数字化工厂”。
    这是现有的机器人,我们希望做到下一代工业机器人,包括柔性臂、双臂人机协同,要具有安全性、交互性。

    要做到这一点必须挑战四个任务:环境挑战、任务挑战、行为方式挑战、自然交互挑战。


    针对上面的这几个挑战,我们要重点研究的问题包括:
    (1)环境理解问题:研究机器人在自然、不可预知、动态环境中的感知。
    (2)行为方式及安全问题:研究机器人和人在紧密接触、密切配合行为过程中确保人-机-物安全的技术。
    (3)交互问题:研究机器人作为“人类助手”、乃至进入普通人生活相适应的友好、智能、自然的人机交互技术。
    过去都是以机器为中心,人推动摇控器、手把手教机器人怎么干活;今后应该以人为中心。机器人来适应人,比如人打个手势,机器人就知道干什么;人说一句话,机器人就能理解这句话从而做出行动;这是一个根本的改变。
    (4)学习与进化问题:研究基于反馈思想的在线学习方法,通过不断的在线学习和吸收他人的观点,提高自身能力,实现进化,使其能够适应外界不断变化环境和复杂多变的作业任务。在这个问题中,要研究自主学习、协同进化、机器思维、成长发育等内容。
    我们希望利用新一代机器人构造“智慧的工厂”,这就是工业4.0提出来的发展方向。

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