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中國工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)布時間:2013-3-8     來源:米爾自動化

    在國外,工業(yè)機器人技術(shù)日趨成熟,已經(jīng)成為一種標準設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。從而,相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業(yè)機器人公司,其中包括:瑞典的ABB,日本的FANUC、YaskawaMotoman,德國的KUKA,美國的AdeptTechnology,意大利COMAU,這些公司已經(jīng)成為其所在國家的支柱企業(yè)。

    我國的工業(yè)機器人研究開始于20世紀70年代,由于當時經(jīng)濟體制等因素的制約,發(fā)展比較緩慢,研究和應(yīng)用水平也比較低。1985年,隨著工業(yè)發(fā)達國家開始大量應(yīng)用和普及工業(yè)機器人,我國在“七• 五”科技攻關(guān)計劃中將工業(yè)機器人列入了發(fā)展計劃,由當時的機械工業(yè)部牽頭組織了點焊、弧焊、噴漆、搬運等型號的工業(yè)機器人攻關(guān),其他部委也積極立項支持,形成了中國工業(yè)機器人第一次高潮。

    進入20世紀90年代后,為了實現(xiàn)高技術(shù)發(fā)展與國家經(jīng)濟主戰(zhàn)場的密切銜接,863計劃確定了特種機器人與工業(yè)機器人及其應(yīng)用工程并重、以應(yīng)用帶動關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)研究的發(fā)展方針。經(jīng)過廣大科技工作者的辛勤努力,開發(fā)了7種工業(yè)機器人系列產(chǎn)品,102種特種機器人,實施了100余項機器人應(yīng)用工程。

    在20世紀90年代末期,我國建立了9個機器人產(chǎn)業(yè)化基地和7個科研基地,包括沈陽自動化研究所的新松機器人公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的博實自動化設(shè)備有限公司、北京機械工業(yè)自動化研究所機器人開發(fā)中心、海爾機器人公司等。產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)帶來了產(chǎn)業(yè)化的希望,為發(fā)展我國機器人產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過廣大科技人員的不懈努力,我國目前已經(jīng)能夠生產(chǎn)具有國際先進水平的平面關(guān)節(jié)型裝配機器人、直角坐標機器人、弧焊機器人、點焊機器人、搬運碼垛機器人和AGV自動導(dǎo)引車等一系列產(chǎn)品,其中一些品種實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。一批企業(yè)根據(jù)市場的需求,自主研制或與科研院所合作,進行機器人產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。如奇瑞汽車與哈工大合作進行點焊機器人的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)、西安北村精密數(shù)控與哈工大合作進行機床上下料搬運機器人的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)、昆山華恒與東南大學(xué)等合作開發(fā)弧焊機器人、廣州數(shù)控開發(fā)焊接機器人、鹽城宏達開發(fā)弧焊機器人。

    但是,我國目前還沒有像日本的FANUC和德國的KUKA那樣的形成規(guī)模的工業(yè)機器人制造廠,工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)目前在我國還僅僅處于萌芽階段。隨著我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,我國工業(yè)機器人的需求量在快速增長。

    工業(yè)機器人作為最典型的機電一體化數(shù)字化裝備,技術(shù)附加值很高,應(yīng)用范圍很廣,作為先進制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè),將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。國外專家預(yù)測,機器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計算機之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。隨著我國工業(yè)企業(yè)自動化水平的不斷提高,工業(yè)機器人市場也會越來越大,這就給工業(yè)機器人的研究、開發(fā)、生產(chǎn)商帶來巨大商機。然而機遇也意味著挑戰(zhàn),目前全球各大工業(yè)機器人供應(yīng)商都已大力開拓中國市場,因此中國必須大力發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè),通過發(fā)揮中國生產(chǎn)制造優(yōu)勢,提高自主創(chuàng)新能力,尋求有特色的發(fā)展道路,在國家相關(guān)政策的支持下扶持和鼓勵一大批民族的機器人產(chǎn)業(yè)成長壯大。

    一、工業(yè)機器人的需求與前景

    我國目前正從勞動密集型向現(xiàn)代化制造業(yè)方向發(fā)展,振興制造業(yè)、實現(xiàn)工業(yè)化是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要任務(wù)。從制造業(yè)的發(fā)展歷程看,生產(chǎn)手段必然要經(jīng)歷機械化、自動化、智能化、信息化的變革。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步和勞動力成本的不斷上升,如何進一步提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動強度、改善勞動條件已經(jīng)成為不少企業(yè)不得不考慮的問題。作為先進制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段,工業(yè)機器人的應(yīng)用和普及自然成為企業(yè)較理想的選擇。機器人工作站,特別是機器人自動化生產(chǎn)線的不斷出現(xiàn),不僅大大增強了企業(yè)競爭力,也給用戶帶來了顯著效益,隨著企業(yè)自動化水平的不斷提高,機器人自動化生產(chǎn)線的市場肯定會越來越大,將逐漸成為自動化生產(chǎn)線的主要形式。

    目前,世界工業(yè)機器人裝機總量已達到一百多萬臺,主要分布在日本、美國、德國等技術(shù)發(fā)達國家的制造業(yè)中。在中國現(xiàn)在已有3萬多臺工業(yè)機器人在運行使用,但與工業(yè)發(fā)達國家相比仍然有很大的差距。汽車業(yè)是工業(yè)機器人應(yīng)用大戶,從汽車制造業(yè)每萬名生產(chǎn)工人占有機器人的數(shù)量來看,日本1710臺、意大利1600臺,法國1120臺,西班牙950臺,美國770臺,英國610臺,瑞典630臺,而我國還不到90臺(汽車產(chǎn)業(yè)職工人數(shù)約為356萬,參見汽車工業(yè)協(xié)會2008年11月數(shù)據(jù))。由此可見,我國汽車工業(yè)的工業(yè)機器人市場遠未飽和。僅我國汽車工業(yè)就存在一個龐大的工業(yè)機器人市場,如果考慮到我國整個制造業(yè)的需要,工業(yè)機器人市場則更加龐大。

    長期以來,由于我國人口眾多、勞動力價格低廉、生產(chǎn)技術(shù)水平又相對落后,工業(yè)機器人的應(yīng)用受到了很大限制。改革開放后,隨著大量外資、合資企業(yè)的出現(xiàn)以及國內(nèi)企業(yè)技術(shù)水平的不斷提高,特別是汽車業(yè)的快速發(fā)展,我國工業(yè)機器人應(yīng)用情況發(fā)生了相當大的變化。據(jù)統(tǒng)計,“九•五”期間,我國工業(yè)機器人的需求量以每年30%以上的速度快速增長。至2000年時,我國工業(yè)機器人的擁有量已達3500臺左右,主要包括點焊、弧焊、噴漆、注塑、裝配、搬運、沖壓等各類機器人;至2005年擁有量達到7000臺。近幾年來,隨著經(jīng)濟的快速境長,特別是汽車業(yè)的高速發(fā)展,我國每年新增的工業(yè)機器人臺數(shù)以及總擁有量都在快速增長。廣泛采用工業(yè)機器人,不僅可以有效提高產(chǎn)品質(zhì)量,而且對保障人身安全、改善勞動環(huán)境、減輕勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本都具有十分重要的意義。

    歸納起來,中國工業(yè)機器人市場具有以下特征:

    (1)國內(nèi)汽車業(yè)的高速發(fā)展有力促進了工業(yè)機器人市場的發(fā)展。汽車制造業(yè)屬于技術(shù)、資金密集型產(chǎn)業(yè),也是自動化程度要求高、競爭相當激烈的行業(yè)。自2000年開始,受國家宏觀政策調(diào)控及居民消費水平提高的影響,我國汽車業(yè)進入高速增長期。面對這種局面,國際汽車巨頭紛紛進入中國市場,與我國企業(yè)合資設(shè)廠或擴大原有生產(chǎn)規(guī)模,國內(nèi)企業(yè)也紛紛轉(zhuǎn)型或加大對汽車行業(yè)的投資,整個行業(yè)增產(chǎn)擴能增加了對工業(yè)機器人的需求。可以說,汽車工業(yè)的發(fā)展是近幾年我國工業(yè)機器人增長的主要原動力之一。

    (2)沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)是工業(yè)機器人的主要市場。我國工業(yè)機器人的使用主要集中在廣東、江蘇、上海、北京等地,其工業(yè)機器人擁有量占全國的一半以上。珠江三角洲地區(qū)和長江三角洲地區(qū)是我國經(jīng)濟最發(fā)達的2個地區(qū),其中長江三角洲地區(qū)在制造業(yè)中所占的比例越來越大。企業(yè)資金與技術(shù)實力雄厚、對產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率要求高,這促使企業(yè)使用較多的工業(yè)機器人。

    (3)外商獨資企業(yè)、中外合資企業(yè)是目前工業(yè)機器人的主要用戶。工業(yè)機器人屬于技術(shù)含量高、價格相對昂貴的制造裝備。采用工業(yè)機器人較多的企業(yè),一般對產(chǎn)品的質(zhì)量要求較高,企業(yè)在市場上具有更高的影響力。外商獨資或中外合資企業(yè)自動化程度一般比較高,也導(dǎo)致工業(yè)機器人的需求量較大。

    (4)國內(nèi)一些現(xiàn)代化水平比較高的企業(yè)開始越來越多地應(yīng)用工業(yè)機器人。國內(nèi)一些汽車廠家如奇瑞等為了提高產(chǎn)品競爭力,開始較多地應(yīng)用工業(yè)機器人。軍工企業(yè)特別是坦克裝甲戰(zhàn)車等開始應(yīng)用焊接機器人,焊接速度與焊接質(zhì)量得到明顯提高。在船舶行業(yè)中,一些特種船舶,例如液化石油氣運輸船舶,也開始采用焊接機器人進行焊接作業(yè)。由于我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展,工程機械行業(yè)繁榮壯大,也成為應(yīng)用焊接機器人較多的行業(yè)之一。在鐵路機車行業(yè),由于我國貨運、客運、城市地鐵等需求量的不斷增加,以及列車提速的需求,機器人的需求也一直處于穩(wěn)步增長態(tài)勢。

    (5)勞動力成本的不斷提高促使工業(yè)機器人不斷進入企業(yè)。長期以來,由于機器人成本較高而勞動力價格相對低廉,我國大部分企業(yè)主要是勞動密集型企業(yè)。隨著經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展,國內(nèi)相當數(shù)量的企業(yè)技術(shù)實力得到很大提高,生產(chǎn)設(shè)備更新?lián)Q代,勞動力供應(yīng)格局也逐步從買方市場轉(zhuǎn)為賣方市場,由供遠大于求轉(zhuǎn)向供求平衡。作為制造業(yè)主力的農(nóng)民工也從早期的僅解決溫飽問題到現(xiàn)在對薪資和工作條件提出了更高的要求。為了更好地適應(yīng)市場經(jīng)濟發(fā)展的需要,提高生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力,改善工人勞動條件,企業(yè)對工業(yè)機器人的需求自然不斷增加。利用機器人技術(shù)提升我國工業(yè)發(fā)展水平,完成從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國的轉(zhuǎn)變,已經(jīng)逐步成為全社會的共識。

    (6)國外機器人公司緊緊抓住中國的工業(yè)機器人市場。我國日益增長的工業(yè)機器人市場以及巨大的市場潛力吸引了包括瑞典的ABB公司,日本的安川電機、FANUC、OTC、松下、川崎重工,德國的KUKA、CLOOS、REIS,意大利的COMAU以及奧地利的IGM公司等世界著名機器人生產(chǎn)廠家的目光,許多國外的機器人公司已經(jīng)在中國設(shè)廠或經(jīng)銷公司。

    目前,我國進口的工業(yè)機器人主要來自日本,2004年日本對華銷售的工業(yè)機器人占我國進口工業(yè)機器人總數(shù)的一半,另一半是從歐洲進口的,如ABB、KUKA、COMAU工業(yè)機器人。

    我國目前正從勞動密集型向現(xiàn)代化制造業(yè)方向發(fā)展,雖然工業(yè)機器人保有量已經(jīng)達到一定規(guī)模,但與工業(yè)發(fā)達國家相比仍然有不少的差距,例如從汽車行業(yè)每萬名生產(chǎn)工人占有的機器人來講,中國仍然是世界上相對比較落后的國家之一。面對這樣龐大的潛在市場,發(fā)展中國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)將有廣闊的市場前景。

    二、工業(yè)機器人系統(tǒng)與產(chǎn)品

    工業(yè)機器人按應(yīng)用的領(lǐng)域可以分為很多種類,從常用的機器人系列和市場占有量來看,點焊、弧焊、裝配、搬運、噴漆是主要的機器人品種。作為未來中國的工業(yè)機器人發(fā)展戰(zhàn)略,應(yīng)該主要發(fā)展這幾種機器人,以此帶動整個工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)壯大。

    1.  點焊機器人

     用于點焊作業(yè)的工業(yè)機器人。它由機器人本體、計算機控制系統(tǒng)、示教盒和點焊焊接系統(tǒng)幾部分組成。點焊機器人常用的驅(qū)動方式為交流伺服電機,具有保養(yǎng)維修簡便、能耗低、速度高、精度高、安全性好等優(yōu)點。

    隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,焊接生產(chǎn)線要求焊鉗一體化,重量越來越大,165kg點焊機器人是目前汽車焊接中最常用的一種機器人,國外點焊機器人已經(jīng)有200kg、甚至負載更大的機器人。2008年9月,哈工大機器人研究所研制完成國內(nèi)首臺165kg級點焊機器人,并成功應(yīng)用于奇瑞汽車焊接車間。經(jīng)過優(yōu)化和性能提升的第二臺機器人完成并順利通過驗收,該機器人整體技術(shù)指標已經(jīng)達到國外同類機器人水平。

    2. 弧焊機器人

    弧焊機器人是可以進行自動弧焊的工業(yè)機器人。中國在20世紀80年代中期研制出華宇-Ⅰ型弧焊機器人。一般的弧焊機器人由示教盒、控制盤、機器人本體及自動送絲裝置、焊接電源等部分組成,可以在計算機的控制下實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制和點位控制,還可以利用直線插補和圓弧插補功能,焊接由直線及圓弧所組成的空間焊縫。弧焊機器人主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)2種類型,具有可長期進行焊接作業(yè)、保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和高穩(wěn)定性等特點。

    隨著技術(shù)的發(fā)展,弧焊機器人正向著智能化的方向發(fā)展,采用激光傳感器實現(xiàn)焊接過程中的焊縫跟蹤,提升焊接機器人對復(fù)雜工件進行焊接的柔性和適應(yīng)性,結(jié)合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟蹤的殘余偏差,基于偏差統(tǒng)計獲得補償數(shù)據(jù)并進行機器人運動軌跡的修正,在各種工況下都能獲得最佳的焊接質(zhì)量。

    國內(nèi)新松機器人公司已經(jīng)開發(fā)出RH6弧焊機器人,并進行了小批量生產(chǎn),焊接質(zhì)量達到了國外同類機器人產(chǎn)品的水平。

    3. 搬運機器人

    搬運機器人是可以進行自動化搬運作業(yè)的工業(yè)機器人。搬運機器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運工作,大大減輕了人類繁重的體力勞動。目前世界上使用的搬運機器人愈10萬臺,被廣泛應(yīng)用于機床上下料、沖壓機自動化生產(chǎn)線、自動裝配流水線、碼垛搬運、集裝箱等的自動搬運。部分發(fā)達國家已制定出人工搬運的最大限度,超過限度的必須由搬運機器人來完成。搬運機器人的最大負載可以達到500kg。國內(nèi)哈爾濱博實自動化設(shè)備有限公司已經(jīng)開發(fā)出負載100kg的搬運機器人。海爾機器人公司在直角坐標取料機械手產(chǎn)品開發(fā)方面已經(jīng)進行了批量化生產(chǎn)。

    4.  噴漆機器人

    噴漆機器人是可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的工業(yè)機器人。中國研制出幾種型號的噴漆機器人并投入使用,取得了較好的經(jīng)濟效果。我國的噴漆機器人起步較早,北京機械工業(yè)自動化研究所研制出中國第一臺全電動噴漆機器人和中國第一條機器人自動噴漆生產(chǎn)線——東風(fēng)汽車噴漆生產(chǎn)線,但是近幾年隨著對噴漆機器人質(zhì)量要求的提高,噴涂機器人一般作為噴涂生產(chǎn)線的單元設(shè)備集成在系統(tǒng)制造中,國內(nèi)汽車身噴涂生產(chǎn)線市場大多被國外的機器人產(chǎn)品所占領(lǐng),如德國的杜爾、日本的FANUC。

    5.  自動導(dǎo)引車(AGV)機器人

    裝配型AGV主要用于汽車生產(chǎn)線,實現(xiàn)了發(fā)動機、后橋、油箱等部件的動態(tài)自動化裝配,也用于大屏幕彩色電視機和其他產(chǎn)品的自動化裝配線,極大提高了生產(chǎn)效率。搬運型AGV廣泛應(yīng)用于機械、電子、紡織、造紙、卷煙、食品等行業(yè)。

    新松公司設(shè)計、制造的自動導(dǎo)引車是新松公司的拳頭產(chǎn)品之一,擁有該領(lǐng)域內(nèi)我國唯一自主知識產(chǎn)權(quán),其系列產(chǎn)品有全方位運輸型AGV、全方位雙舉升裝配型AGV、叉車式AGV和激光導(dǎo)引車(LGV)。新松公司擁有20多年AGV生產(chǎn)、制造和現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗,其LGV的開發(fā)成功,使新松的LGV產(chǎn)品達到國際一流水平。主要特點在于:AGV是移動的輸送機,不固定占用地面空間;柔性大,改變運行路徑比較容易;較高的系統(tǒng)可靠性,即使一臺AGV出現(xiàn)故障,系統(tǒng)仍可正常運行;AGV系統(tǒng)可通過TCP/IP協(xié)議易與管理系統(tǒng)相連,是建設(shè)無人化車間、自動化倉庫,實現(xiàn)物流自動化的最佳選擇。

    三、已具備的技術(shù)基礎(chǔ)和存在問題

    1.  已經(jīng)具備的技術(shù)基礎(chǔ)

    從“七•五”期間的科研攻關(guān)及實施“863計劃”開始,我國有組織有計劃地發(fā)展工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè),經(jīng)過十幾年來的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用,在技術(shù)攻關(guān)和設(shè)計水平上有了長足的進步。目前在一些機種方面,如弧焊機器人、點焊機器人、噴涂機器人、搬運機器人、裝配機器人、特種機器人(水下、爬壁、管道、遙控等機器人),基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù),解決了控制、驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),還掌握了自動化噴漆線、弧焊自動線(工作站) 及其周邊配套設(shè)備的全線自動通信、協(xié)調(diào)控制技術(shù);在基礎(chǔ)元件方面,諧波減速器、機器人焊接電源、焊縫自動跟蹤裝置也有了突破。具體包括以下幾個方面:

    (1)理論研究。

    理論研究是工業(yè)機器人研制和應(yīng)用的基礎(chǔ),在機器人技術(shù)基礎(chǔ)方面,我國開展了機器人運動學(xué)、動力學(xué)與構(gòu)型研究,機器人運動控制算法及機器人編程語言的研究,機器人內(nèi)、外部傳感器的研究與開發(fā),多傳感器控制系統(tǒng)的研究,離線編程技術(shù),自診斷、安全保護技術(shù)等,基本掌握了工業(yè)機器人所有的關(guān)鍵技術(shù)。

    (2)關(guān)鍵元器件開發(fā)。

    機器人單元技術(shù)和基礎(chǔ)元器件研究開發(fā)方面,我國研制出了交、直流伺服電機及其驅(qū)動系統(tǒng)、測速發(fā)電機、光電編碼器、液壓(氣動)元部件、滾珠絲杠、直線滾動導(dǎo)軌、諧波減速器、RV減速器、十字交叉滾子軸承、薄壁軸承等,并涌現(xiàn)出了一批具有較強實力的專業(yè)廠家。

    (3)機器人系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。

    在機器人控制裝置研制方面,我國已經(jīng)開發(fā)出了雙CPU、多CPU和分級分層控制裝置;模塊化機器人控制器及相應(yīng)控制單元。在機器人操作器研制方面,我國已經(jīng)能夠設(shè)計和生產(chǎn)點焊、弧焊、噴漆、裝配等各類機器人,構(gòu)型包括直角坐標式、平面多關(guān)節(jié)型、空間多關(guān)節(jié)型等,不少機器人擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。

    2.  產(chǎn)業(yè)化存在的問題

    (1)基礎(chǔ)零部件制造能力差。盡管我國在工業(yè)機器人的相關(guān)基礎(chǔ)零部件方面已經(jīng)有了很好的基礎(chǔ),但是無論從質(zhì)量、產(chǎn)品系列方面,還是批量化供給方面都與國外的產(chǎn)品有較大的差距,特別是在高性能交流伺服電機和高精密減速器方面的差距尤為明顯。現(xiàn)在我國制造的工業(yè)機器人很大一部分還得從國外進口伺服電機和減速器,這就影響了機器人的價格競爭能力。

    (2)中國的工業(yè)機器人還沒有形成自己的品牌。目前,盡管已經(jīng)有一批企業(yè)在從事工業(yè)機器人技術(shù)的開發(fā),但是都沒有形成較大的規(guī)模,缺乏市場品牌的認知度,在機器人的市場方面一直面臨國外品牌的競爭壓力。國外機器人作為成熟的產(chǎn)業(yè),采用降低整機價格,吸引國內(nèi)的企業(yè)購買、而后續(xù)的維護備件費用卻很高的策略,逐步占領(lǐng)中國的市場。

    (3)國家在鼓勵工業(yè)機器人產(chǎn)品研發(fā)方面的政策很少。日本政府為了鼓勵企業(yè)生產(chǎn)和使用機器人制定了相關(guān)的扶植和激勵政策,極大地促進了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和工業(yè)機器人推廣應(yīng)用。目前日本已經(jīng)成為工業(yè)機器人第一產(chǎn)業(yè)大國,也是工業(yè)機器人應(yīng)用數(shù)量最多的國家,日本使用的工業(yè)機器人的數(shù)量大約占世界總量的1/2。

    3.  需要開展關(guān)鍵技術(shù)研究

    工業(yè)機器人技術(shù)盡管發(fā)展得相對成熟,但是工業(yè)機器人技術(shù)也在不斷的發(fā)展,滿足不同產(chǎn)品需求的新的機器人構(gòu)型,如具有力覺、視覺及多種傳感器的機器人運動控制技術(shù),滿足機器人的負載能力越來越高的控制系統(tǒng),新的機器人驅(qū)動及傳動器件等技術(shù)都在飛速發(fā)展。中國的工業(yè)機器人如果要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,還需在下述技術(shù)上開展研究:

    (1)機器人本體優(yōu)化設(shè)計技術(shù);
    (2)新一代智能機器人控制器技術(shù);
    (3)關(guān)鍵機器人部件單元制造技術(shù);
    (4)機器人離線編程與仿真技術(shù);
    (5)基于外部傳感技術(shù)的機器人運動控制;
    (6)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù);
    (7)工業(yè)機器人故障遠程診斷與修復(fù)技術(shù);
    (8)工業(yè)機器人與成套裝備協(xié)調(diào)作業(yè)技術(shù);
    (9)復(fù)雜機電系統(tǒng)機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)及對系統(tǒng)性能的影響分析;
    (10)具有柔性、高加速度、大負載機器人機構(gòu)動力學(xué)建模、模型簡化、辨識及控制方法。

    四、工業(yè)機器人發(fā)展與建議

    (1)以市場需求為導(dǎo)向,抓住幾個重點產(chǎn)品集中突破。

    市場需求是一個產(chǎn)品能否發(fā)展并形成產(chǎn)業(yè)的根本,在中國現(xiàn)階段應(yīng)該集中主要的技術(shù)力量和資金重點推進2~3 種工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)化開發(fā),形成規(guī)模應(yīng)用和總體技術(shù)的突破,以此帶動我國機器人相關(guān)零部件生產(chǎn)企業(yè)的積極性和配套生產(chǎn)能力,具備與國際品牌工業(yè)機器人局部競爭的能力,為工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打好基礎(chǔ)。汽車工業(yè)是工業(yè)機器人應(yīng)用大戶,我國已將汽車業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)加以支持和發(fā)展,汽車行業(yè)中的機器人應(yīng)該作為主導(dǎo)支持發(fā)展的對象。

    (2)通過國家的行為來設(shè)立專項,發(fā)展我國自己的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)。

    因為我們必須在自己的民族產(chǎn)業(yè)鏈上應(yīng)用自己的機器人產(chǎn)品,擺脫國外的壟斷。特別是新一代工業(yè)機器人,要用我國自己的器件來做,降低成本,在國家的專項之中還要突破電機驅(qū)動器、高精密減速器、機器人專用多軸控制器等關(guān)鍵器件的生產(chǎn)制造技術(shù),才能使機器人產(chǎn)業(yè)得以健康發(fā)展。同時以多臺機器人的整線成套設(shè)備技術(shù)作為專項的重點,引導(dǎo)汽車企業(yè)對國產(chǎn)機器人的批量化應(yīng)用。

    (3)以企業(yè)為主體,推動產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟建設(shè),形成強大的研究、開發(fā)和銷售應(yīng)用隊伍。

    企業(yè)是機器人產(chǎn)業(yè)化的主體,應(yīng)該優(yōu)先篩選具有明確發(fā)展目標、有明確的機器人應(yīng)用對象和市場需求容量及能夠先期有一定量資金投入的企業(yè)作為機器人產(chǎn)業(yè)化資助的重點對象,同時充分利用現(xiàn)有強勢研究單位在工業(yè)機器人技術(shù)開發(fā)上的技術(shù)積累,不搞重復(fù)工作,建立合理的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)銷售及應(yīng)用的管理及激勵機制充分發(fā)揮各方面的積極因素,按企業(yè)化的管理進行項目的實施,建立起集機器人研究開發(fā)、集約化配套生產(chǎn)、社會化銷售服務(wù)為一體的企業(yè)集團。

    (4)國家政策支持是加速機器人產(chǎn)業(yè)化的重要前提。

    機器人屬于國家戰(zhàn)略性高新技術(shù),是多項前沿技術(shù)和綜合實力的體現(xiàn),國家應(yīng)該制定長遠政策加以規(guī)劃和發(fā)展。國內(nèi)機器人公司目前面臨許多困難,在技術(shù)、人才、資金等方面面臨著國外大公司的激烈競爭。與國外的大公司相比,國內(nèi)公司在各個方面都存在不小差距,需要國家在資金、稅收、產(chǎn)品銷售補貼等各個方面給予一定的優(yōu)惠政策,把機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展納入到重要產(chǎn)業(yè)政策中,鼓勵企業(yè)采用國產(chǎn)機器人。工業(yè)機器人作為高新技術(shù)產(chǎn)品,應(yīng)該比照新能源中的電動汽車,出臺相應(yīng)的扶植政策,例如購買一臺國產(chǎn)機器人,給予財政補貼,將會提高工業(yè)機器人產(chǎn)品生產(chǎn)與使用的積極性。另外,應(yīng)加大工業(yè)機器人整機的進口稅,降低工業(yè)機器人用伺服電機和減速器等元器件的進口稅,以此支持我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為避免危險惡劣的工作環(huán)境導(dǎo)致工人工傷事故和職業(yè)病,保護工人的身心安全,對一些特殊工種,如噴漆、鑄造、有毒有害工種等通過勞動法強制采用工業(yè)機器人來代替,這樣可以大大增加工業(yè)機器人的需求數(shù)量。

    目前我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,先進制造業(yè)已進入一個新的發(fā)展階段。隨著經(jīng)濟全球化和進程的加快,中國制造業(yè)面臨著與國際接軌、參與國際競爭的局面。如何適應(yīng)快速變化的國內(nèi)外市場需求,如何以高質(zhì)量、低成本、快速反應(yīng)的手段在市場中取得生存和發(fā)展,已是我國企業(yè)不容回避的問題,這些問題為工業(yè)機器人的應(yīng)用提供了大的市場需求,促使中國工業(yè)機器人的應(yīng)用市場日趨成熟。工業(yè)機器人的制造及應(yīng)用水平代表了一個國家的制造業(yè)水平,因此建議必須從國家高度認識發(fā)展中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的重要性,這是我國從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的重要手段和途徑。中國機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正處于關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點,如果政府的扶持力度再向前推進一步,中國的機器人產(chǎn)業(yè)將會躍過目前的“臨界期”,跨上一個新的臺階,進入快速發(fā)展階段。

  

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