據《中國機器人產業發展報告(2018)》顯示,我國工業機器人市場發展較快,約占全球市場份額三分之壹,是全球第壹大工業機器人應用市場。據統計,2017年我國工業機器人銷量達13.8萬臺,同比增長30%,預計2018年銷量將超過15萬臺,市場規模將達到62.3億美元。到2020年,國內市場規模將進壹步擴大到93.5億美元。
除此之外,我國服務機器人的市場規模快速擴大,成為機器人市場應用中頗具亮點的領域。2018年,我國服務機器人市場規模有望達到18.4億美元,同比增長約43.9%,高於全球服務機器人市場增速。到2020年,隨著停車機器人、超市機器人等新興應用場景機器人的快速發展,我國服務機器人市場規模有望突破40億美元。
經過近40年的發展,我國機器人技術在基礎研究、產品研制、制造水平等方面均實現了突破與跨越,但與發達國家的差距仍然存在。只有我們不懈努力、奮起直追,中國機器人壹定會在世界機器人的舞臺上綻放中國制造的魅力。
我國機器人產業的短板
隨著我國機器人市場的日臻成熟,我國關鍵技術突破與多元化應用取得積極進展,但不可否認的是,國產機器人的市場競爭能力依然不強,我國機器人行業要補齊短板,爬上價值鏈上遊,核心技術仍是關鍵。
如今圍繞著大數據,物聯網,人工智能等新興技術的創新運用,機器人產業這顆“制造業皇冠上的明珠”正處在科技突破和產業變革的前沿,正在成為中國經濟新常態下的新動能。據《2018年中國機器人產業發展報告》顯示,我國機器人市場進入高速增長期,2018年,我國機器人市場規模預計達到87.4億美元,2013~2018年的平均增長率達到29.7%。但是在巨大是的市場體量下,我國工業機器人市場70%是國外品牌,這表明了“我國自主品牌產品的性能和重點行業領域中高端的應用需求矛盾依然存在”,國產機器人在高端應用領域缺位。
突破核心技術是關鍵點
雖然我國自主品牌機器人在高端應用領域競爭能力較小,但是隨著國產工業機器人應用的行業在繼續擴大,應用範圍越來越廣,滲透率越來越高,我國在壹些關鍵技術突破與多元化應用取得積極進展。目前,我國已將突破機器人關鍵核心技術作為科技發展重要戰略,在工業機器人方面,國內廠商攻克了減速機、伺服控制、伺服電機等關鍵核心零部件領域的部分難題,核心零部件國產化的趨勢逐漸顯現。應用快速拓展至塑料、橡膠、食品等細分行業,繼汽車和電子之後,五金衛浴、家具家電也成為了國內工業機器人的主要應用領域;在服務機器人方面,智能化相關技術與國際領先水平基本並跑,我國在人工智能領域技術創新不斷加快,中國專利申請數量與美國處於同等數量級,特別是計算機視覺和智能語音等應用層專利數量快速增長,催生出壹批創新創業型企業。在特種機器人方面,政策引導帶動特種機器人技術水平不斷進步,特種無人機、水下機器人等產品研制取得新進展。目前,在特種機器人領域,我國已初步形成了特種無人機、水下機器人、搜救/排爆機器人等系列產品,並在壹些領域形成優勢。
工業機器人是壹種裝備有記憶裝置和末端執行裝置的、能夠完成各種移動或工藝來代替人類勞動的通用機器。通常在生產中能代替工人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業,或是危險、惡劣環境下的作業。它能夠提升生產的效率和產品的質量,是企業補充和替代勞動力的有效方案。
目前工業機器人發展特點是高速、精確、機身機構緊湊、多自由度和提高剛性,重點領域還要求重載或響應速度快。例如汽車整車生產的電焊機器人負載大部分在150-300Kg間,而電子領域的裝配機器人則需要快速的響應流水線上的配件。
減速器在機械傳動領域是連接動力源和執行機構之間的中間裝置,通常它把電動機、內燃機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的,並傳遞更大的轉矩。目前成熟並標準化的減速器有:圓柱齒輪減速器、渦輪減速器、行星減速器、行星齒輪減速器、RV減速器、擺線針輪減速器和諧波減速器。80-90年代以來,在新興產業如航空航天、機器人和醫療器械等發展的需求下,需要結構簡單緊湊、傳遞功率大、噪聲低、傳動平穩的高性能精密減速器,其中RV減速器和諧波減速器是精密減速器中重要的兩種減速器。
精密減速器應用領域
六軸工業機器人中精密減速器位置分布
RV(Rot-Vector)減速器
RV減速器是在擺線針輪傳動基礎上發展起來的,具有二級減速和中心圓盤支承結構。自1986年投入市場以來,因其傳動比大、傳動效率高、運動精度高、回差小、低振動、剛性大和高可靠性等優點是機器人的“禦用”減速器。
Nabotesco(帝人)RV系列減速器結構圖
Nabotesco(帝人)RV系列減速器
諧波減速器
諧波減速器由三部分組成:諧波發生器、柔性論和剛輪,其工作原理是由諧波發生器使柔輪產生可控的彈性變形,靠柔輪與剛輪嚙合來傳遞動力,並達到減速的目的;按照波發生器的不同有凸輪式、滾輪式和偏心盤式。諧波減速器傳動比大、外形輪廓小、零件數目少且傳動效率高。單機傳動比可達到50-4000,而傳動效率高達92%-96%。網頁鏈接