目录
2016年第6期(发布时间: Apr 20, 2017 发布者:icad)  下载: 2016年第6期.doc       全选  导出
1   2016-11-21 11:36:01.02 中国工业机器人市场需求足 细分领域或是投资机会 (点击量:4)

机器人技术的研究起始于20世纪中期,主要是基于计算机技术和自动化技术的快速发展。从全球范围来看,工业机器人产业方兴未艾,规模相对小,大部分应用集中在汽车和电子等特定行业,正在向智能化、模块化和系统化的方向发展。

  中国工业机器人市场需求足 细分领域或是投资机会

  众所周知,全球工业机器人当前形成了日本发那科、安川电机、德国kuka、瑞士abb四大家族,这几家企业占据了全球机器人行业一半市场,更是牢牢把握着中国市场。

  近年来,随着中国劳动力成本成倍增长,“中国制造2025”战略的施行,企业生产制造模式转型升级势在必行,工业机器人行业迎来产业大发展的历史机遇。因而,此次安川电机增资也意在抢占更多的中国市场。那么,中国工业机器人市场我国机器人产业现状及未来发展是怎样的呢?

  中投顾问在《2017-2021年中国工业机器人产业深度调研及投资前景预测报告》(简称《预测报告》)中给出了答案。

  行业销售情况分析

  《预测报告》认为:需求旺盛,促使我国工业机器人销量迅速增长。2001年,我国的工业机器人销量只有700台,到2015年,我国工业机器人销量飞速增长至6.6万台,比2014年的5.71万台增长了56%,年均增速达50%。2013年,我国的工业机器人销量首次超过日本,成为世界第一大工业机器人产销国。2015年,全球工业机器人总销量为24.7万台,我国的工业机器人销量占全球总销量的26.7%,超过了全球总量的四分之一。预计到2020年,我国工业机器人的销量将增长至19.17万台。

  行业存量情况分析

  从全球工业机器人保有量分布来看,2013年48%工业机器人存量集中在日本、美国、德国、韩国和中国,存量占比分别为23%、14%、12%、12%、10%。预计至2018年,全球工业机器人保有量上升,但格局不会发生较大变动。

  我国近年工业机器人保有量逐年累积。2001年,我国的工业机器人保有量只有1630台。截止到2014年,我国的工业机器人保有量增长至18.9万台,平均增速达45%。我国未来工业机器人的行业需求将会持续增加,工业机器人保有量规模将进一步扩大。

  产业投资机会分析

  从工业机器人投资机会看,一是运动控制器市场,中国中大型企业及跨国公司的市场较成熟,中国这个市场整体规模约70亿元,未来几年每年会有11%的增速。二是系统集成商投资机会,整机占三分之一市场,三分之二在软件系统集成市场。

  中国系统集成商在产业链条中较多,已经成为“红海”。价格竞争使毛利下降,未来系统集成行业将会面临一波洗牌。投资机会可以从两个方面看,首先是中大型规模的企业存在向上游关键零部件涉足的机会,形成产业链垂直整合;其次从单一机械人工作站到制造业产线的机器人改造解决方案。

  另外,《预测报告》显示,因为每个行业工业机器人的非标化产品太多,成本控制是现在一个瓶颈,未来如何在潜力较大的行业加大需求挖掘力度,在细分领域做大做强也是投资机会。

2   2016-11-21 11:36:22.237 工业机器人如何摆脱低端化发展趋势 (点击量:180)

在当前这种产业发展机遇与挑战并存的背景下,能否通过增强国内机器人企业的自主研发能力,实现关键技术“瓶颈”的突破,进而推动产业发展向高端迈进,或许将是未来开拓这片市场“蓝海”的关键所在。

  伴随着制造业转型升级的步伐不断加快,我国工业机器人产业也随之迎来了发展的春天,并日益成为新常态下经济增长“新动能”的典型代表。根据国家统计局针对主要工业产品产量的相关统计,工业机器人的产量增速持续保持着高速增长的发展势头。最新数据显示,今年1-10月,工业机器人产量同比增速高达29.1%,继续领跑装备类工业产品。

  “低端化”发展趋势日显 工业机器人困境如何摆脱?_工业机器人,智能控制,智能装备

  然而值得关注的是,由于我国工业机器人产业起步相对较晚,在产业规模以及技术研发等方面仍然与发达国家差距显著。特别是在减速器、控制器以及伺服系统等机器人三大核心零部件研发仍受制于欧美、日本等发达国家的背景下,国内的机器人企业目前大部分仍集中在系统集成及加工组装等产业链的中下游,高端产业“低端化”的发展趋势正日渐显现。

  近期,湖南省统计局针对长沙工业机器人产业发展的调查研究报告显示,“产业结构层次较低”已成为工业机器人产业发展过程中亟待突破的“瓶颈”。该项调查通过对长沙32家工业机器人生产企业进行问卷调查及走访座谈发现,由于缺乏减速器、控制器等核心部件的生产能力,长沙工业机器人生产企业目前大多集中于生产本体以及系统集成等产业中下游业务层面。

  调查显示,2015年长沙工业机器人企业中生产本体的企业数占到全部工业机器人企业的53.6%,产值与主营业务收入占比分别为46.9%和51.7%,进行系统集成的企业数占全部工业机器人企业的32.1%,产值与主营业务收入占比分别为52%和47.1%。而与此同时,位于产业链上游的工业机器人核心部件生产商却是“屈指可数”。调查中,生产关键零部件的企业仅有2家,其中1家还处于研发试生产阶段,产值与主营业务收入仅占到全部工业机器人企业的5.8%和6.7%。

  事实上,减速机、控制机等机器人核心部件不仅是机器人系统中利润最高的部分,也同样在生产成本中占比最高,上述调查所反映出的国内工业机器人产业“低端化”发展格局,势必将会直接影响国产工业机器人的市场竞争优势乃至产业的长远健康发展,不容小觑。

  当前我国制造业正处于转型升级的关键时期,“机器换人”的热潮可谓方兴未艾。客观来看,与发达国家相比,我国制造业自动化程度的可提升空间仍然较大。从工业机器人密度这一衡量工业自动化率的指标来看,当前我国工业机器人使用密度为每万人49个,低于世界平均水平,与制造业自动化程度较高的韩国、德国等国家相比仍有较大差距。而这无疑也意味着我国工业机器人市场增长的潜力之巨大,未来广阔的产业发展前景也不言而喻。

  在这种机遇与挑战并存的背景下,能否通过增强国内机器人企业的自主研发能力,实现关键技术“瓶颈”的突破,进而推动产业发展向高端迈进,或许将是未来开拓这片市场“蓝海”的关键所在。

3   2016-11-21 11:36:46.367 专家:机器人产业不应进入代工时代 (点击量:3)

无人驾驶,扫地,下围棋……从特斯拉的Autopilot到谷歌的阿尔法Go,如今,新一轮的机器人热潮似乎已经扑面而来。而在国内,众多机器人生产制造相关企业发展迅猛,产业格局初步形成。日前,2016中国机器人产业创新峰会在广州举行,有专家提出机器换人但不能让机器人产业进入代工时代。

  国外产品占据中国95%的高端市场

  全世界都在发展机器人产业,中国的机器人产业到底达到了什么水平?在2016中国机器人产业创新峰会上,记者了解到,2015年,国内工业机器人销量6.8万台,同比增长19.3%,销量占全球四分之一。据估计,全国目前约有3000余家机器人制造、服务企业,产业格局初步形成。全国在建与已建成的机器人产业园区超过40个,总规模已经超过“十三五”规划。

  中国已经是为全球第一制造大国,制造机器人似乎不在话下。2020年中国工业机器人年销量预计将达到15万台,保有量将达到80万台,到2025年保有量达到180万台,是2014年的8倍。

  但是,在机器人产业上,中国与国际水平的差距已经显现。国产机器人技术水平较低,缺乏市场竞争力。使用密度也不高,中国万民工人拥有机器人数为36台,刚超过世界平均水平的一半,距离发达国家200多台的水平更是有明显差距。中国机器人生产企业数量多,规模小,90%的企业产值规模一年在一亿元以下。最大规模的年产量5000台,产值也不过15亿,与国外企业相去甚远。

  中国工业经济联合会会长、工信部原部长李毅中指出,近十年人工成本上升了1.7倍,“机器换人”的思路和做法已经普遍形成。但目前中国生产的很多机器人只是按照预先编制的程序进行简单重复运动,准确的说只能算是“机械手”。中国自主品牌市场占有率只有32%,在高端市场,国外产品更是占到了95%。这应该引起国内企业的重视,要防止中国机器人产业进入代工模式。

  抢占制高点

  面对机器人产业的机遇和挑战,各地政府很着急,普遍加强了扶持力度。广州市自2015年起连续3年共安排30亿元专项资金,促进智能装备及机器人等重点产业快速发展。东莞市政府从2014年到2016年每年投入2亿支持企业采用工业机器人进行新一轮技术改造。这3年共实施机器换人项目1319个,新增加机器人和其他智能终端29000多台,同时吸引了国内知名企业进驻。佛山计划从今年起到18年,每年安排1亿供全市20%的规模以上工业企业以使用机器人为重点做新一轮技术改造。

  值得关注的是,大型企业已经看准这个商机开始出招。今年5月份,美的集团对外宣布用40亿欧元收购著名机器人公司库卡81%的股权。

  政府和企业都希望把握是未来机器人发展的趋势,然而什么才是未来的方向?

  中国科学院院士熊有伦在峰会上指出,共融机器人的发展是未来30年科技战略制高点,是中国制造未来重要产业之一。其中,智能机器人和智能机器,无人机和自动驾驶汽车,高端医疗装备与康复辅助器具将会是共融机器人发展的重点。

  在发展路径上,李毅中提出,机器人产业的特点是“小产业、大市场、高科技、高效益”,应注重应用和数控系统的研发,给机器人“大脑”。同时加大关键零部件和元器件的研发研制,培育自主知识产权品牌。

4   2016-11-21 11:37:17.52 市场需求爆发 并联机器人走上生产线 (点击量:2)

“多年前,并联机器人还在实验室里躺着,而现在,越来越多并联机器人走进工厂流水线,代替人工作业。”天津大学教授、中国机械工程学会理事黄田日前如是说。

  在医疗、食品、电子产品等生产流水线上,并联机器人广泛应用于最后的整理装箱环节。精准的抓取、灵活的转动、迅速的反应是其特点。它可以将巧克力拼成花的形状装进盒子里,可以代替人工完成一些危险品的装箱。

  图为芜湖瑞思机器人有限公司生产的并联机器人

  “在医药企业,输液袋装箱对于机器人而言是一种很难完成的动作,因为袋子是软的,不好抓,而且生产线速度要求非常快。以前都是人工抓,一条生产线围着十几个人往箱子里装,现在一台并联机器人可以替代一个班次,一分钟可装箱150袋到180袋。”黄田说。

  正是因为机器人有人工无法比拟的优越性,越来越多的企业开始尝试让机器人“上岗”作业。黄田介绍说,“人站着重复劳动8小时,劳动强度高,产品质量容易出错。机器人作业大大解放了人的劳动力,除了速度效率提高外,产品质量、安全生产方方面面的问题都将迎刃而解。在一些特殊的场合,比如无菌车间的操作,机器人可以真正做到环境清洁,大大降低生产的安全卫生风险。”

  细看黄田团队研制的并联机器人,与传统的机器人有很大区别。传统的机器人大多为串联机器人,像人的胳膊一样,在运行时需要一个关节一个关节地进行处理,因此每个关节里都要有电机,而并联机器人就像把几个胳膊合在了一起,只需要在机架上安装一台电机驱动,几个臂就可以自由操作,横向、纵向、斜向多个自由度运动。

  “串联机器人有其优势,但是精度不如并联机器人,特别是需要高速运动的时候,如生产领域抓轻小物料的时候,串联不如并联。因为,串联机器人的结构决定其惯性大,不擅长高速运动。而且,并联机器人占地面积也比较小。”黄田说。

  黄田团队在并联机器人领域的研究处于国内领先水平。经过多年的努力,黄田团队发明了具有完全自主知识产权的高速并联机器人新技术,突破了“几何精度保障、高速平稳控制、作业装备布局、物料视觉跟踪、抓取路径规划”5项瓶颈问题。2001年,黄田团队研发了一种外转动副驱动的高速并联机器人Diamond机构,获得了美国专利和WO/PCT,为国际首创。

  近年来,伴随着产业结构的调整,我国企业的机器人需求呈爆发式增长,并联机器人在这样的环境下发展迅速。“可以看到,整个自动化水平在提升,机器人只不过是自动化水平提升的重要载体之一。”黄田认为,虽然机器人当前有很大的市场需求,发展迅速,但也有很多难题需要克服。“中国发明浩如烟海,但是能在工程领域具有实用价值的很有限。我们的科学研究、学术兴趣研究需要与真正的工程结合起来。根据工程领域的需求来做,还要突破国外的产权壁垒,实现工程设计,并真正运用到工程实际中去,这中间的每一步都充满了挑战。”黄田说。

 

5   2016-11-21 11:37:44.633 中国工业机器人产业:市场需求增速快于成长速度 (点击量:4)

“近年来,中国工业机器人虽然有了长足发展,但仍然有明显差距,市场潜力巨大。”中国工业经济联合会会长、工业和信息化部原部长李毅中15日在广州在举行的“2016中国机器人产业创新高峰会”上强调,中国工业机器人要加强自主创新、行业攻关,改善对外合作,尽快提升技术水平,带动产业发展。

  当天,2016中国(广州)国际机器人、智能装备及制造技术展览会在广州开幕。来自中国、美国、德国、意大利、加拿大等国家以及港台地区240余企业参展。记者巡馆发现,展品范围涵盖机器人整机和零部件、无人机、智能穿戴产品、机器人开发平台与软件技术、机器人应用产品与智能工厂全套解决方案等,以及智能装备制造相关的高端产品和新兴技术。

  据介绍,近年来,中国工业机器人产业保持迅猛发展势头。去年,中国工业机器人销量达6.8万台,占全球销量的1/4,去年底,中国工业机器人保有量达20万台,占全球一成。目前,中国约有3000余家工业机器人制造、服务企业,产业格局已初步形成。

  不过,李毅中指出,中国工业机器人产业目前处于成长期,自主品牌市场占有率仅32%,高端市场国外产品占95%,关键核心部件仍依赖进口;每万人拥有的机器人台数只有国际平均水平一半,是先进国家的15%;低水平、重复建设情况普遍,机器人制造企业数量多,但规模小。

  另一方面,中国庞大的制造业转型升级对工业机器人却存在巨大市场需求。

  去年以来,中国先后出台《中国制造2025》、《机器人产业发展规划(2016-2020年)》等,力争到2020年,工业机器人销量达15万台,持有量80万台,国产工业机器人年产量达10万台,市场占有率达67%,关键零部件自给率达50%以上,形成比较完整的产业体系。

  为加快中国工业机器人产业的发展,李毅中认为,要加强数控系统、关键零部件、元器件的研发研制,提高自给率,要培育自主知识产权品牌,提供政策支持。同时,要积极开发工业机器人应用市场,积极利用工业机器人对传统产业进行技术改造。

  “要进一步加强与外国公司的合资合作,掌握先进技术,积极应对外企竞争,同时,要避免我们的机器人行业陷入代工模式,对于一些外国公司存在的区域性、行业性价格施压现象,应研究采取措施,防止不正当竞争。”李毅中说。

  中国工业和信息化部装备工业司副司长杨拴昌表示,中国将加快组建国家机器人创新中心,并鼓励有条件的地区建立区域性的机器人创新中心,以突破关键技术。同时,将建立工业机器人标准、认证体系和行业规范条件。

6   2016-11-21 11:38:12.31 工业机器人“低位”快跑 产业发展须冲刺“高端” (点击量:2)

引言:当前我国制造业正处于转型升级的关键时期,“机器换人”的热潮可谓方兴未艾。从工业机器人密度这一衡量工业自动化率的指标来看,当前我国工业机器人使用密度为每万人49个,低于世界平均水平,与制造业自动化程度较高的韩国、德国等国家相比仍有较大差距。

  伴随着制造业转型升级的步伐不断加快,我国工业机器人产业也随之迎来了发展的春天,并日益成为新常态下经济增长“新动能”的典型代表。根据国家统计局针对主要工业产品产量的相关统计,工业机器人的产量增速持续保持着高速增长的发展势头。最新数据显示,今年1-10月,工业机器人产量同比增速高达29.1%,继续领跑装备类工业产品。

  然而值得关注的是,由于我国工业机器人产业起步相对较晚,在产业规模以及技术研发等方面仍然与发达国家差距显著。特别是在减速器、控制器以及伺服系统等机器人三大核心零部件研发仍受制于欧美、日本等发达国家的背景下,国内的机器人企业目前大部分仍集中在系统集成及加工组装等产业链的中下游,高端产业“低端化”的发展趋势正日渐显现。

  近期,湖南省统计局针对长沙工业机器人产业发展的调查研究报告显示,“产业结构层次较低”已成为工业机器人产业发展过程中亟待突破的“瓶颈”。该项调查通过对长沙32家工业机器人生产企业进行问卷调查及走访座谈发现,由于缺乏减速器、控制器等核心部件的生产能力,长沙工业机器人生产企业目前大多集中于生产本体以及系统集成等产业中下游业务层面。

  调查显示,2015年长沙工业机器人企业中生产本体的企业数占到全部工业机器人企业的53.6%,产值与主营业务收入占比分别为46.9%和51.7%,进行系统集成的企业数占全部工业机器人企业的32.1%,产值与主营业务收入占比分别为52%和47.1%。而与此同时,位于产业链上游的工业机器人核心部件生产商却是“屈指可数”。调查中,生产关键零部件的企业仅有2家,其中1家还处于研发试生产阶段,产值与主营业务收入仅占到全部工业机器人企业的5.8%和6.7%。

  事实上,减速机、控制机等机器人核心部件不仅是机器人系统中利润最高的部分,也同样在生产成本中占比最高,上述调查所反映出的国内工业机器人产业“低端化”发展格局,势必将会直接影响国产工业机器人的市场竞争优势乃至产业的长远健康发展,不容小觑。

  当前我国制造业正处于转型升级的关键时期,“机器换人”的热潮可谓方兴未艾。客观来看,与发达国家相比,我国制造业自动化程度的可提升空间仍然较大。从工业机器人密度这一衡量工业自动化率的指标来看,当前我国工业机器人使用密度为每万人49个,低于世界平均水平,与制造业自动化程度较高的韩国、德国等国家相比仍有较大差距。而这无疑也意味着我国工业机器人市场增长的潜力之巨大,未来广阔的产业发展前景也不言而喻。

  在这种机遇与挑战并存的背景下,能否通过增强国内机器人企业的自主研发能力,实现关键技术“瓶颈”的突破,进而推动产业发展向高端迈进,或许将是未来开拓这片市场“蓝海”的关键所在。

7   2016-11-21 11:38:56.877 在工业4.0时代 我国机器人的核心技术掌握了多少 (点击量:3)

 国家统计局数据显示,2015年中国工业机器人产量为32996台,同比增长了21.7%。按照中国机器人联盟统计的数据,2015年自主品牌工业机器人共生产销售22257台,同比增长了31.3%。自主品牌的增长幅度要高于整个机器人行业增长的幅度。

  产品种类虽然多,但目前国内机器人的整体制造能力尤其是工业机器人,还有不足之处。南京埃斯顿集团总工程师、副总经理王杰高在接受媒体采访时曾强调,核心技术才是企业竞争力,比投资更重要。那么机器人的核心技术中,本土企业又掌握了多少呢?

  上游核心零部件、中游机器人本体和下游系统集成构成了工业机器人的产业链。其中上游核心零部件包括精密减速机、伺服电机和控制系统。

  精密减速机占工业机器人成本的35%,但全球市场基本被日本的纳博特斯克和哈默纳科所垄断。上海福赛特机器人有限公司CEO黄峰说,“现在,控制系统、减速器、发出信号指挥关节怎么动的伺服电机都不能自主生产,我们福赛特机器人的部分零部件也要从海外进口才行。abb等一些大牌制造商其实也要采购他人的零部件,但产品的核心设计专利还是掌握在自己的手里。”因而,福赛特走的就是一条“自主技术加海外制造”的路线,机器人的底层软件和控制系统都在福赛特公司手里,但产品本身由德国研发团队完成。

  技术暂时无法取胜,也没必要死磕海外对手。寻找伙伴制造机器人是埃夫特公司悟出的道理。企业建立之初,管理层考察一圈下来都没发现6轴机器人的专业现成技术,就决定与哈尔滨工业大学合作集合各方力量钻研技术,最终取得了进展。同时,IT和机器人、自动化企业等国际大厂的强强联手也值得关注。

  就在工博会期间,包括发那科、思科、罗克韦尔自动化等在内的企业已经共同在研发一款名为“FIELDsystem”的解决方案,它能实现自动化系统中的机床、机器人、周边设备及传感器的连接并可提供先进的数据分析,提高企业生产质量、效率、灵活度、设备可靠性。FIELDsystem还实现了先进的机器学习和深度学习能力,而这也是迈向工业4.0的标志性产品。因此,中国公司不单要补齐核心技术缺失的短板,还要注重机器人向智能化和大数据延伸的能力。

  服务机器人看似设计要比工业机器人简单,但也有芯片、齿轮及传感器等元器件制造,总装、操作系统及云系统也要十分熟悉。服务型机器人对应的行业众多,大批量生产尚未实现,像服务型机器人应用较多的日本企业,不少处于亏损状态。新松机器人目前的方向有公共服务和医疗服务,促销导购、迎宾展示、引领讲解等机器人已在十余个省市实现销售。此外该公司合作研发的国内首台应用于肿瘤治疗的消融医疗辅助机器人也处于临床应用阶段,此前它也推出了骨科牵引机器人。

  今年年初,工信部对全国机器人产业的摸底调查初步显示,我国涉及机器人生产及集成应用的企业800余家,其中200多家是机器人本体制造企业。但大部分企业以组装和代加工为主,产品主要集中在三轴、四轴的中低端机器人,未来需要更多的六轴以上机器人。目前我国机器人企业规模也普遍较小,逾90%的企业年产值在1亿元以下。

  机器人的研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。今年3月,中国《机器人产业发展规划(2016-2020)》蓝图已绘就,作为国家要大力推动其突破发展的十大重点领域之一。因此,如何摆脱ABB、发那科、安川电机和库卡等四大国际巨头的影响,造出适合国内市场甚至可出口海外的高端机器人产品、面向工业4.0的自动化解决方案,中国制造业的根基也才更深。

8   2016-11-21 11:39:16.41 解读欧洲工业机器人产业 (点击量:3)

10月13日,欧盟贸易委员会批准美的集团对德国工业机器人巨头库卡集团的收购要约,标志着库卡收购案的重大行政障碍被扫除。同日传出消息,上海电气为首的中资企业有意收购意大利著名汽车制造商菲亚特集团旗下柯马机器人业务。

10月13日,欧盟贸易委员会批准美的集团对德国工业机器人巨头库卡集团的收购要约,标志着库卡收购案的重大行政障碍被扫除。同日传出消息,上海电气为首的中资企业有意收购意大利著名汽车制造商菲亚特集团旗下柯马(Com au)机器人业务。而意大利另一大机器人企业吉马蒂克(Gimatic)刚刚于今年6月被汉德资本收购。欧洲机器人企业成了中国企业最热门的收购目标。

中资企业为何对欧洲机器人企业情有独钟?这一方面因为中国已经成为全球工业机器人最大同时也是增长最快的市场,而国产工业机器人目前只能满足其中小部分需求。另一方面则因为欧洲在工业机器人制造和应用领域都具有雄厚的实力。世界十大工业机器人应用大国,有五个在欧洲。而世界四大工业机器人制造企业中,欧洲拥有两家,包括库卡和瑞典瑞士联合企业ABB。整体来看,欧洲在工业机器人领域的整体水平和日本水平相当,同处第一阵营,领先于美国和韩国。

众所周知,1959年美国发明家弗兰克·德沃尔和约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后,成立了世界上第一家机器人制造公司。有关机器人的理论和技术突破也大多发生于美国。为何欧洲工业机器人产业反而后来居上?这和欧洲特殊的人口结构和法律环境,以及各国政府的鼓励都不无关系。

二战后,西欧在复兴工业过程中一直面临着劳动人口不足的问题,而西欧有关劳动环境和劳动条件的立法又一直以严格著称,同时为了和美国大工业竞争,西欧一直有产业升级的迫切要求。这些因素一方面推动欧洲工业机器人产业的繁荣,另一方面也促使欧洲各国在政策上鼓励新生的工业机器人产业。以德国为例,20世纪70年代,德国政府在“改善劳动条件计划”中对机器人使用做出强制规定:部分有毒有害的危险工作岗位必须使用机器人,这种行政手段真正将机器人推向市场。1985年提出的“向智能机器人领域进军”的计划使机器人应用于德国的各个产业。2012年德国推出“工业4.0”计划,这个以构建“智能工厂”为核心的计划将致力于改进工业机器人的灵活性和个性化,有望将德国工业机器人水平推向一个新的高度。在德国影响下,英法也推出了各自的国家机器人产业计划。

虽然欧洲工业机器人产业水平总体走在了世界前列,但仍然面临问题和挑战,首先是各国工业机器人装备水平差距极大,德国、意大利、瑞典和芬兰相对发达,而法国和英国则相对落后。德国每万名工人装备工业机器人323台,而英国仅有71台。其次是工业机器人应用领域不均衡。除德国外,大部分欧洲国家的工业机器人集中于汽车制造和电气设备制造领域,这导致欧洲工业机器人的产业优势发挥得并不够充分。

为了巩固欧洲在机器人产业的优势,欧盟于2014年启动“火花”计划,投入28亿欧元经费进行机器人研发。此计划的重点是推动新一代的信息技术(大数据、物联网、云计算等)在工业机器人的应用,增强工业机器人的学习能力和合作能力,同时将机器人推广到更多的工业生产领域。欧盟选择机器人领域作为未来工业的突破点有多重考虑,首先全球工业机器人需求在未来的数十年内将会出现爆发性的成长,其次,工业机器人符合欧洲老龄化社会劳动力不足的总体趋势,同时可以发挥欧洲劳动力教育培训水平高的优势,规避其成本高的劣势。最后,据欧盟相关部门测算,工业机器人的大规模运用不但不会造成新的失业,反而会创造新的工作岗位,这有助于遏制欧洲工厂外迁的趋势,强化欧洲工业的竞争力。

值得一提的是,欧盟推动“火花”计划采取的是专业协会和政府相结合的决策模式,欧洲机器人协会是计划的主体,能较好地反映市场的需求和企业的声音,欧盟则扮演推动和监督的角色。另外,经费的投入也采取公私联合模式,欧盟投入其中四分之一,其余皆由协会企业投入,这确保了资金的利用效率。

中国成为制造业强国离不开工业机器人的辅助,除了收购以“库卡”为代表的国际机器人领军企业,我们的政府和产业界能否吸取国外产业政策中的成功经验,培养出中国的“库卡”呢?.

9   2016-11-21 11:39:58.53 一般工业机器人有哪些主要部件构成? (点击量:2)

随着中国制造业转型步伐的加快,机器人的使用越来越频繁,作为工厂里的技术工程师必需了解机器人的相关技术,那么通用机器人由什么部件组成呢?

  机器人作为一个系统,它由如下部件构成:

  机械手或移动车:这是机器人的主体部分,由连杆,活动关节以及其它结构部件构成,使机器人达到空间的某一位置。如果没有其它部件,仅机械手本身并不是机器人。

  末端执行器:连接在机械手最后一个关节上的部件,它一般用来抓取物体,与其他机构连接并执行需要的任务。机器人制造上一般不设计或出售末端执行器,多数情况下,他们只提供一个简单的抓持器。末端执行器安装在机器人上以完成给定环境中的任务,如焊接,喷漆,涂胶以及零件装卸等就是少数几个可能需要机器人来完成的任务。通常,末端执行器的动作由机器人控制器直接控制,或将机器人控制器的信号传至末端执行器自身的控制装置(如PLC)。

  驱动器:驱动器是机械手的“肌肉”。常见的驱动器有伺服电机,步进电机,气缸及液压缸等,也还有一些用于某些特殊场合的新型驱动器,它们将在第6章进行讨论。驱动器受控制器的控制。

  传感器:传感器用来收集机器人内部状态的信息或用来与外部环境进行通信。机器人控制器需要知道每个连杆的位置才能知道机器人的总体构型。人即使在完全黑暗中也会知道胳膊和腿在哪里,这是因为肌腱内的中枢神经系统中的神经传感器将信息反馈给了人的大脑。大脑利用这些信息来测定肌肉伸缩程度进而确定胳膊和腿的状态。对于机器人,集成在机器人内的传感器将每一个关节和连杆的信息发送给控制器,于是控制器就能决定机器人的构型。机器人常配有许多外部传感器,例如视觉系统,触觉传感器,语言合成器等,以使机器人能与外界进行通信。

  控制器:机器人控制器从计算机获取数据,控制驱动器的动作,并与传感器反馈信息一起协调机器人的运动。假如要机器人从箱柜里取出一个零件,它的第一个关节角度必须为35°,如果第一关节尚未达到这一角度,控制器就会发出一个信号到驱动器(输送电流到电动机),使驱动器运动,然后通过关节上的反馈传感器(电位器或编码器等)测量关节角度的变化,当关节达到预定角度时,停止发送控制信号。对于更复杂的机器人,机器人的运动速度和力也由控制器控制。机器人控制器与人的小脑十分相似,虽然小脑的功能没有人的大脑功能强大,但它却控制着人的运动。

  处理器:处理器是机器人的大脑,用来计算机器人关节的运动,确定每个关节应移动多少和多远才能达到预定的速度和位置,并且监督控制器与传感器协调动作。处理器通常就是一台计算机(专用)。它也需要拥有操作系统,程序和像监视器那样的外部设备等。

  软件:用于机器人的软件大致有三块。第一块是操作系统,用来操作计算机。第二块是机器人软件,它根据机器人运动方程计算每一个关节的动作,然后将这些信息传送到控制器,这种软件有多种级别,从机器语言到现代机器人使用的高级语言不等。第三块是例行程序集合和应用程序,它们是为了使用机器人外部设备而开发的(例如视觉通用程序),或者是为了执行特定任务而开发的。

  机器人在其工作区域内可以达到的最大距离。器人可按任意的姿态达到其工作区域内的许多点(这些点称为灵巧点)。然而,对于其他一些接近于机器人运动范围的极限线,则不能任意指定其姿态(这些点称为非灵巧点)。说明:运动范围是机器人关节长度和其构型的函数。

  精度:精度是指机器人到达指定点的精确程度 说明:它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。大多数工业机器人具有0.001英寸或更高的精度。

  重复精度:重复精度是指如果动作重复多次,机器人到达同样位置的精确程度。举例:假设驱动机器人到达同一点100次,由于许多因素会影响机器人的位置精度,机器人不可能每次都能准确地到达同一点,但应在以该点为圆心的一个圆区范围内。该圆的半径是由一系列重复动作形成的,这个半径即为重复精度。说明:重复精度比精度更为重要,如果一个机器人定位不够精确,通常会显示一固定的误差,这个误差是可以预测的,因此可以通过编程予以校正。举例:假设一个机器人总是向右偏离0.01mm,那么可以规定所有的位置点都向左偏移0.01mm英寸,这样就消除了偏差。说明:如果误差是随机的,那它就无法预测,因此也就无法消除。重负精度限定了这种随机误差的范围,通常通过一定次数地重复运行机器人来测定。

10   2016-11-21 11:40:37.31 世界工业机器人需求猛增 日本厂商积极布局 (点击量:3)

据《东洋经济在线》报道,大型工业机器人生产厂商fanuc(发那科)会长稻叶善治感触颇深地介绍说:“现在对机器人的订货非常踊跃,各个地区需求都很旺盛”。工厂自动化中不可或缺的工业机器人,在以美国及中国为中心的汽车工厂中的需求很多。此外,在其他所有行业,作为人工费上涨及人手不足的解决方式,今后将会派上更多的用场。

  FANUC在日本国内建设新工厂

  根据日本机器人工业会发布的消息,2016年第三季度(7月--9月)机器人的出货量为3.768万台,连续第13个季度超过去年同期,在季度出货量中创历史最高。国际机器人联盟预计世界机器人出货量在今后4年中将增加60%。

  FANUC现在每月生产5000台机器人,最近有些月份的订货甚至超过了生产能力,工厂极其忙碌。于是,该公司在10月份发表增产计划,在2017年4月份之前将生产小型工程机械的筑波工厂的一部分转为生产机器人。生产能力预计将提高20%,月产量可达6000台。此外,还花费约55亿日元收购了与筑波工厂相邻的土地,根据需要建设机器人工厂。

  FANUC增强产能的理由不光是“自动化热”。之前的大型客户是日本及美国的汽车厂商,现在欧洲的商业机会也在增加之中。

  在欧洲有瑞士的abb及德国的kuka,它们是能与FANUC相提并论的世界两强。稻叶善治介绍说,已经与大众等德国厂商建立起了联系,汽车厂商也为我们打开了门户,与其中一家建立联系后推广起来也将很快。

  下一个目标是欧洲汽车厂商

  在欧洲寻觅到商机的,还有在机器人方面与FANUC争雄的安川电机。该公司在10月份宣布投入30亿日元在斯洛文尼亚建设机器人工厂,计划在2018年9月投产,每月生产300台。该公司高管村上周二表示,那里有充足的市场,首先要强化面向汽车的生产体制。

  机器人需求并不限于汽车。川崎重工在日本国内投入约100亿日元,计划将面向半导体生产方面的清洁机器人的产能提高到1.6倍。川崎重工在该项产品方面拥有世界50%的市场份额,他们准备充分利用因物联网技术发展而增加的半导体需求。此外,该公司还在中国重庆建设工厂,开始生产能够用于食品制造、电子部件组装等细致作业的机器人。

  大型轴承生产厂商、多年从事机器人生产的不二越公司日前决定将中心业务转换为机器人。该公司将不仅生产汽车用机器人,还将生产能够应对电机、工业机械等各个领域的通用产品。还计划今后半年内在日本、中国、欧美一并开设10处营业基地。

  需要机器人的地区及行业正逐步扩大。正如FANUC会长稻叶善治所说的“本公司业务中今后增长率最高的是机器人”,机器人生产厂商强劲的投资增产将会持续下去。