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        工业机器人的现状及展望

        1工业机器人理论概述

        1.1定义

        工业机器人从理论定义上分析,其是一种多自由度的机械装备,与自动化技术相互关联,能够依靠自身的动力控制动作及方向,同时也可以受人指挥,可进行程序编排,属于能够自动执行工作的机器装备。

        1.2工业机器人分类

        工业机器人的分类众多,基本可以分为按应用领域(焊接工业机器人、装配工业机器人、喷漆工业机器人等);按运动的坐标形式(关节式、圆柱式、直角坐标式三大类);按驱动的方式分为(液压、气动和电动);按照输入的程序及信息可分为(示教输入和编程输入)。

        1.3工业机器人发展阶段

        目前看,工业机器人的发展阶段可分为四个,从上世纪的四十到五十年代,一直到本世纪现阶段。整个的经历过程分析如下:(1)工业机器人萌芽阶段:主要由美国,在1954年生产的第一台可编程的机器人为开端,其研发的机器人开始有了雏形。(2)工业机器人初级发展阶段:主要在20世纪60-70年代,由于世界的工业基础不好,使得以日本和德国为代表的工业大国,劳动力资源不足,出现了重复性作业的需求。(3)快速发展阶段:主要以计算机技术和传感器技术为主,将两项技术应用到机器人技术中,让机器人有了感知,感应能力更强。(4)智能化发展阶段。此发展阶段主要是依据制造业和工业自动化技术的升级,人的工作由机器人代替,使得机器人具备了逻辑思维能力。

        2工业机器人的发展现状

        2.1从全球角度看

        2.1.1从全球机器人结构看

        2017年,全球机器人市场的规模已经达到234.3亿美元,并且在2013-2018年,逐步上升,且平均增长率达到15.1%。其中,工业机器人在其中占据的比例过半,从中可以看出,全球机器人发展中,工业机器人的需求最多。

        2.1.2从全球工业机器人的布局看

        由相关数据资料统计显示,2017年,全球的工业机器人销售额突破100亿元大关,达到154亿美元,其中,亚洲的销售量明显多于欧洲和北美地区,其中中国、韩国、日本、美国和德国等地的销售额占据全球销售额的3/4,而亚洲也成为世界上工业机器人市场份额最大的区域。此外,从工业机器人的应用领域来看,在汽车、电子信息、金属、机械及食品行业领域中应用最为广泛,其使用量占比达到80%,而在汽车和电子信息技术产业中的占比最大。

        2.2我国工业机器人发展现状

        首先,从我国现有的工业机器人支持政策上看,从国家层面,相继出台了《机器人产业发展规划(2016-2020)》、《工业机器人行业规范管理实施办法》等相关条例,明确了未来几年,工业机器人在我国的发展趋势及其应用市场相关规范。以京津冀、长三角和珠三角等地区为主要的工业机器人生产和销售功能区,实现特色发展,放眼世界,助力地区经济。例如,在京津冀地区,主要以北京、天津和河北地区为首,分别在2017年8月-2018年4月,制定了一系列有关当地区工业机器人发展的规划或者实施方案,例如《北京市机器人产业创新发展路线图》、《河北省加快智能制造发展行动方案》等,为工业机器人在区域经济发展中的应用规划,奠定了坚实的理论基础。在长三角和珠三角地区也都相继出台了有关促进工业机器人生产和市场拓展及应用的相关政策法规,具有一定的政策导向。从国内工业机器人整体市场布局分析。2017年至今,工业机器人在服务、特种领域市场中分别占据较大的使用份额,由于市场的开放性、包容性发展,使得未来几年的工业机器人的需求会持续上升。从我国的工业机器人产销量上分析,2017年至今,工业机器人在我国的产销量也持续上升,由2017年的13万套,增值2018年的14.6万套,相比增长36%,并保持持续增长的态势。在工业机器人的核心零部件的研发技术水平上看,针对控制器、伺服电机等主要的工业机器人零部件的研发技术,目前我国对此部件的研发控制主要集中在本体和集成端,其研发和生产成本占据工业机器人整体的60%以上,从实际的研发现状看,主要的零部件还是依靠进口。由于核心零部件的研发技术水平不够,因此也使得工业机器人整体的成本升高,加上与国际领先水平有一定的差距,因此导致工业机器人的生产效率及使用功能仍受到一定技术制约。从我国工业机器人的生产布局看,主要以京津冀、长三角和珠三角为主,此外在东北地区、西部地区也分布了较多的机器人生产产业集群,形成了各地区协同合作,稳步推进的产业布局。例如,香河机器人小镇。其位于京津冀地区“一小时经济圈”的黄金节点位置,成立于2014年,重点开展的是机器人技术的研发和零部件的生产工作,形成了“保姆式”的服务体系,为完善工业机器人的生产效率,搭建工业自动化的生产平台提供了保障作用。

        3我国工业机器人未来发展趋势

        3.1工业机器人生产及使用性价比成为重要发展方向

        随着工业机器人应用的领域逐渐增多,加上产业布局及竞争力的加强,使得工业机器人的使用性能逐步增加,但是生产与销售、使用之间的性价比持续下降,已经成为影响工业机器人市场竞争的关键部分。现阶段,随着单体工业机器人的大量生产及使用功能的持续上升,使得机器人的产品转型效率及使用功能逐步上升,云计算、大数据、人工智能等技术领域的融合,为工业机器人的发展奠定了基础。例如汤臣倍健使用的机器人装礼盒、装箱、码跺成品,AGV输送,机器人分检成品等工作;大大的减轻的人工的劳动强度。

        3.2零部件市场需求拓宽

        当前,我国在工业机器人生产的零部件中难以达到自产自销的阶段,尤其是在其核心组件的研发技术上,难以实现突破,因此,为降低工业机器人的生产成本,提高工业机器人的使用功能,应逐步的将研发技术面向RV减速器、高精度伺服技术等,逐步的降低控制器等核心组建在领域生产中的分散局面,进一步的推进核心零部件的创新研发与应用。

        3.3工业机器人的应用市场更加广泛

        在国家相关政策的引导下,新兴产业与传统产业之间的升级成为工业机器人未来发展的主要方向,如新能源锂电池和制药、保健品行业等,但是在汽车行业的创新发展中,由于其自动化技术的渗透,汽车行业将成为工业机器人最大的市场开发需求。

        3.4工业机器人的使用及专业维修人才需求增加

        工业机器人现如今的热爆,我们遇到的瓶颈并不是技术的短缺,而是工业机器技术人才的严重缺失,如果人才短缺问题不能有效解决,工业机器现有的发展成果和未来的发展潜力;都将遭受重大威胁。到2020年,我国工业机器人应用人数量将会达到100万台左右,与此同时,相应工业机器人操作工程师、维护工程师、系统集成工程师等工业机器人应用人才缺口将会严重拖慢我国智能制造发展进程;只有系统进行培养机器人专业人才,才能更好的护助智能制造发展。

        4结束语

        综上所述,工业机器人的发展应适应时代进步的需求,同时应结合我国社会经济发展现状,逐步与国际的高精端技术相互借鉴,不断进行创新,满足社会经济发展的需求。本文以国内外工业机器人的发展现状为重点,分析了当前我国工业机器人发展的整体水平,并对其中的缺陷进行了分析,提出未来发展的方向,供相关领域技术人员参考。

        参考文献

        [1]张岳甫.我国工业机器人技术现状及产业化发展研究[J].中国高新技术企业,2017(3):3-4.

        [2]李祥瑞,王淑敏,李琪.中国工业机器人发展现状及领先企业专利布局分析[J].中国发明与专利,2019,16(2):59-62.

        作者:杨粤东 单位:汤臣倍健股份有限公司

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