國內工業機器人技術的現狀與發展

崔芙銘　王清源　楊一帆

摘 要：首先 介紹了工業機器人的發展現狀，分析了工業機器人市場巨大需求的深層原因，論述了工業機器人正處于爆發式增長的必然性。在機器人研究方面，對我國工業機器人發展中需要解決的問題進行了討論，最后提出了工業機器人的未來發展方向。

關鍵詞：工業機器人； 發展現狀；市場需求； 存在問題；

Research Status and Development of the Domestic Industrial Robot Technology

CUI Fuming WANG Qingyuan YANG Yifan

（ Zhengzhou University， Zhengzhou 450000）

Abstract： We first present the research status and its application of the industrial robot. Besides， the reason of the huge demand of the robot in the industrial robot market is also analyzed. In addition， the deeply reason that the industrial robot will inevitably become an explosive growth is discussed directly. Subsequently， the serious problems which restrict our country's robot development are depicted from the view of the robot key technology and basic components. Conclusively， the trends of the industrial robot development also proposed at the end of this paper.

Keywords： industrial robot； current situation of the development； demand of the market； existence problem；

引言

工業機器人是一類在工業環境下使用的、完成焊接、噴涂、搬運、打磨等作業的機器人，是固定式機器人，也稱工業機械手，機械臂。1987 年國際標準化組織對工業機器人下了定義： “工業機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業的可編程操作機器”。工業機器人現已廣泛應用于汽車工業的點焊、弧焊、噴漆、熱噴鍍、搬運、裝配、檢測等作業. 同時在物流、碼垛、藥品和食品等領域， 工業機器人正逐漸替待人工從事繁重枯燥的包裝、碼垛、搬運等作業.

一、機器人發展現狀

目前，從工業機器人品牌看，歐美日較為領先，四大巨頭瑞士ABB 和德國庫卡各占其一，日系發那科和日本安川電機占據其二，它們的工業機器人本體銷量占據了全球市場約一半的份額。另外，日本的三菱、川崎、那智不二越、愛普生，美國Adept、意大利柯馬、韓國的現代和中國新松機器人自動化股份有限公司等都有一定的品牌知名度和市場占有率。2014 年我國市場共銷售57 000 臺工業機器人，約占全球銷售量的1 /4，同比增幅55%，已連續兩年成為全球最大工業機器人市場。

二、國內市場需求分析

我國長期以來依賴低廉勞動價格，中國制造在國際占有較大份額， 但生產技術水平相對落后，工業機器人的應用受到了很大限制。隨著國內人工成本的上升，機器人代替勞動者成為工業企業的首選。自2013年以來，我國已成為全球最大的機器人消費國，連續3年穩居世界工業機器人市場頭把交椅； 2016年國產工業機器人產量已達7.24萬臺，而這一數據在2013年僅為9000臺！但實際情況卻是我國國產機器人市場份額僅占約30%，且主要處于行業低端，高端機器人嚴重依賴進口；減速機、伺服電機、控制器等關鍵零部件大部分依賴進口，采購核心零部件的成本就已高于國外同款機器人整體售價。

三、工業機器人發展趨勢

工業機器人的發展趨勢是向“高速，高精，重載，輕量化和智能化”方向發展。

第一，隨著材料技術的進步，減輕驅動器質量，提高剛度，提高伺服電機和驅動器的平均功率比密度，系統復雜性和數據不兼容等問題也將被克服，機器人將能更好的集成到工廠自動化的系統網絡中。云機器人將是未來的一種新趨勢，機器人連接網絡后，通過傳感器采集各種數據，如速度、加速度、角度等，通過不同位置機器人的數據進行比較分析以預測機器人狀況。通過數據分析機生產線的不足，進一步改進優化生產流程。

第二，對于很多中小型企業來說，采購機器人成為一種負擔，加上訂單不穩定，無法形成做長遠的規劃。因此，一些機器人廠商考慮租賃模式，為工廠提供機器人以及維護服務。

第三，機器人正在變得越來越簡單化，對于缺乏技術工程師的企業來說，易于編程的機器人才是他們所需要的，簡化后的機器人更容易開發出智能制造解決方案。易于使用的機器人可以很容易地集成到生產過程中，使工業機器人在許多行業中得以部署，以維持高效和靈活的生產。

四、工業機器人發展中存在的不足

目前，國內的工業機器人技術仍舊存在諸多問題。主要表現在：

1） 我國工業機器人基礎零部件制造能力有待提高。目前國內生產工業機器人的核心零部件（ 如諧波齒輪減速機，高精度伺服電機，） 都依賴進口。

2） 我國的工業機器人設計理念不夠成熟，國內的機器人生產大部分立足于功能的實現，在穩定性、易用性方面的考慮目前和國外還有一定的差距。

3） 國內機器人產業化發展有待秩序化與規范化。目前全國已建成和在建的機器人產業園區超過了40個，機器人企業的數量超過了800家。但實際情況卻是這800多家企業里面，將近一半企業是沒有產品的空牌子，剩下的一半企業里將近70%-80%是在代理別人的產品。伴隨我國工業機器人需求的迅猛增長，大量企業蜂擁而上，紛紛看好工業機器人未來的市場規模與經濟效益，但是企業實力良莠不齊，有可能造成國內工業機器人市場的惡性競爭。

當前，我國正走在從“工業大國”轉型為“工業強國”的上，提升工業機器人國產化率及技術水平是“中國制造2025”得以實現的重要環節，唯有正視缺陷，有針對性的補足，才能避免拔苗助長的悲劇。

結語

工業4.0時代已經悄悄到來，工業生產日益智能化，但國內機器人產業總體水平與國外尚有差距，中高端市場進口替代空間大，機器人行業有望成為引導國內制造業整體升級的排頭兵。我國工業機器人產業的發展，是促進我國智能制造的基礎，是提高我國工業競爭力的重要砝碼。隨著國家“十三五”計劃對智能制造和機器人的重視，未來一段時間將迎來工業機器人發展的新浪潮，也將有力支撐我國工業產業再次升級。

參考文獻：

[1] JETRO.New Possibilities for Japans Robot Industry [J]. Japans E-conomic Monthly， February 2006

[2] 孫英飛，羅愛華.我國工業機器人發展研究[J].科學技術與工程，2012（12）

[3] 洛敏舟，方健，趙江海.工業機器人的技術發展及其應用[J]. 機械制造與自動化，2015（01）

[4] 王田苗，陶永. 我國機器人發展現狀與產業化發展戰略[J].機械工程學報，2014（09）

[5] 牟富軍. 工業機器人應用及其典型分析[J].中國油脂，2017（04）

[6] 張岳甫. 我國工業機器人技術現狀及產業化發展研究[J].中國高新技術企業2017（03）

[7] 寧言軍. 我國工業機器人技術現狀與產業化發展戰略[J].南方農機，2016（04）

[8] 蔡劍青，張煒，王偉.機器人技術革命推動日本得到飛躍發展[J]. 機器人技術與應用. 2007（04）