近年,跟着劳动力本钱不断上涨,工业范畴“机器换人”现象遍及,工业机器人商场与工业也因而逐步开展起来。由于我国乡镇单位作业人员平均工资现已从10年前的18200元飙涨至56399元,高本钱劳动力施压下,运用工业机器人转型智能制作成为开展趋势,也是我国制作业的严重战略之一。
现在,机器人工业正在全球范围内加快开展,估计2017年的全球工业机器人销量依然以两位数大幅增加,销量或将到达28.5万台。2015年全球工业 机器人销量同比增加12%,而全球正在运用的工业机器人已超越150万台。到2018年,这一数字将打破230万台,其间,140万台在亚洲,占比超越一 半。
自2013年以来,我国已成为全球最大的机器人消费国。2014年消费5.6万台机器人,同比增加超55%,占全球总消费量的1/4,相较于2006 年的5800台,陡增近10倍。2015年,我国工业机器人销售量为6.85万台,同比增加19.9%,估计2017年我国工业机器人商场规模有望打破8 万台。
工业机器人由机械本体、操控体系、驱动与传动体系和传感器组件等底子部分组成。是使用于工业范畴的多关节机械手或多自由度的机械设备,能主动执行作业,靠本身动力和操控才干来完结规划功用的设备。机器人的主体为机座和执行组织,首要包含臂部、腕部和手部,有的带有行走组织。既可接受人类指挥,也可依照预先编列的指令程序运转,先进的工业机器人能够依据人工智能技能拟定的准则纲要举动。
自20世纪60年代初机器人面世以来,机器人技能阅历了不断的开展,已取得了实质性的前进和效果。首要体现在如下几个方面:
(1)进步出产过程的主动化程度使用机器人,有利于进步资料的传送、工件的装卸、刀具的替换以及机器的设备等主动化程度,然后能够进步劳动出产率,下降出产本钱,加快完结工业出产机械化和主动化的脚步。
(2)改进劳动条件、防止人身事故 在高温、高压、低温、低压、有尘埃、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及作业空间狭隘等场合中,用人直接操作是有风险或底子不可能的。而使用机器人即可部分或悉数代替人安全地完结作业,大大地改进工人的劳动条件。一起,在一些动作简略但又重复作业的操作中,以机器人代替人进行作业,能够防止由于操作疲惫或疏忽而形成的人身事故。
(3)削减人力,便于有节奏的出产使用机器人代替人进行作业,这是直接削减人力的一个旁边面,一起由于使用机器人能够接连地作业,这是削减人力的另一个旁边面。因而,在主动化机床和归纳加工主动出产线上现在简直都设有机器人,以削减人力和更精确地操控出产的节拍,便于有节奏地进行出产。
现在,世界上有百万多台工业机器人正在各种出产现场作业;在非制作范畴,上至太空舱、宇宙飞船,下至极限环境作业、日常生活服务,机器人技能的使用已拓宽到社会经济开展的许多范畴;传统制作范畴,工业机器人通过诞生、生长、成熟期后,已成为不可或缺的中心主动化配备。
轿车职业仍是首要使用范畴,工业机器人在国内的使用以轿车以及电子工业居多,此外还有橡胶塑料、军工、航空制作、食品工业、医药设备、金属制品等范畴。从使用职业看,轿车职业依旧是我国工业机器人商场最大的消费职业,电气机械和器件制作业位居第二位,金属制作职业位居第三位。
(1)热加工出产中的工业机器人。工业机器人在铸造出产中使用广泛,触及铸造、喷砂处理、喷丸整理及铸件运送等简直一切环节。
工业机器人在铸造出产中所完结的底子功用包含:从机器的作业区域取出铸件;顺次将铸件移送到检测方位,进入冷却设备;放入切边机的压模中;从压模中拿走,分 放在包装箱中;将芯放到铸造砂型中并浇注金属。用于铸造出产中的工业机器人应具有特别的结构方式,以防止周围介质的效果;如操控柜、操控台、导轨以及冲突外表的密封,将操控体系安置在独立单元中等。铸造出产中的工业机器人正朝着运转的快速性及可靠性方向开展。
(2)冷加工设备中的工业机器人。工业机器人在锻压设备出产中触及的使用范畴包含:用于曲柄压力机、模压曲柄弯管机、螺旋压力机等。
在锻压出产中使用的工业机器人,其底子功用包含:从规则方位夹持毛坯;移送到作业方位;从一个方位转放到另一个方位(其间包含滚动);取下制品件并将其放到包装箱中;抓放废料;宣布操控机器人技能归纳设备的指令等。
(3)金属切削机床用的工业机器人。在柔性出产单元、柔性制作体系中,选用工业机器人辅佐出产是最有成效的办法。现在,具有底子组合模块结构的金属切削机床用工业机器人现已得到广泛的使用。
金属切削机床用的工业机器人所完结的底子功用包含:在机床作业空间内设备事前现已定向的毛坯;从机床上取下零件并放入包装箱(贮料器)中;必要时翻转零件, 清洗零件及夹具的基准面;操控设备宣布工艺指令;检测零件等。当选用辅佐设备和坐标循环台、升降渠道等组织时,能够扩展工业机器人的功用。
(4)设备用工业机器人。在设备出产中的工业机器人,既可为主动设备机服务,又可直接用来完结大批量零件设备作业。
设备作业包含堆垛、拧螺丝、压配、铆接、弯形、卷边、胶合等。为完结工业机器人操作有必要确保底子功用的完结:如在笔直方向上手臂应该能作直线运动;机器人结 构在沿笔直轴方向上要有足够高的刚度,能够接受在设备方向上发生相当大的效果力;机器人有补偿定位差错的可能性,即结构的和婉性,如依靠在笔直于设备底子方向的平面上结构的和婉性;作业组织能作高速运动。当考虑上述底子功用要求时,设备工业机器人合理的结构应该是带有在水平面上铰接的作业手臂,并具有笔直 行程的作业组织。工业机器人的承载才干不该超越极限值,而且,机器人应具有很灵敏的、较大的作业空间以及紧凑的结构。
(5)金属电镀设备用的工业机器人。金属电镀设备用的工业机器人首要用于在电镀槽上的服务及涂漆作业。触及的使用范畴包含:电镀法涂层、化学法涂层、阳极机械法在零件上涂层等。现在,进步金属电镀机器人操作机的移动速度、进步电传动的劳动出产率、削减金属消耗量、削减出产过程所占的作业面积等是该类工业机器人的开展方向。
相同,在工业机器人研讨范畴,学者们正朝着含糊操控、智能化、通用化、标准化、模块化、高精化、网络化及自我完善和修正才干等方向进行研制。
(1)含糊操控和智能化。模 糊操控是运用含糊数学的底子思想和理论的操控办法。关于杂乱的体系,由于变量太多,用传统操控模型难以正确描绘体系的动态,此刻便能够用含糊数学来处理这些操控问题。未来机器人的特色在于其具有更高的智能。跟着计算机技能、含糊操控技能、专家体系技能、人工神经网络技能和智能工程技能等高新技能的不断发 展,工业机器人的作业才干将会打破性的进步及开展。
(2)通用化、标准化、模块化。工业机器人的组件及构件完结通用化、标准化、模块化是下降本钱的重要途径之一。
(3)高精化。跟着制作业对机器人要求的进步,开发高精度工业机器人是必定的开展成果。
(4)网络化。现在使用的机器人大多仅完结了简略的网络通讯和操控,怎么使机器人由独立的体系向集体体系开展,使远距离操作监控、保护及遥控是现在机器人研讨中的热门之一。
(5)自我完善和修正才干。机器人应该具有自我修正的才干,才干更好地防止由于突发状况导致的出产中止。当呈现过错指令时应该自己进行报警或调试;当元器件损坏时能够自我进行修正。
技能实力与全球距离显着
别的,据数据计算在工业机器人工业全球重要专利请求人中,日本的安川电机公司和发那科公司别离以5823项4512项专利请求位居全球前两 位,abb(2231项)三星(2016项)日立(1907项)三菱(1823项)丰田(1780项)精工爱普生(1714项)松下(1624项)富士通 (1549项)本田(1343项)东芝(1193项)索尼(999项)库卡(889项)和西门子(784项)等公司紧随其后。
在这前十五位全球重要请求人中,日本企业占有了11席,可见现在日本在工业机器人范畴具有雄厚的研制实力,在专利技能方面的竞赛优势显着全球相关专利请求量Top15的排名中,我国国内专利请求人无一上榜,标明现在我国国内企业与世界巨子之间的技能实力距离显着。
可见,我国工业机器人的中心零部件要想从本质上取得打破,都需求支付更多的耐性和投入,尤其是减速机,等待越大,压力越大,一起远景也可观。
2017我国工业机器人商场开展远景
在方针等多方面的推进下,到2017年底,我国机器人保有量将有超越40万台。未来将有越来越多的我国机器人供货商进入商场。外资和我国本乡机器人供货商之间竞赛将会越来越剧烈。未来我国商场各种机器人的增加潜力巨大。
别的,跟着我国工业转型晋级、劳动力本钱不断攀升及机器人出产本钱下降,未来“十三五”期间,机器人是要点开展对象之一,国内机器人工业正面对加快增 长拐点。相关于服务机器人和商用机器人在国内商场还处于探究期,工业机器人有了必定的开展根底,现在正进入全面遍及的阶段。估计到2021年底,我国工业 机器人产值将到达11.15万台;销售量将到达23.04万台以及保有量将到达136.04万台。工业机器人未来在我国的开展潜力将是相当可观。