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我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀淺析

常云
紅塔遼寧煙草有限責(zé)任公司沈陽(yáng)卷煙廠

機(jī)器人的廣泛使用是我國(guó)從制造業(yè)大國(guó)走向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的重要手段和途徑。工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的標(biāo)志，機(jī)器人的制造及應(yīng)用水平，代表了一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平，發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。本文主要分析了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

工業(yè)機(jī)器人 發(fā)展現(xiàn)狀

1　引言

當(dāng)前，世界各國(guó)均在發(fā)展工業(yè)機(jī)器人方面投入了一定的人力、物力、財(cái)力，提升了工業(yè)機(jī)器人向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程。然而，隨著歐美一些國(guó)家大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其“再工業(yè)化的”不斷興起，高端智能制造日益成為了世界各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)方向。工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，提高社會(huì)生產(chǎn)效率，降低制造成本和推動(dòng)企業(yè)發(fā)展，解決我國(guó)即將面臨的人口老齡化而帶來(lái)的用人荒的必要手段。隨著機(jī)器人的發(fā)展，不同種類的工業(yè)機(jī)器人正在逐漸應(yīng)用在各行各業(yè)上。

2　我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人雖然經(jīng)過(guò)“七五”攻關(guān)計(jì)劃、“九五”攻關(guān)計(jì)劃和863計(jì)劃的支持已經(jīng)取得了較大進(jìn)展，但是在某些關(guān)鍵技術(shù)上，還缺乏整體核心技術(shù)的突破，具有中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人則很少。目前與國(guó)外企業(yè)相比，我國(guó)機(jī)器人制造公司在技術(shù)上的軟肋主要表現(xiàn)在電機(jī)技術(shù)、加工工藝兩方面。

2.1我國(guó)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用廣泛

與歐美國(guó)家比，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展比較晚，在上世紀(jì)70年代的初期才開(kāi)始發(fā)展的。雖然起步晚，但是發(fā)展比較快。在上世紀(jì)80年之后，我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)方面加大資金投入、人才投入、進(jìn)而此項(xiàng)技術(shù)發(fā)展迅猛，基本上能夠滿足國(guó)內(nèi)需要。到了上世紀(jì)的90年代中期，我國(guó)著重研究開(kāi)發(fā)焊接機(jī)器人技術(shù)，并很快有效掌握了焊接機(jī)器人的整套開(kāi)發(fā)及應(yīng)用技術(shù)，包括設(shè)備制造技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等多種技術(shù)均已經(jīng)全面掌握。自上世紀(jì)90年代后半期開(kāi)始，我國(guó)生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)器人已經(jīng)商品化，為我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，在制造業(yè)中，尤其是在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。如在機(jī)械加工、毛坯制造、熱處理、焊接、表面涂覆、裝配、上下料、檢測(cè)及倉(cāng)庫(kù)堆垛等作業(yè)中，機(jī)器人都已經(jīng)逐步取代了人工作業(yè)。隨著工業(yè)機(jī)器人智能化水平的提高，機(jī)器人的應(yīng)用范圍已從汽車(chē)制造業(yè)推廣到其它制造業(yè)，如電子電氣行業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、食品工業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中，點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、裝配機(jī)器人、分配機(jī)器人、噴漆機(jī)器人及搬運(yùn)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用。

2.2我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和國(guó)外比還有較大差距

目前，我國(guó)對(duì)于機(jī)器人的研發(fā)主要包括數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)與裝備、機(jī)器人各類自動(dòng)生產(chǎn)線、優(yōu)化機(jī)器人各種操作、智能控制以及對(duì)應(yīng)的軟硬件設(shè)計(jì)和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃等。與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家比，我國(guó)機(jī)器人由于研究起步晚，機(jī)器人的可靠性低、應(yīng)用領(lǐng)域窄、生產(chǎn)線的系統(tǒng)技術(shù)等也與國(guó)際水平有差距。世界機(jī)器人聯(lián)合會(huì)曾預(yù)計(jì)，2015年我國(guó)將成為世界上規(guī)模最大的機(jī)器人市場(chǎng)，但是國(guó)內(nèi)機(jī)器人機(jī)器自動(dòng)化生產(chǎn)線的技術(shù)落后、生產(chǎn)水平和產(chǎn)能都很低。我國(guó)雖然有自主品牌工業(yè)機(jī)器人廠家，但整體機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)還很博瑞。雖然2013年國(guó)產(chǎn)機(jī)器人銷售總量超過(guò)9500臺(tái)，但關(guān)鍵零部件仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人銷量在國(guó)內(nèi)、國(guó)外市場(chǎng)只占極小份額，而我國(guó)工廠在機(jī)器人及其自動(dòng)化生產(chǎn)線購(gòu)買(mǎi)中，進(jìn)口仍占了極大比重。和國(guó)外比，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展主要存在以下不足：

第一，中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人沒(méi)有形成自己的品牌。目前，盡管已經(jīng)有一批企業(yè)在從事工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的開(kāi)發(fā)，但是都沒(méi)有形成較大的規(guī)模，缺乏市場(chǎng)品牌的認(rèn)知度，在機(jī)器人的市場(chǎng)方面一直面臨國(guó)外品牌的競(jìng)爭(zhēng)壓力。

第二，基礎(chǔ)零部件制造能力差。盡管我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)基礎(chǔ)零部件方面已經(jīng)有了很好的基礎(chǔ)，但是無(wú)論從質(zhì)量、產(chǎn)品系列方面，還是批量化供給方面都與國(guó)外的產(chǎn)品有較大的差距，特別是在高性能交流伺服電機(jī)和高精密減速器方面的差距尤為明顯。

第三，需要開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研究。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)盡管發(fā)展的相對(duì)成熟，但是工業(yè) 技術(shù)也在不斷的發(fā)展，需滿足不同產(chǎn)品需求的新的機(jī)器人構(gòu)型，如具有力覺(jué)、機(jī)器視覺(jué)及多種傳感器的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)等。

第四，國(guó)家在鼓勵(lì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品研發(fā)方面的政策很少。日本政府為了鼓勵(lì)企業(yè)生產(chǎn)和使用機(jī)器人制定了相關(guān)的扶植和激勵(lì)政策，極大地促進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和工業(yè)機(jī)器人推廣應(yīng)用。

3　工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)

工業(yè)機(jī)器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實(shí)踐證明，它在提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益，改善工人勞動(dòng)條件等方面，有著令人矚目的作用，引起了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。世界工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)普遍看好，各國(guó)都在期待機(jī)器人的應(yīng)用研究有技術(shù)上的突破。從近幾年世界機(jī)器人推出的產(chǎn)品來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢(shì)主要為：結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和

分散化；控制技術(shù)的開(kāi)放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化；多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化；工作環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。未來(lái)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)主要朝著以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

（1）朝著標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。當(dāng)前，世界各個(gè)國(guó)家均在研究、開(kāi)發(fā)發(fā)展組合式機(jī)器人。這種機(jī)器人就是運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的組合件進(jìn)行拼裝而制成的。可以說(shuō)，今后將朝著伺服電機(jī)、傳感器、手臂、手腕與機(jī)身等工業(yè)機(jī)器人組件標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。

（2）朝著智能化方向發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人智能化通俗地講是讓機(jī)器人有感覺(jué)、有知覺(jué)，能夠迅速、準(zhǔn)確地檢測(cè)及判斷各種復(fù)雜的信息。

（3）研究新型機(jī)器人結(jié)構(gòu)。新型微動(dòng)機(jī)器人結(jié)構(gòu)可以提升工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)精度、改善工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境，為此研制新型工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)也是將來(lái)適應(yīng)工作強(qiáng)度高、環(huán)境復(fù)雜的作業(yè)需要。

（4）研究機(jī)器人協(xié)作控制。在先進(jìn)制造環(huán)境中，需要多個(gè)機(jī)器人、生產(chǎn)線、周邊設(shè)備、生產(chǎn)管理系統(tǒng)與人的集成，完成協(xié)作控制，進(jìn)而工業(yè)機(jī)器人的協(xié)作控制系統(tǒng)是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

綜上所述，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展面臨著與國(guó)際接軌、參與國(guó)際分工的巨大挑戰(zhàn)，我們要加快工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，利用機(jī)器人技術(shù)提升我國(guó)工業(yè)發(fā)展水平、從制造業(yè)大國(guó)變成制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。

［1］張紅霞.國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)研究［J］.電子世界，2013.12（7）.

［2］國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及策略［C］.第五屆數(shù)控機(jī)床與自動(dòng)化技術(shù)專家論壇，2014.3.

［3］王田苗，陶永.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略［N］.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2014.9.

［4］張宇洋.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略［J］.商，2015.34.

［5］寧言軍.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略［J］.南方農(nóng)機(jī)，2016.04.