新闻动态
SUPPORT
决战上甘岭!攻坚2025中国制造的工业机器人差在哪?
发表于:2018-08-23

尽管近几年来国产工业机器人有了很大的发展,

中国工业机器人连续6年成为世界第一大应用市场。

减速器、伺服电机、控制器是工业机器人的三大核心零部件,三者合计占工业机器人总成本的70%。

然而,国产机器人的市场份额只占三成,且处于低端化。

高端机器人、三大核心零部件大多依赖于进口,单是采购零部件的成本就已高出国外品牌整个机器人的价格。

竞争力不高,使得机器人研究专家和从业人员都在关注“核心零部件”,希望不再被人“卡脖子”。

“其实成本不是我们需要考虑的问题,需要做核心零部件是因为需要做到核心技术的自主可控。”在赵杰看来,核心零部件只是机器人的核心技术之一,机器人技术和产业发展是一项系统性工程,必须从基础前沿技术、共性关键技术、核心部件、核心软件、核心器件,甚至工业机器人和应用工艺系统解决方案等多个方面进行全面突破,而且需要协同发展,这样才能推动我国工业机器人和整个机器人产业的快速发展。

当前,中国的机器人企业已有数千家,但多是“弱、小、散”。“机器人真正的核心部件和技术是‘大脑’,即控制系统。”曲道奎说。现在是全球协作的时代,任何一个国家、区域、企业都不可能独自把产业链做全,要做好自己的长板,“关键是要把握好核心技术自主可控,剩下的原料交给市场解决”。

“我们要感谢人工智能的迅猛发展,让机器人‘热’开始降温,这对机器人行业来说,是真正迎来了良性发展的好时期。”赵杰呼吁,机器人产业需要专注,“企业应该真正静下心来去研发,专注于某个领域,‘数十年磨一剑’,有非常好的技术沉淀,在领域内做到最牛,有‘卡别人脖子’的能力,这样,整个国产机器人产业才会有一个非常大的发展”。

但不可否认的是,用户在选择产品时,如果不是特别注重成本,

还是会优先选择发那科、ABB、安川、库卡等四大家族的产品,

这一点从每年的销量报表上就可以看得出来。但是,两者产品的差距到底在哪里呢?

控制器:没有核心算法

业内很多人都说,控制器是工业机器人几大核心零部件中国内外差距最小的,然而实际情况却是,

我国始终未能掌握工业机器人核心控制器的核心算法,导致国产工业机器人“大脑”不够聪明,在稳定性、故障率、易用性等关键指标远不如四大家族。

控制器是影响机器人稳定性的关键部件,而软件相当于语言,把“大脑”的想法传递出去。要将语言表达准确,就离不开底层核心算法。多年来,“四大家族”对核心算法一直处于秘而不宣,导致国内企业难以看透控制器核心算法的精髓。

正是由于核心算法的缺失,因此就算伺服系统、减速器等零部件购买国外的产品,国产工业机器人依然在精度、稳定性等方面赶不上国外的产品。

对于一些精度要求不太高的应用,国产工业机器人尚可使用,但是如果想要应用到航天航空、军工、汽车制造等高端领域,就难免有些心有余而力不足。

伺服系统:算法也是一个问题

机器人完成每一个动作,都需要核心控制器、伺服驱动器和伺服电机三方协同作战。伺服系统由于核心算法跟不上,导致响应速度会比国外产品低很多。就单台伺服系统来说,国产机器人精度还算不错,但高端机器人一般同时有6台以上伺服系统,再用传统的控制方法就很难取得想要的控制效果。

通过底层算法,国外核心控制器可以通过伺服系统的电流环直接操作电机,实现高动态多轴非线性条件下的精密控制,因此“四大家族”的机器人响应速度更快、定位更准确。未能掌握核心算法,就相当于一个思想健全但是语言表达有障碍的人,始终无法用语言正常来表达自己的想法。这个问题反映到工业机器人上,就成为稳定性不高,故障率却居高不下的重要原因之一。

减速器:技术要求高,装备达不到要求

虽然近几年来国内在机器人用的精密减速器上有了较大的突破,尤其是谐波减速器已经有量产的产品,但是说到能替代进口,还需要比较长的时间,国产产品在精度和寿命方面都有比较大的差距。

有专业人士表示,减速机的发展依赖于国家装备制造业的提高,这是一个系统性的问题。

减速机和伺服电机对轴承、齿轮的精度要求非常高,国内材料也无法满足机器人的要求,而齿轮的加工精度取决于高端数控机床的能力,与数控机床等设备的精度密切相关,在数控机床领域,中国尚处于技术追赶阶段。加工工艺的差距涵盖了基础材料和制造工艺水平两方面差距。

目前国内做得比较好的减速器企业,大多都是投入大笔资金购买国外的成熟专用机床。

国外企业经过近半个世纪的技术沉淀,对于工艺的理解和功能的优化并不是国内几年时间就能追赶上的。工艺软件开发不足,也导致国产工业机器人的综合竞争力薄弱。如果核心算法、减速器、工艺软件等方面得不到重大性突破的话,国产工业机器人始终会受制于人。


伴随着日本和欧洲劳动力人口的减少,中国等新兴市场国家劳动力成本的不断上涨以及对产品品质需求的不断提升,机器人市场规模增长显著,在2014年之前一直保持了两位数的增幅。而且,今后上述背景因素的影响仍将持续发酵,机器人市场的规模仍有望进一步扩张。

从行业需求来看:汽车和半导体等电子设备对机器人的需求增长显著从不同行业对工业机器人的需求来看,汽车以及电子设备(半导体等)领域增长显著。但与此同时,其他行业对机器人的需求也一直攀升。

从工业机器人类型来看:驱动型和组装、搬运型机器人最受青睐从各行业所需要的机器人的类型来看,驱动型机器人、组装和搬运型机器人使用最多。与此同时,焊接和涂装用机器人在汽车行业需求不断提升,清洁和搬运型机器人则在电子设备行业被广泛使用。从工业机器人的地域分布来看:中国等亚洲市场成为增长“引擎”从工业机器人市场的地域分布来看,日本的工业机器人保有量位居全球第一,其中的一个重要原因就是劳动力人口的不断减少。中国也面临着劳动力人口减少的情况,加上劳动力成本的大幅攀升,以及对于提升产品品质需求的扩大,中国目前的工业机器人保有量仅次于日本,位居全球第二。2011~2016年,中国工业机器人的市场规模扩大了3倍以上。总体来看,亚洲市场已成为全球工业机器人增长的“引擎”。

中国工业机器人,需要解决好人才培养问题,才能做到真正的“中国智造”

全球工业机器人巨头的竞争情况和未来的发展战略从全球主要工业机器人制造商的销售额情况来看,ABB、发那科、川崎重工、安川电机和库卡位居前五之列。而今后这些巨头的发展战略主要包括以下方面:继续开拓各行业对于工业机器人的需求,并且提高销售额;高度关注和占领具有高成长性的中国市场;通过开发与人合作机器人进一步扩大工业机器人的使用领域;应对物联网(IoT)的快速发展所带来的挑战。

据预测,全球工业机器人的市场规模到2020年将增至1110亿美元。中国自2013年起成为世界上最大的工业机器人消费市场,并保持至今。但由于长期以来在核心技术方面的滞后,我国工业机器人产业依然存在着不少的短板,包括关键零部件受制于人、品牌实力较为薄弱以及行业专业人才匮乏等等。

那么,我国机器人操作人员的缺口到底有多大呢?据透露,这一缺口超过500万人,如果不加快培养,就会给全国的智能化拖后腿。目前,机器人相关人才主要有三种来源:一是引进工业机器人本体公司专业技术人员到企业实体教学培养相关人才;二是企业与专业职业培训机构进行订单式培养,在培训机构进行理论和实操培训后,送往机器人研发基地或机器人本体公司进行实习后定向向企业输送人才;第三种是来自各大院校机电一体化技术、电气自动化技术等专业的毕业生。但进入企业后需要通过专业培训才能初步达到上岗要求,而且要经过一定的工作年限才能真正适应该类岗位的需求。因此,加强人才队伍建设迫在眉睫,这不仅关乎中国智能化进程,也关系到全球机器人产业的发展。业内人士分析,面对人才短缺问题,企业和院校应建立良好的合作关系,投入资金加大教育和实践力度。而国产工业机器人,更需要解决好人才培养问题,做到真正的中国“智造”

作为茂捷半导生产的磁感类接近式开关茂捷M7101,在工业机器人应用中可以应用到:

1、检验距离

检测 电梯、升降设备的停止、起动、通过位置;检测车辆的位置,防止两物体相撞检测;检测工作机械的设定

位置,移动机器或部件的极限位置;检测回转体的停止位置,阀门的开或关位置;检测气缸或液压缸内的活塞

移动位置。

2、尺寸控制

金属板冲剪的尺寸控制装置;自动选择、鉴别金属件长度;检测自动装卸时堆物高度;检测物品的长、宽、高

和体积。

3、检测物体存在有否

检测生产包装线上有无产品包装箱;检测有无产品零件。

4、转速与速度控制

控制传送带的速度;控制旋转机械的转速;与各种脉冲发生器一起控制转速和转数。

5、计数及控制

检测生产线上流过的产品数;高速旋转轴或盘的转数计量;零部件计数。

6、检测异常

检测瓶盖有无;产品合格与不合格判断;检测包装盒内的金属制品缺乏与否;

区分金属与非金属零件;产品有无标牌检测;起重机危险区报警;安全扶梯自动启停。

7、计量控制

产品或零件的自动计量;检测计量器、仪表的指针范围而控制数或流量;检测浮标控制测面高度,流量;

检测不锈钢桶中的铁浮标;

仪表量程上限或下限的控制;流量控制,水平面控制。

8、识别对象

根据载体上的码识别是与非。

9、信息传送

ASI(总线)连接设备上各个位置上的传感器在生产线(50-100米)中的数据往返传送等。

更多产品信息

 茂捷微信.jpg

茂捷半导体是一家专业从事纯模拟电路和数模混合集成电路设计的IC设计公司。公司资深研发团队将业界先进的设计技术与亚太地区的本土优势产业链相结合,服务全球市场,为客户提供高效率、低功耗、低风险、低成本、绿色化的产品方案和服务。助力于充电器、适配器、照明、锂电充电等产业的发展。
茂捷半导体主营AC/DC系列电源芯片、LED芯片、锂电充电IC等IC芯片,其产品具备性能优良、性价比高、兼容性好等优势,可优势兼容例如昂宝、晶丰明源、士兰微、启达、矽力杰、硅动力、赛威、微盟等品牌驱动IC芯片,且脚位PIN对PIN,大多数品牌驱动IC兼容替换之后PCB板不需做任何的改动,并且测试参数比较其他品牌均有优势,已有多数厂商批量生产。

本文由国产电源管理芯片制造商茂捷半导体搜集整理、材料全来自互联网。协同为国产电源芯片加油喝彩!

在线客服
热线电话
微信公众号