工業(yè)機器人的開展跟使用，是我國制造業(yè)走向高端化跟智能化的重中之重。現(xiàn)階段我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)顯現(xiàn)“快捷生長”跟“國產(chǎn)替換”的兩重緊張?zhí)攸c。
工業(yè)機器人工業(yè)機器人是面向工業(yè)范疇的多樞紐機械手或多自由度的機械安裝，它能自動履行事情，是靠自身能源跟控制能力去實現(xiàn)各類功用的一種機械。它可以接管人類批示，也可以依照預(yù)先編排的程序運行，古代的工業(yè)機器人借可以依據(jù)人工智能技巧擬定的準則綱要行為。
構(gòu)成布局
工業(yè)機器人由主體、驅(qū)動體系跟控制系統(tǒng)三個根本部門構(gòu)成。主體即機座跟執(zhí)行機構(gòu)，包羅臂部、腕部跟手部，有的機器人另有行走機構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機器人有3～6個運動自由度，此中腕部平常有1～3個運動自由度。驅(qū)動體系包羅動力裝置跟傳動機構(gòu)，用以使執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生響應(yīng)的舉措。控制系統(tǒng)是依照輸入的順序?qū)︱?qū)動體系跟執(zhí)行機構(gòu)收回指令旌旗燈號，并停止節(jié)制。
工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)鏈
工業(yè)機器人行業(yè)上游是焦點零部件，次要的是減速機跟控制系統(tǒng)，那相當于機器人的“大腦”，中游是機器人本體，就是機器人的“身體”，卑鄙是體系集成商，海內(nèi)企業(yè)皆集合正在這個環(huán)節(jié)上。
工業(yè)機器人上游零部件行業(yè)次要是減速機、伺服電機、變頻器、控制器等，此中減速器、伺服電機及伺服系統(tǒng)正在工業(yè)機器人本錢中所占比重較大，離別為39%，28%，本體制造占比為22%。雖然減速機、伺服系統(tǒng)正在工業(yè)機器人本錢中所占比重較大，但海內(nèi)減速機、伺服電機等要害零部件開展絕對滯后，技術(shù)水平較低，產(chǎn)物穩(wěn)定性好，與外洋產(chǎn)物比擬存在很多差異，招致海內(nèi)工業(yè)機器人減速機、伺服電機等零部件次要依附入口，海內(nèi)企業(yè)工業(yè)機器人生產(chǎn)成本較下，競爭力較弱。產(chǎn)業(yè)鏈上游的焦點零部件
伺服電機電動伺服驅(qū)動體系是工業(yè)機器人的必不可少的要害零部件，是應(yīng)用各類機電發(fā)生的力矩和力，間接或直接天驅(qū)動機器人本體，以取得機器人的各類運動的執(zhí)行機構(gòu)，平常由伺服電機和伺服驅(qū)動器構(gòu)成。除可以停止速率與轉(zhuǎn)矩節(jié)制中，伺服系統(tǒng)借可以停止正確、快捷、不變的地位節(jié)制。
1、工業(yè)機器人對伺服電機的要求
分揀機器人的傳感器技術(shù)1）快捷相應(yīng)性，電伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高，快捷相應(yīng)機能愈好；2）起動轉(zhuǎn)矩慣量比大，正在驅(qū)動負載的環(huán)境下，要求機器人的伺服電機的起動轉(zhuǎn)矩年夜，轉(zhuǎn)動慣量小；3）節(jié)制特性的連續(xù)性跟直線性，跟著節(jié)制旌旗燈號的變更，機電的轉(zhuǎn)速能接連變更，有時借需轉(zhuǎn)速與節(jié)制旌旗燈號成正比或近似成正比，調(diào)速規(guī)模寬，能利用于1:1000～1:10000的調(diào)速規(guī)模。4）體積小、質(zhì)量小、軸向尺寸短，以共同機器人的體形；5）能禁受住苛刻的運轉(zhuǎn)前提，可停止非常頻仍的正反向跟減減速運轉(zhuǎn)，并能正在短時間內(nèi)蒙受數(shù)倍過載。交換伺服驅(qū)動器果其存在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動慣量比高、無電刷及換向火花等優(yōu)點，正在工業(yè)機器人中失掉廣泛應(yīng)用。
2、伺服電機的核心技術(shù)
1）旌旗燈號接插件的可靠性。國產(chǎn)伺服須要繼承改善，并且接插件的小型化、高密度化也是趨向，與伺服電機本體的集成計劃是個很好的做法，現(xiàn)階段日系的伺服電機良多就是如許計劃的，便利裝置、調(diào)試、改換。2）編碼器的高精度。特別工業(yè)機器人上用的多圈絕對值編碼器，現(xiàn)階段嚴峻依附入口，是制約我國高級伺服系統(tǒng)開展的緊張瓶頸之一。編碼器的小型化也是伺服電機小型化繞沒有過來的核心技術(shù)。縱觀日系伺服電機產(chǎn)物的更迭，皆是隨同著機電磁路跟編碼器的協(xié)同開展進級。此外，海內(nèi)的伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研討缺失，包羅絕對值編碼器技巧、高端機電的產(chǎn)業(yè)化制造技巧、生產(chǎn)工藝的沖破、性能指標的實用性驗證跟審核尺度的擬定等等。這些皆須要海內(nèi)機器人行業(yè)的焦點零部件企業(yè)來美滿。
無序分揀機器人3、機器人伺服電機的部門企業(yè)
控制器工業(yè)機器人控制器是機器人控制系統(tǒng)的焦點大腦。控制器的次要使命是對機器人的正向運動學、逆向運動學求解，以實現(xiàn)機器人的操縱空間坐標跟樞紐空間坐標的彼此轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)機器人的軌跡計劃使命，實現(xiàn)高速伺服插補運算、伺服運動節(jié)制。
機器人控制器由機器人控制器硬件跟機器人控制器軟件構(gòu)成。機器人控制器的軟件部門是工業(yè)機器人的“心臟”，跟著科技的開展，工業(yè)機器人從下位機到上位機的應(yīng)用軟件方面皆有了分歧水平的研究成果。
機器人軸數(shù)越多，對控制器機能要求也越下：機器人自由度的上下在于其可挪動的樞紐數(shù)量，樞紐數(shù)愈多，自由度越高，位移精準度也越下，其所利用的伺服電機數(shù)目便絕對較多，即越周詳?shù)墓I(yè)型機器人所用的伺服電機數(shù)目愈多。普通每臺多軸機器人由一套控制系統(tǒng)節(jié)制，也意味著控制器機能要求越高。
控制系統(tǒng)的開辟波及較多的核心技術(shù)，包羅硬件計劃，底層軟件技術(shù)，上層功用應(yīng)用軟件等，跟著技巧跟使用履歷的堆集，海內(nèi)企業(yè)機器人控制器產(chǎn)物曾經(jīng)較為成熟，是機器人產(chǎn)物中與外洋產(chǎn)物差異最小的要害零部件，海內(nèi)機器人控制器所采取的硬件平臺跟外洋產(chǎn)物比擬并不太年夜差異，差異次要正在控制算法跟二次開發(fā)平臺的易用性方面。
工業(yè)機器人控制器的部門企業(yè)
減速器工業(yè)機器人核心部件減速器是機械傳動的焦點，機器人的速率、精度皆與減速器有關(guān)，工業(yè)機器人利用的減速器次要包括：諧波減速器、RV減速器。
1、諧波齒輪減速器
諧波齒輪減速器是應(yīng)用行星齒輪傳動原理開展起來的一種新型減速器，由波發(fā)生器、柔輪跟剛輪構(gòu)成，依賴波發(fā)生器使柔輪發(fā)生可控彈性變形，并靠柔輪與剛輪嚙合去傳送運動跟能源。
諧波傳動存在運動精度高，傳動比年夜、質(zhì)量小、體積小、較小的傳動慣量等優(yōu)點。最緊張的是能正在密閉空間傳送運動，那一點是其他任何機械傳動沒法實現(xiàn)的。其缺陷為正在諧波齒輪傳動中柔輪每轉(zhuǎn)產(chǎn)生兩次橢圓變形，極易惹起資料的疲憊損壞，消耗功率年夜。同時，其惹起的扭轉(zhuǎn)變形角到達20’一30’以至更大。受軸承空隙等影響能夠惹起37～6’的回程偏差，沒有存在自鎖功用。
諧波齒輪減速器
2、RV減速器
物流分揀機器人競品RV減速器由一個行星齒輪減速機的前級跟一個擺線針輪減速機的后級構(gòu)成。RV傳動是新鼓起的一種傳動，它是正在傳統(tǒng)針擺行星傳動的根底上開展出來的，不只克制了普通針擺傳動的缺陷，并且存在體積小、質(zhì)量沉、傳動比規(guī)模年夜、壽命長、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動安穩(wěn)等一系列優(yōu)點。
RV減速器有較良好的機能：①擺線針輪行星減速安裝中的傳動整機剛度下、接觸應(yīng)力小，整機加工跟裝置精度容易實現(xiàn)高精度，那便使得擺線針輪傳動的服從很下；②行星傳動布局與松散的w輸出機構(gòu)組合，使全部擺線針輪減速安裝布局非常松散，是以其布局體積小跟質(zhì)量沉；③采取一齒好或少齒好傳動，擺線針輪傳動的傳動比巨細在于擺線針輪的齒數(shù)，齒數(shù)越多，傳動比越大；④擺線針輪傳動同時嚙合的齒數(shù)要比漸開線外齒傳動同時嚙合的齒數(shù)多，是以承載能力較大；⑤擺線輪跟針輪的輪齒均淬硬、精磨，比漸開線少齒好傳動中內(nèi)齒輪的加工機能更好、齒面硬度更高，使用壽命更長。
RV減速器
工業(yè)機器人減速器的部門企業(yè)
產(chǎn)業(yè)鏈中游的本體廠商
機器人本體廠商的事情次要是出產(chǎn)機器人本體，擔任機器人要害零部件出產(chǎn)、控制算法、開辟情況計劃等事情。
工業(yè)機器人的次要國際玩家
我國工業(yè)機器人與西歐驲之間的差異仍然較著。現(xiàn)階段工業(yè)機器人“四大家族”為寰球次要的工業(yè)機器人供應(yīng)商，占領(lǐng)寰球約50%的市場份額。占領(lǐng)了中國市場60%的份額，而海內(nèi)自立品牌占比不到10%。
其他世界著名的工業(yè)機器人企業(yè)另有Kawasaki川崎重工業(yè)公司、Epson愛普生機器人公司、Staubli史陶比爾機器人、NachiFujikoshi那智機器人、Comau柯馬機器人公司、Adept愛德普機器人公司和中國的新松機器人公司。
工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)近況從2013年起，中國接連四年成為寰球最大的工業(yè)機器人市場，據(jù)國際機器人聯(lián)合會IFR的講述，2016年，中國工業(yè)機器人銷量9萬臺，同比增加31%，約占寰球銷量的1/3。現(xiàn)階段，中國的機器人制造商正在擴展其正在海內(nèi)市場的份額，2018年~2020年，中國機器人的年銷售量估計每一年均勻增加15%~20%。
據(jù)統(tǒng)計，2017年1-9月，我國工業(yè)機器人產(chǎn)量到達95351臺，同比增加69.4%，9月當月產(chǎn)量為13085臺，比上年同月增加103.2%，繼承保持高速增加態(tài)勢。
從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，位于工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)依次是機器人單位產(chǎn)物制造商、機器人體系集成商跟工業(yè)自動化集成商。此刻，西歐、日本等一些國際工業(yè)機器人公司，正在中國沒有間接供給機器人自動化體系的集成效勞，而是將機器人單體發(fā)賣給體系集成商，由體系集成商再對終端用戶。
現(xiàn)階段，海內(nèi)的機器人企業(yè)多為體系集成商。依據(jù)國際履歷來看，海內(nèi)的機器人產(chǎn)業(yè)開展更瀕臨于美國形式，即以體系集成商為主，單位產(chǎn)物外購或貼牌，為客戶供給交鑰匙工程。與單位產(chǎn)物的供應(yīng)商比擬，體系集成商還要存在產(chǎn)品設(shè)計才能、名目履歷，并正在對用戶行業(yè)深刻理解的根底之上，供給可順應(yīng)各類分歧應(yīng)用領(lǐng)域的標準化、個性化成套配備。
工業(yè)機器人的大規(guī)模提高將為海內(nèi)相關(guān)體系集成商帶來開展機緣。中國機器人產(chǎn)業(yè)化形式較可行的是從集成起步至成熟階段采取分工形式：即美國形式-德國形式。
作為中國機器人市場上的主力軍，體系集成商遍及規(guī)模較小，年產(chǎn)值不高，面對壯大的競爭壓力。從相關(guān)市場數(shù)據(jù)來看，現(xiàn)階段海內(nèi)集成商范圍皆不大，銷售收入1個億以下的企業(yè)占大部分，能做到5個億的就是行業(yè)的佼佼者，10個億以上的天下規(guī)模寥寥可數(shù)。從海內(nèi)機器人市場開展近況看，有兩類企業(yè)將正在將來行業(yè)年夜開展的靠山中勝出：一類是有很強技巧研發(fā)秘聞，名目經(jīng)驗豐富的行業(yè)企業(yè)，另一類是正在某些行業(yè)有必然的名目履歷，擬正在自身行業(yè)推廣工業(yè)機器人的企業(yè)。
同時，產(chǎn)業(yè)借助本錢的力氣，企業(yè)經(jīng)由過程IPO不休發(fā)展壯大，此中匯川技巧、埃斯頓等優(yōu)良企業(yè)正在伺服技巧方面奔忙正在行業(yè)前列，慈星股分、新時達等正在工業(yè)機器人控制器方面較早結(jié)構(gòu)，中鼎力德、雙環(huán)傳動等存在代表性的公司涉足減速機；機器人、黃河旋風、拓斯達、埃斯頓、博實股分、天奇股分等一批公司漸漸成為工業(yè)機器人集成應(yīng)用領(lǐng)域的佼佼者。
國產(chǎn)分揀機器人報價只管前路艱苦，但大國突起之路上，工業(yè)機器人的入口替換已是大勢所趨。跟著技巧沖破的促進，海內(nèi)漸漸涌現(xiàn)出一批快捷生長的制造企業(yè)，中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)正向中高端提議沖鋒。
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