根據IFR最新數據，2013年中國機器人新增量為 36，500台，首次超越其它已開發國家躍居世界第一。然而，中國機器人存量還是比較少的。世界工業機器人總量已達到一百多萬台，主要分布在日本、美國、德國等已開發國家，而中國的存量僅為9萬多台。以汽車製造業為例，每萬名生產工人占有機器人的數量，日本為1710台，義大利為1600台，法國為1120台，西班牙為950台，美國為770台，中國還不到90台。如果考慮到製造業整體對機器人的需求，中國工業機器人市場潛力極為巨大。
基本介紹
- 中文名：工業機器人
- 技術：廣州數控 南京埃斯頓 安徽埃夫特
什麼是工業機器人,工業機器人的組成及核心零部件,我國工業機器人的發展現狀,國內工業機器人企業介紹,結語,
什麼是工業機器人
根據套用領域的不同，目前我國的機器人主要有三種，即工業機器人，服務機器人和特種機器人，本文所講的即是工業機器人。
工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。工業機器人是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程式運行，現代的工業機器人還可以根據人工智慧技術制定的原則綱領行動。
工業機器人的組成及核心零部件
工業機器人由機械本體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。機械本體即機座和執行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度；驅動系統包括動力裝置和傳動機構，用以使執行機構產生相應的動作；控制系統是按照輸入的程式對驅動系統和執行機構發出指令信號，並進行控制。
工業機器人的核心零部件是組成機器人最重要的裝置。核心零部件的品質好壞直接影響了機器人的工作精度及穩定性。另一方面，核心零部件占機器人總成本75%左右，直接影響了機器人的定價及競爭力。
工業機器人的核心零部件為：
l 控制器 – 機器人的大腦
l 伺服系統 – 機器人的驅動設備
l 減速機 – 高精密機械部件，直接影響機器人重複定位精度
世界各大機器人製造商都擁有自己的核心零部件技術。事實上，許多機器人製造商就是以核心零部件起家，然後再向下游發展進入機器人行業的。在所有核心零部件里，減速機是個例外，由於加工製造精度要求高，世界主流機器人廠家基本都選擇外購。
我國工業機器人的發展現狀
根據IFR最新數據，2013年中國機器人新增量為 36，500台，首次超越其它已開發國家躍居世界第一。然而，中國機器人存量還是比較少的。世界工業機器人總量已達到一百多萬台，主要分布在日本、美國、德國等已開發國家，而中國的存量僅為9萬多台。以汽車製造業為例，每萬名生產工人占有機器人的數量，日本為1710台，義大利為1600台，法國為1120台，西班牙為950台，美國為770台，中國還不到90台。如果考慮到製造業整體對機器人的需求，中國工業機器人市場潛力極為巨大。
隨著中國勞動力成本上升、安全生產意識增強，特別是中國工業轉型升級的需要，中國的工業機器人在未來的5-10年還將會有大的發展。在“十二五”期間，國家863項目、國家支撐計畫重大項目、國際合作重大項目等多個項目都有涉及機器人項目。國內各個地區、省市也在大力投資機器人的產業建設。
雖然我國機器人市場已成為世界第一，但是這個市場卻被國外產品把持著.從中國市場的銷售情況來看，跨國公司的品牌尚為絕對優勢。中國機器人產業聯盟數據表明，2013年外資品牌的機器人銷售量為2.7萬台，占總銷售量的74%。號稱國際機器人“四大家族”的發那科、ABB、庫卡、安川這四大集團已全部進駐中國，不斷在中國投資建廠、擴大規模，在中國市場的覆蓋率很高。相比之下，國產品牌尚處於成長階段，數據表明，2013年中國機器人銷售9700台，占比僅為26%，這其中絕大多數還是技術相對簡單的直角坐標系機器人。
國外巨頭把持七成以上市場份額的情況並不是毫無來由的。它們在工業機器人行業擁有40年以上的豐富經驗，與此同時，作為典型的資金技術密集行業，國外企業的規模效應也必然帶來效率。並且，國內企業在主機成本和可靠性品質上也不如國外品牌。以MTBF（平均無故障時間）為例，國內產品平均在8000小時，而國外同類產品可達數萬小時，國外機器人巨頭在零部件、集成商及工藝上的努力是長期的，必然相對國內企業有巨大的優勢。
國內工業機器人企業介紹
中國工業機器人企業目前處於發展的起步階段。其中，瀋陽新松機器人、廣州數控、南京埃斯頓、安徽埃夫特，是中國機器人生產企業的第一梯隊，也被稱為國產四大機器人生產商。這四大機器人企業的行銷模式都是走系統集成商和OEM的銷售方式。
瀋陽新松機器人,A股上市公司，規模比另外3家都要大，業務模式也和其它三家差別很大。 新松是瀋陽自動化研究所旗下的公司。由於它的國企背景，承接很多國家和軍方項目，也經常被中央電視台報導。新松的主要業務是系統集成，它也代理不少其它品牌的機器人，如ABB和KUKA等。新松也擁有自主研發的機器人，銷售最多的是AGV物流小車機器人。
廣州數控和南京埃斯頓都是機器人本體製造商。他們的背景很相似，都是以工具機數控系統起家，然後向下游拓展，進入了伺服電機和機器人領域。廣數的伺服主要套用與切削工具機，而埃斯頓的伺服屬於通用伺服，套用於多種行業。根據2013年工控網的伺服行業報告，埃斯頓的通用伺服在國產伺服里銷量排行第一。這兩家公司還都擁有自主研發的機器人控制器，他們在發展歷程上與世界四大家族裡的發那科和安川很接近。
安徽埃夫特是奇瑞汽車和蕪湖市政府聯合組建的公司。埃夫特沒有自主研發的核心零部件，所有部件全部外購，再在安徽蕪湖的工廠進行組裝。埃夫特比較注重和集成商之間的合作，之前與上市公司慈星股份建立的戰略合作關係。
現階段國內機器人廠商在高端領域不能直接與國外企業競爭。而在中低端領域，最終用戶對機器人的性價比要求極高，這就要求國產機器人在成本和性能方面有很好的把握。這時，占據機器人75%成本的核心零部件就顯得格外突出。換句話說，核心零部件的突破對國產機器人能否在機器人舞台占據一席之地至關重要。
專家們認為，短時間內最難突破的核心零部件為減速機。減速機占機器人成本的20%-25%，是一種精密的機械傳動部件，是機器人必不可少的功能部件。但在世界機器人四大家族中，僅僅安川使用部分自製的減速機。其它三大家仍堅持使用納博等專業減速機廠家生產的減速機產品。可見，生產減速機的難度之高。國內中低端套用，雖然在意成本，但對品質的要求並不低。截至2014年，除了廣州數控以外，南京埃斯頓和安徽埃夫特等國產機器人企業均選擇外購減速機以確保機器人的精度和穩定性。
伺服電機，作為機器人的核心零部件之一，能夠使機器人跟隨外部指令進行人們所期望的運動。國產伺服電機套用到機器人上最大的挑戰就是缺乏頂層設計，即做伺服的企業對機器人不了解，而做機器人的企業對伺服也不了解，導致機器人無法形成一套完整設計方案。截止至2014年，在國產機器人伺服領域，南京埃斯頓是國內少有的兼具機器人知識和伺服經驗的優質企業。以廣州數控，華中數控為代表的國產企業雖有自主伺服產品，但主要套用在工具機領域，缺乏通用伺服領域的知識。南京埃斯頓已經在通用伺服領域有10年的積累，並獲得科技部863項目支持，成功研發出了機器人專用伺服驅動器和電機，在伺服核心部件領域已經先拔頭籌。
在控制器方面，廣州數控和南京埃斯頓等企業都相應推出了自主研發的控制系統。經過多年積累，國內機器人控制器所採用的硬體平台和國外產品並沒有太大差距，差距主要體現在控制算法，仿真與離線編程和套用軟體包上。據埃斯頓機器人的吳蔚副總經理介紹，埃斯頓機器人在2011年引入了一個加拿大機器人團隊成功開發了機器人控制器及核心算法。埃斯頓公司除核心算法外，還已經擁有了完整的焊接和碼垛軟體包和離線編程與仿真的能力，可為多種行業的客戶提供高品質的產品和服務。
結語
巨大的市場需求和複雜的競爭環境給我國的機器人產業帶來了前所未有的機遇和挑戰。要想讓“中國製造”的機器人走的更快更遠，核心零部件的突破是關鍵。擁有自主核心零部件的企業在產品研發，服務的及時性與成本，以及備件價格上都將具備很大的優勢。在政策扶持和市場需求強勁的大背景下，中國機器人產業一片光明。在機器人企業，最終用戶，以及政府的共同努力下，中國機器人事業必將攀上世界之巔。
