浅谈工业机器人的发展现状与趋势

浅谈工业机器人的发展现状与趋势作者：金定浩来源：《科技创新导报》2017年第10期摘要：随着先进制造业的发展，工业机器人已经成为其不可缺少的重要部分。而工业机器人的制造和应用水平，也在一定程度上代表了一个国家制造业的水平。目前，世界上许多国家已经将发展工业机器人行业写入国家发展规划。该文简要介绍了国外和国内工业机器人的发展状况，并在此基础上分析了工业机器人的发展模式、技术发展趋势和全球未来增长点。关键词：工业机器人发展现状发展趋势中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0001-02工业机器人是面向工业领域的，多关节机械手或多自由度的机器装置。它的设计、制造和应用涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能等多个高新科技领域发展成果。它有着灵活度高、工作空间大、运动平稳性好等优点，经过多年的完善，工业机器人已经成为机器人领域的弄潮儿。伴随人类经济、科学技术的不断发展，工业机器人的技术也不断得到革新。在工业运用中，它有着工作效率高、能保障人身安全、节省原材料等优点。目前在工业领域已成为必不可少的重要组成部分。有国外专家预测，机器人的发展将是继汽车和计算机之后，又一颠覆人类社会的重要高新技术产业。1工业机器人的发展现状1.1国外发展状况“机器人”一词，最早出现在1920年被捷克作家雷尔·卡佩克所写的一个剧本中。但机器人真正的诞生地在美国，1954年，乔治·迪沃获得了第一个机器人专利（1961年授予）。迪沃在的专业基础上与恩格尔·伯格成立了第一家机器人公司。这时候生产的机器人，是可编程移机，又叫“可编程的用于移动物体的设备”。1958年，迪沃和伯格的公司生产出了一个机器手臂，能够完成搬运，这也是该公司的第一个机器人。从20世纪50年代一直到70年代，美国一直处于对机器人的研发阶段。直到80年代末，美国才真正开始重视机器人研究。政府出台了相关政策，在制订计划和加强投资开始鼓励发展和应用机器人于工业。随着机器人技术的不断加强，美国开始生产功能愈发强大的机器人，并迅速抢占机器人市场。截止到2014年底，北美工业机器人保有量预计达23.69万台。谈到工业机器人，有另一个国家不能被忽视—日本。日本是目前世界上拥有最先进机器人技术的国家之一。据统计，全世界范围内，目前有4成工业机器人集中在日本。日本机器人事业的起步没有美国早，这个发展速度得益于日本政府对于机器人的重视。早在2004年，机器人已成为日本“新经济发展战略”的七大产业领域之一。在机器人的销量方面，日本堪称“工业机器人出货大国”，就近几年，日本工业机器人的出货量几乎与整个北美地区相持平。在欧洲市场，德国引进机器人的时间比英国和瑞典要晚上好几年，但由于战后重建需要以及国民工业技术水平高，为工业机器人的迅速发展提供了非常有利的条件。2014年，除中国、日本、美国、韩国外，德国是机器人的第五大市场，预计工业机器人保有量已达17.58万台。目前，德国的工业机器人生产商有ROTEG、KUKA、REISROBOTICS、DURR、CLOOS等。1.2国内发展状况与上述几个机器人大国相比，中国在机器人行业的起步要晚的多，在近几年才开始大规模研发。虽然在2008年以前，我国几乎没有机器人产业，但随着人口增长和工业大规模发展，五年后，我国已成为全球最大的工业机器人市场，这与工业机器人的成本迅速减少和劳动力成本的稳步增长密不可分。在20世纪70年代初，我国工业机器人的研发工作才开始，其中，前十年的发展非常缓慢，处于单位和个人自主研发阶段。而从1985年开始，在经济转型的关键时期，我国工业机器人行业的政策红利开始不断释放，开始经历了从无到有，不断发展壮大的阶段。这几十年来，从“十五”到“十三五”规划，都为我国机器人发展从顶层设计的高度不断指明方向。据数据显示，2014年我国工业机器人的装机量已占全球总数的1/8，仅次于日本和韩国，而到了2016年，已居全球首位，同时成为全球工业机器人最大进口国。2014年，中国的工业机器人拥有量达到57万台。但从技术层面看，由于近几年的进口工业机器人的价格不断降低，我国自行制造的工业机器人在成本上，根本无法与之竞争，使得我国目前在工业机器人的生产过程中，只能依赖配套进口的零部件。2工业机器人发展趋势从工业机器人的发展模式上来看，大体可以分为日本模式、美国模式和欧洲模式。美国模式中，国内基本不生产普通工业机器人，企业所需机器人一般进口购买，并在此基础上自行设计所需的配套外围设备。日本模式，各部门分层面完成工作，即政府制定相关政策，各公司以开发和生产优质的新型机器人为主要目标，施行“一揽子解决方案”，即由生产企业的子公司或其他工程公司来负责设计所需机器人的成套系统，最终完成交钥匙工程。欧洲模式，机器人的生产和用户所需要的系统设计制造全部由机器人生产企业完成。虽然在2016年美国公布的全球最具影响力50家机器人公司中，有三家中国公司跻身——其中新松机器人自动化股份有限公司、大疆创新科技有限公司、富士康科技集团，但中国机器人产业，尚处孕育期。从发展模式看，中国现阶段的发展模式更接近美国，主要原因是机器人的本体还不能做到大规模国产化。未来发展的模式预计会与日本模式靠近，当然前提是能够真正突破核心部件的技术。从工业机器人的技术发展上来看，目前工业机器人技术正在向精度化、智能化、标准化、模块化等方向进行发展。主要体现在，精度化和智能化，现在的工业机器人正在对于作业过程进行检测、控制和优化，力求提高自动化水平；标准化和模块化，工业机器人的组建正在逐渐实现标准化和模块化，使得成本得以降低。从工业机器人未来的增长量来看，主要的潜力将集中在亚洲，尤其是中国大陆及台湾、韩国、印度等东南亚地区。这与中国的人口基数，以及国内制造业处于由传统装备向先进制造装备转型的时期不可分开。根据工信部《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，到2020年“机器人密度（每万名员工使用机器人台数）达到100以上”，可推算，目前国内还有至少500-600亿的机器人本体市场密度，到2020年，中国机器人产业规模将达近三千亿元。尽管近年来中国大陆的GDP增速有所下降，但工业机器人的安装量仍将持续增长，据有关研究机构预测，在2018年，中国将拥有超过全球总量1/3的工业机器人的装有量。3结语在半个世纪的发展后，工业机器人凭借其工作效率高、准备率高、节省材料、成本降低等优点在工业制造业有了举足轻重的地位。而工业机器人的制造技术先进程度、运用领域的广度也已在一定程度上代表了各个国家制造业先进程度。目前，全球对工业机器人的需求在不断加大，如何研究功能更加完善、更加标准化、精密化等的问题成为各国研究的主要关键。参考文献[1]张红霞.国内外工业机器人发展现状与趋势研究[J].电子世界，2013（12）：5.[2]骆敏舟，方健，赵江海.工业机器人的技术发展及其应用[J].机械制造与自动化，2015（1）：1-4.[3]原魁.工业机器人发展现状与趋势[J].现代零部件，2007（1）：29-33.[4]王田苗，陶永.我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J].机械工程学报，2014，50（9）：1-13.