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我国工业机器人发展现状及发展前景研究
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2018/9/13 9:14:08  

摘要:为满足国家战略和民生重大需求,工业机器人已经在各个领域得到应用,不仅提高了自动化生产水平和生产质量,在生产效率方面也得到显著提升。本文介绍了我国工业机器人产业的发展现状,工业机器人的主要关键技术,最后展望了工业机器人的发展前景。

关键词:工业机器人产业;发展现状;关键技术;发展前景;

在老龄化、人均工资高增长背景下制造过程机器人自动化已经成为全球发展趋势,根据统计全球工业机器人供应量从2009年的6万台增至2016年29.4万台,此数字到2020年预计达到52.1万台,2009-2020年复合增速高达22%。全球市场中中国系供应量最大国家。目前,中国机器人产业发展正呈现加快向中高端转型的新特点。数据显示,2017全年中国工业机器人产量达到131079套,预计2018年工业机器人产量将达到151286套。连续五年成为全球第一大应用市场;但资本和创业者正逐渐回归理性,企业注册增长速度首次下滑。与此同时,目前产业发展正经历从数量扩展向高质量发展的攻坚阶段,一揽子行业标准和引导规范也正在加快酝酿推出[1]。

1我国工业机器人核心零部件的发展研究方向

我国工业机器人一些基础零部件关键技术急需提高,目前国内对于一些核心零部件主要依赖进口,虽然已经有部分国产的工业机器人零部件但仍处于成长期,在性能、可靠性、使用寿命等方面与国外还有很大的差距,所以就要求全面提升质量的稳定性和批量生产,重点突破制约我国机器人发展的共性关键技术[2]。下面是关键零部件的主要发展研究方向。

高精密减速器:通过发展高强度耐磨材料技术、加工工艺优化技术、高速润滑技术、高精度装配技术、可靠性及寿命检测技术以及新型传动机理的探索,发展适合机器人应用的高效率、低重量、长期免维护的系列化减速器。

高性能机器人专用伺服电机和驱动器:通过高磁性材料优化、一体化优化设计、加工装配工艺优化等技术研究,提高伺服电机的效率,降低功率损失,实现高功率密度。

高速高性能控制器:发展并掌握开放式控制器软件开发平台技术,提高机器人控制器可扩展性、可移植性和可靠性。

传感器:重点开发关节位置、力矩、视觉、触觉等传感器,满足机器人产业的应用需求。

末端执行器:重点开发抓取与操作功能的多指灵巧手和具有快换功能的夹持器等末端执行器满足机器人产业应用需求。

2我国工业机器人发展前景

随着我国2025智能制造这一主题的提出,整个制造业的发展已经开始发生了变化,特别是汽车生产行业、零部件制造行业智能制造发展之迅猛,随之而来的工业机器人的装配量将会稳固上升。此外,在我国的其它领域——环境比较恶劣的采矿业、水利水电业、工程建筑机械等行业,也将会对工业机器人产业起到推动发展的作用。例如建筑工程机械的结构件中,大多数为焊接件,为提高焊接的质量和节省焊接的时间,而且还能满足市场的需求,现在越来越多的工程机械要求采用机器人进行焊接作业[3]。下面是工业机器人技术加强发展的方向[4-6]:

工业机器人智能化体系结构标准方面,对于工业机器人的结构、设计方法研究,要形成一套完善可行的行业标准、更要符合国家标准和国际标准,这样能快速推进工业机器人的发展速度,以便于工业机器人发展前景系统的集成,应用与改造。工业机器人新型控制器技术方面,研制具有自主知识产权的先进工业机器人控制器。工业机器人智能化作业技术方面,工业机器人发展前景实现以传感器融合,虚拟现实与人机交互为代表的智能化技术在工业机器人上的可靠应用,提升工业机器人操作能力。除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器来实现协调和决策控制,基于视觉的喷涂机器人姿态反馈控制;研究虚拟现实技术与人机交互环境建模系统。成线成套装备技术方面,我国工业机器人产业将会在汽车制造业,焊接等具体行业中根据工艺需求,把新型控制器技术和智能化作业技术研究结合起来,研发最先进的、高效的工业机器人应用技术。在汽车生产线、零部件加工等产线中形成以工业机器人为核心的生产线成套装备设计技术,不仅能提高效率,还能提高产品的精度;对于应用比较广泛的弧焊机器人,使用激光视觉焊缝跟踪装置,把喷涂线的喷涂设备及相关功能部件加以集成,形成具有我国特色的智能型工业机器人为核心的成线成套自动化制造装备。

3结语

综上所述,现阶段我国对工业机器人的需求迅速增长,国内机器人产业总体水平与国外尚有差距,在我们国家工业机器人市场中,存在很多核心技术依靠国外进口,产业结构不完善,为了打破这种局面,我们国家将会投入大量的经费在工业机器人的一些核心零部件的研究,积极探索智能化、产业化、标准化生产,学习和引进国外先进的技术和经验不断改善和研究,结合具体实际进行开发研究,走出一条适合我国的自主研发之路,进而形成更多的自主品牌和自有优势。

参考文献

[1]赵臣,王刚.我国工业机器人产业发展的现状调研报告[J].机器人技术与应用,2009,3(2):8-13.

[2]李宇剑,巢明.我国工业机器人产业现状与发展战略探讨[J].制造业自动化,2010(15):106-108.

[3]王寅.中国工业机器人的软肋[J].中国报道,2015(01):22-25.

[4]本刊编辑部.我国工业机器人现状与发展[J].机器人技术与应用,2013(2):1-3.

[5]工业和信息化部发展改革委财政部关于印发《机器人产业发展规划(2016-2020年)》的通知[A/OL].(2016-03-21).

[6]刘玉丛.工业机器人的研究现状与发展趋势[J].电子技术与软件工程,2018(01):83.

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