8月29日,在2013年第24屆中國國際測量控制與儀器儀表展覽會上,中國工控網動態市場研究總監陳然說,2012年中國工業機器人市場規模增長達14.5%,2013年預計到年底將完成19.8%的增長,預計到2015年,中國工業機器人規模增速都將保持在20%左右。2013年可以說是中國工業機器人發展的元年。
從不同的應用用途來看,2013年中國工業機器人市場中,用于機械加工的機器人增速最快,達44%。而用于上下料、噴涂、搬運、焊接的機器人銷量分別增加28%、25%、20%、7%。
2004年以來,中國工業機器人市場開始啟動,國內需求強勁。國際機器人聯合會(IFR)預測,到2015年,中國機器人市場需求將達350000臺,占全球比重的16.9%,成為全球規模最大的市場。
給企業帶來什么?
工業機器人并不是在電影中看到的能走路、跳舞的“人形”機器人,而是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人,是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的自動化裝備。可替代人工從事簡單、重復的工作,不僅可提高生產效率、保證產品質量,還能帶動產業技術升級。在勞動力日益緊缺和人力成本逐步上漲的今天,使用工業機器人也是企業降低人力成本的有效途徑。
抓取包裝貨物,移到指定位置,放下并整齊、自動地碼在托盤上(或生產線上),不斷重復著拿起、移位、放下、再拿起。廣州數控設備有限公司(以下簡稱廣州數控)智能制造工程中心機器人項目經理王建波向記者描述了一臺碼垛工業機器人是如何工作的。
與機械式碼垛機不同的是,當物品的體積、形狀等發生變化時只需在觸摸屏上稍做修改即可。從低速到高速、從包裝袋到紙箱及桶裝物料,從碼垛一種產品到多種不同產品,可廣泛應用于酒水飲料、石化、藥品等生產線的搬運、拆裝、擺放等方面,效率更高、適用性更強。“這也是工業機器人與其他專用自動機的差別,前者能夠自主動作、可重復編程、多功能、多自由度操作、能適應產品種類變更;后者則是適應大量長期穩定單一化的產品生產。”王建波說。
近年來,在珠三角、江浙等制造企業比較密集的地區,像是碼垛、上下料、包裝等單調、頻繁的作業,或是涂膠、焊接等危險、惡劣環境下的作業,已經紛紛開始用工業機器人來代替人工。珠三角制造業使用機器人的企業年增長速度更是達到了30%至60%。
而在中國航天科工集團33所智能機器人研究室主任張新華看來,工業機器人的技術已日趨成熟,重點在于工業機器人的規模化、產業化,其未來將朝著標準化、輕巧型、智能化等方向快速發展。
工業機器人功能部件逐步標準化和模塊組合化,就能降低制造成本和提高可靠性,減輕重量和減少安裝占用空間,從而使更多的企業有購買和使用的可能。
近年來,世界各國紛紛開始發展的組合式機器人就是采用標準化的組合件拼裝而成的。在國內,中國航天科工集團33所也基于這一發展趨勢,研制出面向電子行業生產裝配的小型臺式工業機器人,并已形成系列化產品。
當工業機器人擁有了類似人類感覺器官的傳感器和類人型雙手和雙臂的執行裝置,以及很強的檢測功能和判斷功能,并能夠根據任務的不同、快速調整的時候,工業機器人就不僅只是代替人們完成各種勞動密集產業中的簡單重復操作、危險場合作業,以及其他惡劣環境中的作業,而是將伴隨著移動互聯網、物聯網的發展,逐步滲透到制造業的方方面面,完成更為復雜的工作,徹底改變傳統作業方式,并且幫助企業由制造實施型向服務型轉化,實現整個制造業的轉型升級。
用“洋人”還是“國人”?
當前,對全球機器人技術的發展最有影響的是歐美和日本。歐美在工業機器人技術的綜合研究水平上仍處于領先地位,而日本生產的工業機器人在數量、種類方面則居世界首位。并且,外資企業由于起步早,產業已形成規模化優勢,因此,在研發設計、核心零部件等領域形成了標準化流程,具有較強的領先優勢。
有數據統計,以平均無故障時間(MTBF)計算,國內機器人產品平均在8000小時,而國外同類產品可達數萬小時。可靠的穩定性就成了企業選擇“洋人”的主要原因,但是價格昂貴,后期維修費用高也讓很多企業望而卻步。
正是由于國外機器人高昂的價格和使用成本,給國內自主研發的機器人提供了機會。雖然與“高富帥”搶市場是目前國產工業機器人制造企業的現狀,然而從某種角度說,正是因為外資品牌的進入,滿足了中國機器人市場萌芽時期的應用需求,也加速了中國機器人產業的發展進程。
事實上,國內的工業機器人制造企業也在持續發力中。依托“研發核心技術+嫁接成熟技術”的研發模式,33所已經成功開發出了裝卸源機器人、移動印刷機器人、自動焊錫機器人等多種擁有自主知識產權的產品。
33研究所科研處處長姜福灝說:“價格方面,以一臺焊接機器人為例,我們的產品價格和使用維護成本要比國外同類產品便宜將近一半,使得機器人規模化應用成為可能。”
伺服電機、減速器和控制器是工業機器人關鍵功能部件,占整個機器人成本60%以上,對機器人性能和價格影響較大。包括廣州數控、沈陽新松、深圳眾為興等傳統國產數控系統企業,都紛紛加入了工業機器人的研發潮流。以往我國機器人生產企業大都引進日