工业机器人的价值正愈发凸显

一般来说,工业机器人由三大部分6个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。6个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。

1.机械结构系统

从机械结构来看,工业机器人总体上分为串联机器人和并联机器人。串联机器人的特点是一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点,而并联机器人一个轴运动则不会改变另一个轴的坐标原点。早期的工业机器人都是采用串联机构。并联机构定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接,机构具有两个或两个以上自由度,且以并联方式驱动的一种闭环机构。并联机构有两个构成部分,分别是手腕和手臂。

2.驱动系统

驱动系统是向机械结构系统提供动力的装置。根据动力源不同,驱动系统的传动方式分为液压式、气压式、电气式和机械式4种。早期的工业机器人采用液压驱动。由于液压系统存在泄露、噪声和低速不稳定等问题,并且功率单元笨重和昂贵,目前只有大型重载机器人、并联加工机器人和一些特殊应用场合使用液压驱动的工业机器人。气压驱动具有速度快、系统结构简单、维修方便、价格低等优点。

3.感知系统

机器人感知系统把机器人各种内部状态信息和环境信息从信号转变为机器人自身或者机器人之间能够理解和应用的数据和信息,除了需要感知与自身工作状态相关的机械量,如位移、速度和力等,视觉感知技术是工业机器人感知的一个重要方面。视觉伺服系统将视觉信息作为反馈信号,用于控制调整机器人的位置和姿态。

4. 机器人-环境交互系统

机器人-环境交互系统是实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。机器人与外部设备集成为一个功能单元,如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。当然也可以是多台机器人集成为一个去执行复杂任务的功能单元。

5.人机交互系统

人机交互系统是人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置。例如:计算机的标准终端、指令控制台、信息显示板、危险信号报警器等。

6.控制系统

控制系统的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号,支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。


在现代制造业发展过程中,工业机器人的价值正愈发凸显。特别是在人口红利减退、劳动力不足、产业变革加剧等背景下,通过应用工业机器人实现“机器换人”,从而提升企业生产、管理效率,提高盈利能力与综合竞争力,已然成为全球主流选择。



2020年,受这场特殊危机的影响,国内工业机器人发展一度受到不利影响,不过随着复工复产的推进以及社会生产生活的有序恢复,4月份国内工业机器人增加值实现了较大幅度增长。据国家统计局数据,4月份,装备制造业增加值同比增长9.3%,其中工业机器人增长26.6%。

值得一提的是,这15.3%的增长率,是国内工业机器人产量自2019年10月以来连续第三个月实现正增长。在此之前,飞速发展的国内工业机器人市场在2018年9月踩下了“急刹车”,连续13个月出现负增长。总体来看,国内工业机器人市场还是处于继续上升势头。因此,业内人士认为,2020年我国工业机器人产业有望迎来拐点,再度开启一段加速增长的“黄金期”。


韩国工业机器人使用密度已经达到了396台/万人,日本为339台/万人,德国为267台/万人。也就是说,中国工业机器人市场仍然有很大的增长空间。并且,人工智能、工业互联网、物联网、5G等前沿技术的应用,都将对国内工业机器人市场发展提供有利影响。


就国内工业机器人市场远期发展来看,行业内存在着的一些挑战不得不重视起来,例如我国工业机器人产业在核心技术、工艺水平、零部件、品牌影响力等方面还存在着不少短板。所以,要想在工业机器人市场增长方面打开新天地,就必须解决上述痛点。