工業(yè)機器人是應用于現(xiàn)代制造業(yè)、工業(yè)品生產(chǎn)的智能化設備猫态,其關鍵技術部件包括控制系統(tǒng)佣蓉、伺服電機、減速器亲雪,同時勇凭,這也是衡量機器人技術水平的主要指標。目前匆光,高端的工業(yè)機器人被德國套像、日本的企業(yè)包攬,關鍵零部件的研發(fā)技術终息,包括減速機、伺服電機方面贞让,日本企業(yè)處于領先地位;而在原材料艺滑、本體零部件和操作系統(tǒng),則是德國的企業(yè)更有優(yōu)勢砰染。
與德國跳犹、日本的領軍企業(yè)相比,國產(chǎn)機器人的技術水平仍然有很大的差距标增。以下玻冗,將從控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)杠卜、減速器逐枢、電機、機械本體坠屹、生產(chǎn)工藝和質量管控等方面進行全面分析遍跌。
控制系統(tǒng)方面
(1)控制芯片以及基礎軟件
全世界的機器人,包括工業(yè)機器人使用的控制系統(tǒng)芯片和基礎軟件兵扭,乃至控制產(chǎn)品其實都沒有很大差別哑立。事實上,由于國產(chǎn)品牌起步晚脾鸠,所使用的技術比較新杰捂,因此國產(chǎn)的控制系統(tǒng)開發(fā)廠家使用的系統(tǒng)芯片和基礎軟件甚至比于國外品牌所采用的芯片或基礎軟件更好。單從這方面看棋蚌,國產(chǎn)的企業(yè)具有一定的競爭力嫁佳。
(2)機器人操作系統(tǒng)
由于領先的機器人企業(yè)都有若干年的技術積累,通常都形成了自有的底層機器人操作系統(tǒng)附鸽,也就是基于硬件的控制軟件系統(tǒng)脱拼。除了一線的企業(yè)之外瞒瘸,世界上很多二線企業(yè)也都不具備自己的機器人操作系統(tǒng),多半是基于通用的實時操作系統(tǒng)的熄浓,比如VxWorks情臭、linux+rtruntime等。在這方面赌蔑,國產(chǎn)機器人并沒有很強的技術突破俯在,一般都使用第三方的實時內核操作系統(tǒng),其中又以裁剪linux最為普遍娃惯。
(3)機器人算法及底層驅動軟件
機器人的基礎理論在全世界都是完全相同的跷乐,因此算法和底層驅動軟件并沒有任何差別。然而罗迎,國際領先的機器人企業(yè)已經(jīng)開始將人工智能技術應用于機器人產(chǎn)品泊宴,國產(chǎn)的機器人還比較落后。從技術的角度分析秒足,機器人的發(fā)展歷史可以分為三個階段:第一代叫做示教再現(xiàn)機器人;第二代是結合了感知技術的機器人;第三代是認知機器人钱图。
示教再現(xiàn)機器人的技術,國產(chǎn)機器人技術都已經(jīng)覆蓋了寿伊。而有些國產(chǎn)工業(yè)機器人能夠通過視覺撩怀、力覺等技術獲得傳感器感知能力,就屬于第二代工業(yè)機器人揽此。双竣,目前,國產(chǎn)工業(yè)機器人基本具有這樣的水平艘赂。然而渤尚,國外先進的機器人企業(yè),包括Fanuc的機器人已經(jīng)能夠使用深度學習的算法盲趟,自動對機器人本身的行為進行學習演徘,并不斷調整自己的行為。這種技術其實就是認知技術在機器人上的運用眼虱,國產(chǎn)機器人還處于落后狀態(tài)喻奥。
(4)機器人工藝軟件開發(fā)
工業(yè)機器人的核心在于軟件,與工藝相關的軟件開發(fā)是決定機器人性能的關鍵所在捏悬。那么撞蚕,與工藝相關的軟件指的是什么呢?打個比方,人與人之間的差別主要在于頭腦不同过牙,有的人學習了焊接技術甥厦,懂得焊接工藝,就成為了焊接技師;有的人都不懂寇钉,就從事其他工作刀疙,這就是人的工藝適應性舶赔。對于機器人來講,這些工藝的適應性是通過軟件來表達的谦秧。也就是工藝軟件竟纳,對于工業(yè)機器人就是焊接、切割疚鲤、運輸?shù)溶浖?/p>
國產(chǎn)機器人最大的劣勢其實就在于工藝相關軟件的開發(fā)方面锥累。這是因為,國際先進的機器人企業(yè)已經(jīng)有超過半個世紀的研發(fā)和技術突破溢扳,對于工藝的理解和功能的優(yōu)化自然是國產(chǎn)企業(yè)無法企及的炸笋。國際上有些能夠在某些領域取得不錯成績的二線品牌,比如OTC祠乔、柯馬地毁、杜爾等,也是因為它們在某個工藝領域較為突出贏得市場锡疗」乃蓿或許,在某個工藝領域取得所突破囊嘲,正是國產(chǎn)機器人的出路。
驅動系統(tǒng)方面
在驅動系統(tǒng)方面吵淌,國產(chǎn)機器人依然面臨巨大的問題锯帚。由于沒有能夠和控制系統(tǒng)形成一體化的設計和實現(xiàn),做驅動被处、控制器的不是同一個廠家楞播,很多控制通道和數(shù)學模型是無法實現(xiàn)的。深究起來肢簿,驅動系統(tǒng)的問題并非控制設備和驅動設備本身靶剑,而在于控制方法。
減速機方面
在目前的工業(yè)機器人市場中池充,納博特斯克的減速機占據(jù)著絕對的市場優(yōu)勢桩引,即便是全世界最大牌的機器人也都在使用。在這一方面收夸,國產(chǎn)的機器人并沒有任何優(yōu)勢坑匠,事實上,全球其他企業(yè)也都沒有優(yōu)勢卧惜,但也不影響這些企業(yè)掌握機器人核心技術厘灼。
電機方面
國產(chǎn)機器人的電機水平?jīng)]有發(fā)展起來,其實要歸結于國產(chǎn)機器人產(chǎn)量的問題咽瓷。由于國產(chǎn)的工業(yè)機器人的產(chǎn)量一直很小设凹,造成定制電機成本太高舰讹,制造廠商無法像主流大廠商一樣,根據(jù)機器人對動力的要求定制電機闪朱。但是如果使用通用電機螟衍,會造成電機的慣量、電流乃衫、扭矩輸出響應能力等參數(shù)無法實現(xiàn)最優(yōu)化奏宽,也會進一步增大機器人的負載自重。
機械本體方面
分析國產(chǎn)機器人在機械本體部分的技術上惠普额神,主要從兩個方面出發(fā):即材料和設計加工工藝卸窿。材料方面,現(xiàn)在的機器人所使用的材料牌號基本是相似的惑膀,比如鑄鋁一般都采用美標A356唐肩,或對應的國標牌號,如ZL101或ZL101A等;大機器人關節(jié)臂一般采用球墨鑄鐵贼么。而在設計和機加工工藝方面穗掘,漏油、油封設計介她、傳動間隙称啸、機械剛度等機械方面最常見的幾個問題還需要企業(yè)來解決。
機器人生產(chǎn)工藝和質量管控
在工業(yè)和質量管控方面疾就,也是國產(chǎn)機器人企業(yè)的短板澜术。由于國產(chǎn)機器人的產(chǎn)量小,企業(yè)無法實現(xiàn)流水線猬腰、標準化生產(chǎn)鸟废,從而也造成了工藝可靠性需要依賴于技術工人的水平。然而姑荷,目前盒延,國內的優(yōu)秀工匠越來越少,一線生產(chǎn)的年輕人還沒有達到相應的水平鼠冕,在標準化生產(chǎn)流程和工藝不夠完善的情況下添寺,造成了國產(chǎn)機器人的質量一致性差。
從總體上看供鸠,國產(chǎn)的工業(yè)機器人與歐美發(fā)達國家相比畦贸,還有很長的一段距離。但是楞捂,工業(yè)機器人對于實現(xiàn)智能制造薄坏,提升企業(yè)競爭力又很重大的意義,因此也對國產(chǎn)機器人企業(yè)提出了新的要求寨闹。
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