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中国成全球第一大工业机器人市场


  2014年,工业机器人被来自全世界的喧嚣议论包围着。无论谁谈到第三次工业**和工业4.0,就不得不说机器人;无论谁提及先进制造和新科技**,也都会说到机器人。其中,中国机器人的话题又成了蕞大的焦点。这是因为,工业机器人在中国市场总销量已经占到全球销量的五分之一,超过日本,成为全球第一大工业机器人市场。

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  工业机器人在各行业应用已经成为大势所趋,其有助于缓解人口红利衰减问题,在危险、简单重复的领域取代人工,保证产品生产的精准性,提高劳动力生产效率。尽管发展前景乐观,但由于起步相对较晚,我国机器人产业发展面临着严峻的挑战。当前,我国机器人产业发展速度慢、国产机器人核心技术薄弱,自主研发能力不强,关键零部件依赖进口的现象比较突出。

  在产业政策的激励和市场需求的带动下,近年来机器人领军企业产业化能力不断提升,与此同时越来越多的新企业也积极投身于机器人产业当中。这无疑将带来国内机器人企业生产能力的快速上升,进一步加剧市场竞争。国内企业中,拥有百台以上制造能力的企业也仅有沈阳新松、广州数控、安徽埃夫特、上海沃迪、东莞启帆(台资)等几家,与外资企业上万台的销售规模差距明显。

  工业机器人主要由四大部件构成。目前我们所说的工业机器人,是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科技术于一体的自动化装备,由精密减速器、伺服电机、控制系统与本体几大部分构成。由于起步较晚,当前国内机器人研究亟须提升的技术包括电机、减速器、控制器、传感器等。这些关键部件的研发与制作既包含硬件加工方面的技术提升,又包含软件方面的升级创新,这些缺陷也是未来市场的增长点之一。

  在机器人专用高精度交流伺服电机方面,国外品牌占85%市场份额。目前欧系机器人的驱动部分主要由伦茨,博世力士乐等公司提供,欧系电机及驱动部件过载能力和动态响应好,驱动器开放性强,且具有总线接口,但价格昂贵。而日系品牌工业机器人关键部件主要由安川、松下、三菱等公司提供,其价格相对降低,但动态响应能力较差,开放性较差,且大部分只具备模拟量和脉冲控制方式。2012年,安川、abb等日本品牌占45%份额,欧美品牌占30%份额,台湾和韩国占10%份额。

  高精度交流伺服电机自主品牌仍处起步阶段。国内近年来也开展了大功率交流永磁同步电机及驱动部分基础研究和产业化,且具备了一点的生产能力,但其动态性能、开放性和可靠性还需要更多的实际机器人项目应用进行验证。国产品牌包括华中数控、兰州电机、和时利电机、广州数控、南京苏强电机、深圳雷赛电机等。汇川技术、埃斯顿等国内运动控制厂商尚处于小批量试用阶段。

  国内控制系统的项目应用经验较为缺乏。控制器、软件与本体一样,一般由机器人厂家自主设计研发。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发。通用的多轴控制器平台主要分为以嵌入式处理器为核心的运动控制卡和以工控机加实时系统为核心的软PLC系统,其代表分别是DeltaTau的PMAC卡和Beckhoff的TwinCAT系统。国内的在运动控制卡方面,固高公司已开发出相应成熟产品,但在机器人上的应用还相对较少。

  从目前来看,我国机器人相关企业已在核心零部件的研发生产上取得了一定的成果,但和日欧等国的领先品牌之间还存在一定差距,且市场占有率布不高。此外,工业机器人的上游行业零部件产业并不直接享受机器人产业政策的利好,但下游涉及到众多应用领域,随着市场需求的持续增加,将会刺激上游产业规模的爆发。

  “减速器的关键零件包括偏心轴、针齿壳、摆线轮、行星齿轮等,每一个部件都有很大的加工难度。”高润林说,倘若是一般部件,照着清单采购零件,用现成的设备就能做。可这个新玩意,不仅要做出“蛋”——减速器产品,还要有“鸡”——能够批量稳定生产减速器的专用设备。好在秦川已有减速器研发基础以及在机床加工设备上的优势,再加上市场发展的强烈紧迫感,让这第二次攻关能够大跨步推进。

  提前谋划和付诸行动,让秦川的减速器项目在今年正式得到了国家科技重大专项支持。目前,秦川机床生产的BX减速器在主要技术指标上已能媲美国际同类产品,明年将具备6万套至9万套的生产能力。“产品一旦批量入市,对国内机器人减速器市场,包括产品的价格走向,都将产生重要影响。”高润林说。

  系列化、高精度、低成本,这是秦川机床董事长龙兴元对减速器研发的要求。“我是学机械工程出身,许多事都习惯做好了再说。”龙兴元习惯了低调,但也坚信,秦川的关键元件将助推中国机器人迅速产业化。

  “机器人”之问

  刘进长,科技部高技术研究发展中心研究员。他从20多年前就开始追踪研究我国的机器人发展,担任过国家863计划机器人技术主题办公室成员,对我国“机器人圈”知根知底。2014年,刘进长发现,更多的人开始好奇地,甚至迫不及待地询问他关于机器人的那些事儿。

  “很多人会问,我国机器人企业的总体水平到底怎样。”刘进长说。新松、博实、广州数控、埃夫特、埃斯顿……刘进长近些年走遍了我国这些机器人企业,他几乎是“盯”着他们长大。“有声有色。”这是刘进长对这些企业的总体评价。

  “有声有色”,这个词适度而客观。2013年,国内企业在我国销售工业机器人的总量超过9500台,虽然数量暂时还未超过国外企业,但超过65%的增长幅度足以显示强劲的发展势头。“这些企业面向市场需求,锤炼市场适应能力,靠自己的努力在国家一系列支持下实现了快步发展。”刘进长说。

  当然,也有人把“机器人产能过剩”的“犀利”话题抛给刘进长。“现在机器人产业蓬勃发展,很多上市公司在通过并购、投资等方式进入机器人产业,国外巨头也纷纷将生产基地设在中国,这些因素进一步催化了机器人产量的增加。”他回答得很从容,“但是,说产能过剩为时尚早!”


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