工业机器人：融合与跨越

微凉筱筱

近日中国首届机器人专业展在上海新国际博览中心举办，来自世界各地200余家机器人及相关企业参展，包括ABB、发那科、新松、库卡、那智不二越、广州数控、东芝、高威科、库比克等机器人行业翘楚，展现了国内外机器人领域的创新产品和技术发展。随着机器人技术的快速发展，机器人在我国工业领域得到了应用，未来工业机器人与智能化的数控机床的结合，将会给工业领域的发展带来革命性的跨域，机器人作为高端制造业的重要组成部分，正迎来战略性的发展契机。

       中国机械工业联合会粗略统计数据显示，2010年我国进口机器人2.34万台，同比增长130%；2011年进口机器人3.8万台，同比增长62%。“十二五”期间将是中国工业机器人产业发展的关键转折点，市场需求也有一个井喷式的发展，需求量每年将以15%~20%的速度增长。

融合主导发展趋势

       工业机器人在许多生产领域的使用实践证明，它在提高生产自动化水平，提高劳动生产率和产品质量以及经济效益，改善工人劳动条件等方面，有着令世人瞩目的作用。多年来，工业机器人从依靠固定编程实现特定任务，发展到利用与传感视觉等技术的结合，对执行工件和外部环境能够进行一定的反馈，提高了应用的灵活性。

       从近几年推出的机器人产品来看，工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向发展，其发展趋势主要是结构的模块化和可重构化，例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化，由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。随着器件的集成度的逐步提高，控制柜日见小巧，采用模块化结构，大大提高了系统的可用性、易操作性和可维修性。其次，工业机器人控制系统向着基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化，伺服驱动技术的数字化和分散化，多传感器融合技术的实用化，工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面发展。

       机器人中的传感器作用也日益重要，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，遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

其中最具有代表性的是，在这次机器人展会中发那科运用高速紧凑型机器人R-1000iA进行点焊作用，具备减震功能。在原有程序上加装传感器后，无须修改之前任何轨迹即可优化原有节拍，将动作周期缩短约20%，发那科机器人通过有效集成力觉、视觉等系统，成为这一发展趋势的典范。

       德国倍福作为EtherCAT总线技术的开拓者，其推出的基于PC及EtherCAT总线技术的4轴机器人将PC强大的处理能力与EtherCAT伺服驱动、EtherCAT端子模块结合使用，确保了运动的高精度与高速度。这是倍福推出的首款机器人，未来基于倍福在技术集成及运动控制方面领先的优势，还将推出其他机器人产品。

助制造业实现跨越发展

       随着人工成本的上涨、工作环境的改变和多元化的市场竞争，制造商通过使用工业机器人帮助企业提高竞争力。工业机器人的应用不仅可以提高产品质量与产量，而且对保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。

       经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是汽车产业工业机器人得到了广泛的应用。在发达国家，工业机器人自动化生产线成套装备己成为自动化装备的主流及未来的发展方向，国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量和生产的高效率，逐步取代人工作业。这些工业机器人自动化成套装备的使用，将大大推动其行业的快速发展,提升其行业的制造技术水平。更为重要的是，工业机器人将推动中国制造业走向机械自动化、无人化、更高附加值、创新的制造业。

       工业机器人在制造业应用过程中能够逐步提高生产下来，改善劳动条件；通过自动化与控制技术的提升，具有更强与可控的生产能力，加快产品的更新换代；提高零件的处理能力与产品质量，减少人力成本，节约劳动力，同时也减少了工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存。

我国工业机器人市场已呈现出蓬勃发展的产业态势。国外领先的自动化厂商也看到了中国市场存在的潜力，重视和强化中国本土化机器人产业化的发展。ABB机器人在上海康桥建立了机器人研发中心及机器人制造中心；史陶比尔在中国杭州建立了生产基地。尽管发那科、东芝、YAMAHA、那智不二越在国内还没有建立生产和研发中心，但是从其销售队伍来看近年来中国市场所占的比重逐步增长。

       随着我国制造业的发展，特别是作为工业机器人主要应用领域的汽车及汽车零部件制造业，电子信息产业及建筑、采矿等领域也将是未来工业机器人的主要应用行业。有资料显示，我国工业机器人及其自动化生产线相关产品年产销已突破10亿元。此外，由于自动化立体仓库以每年40~60座的水平快速增长，用于物流、搬运的移动机器人每年增幅也将不低于20%。预计到2025年，整个机器人市场将达到500亿。