国外机器人与国内机器人的发展现状

2019/11/6 15:06:53admin3

  在传统的工业领域,随着生产完全自动化、无人化的推进,对于复杂作业,机器人的智能化、群体协调作业成为关键问题;而在物流、码垛、食品和药品等领域,要让机器人代替人工从事繁重枯燥的包装、码垛、搬运作业,就需要对机器人的定位、运动规划、自主控制、服务作业等技术和方法进行重点研究;此外,由于工业机器人是一个非线性、多变量的控制对象,对于高速度、高精度、重载荷的作业,工业机器人的运动学、动力学、力控制还有待深入研究。

  1、国外机器人发展现状

  在国外,经过半个多世纪的发展,工业机器人在提高产品加工精度和产品质量、生产自动化水平和生产效率,改善工作环境,在关键工艺生产环节、高危、有毒等恶劣条件替代工人完成作业任务,扩大就业机会,提高技术创新能力等方面的作用日益突出。工业机器人在全球的广泛应用催生了一批具有国际影响力、世界闻名的工业机器人公司:德国KUKA(库卡现由美的公司并购),瑞典的ABB,意大利的 COMAU(柯马),英国的AutoTech Robotics,美国的Adept Technology(爱德普)、艾默生,加拿大的Jcd International Robotics,以色列的Robogroup Tek公司,日本的FANUC、安川、川崎那智不二越等。

这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。ABB的机器人以运动控制技术独具特色,瑞士Staubli史陶比尔公司则是在驱动和传动部件的优化整合方面走在了前沿;日本的工业机器人生产规模和应用领域在全球范围内是最大最广的;美国虽然最先开发出工业机器人,但是却没有致力于工业机器人的产业化发展,而是在军事、太空和深海探测等智能机器人方面独树一帜。

2国内机器人发展现状

中国的机器人研究和开发起步较晚且投入少。70年代中期,在国外的工业机器人已经广泛应用并形成产业化体系的时候,同时期的国内还没有一台示教再现型关节机器人,大多数的高校和科研院所还仍旧停留在程控机械手的重复研究上。直到80年代中后期863计划开始实施,国内的各大高校和科研院所才有计划地开展机器人技术的理论研究和科学实验。但是从80年代到新世纪初,我国一直处于人口红利时期,青壮劳动力充足,劳动力价格低廉,而且我国当时没有加入世贸组织,进口的机器人价格偏高,国内生产的机器人技术不够成熟,再加之国内当时的生产技术水平相对落后,对工业机器人的需求很低,所以工业机器人的应用受到了很大的限制。

进入21世纪后,随着我国生产力水平的提高、劳动力成本的逐年增加、人口老龄化趋势的显现,工业机器人开始在国内制造业的各个领域推广应用。特别是近五年,国内制造业面临着由粗放型发展模式向精细式发展模式转型升级的重重压力,使得我国工业机器人的需求量呈现爆发式的增长,一跃成为世界最大的机器人市场。近年来,德国库卡机器人、日本川崎机器人等世界500 强的机器人制造公司,都已将市场重点转到中国,ABB 公司甚至把全球总部搬到中国。而国内企业,在政府的扶持和市场的驱动下,经过技术引进和自我研发,在工业机器人的设计、研发、制造等方面也都有了长足的进步,并已经进入了产业化初期阶段,涌现了一批优秀的机器人制造公司。

  但是,总的来看,与工业发达国家相比,国内当下的工业机器人技术在理论研究和工程应用水平等方面都存在着相当大的差距。其一,整体核心技术有待突破,机器人机构设计、运动优化、控制策略及工程开发水平低,诸多技术停留在仿制层面,创新能力不足;其二,高性能的伺服电机及驱动系统、高精密高速高效减速器、控制器等关键部件依赖进口,而核心部件的成本在工业机器人整机成本中占大头,造成了国产机器人成本高、利润薄的困境。其三,国产机器人生产批量小,可靠性差故障率高,用户使用感 觉差。因此,虽然我国当前是世界上最大的机器人市场,但是中高端工业机器人几乎被国际巨头如 ABBKUKA等公司垄断,因此国内机器人的发展前景依然任重而道远。

  3、发展趋势

  在医疗服务、救灾救援、深空深海探测等领域,机器人需要在动态、未知、非结构化的复杂环境中完成不同类型的作业任务,这就对机器人的环境适应性、环境感知、自主控制、人机交互提出了更高的要求。

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