我国工业机器人技术的现状与发展趋势

1. 我国工业机器人技术的现状与发展趋势

2. 谈谈工业机器人有哪些应用及其发展前景？

工业机器人是世纪重大高科技成果之一,机器人产品已在社会的许多领域得到广泛应用,为提高世界工业自动化水平发挥了重要作用.
随着工业机器人的发展,以及机器人智能水平的提高,工业机器人已在众多领域得到了应用。目前,中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业,弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人等在生产中被大量采用。
工业机器人的应用,使工业产品的生产效率、生产成本及产品质量均有所的提高,也在一定程度上促进了我国制造业的转型升级。同时随着中国人口红利的消失,中国经济发展步入“新常态”,制造业由“低端制造”向“高端制造”转移等现象的出现,也增加了工业机器人的使用。

未来全球工业机器人主要有以下趋势：

（1）机器人与信息技术深入融合

大数据和云存储技术使得机器人逐步成为物联网的终端和节点。信息技术的快速发展将工业机器人与网络融合，组成复杂性强的生产系统，各种算法如蚁群算法、免疫算法等可以逐步应用于机器人应用中，使其具有类人的学习能力，多台机器人协同技术使一套生产解决方案成为可能。

（2）机器人产品易用性与稳定性提升

随着机器人标准化结构、集成一体化关节、自组装与自修复等技术的改善，机器人的易用性与稳定性不断被提高。

一是机器人的应用领域已经从较为成熟的汽车、电子产业延展至食品、、化工等更广泛的制造领域，服务领域和服务对象不断增加，机器人本体向体积小、应用广的特点发展。

二是机器人成本快速下降。和工艺日趋成熟，机器人初期投资相较于传统专用设备的价格差距缩小，在个性化程度高、工艺和流程繁琐的产品制造中替代传统专用设备具有更高的经济效率。

三是人机关系发生深刻改变。例如，工人和机器人共同完成目标时，机器人能够通过简易的感应方式理解人类语言、图形、身体指令，利用其模块化的插头和生产组件，免除工人复杂的操作。现有阶段的人机协作存在较大的安全问题，尽管具有视觉和先进传感器的轻型工业机器人已经被开发出来，但是目前仍然缺乏可靠安全的工业机器人协作的技术规范。

3. 工业机器人的发展现状和趋势

工业机器人的发展现状和趋势具体如下：
一、工业机器人发展现状
分析工业机器人链
工业机器人的顶部是主要的通信行业(包括还原、控制等)，是工业机器人主体，系统生产流的底部是系统的生产系统，添加主要部分的值最高。

根据头堡研究所的数据，在顶层，控制和减少的成本超过70%，尸体生产环的打捞成本约为20%。这是因为工业机器人的主要操作本质上是由工业机器人系统控制和驱动的，并且技术限制比其他连接更多，因此通信的主要部分的产量更高。
中央河流技术的制造商规模很大，竞争力很强，内部行业生产机器人的成本远高于国际公司，因此很难盈利。因此，尽管中国有许多较低的系统，但中国在中央河流技术生产中的市场份额通常很小，但它们服务于价格较低的地区。

总体运营分析
1、用户：下面的Synories总是很丰富。
汽车和电子产品3C的生产是工业机器人使用率最高的两个行业。但近年来，对工业机器人的新需求有所下降，例如，制造业在2022年低于制造业。
然而，随着科学技术的发展，机器人使用的综合征总是丰富的，在应用行业中，它们表现出较低的永久扩展程度。
现如今，中国自己的机器人市场在食品、塑料和化工产品、非金属矿产和汽车行业扩大，2022年中国自己的工业机器人继续增长。
它涵盖了56个工业类别和171个国家经济类别，从而释放了更多的市场应用，例如，湖北华强科技有限公司与新松机器人公司合作完成了新型冠状病毒疫苗瓶装丁基橡胶智能工厂的总体布局，新松机器人为一家新能源公司宁时代开发了AGV机器人。

二、工业机器人发展趋势
小于原始元素
工业机器人使用RV减速和谐波减速，从技术上讲，RV通过增加几个阶段来减少运动，具有强大而高的能力，可用于木材和机器人底座等重负载。
限价为500至800欧元，日本纳博的制造商，基于技术，谐波减少通过弹性柔轮变化来实现。
它具有小而精确的运动特征。它适用于机器人武器、老鼠、手和其他需要良好操作的部件。限价为1000至5000欧元，日本滨中的生产商RV减速器的制造商与减少谐波的制造商不同。房车减排场景集中在汽车、金属加工和其他行业，而医药、食品和饮料、电动3C和其他装载机行业的谐波减排。
工业机器人发展现状及趋势?该系统的发动机总体上仍由外国公司控制，尤其是顶级市场，主要由西蒙和Pansonic等外国品牌控制。
中国本土赢家继续使用私人和低价策略，与外国赢家分享市场某些部分的特定竞争优势。
随着本地生产商在本地和市场技术方面的发展，本地公司在香港的技术方面进行了开发，这是Sero公司在中国市场上的第四级飞机技术，占10%的市场公司。
整个CR5行业高出15%，公共行业的影响显而易见（见图2）。此外，工业机器人、头部系统也可用于机器、电子工业、锁定装置、防控装置、塑料装置等行业。
工业机器人
工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

4. 工业机器人的发展现状与未来趋势

5. 工业机器人的发展与应用

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。 发展史1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人  最早的关节机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。UNIMATION的VAL（very advantage language)语言也成为机器人领域最早的编程语言在各大学及科研机构中传播，也是各个机器人品牌的最基本范本。其机械结构也成为行业的模板。其后，UNIMATION公司被瑞士STAUBLI收购，并利用STAUBLI的技术优势，进一步得以改良发展。日本第一台机器人由KAWASAKI从UNIMATION进口，并由kawasaki模仿改进在国内推广。特点戴沃尔提出的工业机器人有以下特点:将数控机床的伺服轴与遥控操纵器的连杆  工业机器人机构联接在一起，预先设定的机械手动作经编程输入后，系统就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人还可以接受示教而完成各种简单的重复动作，示教过程中，机械手可依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列全部记录在存储器内，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下依次再现上述位置，故这种机器人的主要技术功能被称为“可编程”和“示教再现”。1962年美国推出的一些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形主要由类似人的手和臂组成。后来，出现了具有视觉传感器的、能识别与定位的工业机器人系统。[1]工业机器人最显著的特点有以下几个：(1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。(2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。(3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。(4)工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。当前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。构造分类工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行  工业机器人机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。应用工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。

6. 工业机器人的发展前景

工业机器人是在工业生产中使用的机器人的总称，工业机器人是一种通过编程或示教实现自动运行，具有多关节或多自由度，并且具有一定感知功能，如视觉、力觉、位移检测等，从而实现对环境和工作对象自主判断和决策，能够代替人工完成各类繁重、乏味或有害环境下体力劳动的自动化机器。
工业机器人及成套设备可广泛地应用于工业各个生产环节，如焊接、机械加工、搬运、装配、分拣、喷涂等。工业机器人及成套设备的应用不仅能将工人从繁重或有害的体力劳动中解放出来，解决当前劳动力短缺问题，而且能够提高生产效率和产品质量，增强企业整体竞争力。
工业机器人行业产业链全景梳理：技术进步推动行业发展
工业机器人行业按产业链来看。上游为减速器、伺服系统、控制系统等核心零部件生产;中游为工业机器人本体生产;下游是基于终端行业特定需求的工业机器人系统集成，主要用于实现焊接、装配、检测、搬运、喷涂等工艺或功能;行业应用主要是汽车、电子等对自动化、智能化需求高的终端行业对工业机器人的应用。

在上游领域，减速机、伺服电机、控制器是工业机器人的三大零部件，国外工业机器人大型企业往往通过掌握关键零部件技术打造核心竞争力。近年来，随着国内技术的提升，自主品牌逐渐进入相关领域，在减速器制造领域，代表企业有绿的谐波、上海机电、中大力德等;在控制器制造领域，代表企业有绿的谐波、上海机电、中大力德;在系统集成领域，代表企业有埃斯顿、汇川技术、雷赛智能、科力尔等。
在中游工业机器人本体制造领域，从国内市场上来看，我国工业机器人本体制造市场仍以国外企业为主，代表企业有发那科、ABB、库卡、安川等。自主品牌工业机器人本体制造代表有新松机器人、埃斯顿、华中数控、新时达、亚威股份等。
在下游工业机器人系统集成领域，代表企业有拓斯达、新松机器人、克来机电、博实股份、华昌达、埃斯顿等。

工业机器人行业产业链区域热力图：江苏企业密度最高
下图选取了我国工业机器人行业产业链中游环节的注册资本在1000万元以上的企业，从分布情况可以看出我国工业机器人行业发展与地方工业经济发展高度相关。
从区域分布上看，在区域经济发达、工业发展成熟、自动化技术需求较大的华东沿海地区以及华南沿海地区，工业机器人制造企业更为集中，资源更为丰富。

从代表企业分布情况来看，我国工业机器人行业产业链相关企业在广东、江苏、浙江等经济发达地区发展迅速，以江苏为例，减速器制造企业：苏州绿的谐波传动科技股份有限公司、南通振康机械有限公司;伺服系统制造企业：江苏雷利电机股份有限公司;工业机器人系统集成企业：苏州赛腾精密电子股份有限公司;工业机器人本体制造企业：江苏亚威机床股份有限公司;工业机器人综合制造企业：南京埃斯顿自动化股份有限公司均位于江苏。

—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》

7. 工业机器人的发展方向

目前,中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业,弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人等在生产中被大量采用。着中国人口红利的消失,中国经济发展步入“新常态”,制造业由“低端制造”向“高端制造”转移等现象的出现,也增加了工业机器人的使用。以汽车行业为例，分析一下工业机器人行业的发展方向与促进因素。
1、工业机器人的使用促进中国制造业的转型升级
汽车制造是一个技术和资金高度密集的产业,也是工业机器人应用最广泛的行业之一。汽车生产中,工业机器人在整弧焊、点焊、喷涂、搬运、涂胶、冲压等工艺中大量使用，尤以日本的Fanuc机器人应用为突出。
目前一些汽车厂,如一汽大众、上海通用等在全国各地开设的新厂中,扩大了对工业机器人的需求。据统计中国汽车及零部件生产使用手工焊、专机焊的占80%以上,手工焊接的劳动强度大,作业环境恶劣,且焊接质量不以保证。工业机器人的使用能提高汽车工业的产品质量,优化生产条件,同时提高了企业生产自动化水平及生产效率,促进汽车工业向中高端制造转移，FANUC机器人在汽车行业的应用就恰恰体现了这一点。
2、中国制造业转型升级助推工业机器人快速发展
汽车工业高端技术的回流,促进了工业机器人的应用。近年来,使用工业机器人的汽车零部件厂家有:上海华克、上海龙马神、南京新迪、长春佛吉亚、上海汇众等。汽车及零部件生产厂家使用工业机器人的仅占不到20%。且我国仍处于汽车保有量的上升期,所以,未来几年工业机器人的需求将会呈现出高速增长趋势,预计年增幅可能达到50%左右,市场空间非常广阔。
3、工业机器人制造技术的发展是工业机器人市场发展的有力保障
十二五期间,我国鼓励有关部门或企业攻克减速机、伺服电机等工业机器人的核心零部件的共性技术,实现工业机器人及其核心零部件的技术突破和产业化。
工业机器人核心零部件制造技术有望在2-3年内升级、完善,“十三五”期间,国内工业机器人系统集成商对国外核心零部件的依赖将得到缓解,中国工业机器人成本降低,进而推动需求增加。
如今我国正从一个“制造大国”向“制造强国”迈进,中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战,中国工业的转型升级将为工业机器人的应用带来广阔的前景。未来汽车行业仍将是工业机器人的主要应用市场,但在电子电气、食品加工、机械加工等行业的应用量将逐年上升,政府也将会加大对机器人的资金投入和政策支持。届时,工业生产将朝着标准化、高端化的方向发展。

8. 工业机器人未来的发展趋势

市场规模持续增长
我国工业机器人市场发展较快，约占全球市场份额三分之一，是全球第一大工业机器人应用市场。当前，我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显，工业机器人的市场需求依然旺盛，据IFR统计，2019年我国工业机器人销售额达57.3亿美元，初步估计2020年销售额达到63亿美元。



国产工业机器人崛起
据机经网，从2015年至2019年，在国内六轴机器人市场，国产机器人销量从不到8000台，提高至近2.4万台;国产的市占率也从2015年的16.4%提升到2019年的24.1%。



在未来智慧城市、智能工厂逐渐发展的过程中，工业机器人将起到重要的作用，需要大量的工业机器人进行智能化运作。而5G、物联网、工业互联网等的加速建设对于工业机器人的发展有着重要意义，预计到2025年，工业机器人市场规模将达到近100亿美元。
——更多数据参考前瞻产业研究院《中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》。