工業機器人如何能立足中國市場|蔡司三坐標新聞專題

談及工業機器人這個話題，不難發現其產業布局正在中國遍地開花。東部的上海已打造出涵蓋研發、制造、集成、應用等較為完整的產業鏈，中部的重慶提出建設“機器人之都”的目標，北部的沈撫新城正努力成為國內機器人產業技術研發、生產的重點集聚區……種種跡象都表明，處于轉型升級中的中國，工業機器人市場潛力巨大。

據國際機器人聯合會的數據顯示，2014 年全球工業機器人銷量為22.5 萬部，其中，約5.6 萬部售往中國，將近四分之一，較2013 年增長54%。預計2017 年之前，中國工業機器人擁有量將成為世界第一。
在這些數據輪番刷新的背后，一個產業正在崛起并不斷蓬勃壯大。說起我國工業機器人的發展歷程及運用技術，中科院寧波工業技術研究院先進制造技術研究所所長楊桂林博士向我們緩緩道來：“我國工業機器人起步于70 年代初期，經過20多年的發展，大致經歷了三個階段：70 年代的萌芽期，80 年代的開發期和90 年代的適用化期。”在傳統應用中，工業機器人常進行物料搬運（碼垛、包裝、上下料）、非接觸式加工（焊接、噴涂、澆鑄、激光加工）、零部件裝配（汽車與電子零部件）、自動化監測等工作。而如今，工業機器人走向了新應用，諸如表面光整（去毛刺、打磨、拋光）、去除材料加工（銑、鉆、切削）、三維增材制造（堆焊、燒結、三維打�。�、超大零件制造及維修（大型飛機、船舶零部件）。這些新應用都預示著中國的工業機器人正在走向一個新高度。
“然而正是在這樣一個高速發展的過程中，工業機器人也存在著一些問題是不容我們忽視的。”楊博士表示，總結下來可分為以下幾點：
◆封閉的控制系統：無法安裝、使用用戶應用程序；難于與傳感器和其他外圍設備集成。
◆欠缺友好的人機界面：示教、編程效率低；缺少應用程序。
◆智能化程度差：缺少傳感器，對外界感知能力差，不具備學習功能。
◆缺少力控制功能：難于從事接觸式操作任務；安全性差，難于實現人機交互。
◆驅動效率低：驅動馬達的力- 重量比偏低，但機械臂卻過重。
◆構型、基座固定：不可重構，經濟性差；難以實現超大超重運作。
“與此同時，我國工業機器人密度不足世界平均值的一半，且市場大部分被國外機器人占據，這也是我國工業機器人迎來新一輪爆發期之際所要注意和正視的問題。”楊博士分析道。就汽車行業機器人用量而言，中國在該行業的機器人密度明顯高于其他行業，為80 臺/ 萬人，然而與其他國家相比仍然遠遠落后，除韓國是895 臺/ 萬人以外，其余主要國家的汽車行業的機器人密度均在每萬人千臺以上，因此中國在汽車域的工業機器人普及度仍有很大提升空間。
再來看3C 消費電子行業的機器人用量，作為勞動密集型產業，3C 行業用工人數素來巨大，而國內3C 行業機器人密度僅為11 臺/ 萬人。如果能在15 年內達到超過日、韓等國家1200臺/ 萬人的水平，中國3C 行業機器人應用市場將有爆發式增長，行業需求可能超過百萬臺。
因此要改進上述問題，楊博士提出了工業機器人技術的兩大研發方向：工業機器人的運用技術以及下一代工業機器人技術，并對這兩個專業術語作出了解釋。
先，工業機器人運用技術是指在現有工業機器人基礎上所研發的面向應用的技術。這些技術將使得現有的工業機器人更易操作、感知和適應能力更強、運動精度更高、應用范圍更廣。其中主要的技術包括直覺示教與快捷編技術、誤差補償技術、力- 運動混合控制技術以及末端執行器，而我國目前在前三項技術中的發展尚未達到成熟水平。再者是下一代工業機器人技術。它的主要研究方向是驅動、機構、感知、控制和系統。對于工業機器人的構型，楊博士也作出了精細的劃分：
◆雙臂機器人：重量輕、載荷小、超靈巧
◆模塊化機器人：可重構、柔性化、易實施
◆移動操作機器人：可移動、超靈活、范圍大
◆精密加工機器人：高精度、高剛度、力控制
◆微操作機器人：小載荷、小位移、超精密
“除此之外，我們還應注意到中國工業機器人的市場空間要由企業來大力挖掘。我國工業機器人的市場雖大，但并非人人都能分得一杯羹，入場者必須找到自己的定位和優勢。” 我國工業機器人產業要想在目前基礎上實現進一步提升，僅靠產能規模和價格優勢是不夠的。中國這個大市場正吸引著外資品牌的紛至沓來，包括ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA 在內的國際四大機器人家族已進入中國，通過本地化生產及憑借技術優勢等舉措正在贏得更大的市場份額。而我國工業機器人的多項關鍵技術仍受制于人。楊博士認為，我國工業機器人必須在保持一定產能支撐的基礎上，實現核心技術零部件如伺服電機和驅動、控制器、減速機等方面的突破。只有提高產品穩定性可靠性，提升綜合能力，才能創造出新的市場需求，并以差異化滿足市場需求。
在將來，“機器換人”似乎是經濟發展的必然規律，從中等收入國家向高收入國家邁進，必然伴隨人工成本的大幅上升，但這并不是大面積“機器換人”的唯一原因。產業轉型升級需要確保產品的一致性與穩定性，從而大幅提升產品質量、提高生產效率，也是形成“機器換人”的重要原因之一。“但‘機器換人’并不意味著人工不再被需要，相反，人機合作模式受到了政府各界的重視。我預測，未來機器人與智能制造裝備將朝著以人機合作機器人技術和自主機器人技術為核心的新模式發展，形成‘機器人工友’的概念。”楊博士分析道。
中國經濟的轉型升級為工業機器人產業提出了新的方向。
智能制造要求機器人更好地融合和應用移動互聯網、大數據、云計算、物聯網等新技術。以規�；瘧�用和產業化為目標，突破新型材料、新型感知、智能控制等前沿技術和關鍵技術，將成為我國工業機器人產業發展的重要路徑。

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