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【文章推荐】工业机器人的发展、应用现状及对电工行业的影响2023-06-10 06:02

  我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代,大体可分为4个阶段,即理论研究阶段、样机研发阶段、示范应用阶段和初步产业化阶段。我国工业机器人的发展经历了一系列国家攻关。计划支持的应用工程开发,奠定了我国独立自主发展机器人产业的基础。但是,我国工业机器人在总体技术上与国外先进水平相比还有很大差距,仅相当于国外90年代中期的水平。目前工业机器人的生产规模仍然不大,多数是单件小批生产,关键配套的单元部件和器件始终处于进口状态,工业机器人的性价比较低。伴随我国经济的高速增长,以汽车等行业需求为牵引,我国对工业机器人需求量急剧增加,国际工业机器人知名企业如ABB、FANAC等纷纷在中国建厂,国外知名品牌工业机器人价格逐年下降,制约了我国工业机器人产业的形成。

  随着我国经济的快速发展和劳动力成本的不断提高,发展高科技产业,提高制造业生产自动化水平,由劳动密集型向技术密集型转变已经成为经济发展模式和制造产业结构调整的必由之路。预计到2024年,我国将成为全球最大的需求国,为我国工业机器人的发展提供了良好的机遇和巨大的发展空间。为适应我国工业机器人快速发展的需要,我们面临着多层次的挑战。

  在认识层面上,机器人是最能体现智能制造“高端、智能”特点的核心装备,“高端装备制造产业”被列为七大战略性新兴产业之一,工业机器人行业作为高端装备制造产业的重要组成部分,自主发展工业机器人技术是提升我国智能制造水平的重要手段。必须在政府、企业、研究机构等全范围内形成统一认识,营造科学推进和发展工业机器人的整体氛围,进而形成工业机器人发展的国家力量。

  在战略层面上,智能制造已经成为国家重点培育和发展的战略新兴产业核心,智能制造对“工业机器人化”的需求持续快速增长。因此必须抓住机遇、明确目标、加快步伐、迅速发展;必须形成工业机器人生产制造的优势产业链;必须掌握服务于制造业的工业机器人核心技术。

  在应用层面上,尽管目前我国工业机器人应用市场日趋成熟,但与国外相比,应用领域仍较少,产品种类仍不够丰富。因此,需要全面布局,探索更广泛的应用领域以及工业机器人服务于各领域的发展模式、服务内容、共性技术;重点突破,针对国防、航空、航天等尖端领域的制造需求,实现工业机器人核心技术的重点突破;完善结构,建立面向不同应用领域的工业机器人系统级解决方案的研发、生产、市场的完整体系。

  在技术层面上,现代智能制造新理念对工业机器人发展提出诸多新的要求。制造产品的多品种、少量化发展趋势带来弹性生产需求,要求工业机器人具有高度柔性和高集成度;制造专业细分和更加复杂的制造流程要求工业机器人更加智能化、作业精细化;制造业不断缩短的产品生命周期要求工业机器人具有与之相适应的快速更新和升级能力;工业机器人在提高性能的同时必须遵循低能耗、低排放为特征的绿色制造理念。

  工业机器人的发展与电工行业的发展是相辅相成的,彼此同时为对方提供了一定的市场空间。一方面,部分电工产品在生产过程中逐步使用工业机器人,既提高了产品的精确度等质量指标,又提高了劳动生产率,如焊接机器人在电工行业中已有比较广泛的应用。另一方面,电工行业(如电力电子元器件、变频器和电动机制造等分行业)为工业机器人提供了诸如控制模块、驱动装置、步进电机、伺服电机等关键零部件,随着工业机器人的逐步推广,市场对我国电工行业特别是伺服电机、伺服控制器、伺服驱动器、电力电子元器件等基础部件在质量、性能和可靠性方面提出了更高的技术要求,同时也提供了广阔的市场空间,工业机器人的发展也会促进电工行业的发展。

  以发电设备、输变电设备为代表的电工行业的很多产品为订单式生产,装配过程较为复杂,在目前的技术水平下,大多数工业机器人在电工行业中还没有广泛使用。在一些批量生产的领域,诸如中小电机、低压电器的生产过程也没有广泛使用工业机器人。究其原因,有两点。第一:目前电工行业的发展阶段,以及国家经济发展水平,人口、资源等宏观因素还没有为工业机器人的广泛使用提供有利条件;第二:工业机器人自身的技术水平等方面尚需进一步提高,应用的领域尚需进一步扩展。

  据统计,一台工业机器人平均要使用6台以上伺服电机,主要使用关节类伺服电机、力矩电机、行星齿轮减速器同时还需要伺服控制器、伺服驱动器,还需要大量的电力电子元器件。电工行业为工业机器人提供了关键零部件。

  工业机器人是“高、精、尖”产品,在该领域我国与发达国家的差距还很大,在进一步发展过程中一定要注重发挥后发优势,坚持以市场为导向的前提下,科学规划、合理布局,严防无序发展,切勿走风电和光伏产业的“一哄而上”的老路。

  工业机器人的发展与传统产业的发展是相辅相成的。一方面,工业机器人对于新兴产业的发展和传统产业的转型都起着非常重要的作用。另一方面,传统产业的发展既为工业机器人的发展提供了装备支撑又提供了市场空间。因此,工业机器人产业的发展与传统产业均衡协调、互相促进,切不可顾此失彼。

  3)在对国外产品和技术消化吸收的基础上以产学研用相结合的方式自主创新掌握核心技术

  尽管目前国内工业机器人水平与发达国家存在不小差距,但并不是不可赶超。我们必须在对国外产品和技术消化吸收的基础上,以产学研用相结合的方式,通过自主创新掌握核心技术,促进我国工业机器人产业在研发、设计、制造和应用水平的提升。

  在发展工业机器人过程中,我们要借鉴其他产品发展中的有益经验(如液压气动元件之于工程机械),必须从关键元器件入手,为保证“工业机器人”这一产品的整体性能、质量和可靠性打好坚实基础,只有具备过硬质量和可靠性的产品,才会有市场需求和发展空间。在这点上,要吸取一些风力发电设备出现过的质量问题的教训。