工業機械人的發展及自主創新方向

2021-09-20 11:43:14 字數 1702 閱讀 4199

當前,我國已成為全球最大的機械人消費市場,越來越多的企業將機械人應用於產品生產的各個環節,「機器換人」浪潮不斷掀起。在這股浪潮的背後還應注意到,我國工業機械人產業還處於成長期,技術水平與國外相比還存在一定差距,中高階機械人在伺服電機、控制器、減速器等核心部件方面主要依賴進口。國內企業要想抓住這一市場機遇,還需加強對關鍵零部件的技術研發,注重與資訊科技、人工智慧的深度融合,向產業中上游發展,搶占全球機械人產業發展的機遇期。

近年來,工業機械人行業發展風生水起,以谷歌、英特爾、微軟等為代表的一批美國資訊科技企業已悄然布局機械人領域,並將引領該產業的新一輪變革。隨著智慧型製造時代的來臨,機械人產業將與大資料、物聯網、人工智慧等眾多先進技術融合發展,成為若干智慧型化服務平台的一部分,國際機械人及智慧型裝備產業聯盟首席執行官羅軍將其稱之為機械人產業2.0時代。

我國機械人產業與資訊科技、人工智慧技術的深度融合即將開始,目前我國已經基本掌握了工業機械人的本體設計製造、軟硬體設計、運動學和軌道規劃等技術。如今,我國已成為全球機械人行業最大的應用市場。

儘管我國機械人市場**一片大好,但大大小小500余家機械人企業生產的產品在國內市場只有20%的市場占有率。機械人產業的上游是核心零部件,相當於機械人的「大腦」,而在該領域,高精度伺服電機、高效能控制器、精密減速器等核心技術基本依賴進口。產業中游是機械人本體,也就是機械人的「身體」,產業下游是系統整合商,目前國內95%的企業集中在這一環節上。

在上述3個核心技術領域,國內外申請人提交的專利申請數量持平,但在技術發展水平上,國內外企業存在的差距較為明顯。

「目前,美國在機械人技術創新方面表現活躍,歐洲和日本是工業機械人的主要**商,並已實現感測器、控制器、精密減速器等核心零部件的完全自主化。」在諧波減速器方面,國內已有可替代產品,但產品的輸入轉矩、扭轉高度、傳動精度和效率與日本公司的產品存在不小差距,在工業機械人上的應用也剛剛起步。在伺服電機領域,我國相關企業近年來也開展了大功率交流永磁同步電機的研發,但在動態效能、開放性和可靠性方面還有待進一步驗證。在機械人控制器方面,國外企業主要在通用多軸運動控制平台基礎上進行自主研發,國內企業在控制器運動控制卡方面也開發出相對成熟的產品,但應用較少。

我國企業已生產出部分機械人的關鍵元器件,開發出了弧焊、碼垛、裝配、沖壓、噴漆等工業機械人。我國自主研發的控制器、伺服電機等關鍵技術,已基本滿足中低端產業需求,但對於晶元加工等精度要求較高的技術領域,國內企業的技術差距較為明顯,高階裝置市場多被國外主流機械人企業佔據。

產業快速發展的背後是市場需求的急劇增加,當前,我國部分沿海地區的製造業,通過實施「機器換人」計畫提高產品生產效率的做法較為普遍。

相關部門在推廣示範應用的同時,還應將『機器換人』計畫與培育本土機械人產業結合起來,將機械人產業與『網際網路+』、智慧型製造相結合,盡早布局機械人產業2.0時代。如今,一件產品在**生產製造並不重要,我國相關企業要設法進入機械人產業的中上游,用網際網路思維開拓中高階市場,而不僅僅停留在生產加工環節。由於在高層次研發人才和研發實力方面與國外存在一定差距,我國機械人產業的自主創新還需與全球頂層設計機構保持合作,緊跟國際技術發展步伐。

在國內機械人技術的自主研發方面,我國還需加大對關鍵技術的投入和研發,提高零部件自給率,整合現有研發資源,盡快形成一批技術研發實驗室、工程中心、企業技術中心、整機及關鍵零部件檢測中心等,同時,培育自主智財權品牌,將國內工業機械人產業做大做強。

在激烈的市場競爭中,專利是企業技術創新的保護傘。國內機械人企業需充分運用專利資訊,明確研發思路和方向,制定適合企業研發能力、經營狀況的專利戰略。在加強研發的同時,國內企業還要注重對競爭對手,特別是國外強企的專利分析,降低專利侵權風險。

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