在20世紀90年代末期,我國建立了9個機器人產(chǎn)業(yè)化基地和7個科研基地,包括沈陽自動化研究所的新松機器人公司、哈爾濱工業(yè)大學的博實自動化設備有限公司、北京機械工業(yè)自動化研究所機器人開發(fā)中心、海爾機器人公司等。產(chǎn)業(yè)化基地的建設帶來了產(chǎn)業(yè)化的希望,為發(fā)展我國機器人產(chǎn)業(yè)奠定了基礎。經(jīng)過廣大科技人員的不懈努力,我國目前已經(jīng)能夠生產(chǎn)具有國際先進水平的平面關節(jié)型裝配機器人、直角坐標機器人、弧焊機器人、點焊機器人、搬運碼垛機器人和AGV自動導引車等一系列產(chǎn)品,其中一些品種實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。一批企業(yè)根據(jù)市場的需求,自主研制或與科研院所合作,進行機器人產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。如奇瑞汽車與哈工大合作進行點焊機器人的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)、西安北村精密數(shù)控與哈工大合作進行機床上下料搬運機器人的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)、昆山華恒與東南大學等合作開發(fā)弧焊機器人、廣州數(shù)控開發(fā)焊接機器人、鹽城宏達開發(fā)弧焊機器人。
但是,我國目前還沒有像日本的FANUC和德國的KUKA那樣的形成規(guī)模的工業(yè)機器人制造廠,工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)目前在我國還僅僅處于萌芽階段。隨著我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,我國工業(yè)機器人的需求量在快速增長。
工業(yè)機器人作為最典型的機電一體化數(shù)字化裝備,技術附加值很高,應用范圍很廣,作為先進制造業(yè)的支撐技術和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè),將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。國外專家預測,機器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計算機之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術產(chǎn)業(yè)。隨著我國工業(yè)企業(yè)自動化水平的不斷提高,工業(yè)機器人市場也會越來越大,這就給工業(yè)機器人的研究、開發(fā)、生產(chǎn)商帶來巨大商機。然而機遇也意味著挑戰(zhàn),目前全球各大工業(yè)機器人供應商都已大力開拓中國市場,因此中國必須大力發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè),通過發(fā)揮中國生產(chǎn)制造優(yōu)勢,提高自主創(chuàng)新能力,尋求有特色的發(fā)展道路,在國家相關政策的支持下扶持和鼓勵一大批民族的機器人產(chǎn)業(yè)成長壯大。
長期以來,由于我國人口眾多、勞動力價格低廉、生產(chǎn)技術水平又相對落后,工業(yè)機器人的應用受到了很大限制。改革開放后,隨著大量外資、合資企業(yè)的出現(xiàn)以及國內企業(yè)技術水平的不斷提高,特別是汽車業(yè)的快速發(fā)展,我國工業(yè)機器人應用情況發(fā)生了相當大的變化。據(jù)統(tǒng)計,“九?五”期間,我國工業(yè)機器人的需求量以每年30%以上的速度快速增長。至2000年時,我國工業(yè)機器人的擁有量已達3500臺左右,主要包括點焊、弧焊、噴漆、注塑、裝配、搬運、沖壓等各類機器人;至2005年擁有量達到7000臺。近幾年來,隨著經(jīng)濟的快速境長,特別是汽車業(yè)的高速發(fā)展,我國每年新增的工業(yè)機器人臺數(shù)以及總擁有量都在快速增長。廣泛采用工業(yè)機器人,不僅可以有效提高產(chǎn)品質量,而且對保障人身安全、改善勞動環(huán)境、減輕勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本都具有十分重要的意義。
國內工業(yè)機器人的需求情況
工業(yè)機器人發(fā)展長期以來受限于成本較高與國內勞動力價格低廉的狀況,隨著中國經(jīng)濟持續(xù)快速的發(fā)展,近幾年的國民生產(chǎn)總值年平均增長率更是保持在9%左右,人民生活水平不斷地提高,勞動力供應格局已經(jīng)逐步從“買方”市場轉為“賣方”市場、由供遠大于求轉向供求平衡。作為制造業(yè)主力的農(nóng)民工也從早期的僅解決溫飽問題到現(xiàn)在對薪資和工作條件提出了更高的要求。這些情況使得許多勞動密集型企業(yè)為了提高勞動生產(chǎn)率所采用的增加工人數(shù)量、延長工人勞動時間的方法變得成本高昂,同時也受到法律的限制和政策的阻礙。無論是企業(yè)還是社會都認識到必須采取從改善機器設備入手,提高技術和資金的密集度來減少用工量以應對這種改變??傊?勞動力過剩程度降低、單個工人成本上升、對產(chǎn)品質量更高的要求、國家對裝備制造業(yè)的重視等變化改善了機器人的使用環(huán)境,工業(yè)機器人及技術在中國已逐步得到了政府和企業(yè)的重視。隨著機器人知識的廣泛普及,人們對于各種機器人的了解與認識逐步深化,利用機器人技術提升我國工業(yè)發(fā)展水平、從制造業(yè)大國向強國轉變,提高人民生活質量成為全社會的共識。
#p#分頁標題#e# 國內工業(yè)機器人的銷售情況
國家863機器人技術主題自成立以來一直重視機器人技術在產(chǎn)業(yè)中的推廣和應用,長期以來推進機器人技術以提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),利用機器人技術發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)。目前,政府正在使用各種辦法加大中國裝備制造業(yè)在市場中占據(jù)的份額,并提供優(yōu)惠措施鼓勵更多企業(yè)使用機器人及技術以提升技術水平。國內越來越多的企業(yè)在生產(chǎn)中采用了工業(yè)機器人,各種機器人生產(chǎn)廠家的銷售量都有大幅度的提高。根據(jù)我國海關統(tǒng)計,最近4年來許多企業(yè)在華的銷售量甚至是前面十幾年銷售量的幾倍,年平均增長率超過40%。2001年我國工業(yè)機器人海關進出口數(shù)量不過是3774臺,國內生產(chǎn)數(shù)量約700臺左右。2004年市場規(guī)模已經(jīng)增長到萬臺左右,數(shù)量和金額相對于2001年都增長了兩倍。2004年國產(chǎn)工業(yè)機器人數(shù)量突破了1400臺,產(chǎn)值突破8億元人民幣。進口機器人數(shù)量超過9000臺,其中多功能機器人約1700臺,簡易機器人7500臺,進口額約25億美元。德國CLOOS公司在華焊接機器人銷售量2000年以前為47臺,2000年以后已經(jīng)突破121臺,銷售量翻了近3倍??梢灶A見,中國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)不久后將會作為一種在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位的產(chǎn)業(yè)而存在。
我國機器人技術主題發(fā)展的戰(zhàn)略目標是:根據(jù)2l世紀初我國國民經(jīng)濟對先進制造及自動化技術的需求,瞄準國際前沿高技術發(fā)展方向創(chuàng)新性地研究和開發(fā)工業(yè)機器人技術領域的基礎技術、產(chǎn)品技術和系統(tǒng)技術。未來工業(yè)機器人技術發(fā)展的重點有:第一,危險、惡劣環(huán)境作業(yè)機器人:主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人;第二,醫(yī)用機器人:主要有腦外科手術輔助機器人,遙控操作輔助正骨等;第三,仿生機器人:主要有移動機器人,網(wǎng)絡遙控操作機器人等。其發(fā)展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成?! ?/span>
國外機器人領域發(fā)展近幾年的趨勢
1.工業(yè)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修),而單機價格不斷下降,平均單機價格從91年的10.3萬美元降至97年的6.5萬美元。
2.機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化;由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機;國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。
3.工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展,便于標準化、網(wǎng)絡化;器件集成度提高,控制柜日見小巧,且采用模塊化結構;大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。
4.機器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器,而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制;多傳感器融合配置技術在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。
5.虛擬現(xiàn)實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制,如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。
#p#分頁標題#e# 我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關開始起步,在國家的支持下,通過“七五”、“八五”科技攻關,目前已基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術,生產(chǎn)了部分機器人關鍵元器件,開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人;其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應用,弧焊機器人已應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看,我國的工業(yè)機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離,如:可靠性低于國外產(chǎn)品;機器人應用工程起步較晚,應用領域窄,生產(chǎn)線系統(tǒng)技術與國外比有差距;在應用規(guī)模上,我國已安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺,約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè),當前我國的機器人生產(chǎn)都是應用戶的要求,“一客戶,一次重新設計”,品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低,而且質量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關鍵技術,對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃,搞好系列化、通用化、模化設計,積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。
機器人技術是高技術的重要組成部分,其產(chǎn)業(yè)化的進程在我國剛剛起步,雖然取得了一定的成績,但仍然存在很多困難和不足,因此更需要多方面的關心和支持。
國家政策支持,是加速高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要前提。根據(jù)我國政府有關部門應組織力量進行充分地調查研究,在此基礎上,制定切實可行的推廣、應用機器人和促進機器人研究開發(fā)的傾斜政策。如在稅收、投資和貸款方面對機器人產(chǎn)業(yè)實行扶持政策。日本政府通過制定政策,采取一系列措施鼓勵企業(yè)應用機器人,為日本機器人在國內開拓市場的經(jīng)驗值得我們借鑒。另外,對機器人用戶,可以考慮給予一定的資金補貼,以鼓勵購買.為了避免危險惡劣的工作環(huán)境導致的工傷事故和職業(yè)病,保護工人的身心安全,對一些特殊工種,如噴涂,鑄造等通過勞動法強制采用工業(yè)機器人來代替.這樣可以大大增加工業(yè)機器人的需求數(shù)量。
我國的機器人產(chǎn)業(yè)化必須由市場來拉動。機器人作為高技術,它的發(fā)展與社會的生產(chǎn)、經(jīng)濟狀況密切相關。機器人的研制、開發(fā)只有從技術上實現(xiàn)可能性大為原則選擇機器人優(yōu)先應用的領域,并以此為突破口,向其他領域滲透、擴散至為重要。
機器人知識的普及程度對機器人產(chǎn)業(yè)化的進程也起著很大的制約作用。試想如果我們的最終機器人用戶對機器人都感到神秘莫測.并心存放而遠之的態(tài)度,談何機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?因此國家和有關企業(yè)都應把機器人知識的科普宣傳放在一個很重要的位置。
我國機器的應用人要順利走上市場,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,還是需要各方面的共同努力。
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