机器人基础技术论文
农业大学
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工业机器人产业分析研究报告
机器人技术 王瑞栋 机械设计制造及其自动化 机制104班 103731426 马卫斌 职称: 讲师 20013 年12 月23 日
工业机器人产业分析研究报告
·玻璃生产线用移载机器人、钣材·累计完成100多摘要：从工业·搬运、上下料移载等机器人密度（汽车制造业各类工业机器人 中，每万名生产工人占有的·自动化立体仓库 机器人上海机·机器人焊接单元、自电一体 动化生产线及装配线 工程有限公司 FMS、弧焊工作项工程项目，提供站、装配线等5条80余台套机电一线（站），含40台体化产品，60余台机器人 工业机器人 ·用于机械、汽车、·“863”产业化基电器等行业5家用地 户 ·弧焊、焊装、装配及专用机器人13上海富安工厂 自动化有限公 司 ·工厂自动化成套设备 条线（站），含42·专用工业机器人成套台机器人，7台机设备 械手 ·工业机器人应用工程 ·用于汽车、交通、玻璃等行业5家用户 ·装配生产线、自动生产线共6条，含7台机器人，数台AGV，3台供料装置 中国华录大连 贤科机器人技 术有限公司 ·HLRQ，D系列装配机器人 ·A系列AGV小车 ·自动供料装置 ·华录自动进口机器人384台 ·“863”产业化基地 ·用于电器、教育行业7家用户 ·弧焊生产线（工作站）6条（站），含14台机器人 ·“863”产业化基四川绵阳四维 ·TF系列弧焊机器人、焊接自动化设 点焊机器人 备有限公司 ·焊接机器人应用工程 ·用于汽车、摩托地 车、电器开关等行业6家用户 ·冲压生产线4条含上下料机械手及拆垛、穿梭传送装置20余台 ·用于汽车、电器行业4家用户 · 物流自动化系统、高架多货位立·全自动薄板冲压生产线 ·冲压线上下料机械手 ·拆垛装置、穿梭传送装置 济南第二机床 集团有限公司 ·冲压生产线已有20多条用于国内各大汽车厂 ·物流自动化系统 昆明船舶设备 ·立体仓库 有限公司 ·码垛、搬运机器人 ·LGV 体仓库两套，含16台搬运和码垛机器人，LGV、AGV数台 ·用于烟草行业2家用户。
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二、我国工业机器人技术现状
在机器人技术基础方面，我国开展了机器人运动学、动力学与构型综合研究，机器人运动控制算法及机器人编程语言的研究，机器人内、外部传感器的研究与开发，多传感器控制系统的研究，离线编程技术、自诊断、安全保护技术等，基本掌握了工业机器人的所有关键技术。
在机器人控制装置研制方面，我国已经开发出双处理器、多处理器和分层控制装置，不少装置已经投入实际应用，主控计算机的档次也逐渐升级。
在机器人操作器研制方面，我国已经能够设计和生产点焊、弧焊、喷漆、装配等各类机器人，不少机器人拥有自主知识产权。其中，国产自动导引小车市场开拓最为成功，不仅牢牢占据国内市场，而且批量出口海外。
在机器人应用工程方面，世界各国主要行业对工业机器人的需求分布及应用类型见图1、图2，我国根据实际情况，设计建成多条机器人焊装生产线、装配机器人生产线和喷涂生产线，还设计开发了很多关键工位机器人工作站。
食品工业2%电子电器工业7%橡胶及塑料工业7%金属制品业（包括机械）8%其他工业15%汽车行业37%汽车零部件24%
图1 2005年全球主要行业对工业机器人的需求分布
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冲压3%铸造3%物料搬运13%喷涂3%其他13%装配22%上料/卸料14%弧焊15%点焊14%
图2 2005年全球工业机器人应用类型分布
三、我国工业机器人市场需求
长期以来，由于我国人口众多、劳动力价格低廉、生产技术水平又相对落后，工业机器人的应用受到了很大。但是，随着工业机器人价格的不断降低和性能的不断提高，劳动力成本不断上升，尤其是汽车业的快速发展，我国工业机器人应用情况将发生质的变化。
据统计，“九·五”期间，我国工业机器人的需求量以每年30％以上的速度快速增长。至2000年时，我国工业机器人的拥有量已达3500台左右，主要包括点焊、弧焊、喷漆、注塑、装配、搬运、冲压等各类机器人，销售额为6．7亿元。2005年时拥有量达到7OOO台，年销售额增长至28．7亿元。近几年来，随着经济的快速增长，特别是汽车业的高速发展，我国每年新增的工业机器人台数以及总安装量都在快速增长。例如，2006年我国工业机器人新安装台数为5770台，2007年为6581台，2008年为7900台，2009年为5000台，截至2009年末，我国工业机器人安装量为36800台。根据国际机器人联合会和美国国家机器人协会最新推测数据数据，2012年我国工业机器人年安装台数将达10000，届时安装量将达60400台。
从工业机器人密度（汽车制造业中，每万名生产工人占有的机器人数量）分析，我国的汽车市场远未饱和。从汽车工业协会会2008年11月提供的具体数据看，日本和意大利分别达到1710和1600，德国为1180，法国1120台，西班牙950台，美国770台，英国610台，瑞典630台，我国还不到90台(08年我国汽车从业工人约为356万)，即使我国达到600台的密度，则拥有213600台的市场潜力。
归纳起来，国内工业机器人市场具有如下特征：
一是国内汽车业的高速发展有力促进了工业机器人市场的发展，自2000年，我国汽车行业进入高速增长期，作为自动化程度高、技术资金密集型产业，汽车行业的增产扩能拉动了工业机器人的需求。
二是沿海经济发达地区是工业机器人的主要市场。我国工业机器人的使用主要集中在广东、江苏、上海、北京等地，其工业机器人拥有量占全国一半以
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上。
三是外商独资企业、中外合资企业是目前工业机器人的主要用户。外商独资或中外合资企业自动化程度一般比较高，也导致工业机器人的需求量较大。
四是国内一些现代化水平比较高的企业开始越来越多地应用工业机器人。国内一些汽车厂家如奇瑞等为了提高产品竞争力，开始较多地应用工业机器人，军工企业特别是坦克装甲车等开始应用焊接机器人，特种船舶，如液化石油气运输船舶也开始采用焊接机器人，焊接速度和焊接质量得到明显提高。
五是劳动力成本的不断提高促使工业机器人不断进入企业。随着经济的发展，制造业工人从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出更高要求，像焊接、喷涂等恶劣工作条件的岗位将会被机器人代替。
六是我国日益增长的工业机器人市场以及巨大的市场潜力吸引世界著名机器人生产厂家的目光。目前，我国进口的工业机器人主要来自日本，2004年日本对华出口金额占我国进口工业机器人金额的一半。中国是ABB在全球的第一大市场和意大利机器人的第一大进口国。
四、国外工业机器人发展模式
日本模式：各司其职，分层面完成交钥匙工程，即制定相应，机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标，由其子公司或社会工程公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统。
欧洲模式：一揽子交钥匙工程，即机器人的生产和用户所需要的系统设计制造全部由机器人制造厂商自己完成。
美国模式：采购与成套设计相结合。美国国内基本不生产普通工业机器人，企业需要的机器人通常由工程公司进口，再自行设计制造配套的外围设备，完成交钥匙工程。
中国工程院在2003年12月完成并公开的《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究总结报告》指出，我国应从“美国模式”着手，在条件成熟后逐步向“日本模式”靠拢，同时欧洲的经验也值得我们学习。
五、工业机器人产业化的几个条件
工业机器人是先进制造业中不可替代的重要装备和手段，是衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。我国已经是世界公认的制造业大国，但随着劳动力成本的不断提高，经济发展模式必须进行调整，生产自动化、发展高科技产业已经成为必由之路。
一是国家支持，是加速高新技术产业化的重要前提，机器人属于国家战略性高技术，是多项前沿技术和综合实力的体现，国家应该制定长远加以规划和发展。国家在资金、税收等各个方面给予一定的优惠，把机器人产业发展纳入到重要产业中，鼓励企业采用国产机器人。
二是推动产学研联盟建设，形成强大的研究，开发和应用队伍。工业机器人涉及机械、自动化、计算机、人工智能等诸多学科，只有将国内所有力量组织起来，群策群力，才能将技术研究搞上去，并与国外大公司进行竞争。
三是尽快改变关键元器件主要依赖进口的局面。成本和整体解决方案己成为企业选择工业机器人的首要因素，成本居高不下是制约国产机器人进一步发展的关键因素之一，除了受到批量较小影响外，国产机器人发展主要受到关键
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元器件价格的制约。
四是除了努力提高工业机器人性能外，我国还要大力加强大型、专业应用工程软件开发工作。在工业机器人作业系统中，周边装备和控制单元占总成本的80％，这些装置的研发与集成决定着整个作业系统的开发周期，其技术性能直接影响系统的生产效率和产品质量，机器人作业系统开发已成为制约工业机器人推广应用的关键因素之一。
五是努力进入汽车领域，并积极开拓新的应用市场。汽车业是工业机器人应用太户，我国将汽车业作为支柱产业加以发展，虽然国外工业机器人厂家在此领域具有较明显优势，但仍可以避实就虚，在众多中小企业中大显身手。
六是加强人才队伍建设。给高技术人才创造发挥聪明才智的长效机制，吸引人才，培养人才，留住人才，高新技术企业的竞争是人才的竞争，没有人才，何谈发展。
七是机器人知识的普及程度对机器人产业化的进程起着很大的制约作用，因此，要进一步加大工业机器人宣传力度。
参考文献：
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