工业机器人在中国的应用和发展

摘要：最近几年,我国工业机器人的应用得到快速发展,世界各大机器人厂商都在积极拓展中国市场。人们对工业机器人这个词已经不再感到陌生,其应用也在不断拓展．开始从传统的汽车制造领域向非汽车领域延伸。为了让大家更好地了解中国的工业机器人市场,我们邀请了国内部分机器人生产企业的代表就大家共同关心的问题谈了些看法。

关键词：工业机器人 机器人发展 机器人应用

引言：工业机器人是指工业领域中能自动执行工作任务的机器装置，是机电一体化产品的代表，具有较高的技术含量，代表着一个国家的科技水平。随着科学技术的不断发展，工业自动化水平逐步提高，工业机器人在制造业中的应用也越来越广泛。现如今，工业机器人成了工业自动化的代名词，国内越来越多的企业在生产中采用了工业机器人，而市场需求也在不断扩大。政府也开始使用各种办法加大中国装备制造业在市场中占据的份额，并提供优惠措施鼓励更多企业使用机器人及技术以提升技术水平。据不完全统计,最近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业的,由此可见汽车行业依然是中国工业机器人技术最重要、最传统的应用行业，同时也可以反映出汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。

1.工业机器人的应用

随着工业机器人发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了应用。从传统的汽车制造领域向非制造领域延伸。如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。在国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务等领域工业机器人的应用也越来越多。汽车制造是一个技术和资金高度密集的产业，也是工业机器人应用最广泛的行业，几乎占到整个工业机器人的一半以上。在我国，工业机器人最初也是应用于汽车和工程机械行业中。在汽车生产中工业机器人是一种主要的制动化设备，在整车及零部件生产的弧焊、点焊、喷涂、搬运、涂胶、冲压等工艺中大量使用。据预测我国正在进入汽车拥有率上升时期，在未来几年里，汽车仍将每年15％左右的速度增长。所以未来几年工业机器人的需求将会呈现出高速增长趋势，年增幅达到50％左右，工业机器人在我国汽车行业的应用将得到快速发展。

工业机器人除了在汽车行业的广泛应用，在电子，食品加工，非金属加工，日用消费品和木材家具加工等行业对工业机器人的需求也快速增长。在亚洲，2005年安装工业机器人72，600台，与2004年相比，增长了40％，而应用在电子行业的就占了31％左右。在欧洲地区，据统计2005年与 2004年相l：tI业机器人在食品加工行业的应用增长了17％左右，在非金属加工行业的应用增长了20％左右，在日用品消费行业增长了32％，在木材家具加工行业增长了18％左右。工业机器人在石油方面也有广泛的应用，如海上石油钻井、采油平台、管道的检测、炼油厂、大型油罐和储罐的焊接等均可使用机器人来完成。在未来几年，传感技术，激光技术，工程网络技术将会被广泛应用在工业机器人工作领域，这些技术会使工业机器人的应用更为高效，高质，运行成本低。据预测，今后机器人将在医疗、保健、生物技术和产业、教育、救灾、海洋开发、机器维修、交通运输和农业水产等领域得到应用。

2.工业机器人的发展

我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代，由于当时经济体制等因素的制约，发展比较缓慢，研究和应用水平也比较低。1985年，随着工业发达国家开始大量应用和普及工业机器人，我国在“七•

五”科技攻关计划中将工业机器人列入了发展计划，由当时的机械工业部牵头组织了点焊、弧焊、喷漆、搬运等型号的工业机器人攻关，其他部委也积极立项支持，形成了中国工业机器人第一次高潮。

进入20世纪90年代后，为了实现高技术发展与国家经济主战场的密切衔接，863计划确定了特种机器人与工业机器人及其应用工程并重、以应用带动关键技术和基础研究的发展方针。经过广大科技工作者的辛勤努力，开发了7种工业机器人系列产品，102种特种机器人，实施了100余项机器人应用工程。

在20世纪90年代末期，我国建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地，包括沈阳自动化研究所的新松机器人公司、哈尔滨工业大学的博实自动化设备有限公司、北京机械工业自动化研究所机器人开发中心、海尔机器人公司等。产业化基地的建设带来了产业化的希望，为发展我国机器人产业奠定了基础。经过广大科技人员的不懈努力，我国目前已经能够生产具有国际先进水平的平面关节型装配机器人、直角坐标机器人、弧焊机器人、点焊机器人、搬运码垛机器人和AGV自动导引车等一系列产品，其中一些品种实现了小批量生产。一批企业根据市场的需求，自主研制或与科研院所合作，进行机器人产业化开发。如奇瑞汽车与哈工大合作进行点焊机器人的产业化开发、西安北村精密数控与哈工大合作进行机床上下料搬运机器人的产业化开发、昆山华恒与东南大学等合作开发弧焊机器人、广州数控开发焊接机器人、盐城宏达开发弧焊机器人。

但是，我国目前还没有像日本的FANUC和德国的KUKA那样的形成规模的工业机器人制造厂，工业机器人产业目前在我国还仅仅处于萌芽阶段。随着我国现代制造业的发展，我国工业机器人的需求量在快速增长。

工业机器人作为最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。随着我国工业企业自动化水平的不断提高，工业机器人市场也会越来越大，这就给工业机器人的研究、开发、生产商带来巨大商机。然而机遇也意味着挑战，目前全球各大工业机器人供应商都已大力开拓中国市场，因此中国必须大力发展机器人产业，通过发挥中国生产制造优势，提高自主创新能力，寻求有特色的发展道路，在国家相关政策的支持下扶持和鼓励一大批民族的机器人产业成长壮大。

3.产业发展面临挑战

经过30余年的发展，我国工业机器人产业已形成了较为完善的产业基础，在制造领域、应急救援、野外勘测、资源开发、国防军工等领域都发挥了重要作用。但相对于巨大的市场需求，依然存在明显不足。

1.整体发展水平较低，核心技术受制于人。

尽管我国已基本掌握了工业机器人相关知识，如本体设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术等，但工业机器人的生产规模仍然不大，多数是单件小批生产，质量和可靠性也不稳定，仅相当于国外上世纪90年代中期水平，产品性价比低。并且在伺服电机、精密减速器、伺服驱动器、控制器等关键核心部件上长期依赖于国外进口。因此，机器人核心零部件国产化迫在眉睫。一旦这些关键零部件实现国产化，平均成本可降低30%，则机器人单机制造成本至少降低20%。

2.外国品牌占主导，自主品牌影响较弱。

我国已经拥有一批企业从事工业机器人的开发，但都没有形成较大的规模，缺乏市场的品牌认知度，市场占有率低。目前，在我国新增工业机器人中，超过70%依赖国外进口。其中仅日本的FANUC一家，在我国市场的占有率就达到23%。2012年，日本FANUC和德国KUKA在华销售增速均超过100%。而2012年本土品牌机器人的销量只有3000多台。对比内、外资机器人在我国市场的占比，国内自主品牌处于极端下风。而且，国外机器人企业采用整机低价倾销和提高维护备件费用的策略，继续打压国产品牌，进一步占领我国市场。

3.再次，市场秩序混乱，行业标准和规范亟待健全。

伴随我国工业机器人需求的迅猛增长，工业机器人企业良莠不齐，质低价廉的恶性竞争严重。但由于缺乏统一的国家标准，机器人产业一直处于前景广阔但尚无秩序的“各自为政”阶段。因此，首先亟需加强顶层设计，制定行业准入标准，开展行业规范认证，扶持优质整机及零部件企业，避免低端竞争;其次，建立健全标准体系。按照急用先立、共性先立原则，研究制定基础共性标准、关键技术标准、产品标准和重点应用标准，大力培育建立工业机器人标准和质量认证机构;最后，鼓励和支持国内机构积极参与国际标准化工作，提升自主技术标准的国际话语权。

4.总结

工业机器人的诞生和机器人学的建立，无疑是人类科学技术的重大成就。要缩短我国工业机器人应用及研究与国外的差距，首先要有国家政策的支持，培养和吸引人才，引进、消化和吸收发达国家先进技术，利用自己的优势，建立集技工贸为一体的企业集团，创造名牌，形成企业的良性发展，以实现我国工业机器人的商品化、产业化。