近年來(lái),隨著(zhù)人口紅利消失,人力成本的不斷攀升,導致了制造業(yè)等勞動(dòng)密集型行業(yè)的用工短缺和制造成本提升等各方面的問(wèn)題。由于工業(yè)機器人可以在很大程度上取代傳統人工勞作并且降低企業(yè)的綜合成本,因此工業(yè)機器人代替傳統人工作業(yè)成為了趨勢。
工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。自從1962年美國研制出世界上第一臺工業(yè)機器人以來(lái),機器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快,已成為柔性制造系統(FMS)、自動(dòng)化工廠(chǎng)(FA)、計算機集成制造系統(CIMS)的自動(dòng)化工具。
眾所周知,機器人不是簡(jiǎn)單代替人工勞動(dòng),而是一種能夠結合人的優(yōu)勢(分析判斷、快速響應變化等能力)和機器優(yōu)勢(高精度、高穩定性、長(cháng)時(shí)間運行和環(huán)境耐受能力強等)的自動(dòng)化設備。同時(shí),伴隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步,機器人應用也從使其重復簡(jiǎn)單的勞動(dòng)逐漸過(guò)渡到人機搭配,人機協(xié)調生產(chǎn)等。工業(yè)機器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實(shí)踐證明,它在提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟效益,改善工人勞動(dòng)條件等方面,有著(zhù)令世人矚目的作用,引起了世界各國和社會(huì )各層人士的廣泛關(guān)注。在新的世紀,機器人工業(yè)必將得到更加快速的發(fā)展和更加廣泛的應用。中國將如何參與到這一發(fā)展潮流中?讓我們進(jìn)行一一分析。
中國市場(chǎng)蛋糕誘人
中國現在是全球最大的工業(yè)機器人市場(chǎng)。2014年全球工業(yè)機器人銷(xiāo)量增長(cháng)約27%,中國工業(yè)機器人銷(xiāo)量增長(cháng)率達到54%,數量為5.6萬(wàn)臺。最新統計數據顯示,受益于相關(guān)政策的扶持和傳統產(chǎn)業(yè)轉型升級的拉動(dòng),2015年國產(chǎn)工業(yè)機器人市場(chǎng)實(shí)現了穩定的增長(cháng),2015年上半年共銷(xiāo)售工業(yè)機器人11275臺,銷(xiāo)量同比增長(cháng)76.8%。按可比口徑銷(xiāo)量增長(cháng)27%,是去年全年銷(xiāo)售量的66.5%。預計2015年國產(chǎn)工業(yè)機器人銷(xiāo)售總量將超過(guò)22000臺,同比增長(cháng)30%左右。
究其原因:勞動(dòng)力價(jià)格上漲,產(chǎn)品質(zhì)量提升,制造業(yè)企業(yè)迫切需要“機器換人”;政府扶持機器人產(chǎn)業(yè),持續出臺政策推進(jìn)我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展(機器人是“中國制造2025”十大重點(diǎn)領(lǐng)域之一);伴隨著(zhù)核心零部件的技術(shù)突破,國產(chǎn)機器人成本有望大幅下降等因素都驅動(dòng)著(zhù)我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據預測到2017年,中國工業(yè)機器人年銷(xiāo)售量將達到10萬(wàn)臺。
應用領(lǐng)域日漸廣泛
經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展,工業(yè)機器人已在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了應用。在下游應用方面,發(fā)達國家工業(yè)機器人生產(chǎn)線(xiàn)成套設備已成為自動(dòng)化裝備的主流:汽車(chē)、電子電氣、塑料橡膠和金屬制品等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機器人,有效節約了勞動(dòng)力成本,提升了生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。
在制造業(yè)中,尤其是在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中,工業(yè)機器人得到了廣泛的應用。如在毛坯制造(沖壓、壓鑄、鍛造等)、機械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測及倉庫堆垛等作業(yè)中,機器人都已逐步取代了人工作業(yè)。
目前,世界工業(yè)界裝機最多的工業(yè)機器人是SCARA型四軸機器人。第二位的是串聯(lián)關(guān)節型垂直6軸機器人。而那智不二越(上海)貿易有限公司NACHI(2016慕尼黑上海電子生產(chǎn)設備展,展位號:W2.2100)作為工業(yè)用多軸機器人的先驅?zhuān)谑澜缟咸幱陬I(lǐng)先的地位,其產(chǎn)品適用于各種行業(yè)如,汽車(chē)白車(chē)身焊接、各種工件搬運、超大型重物搬運、涂膠、零件組裝、去毛刺等多種用途的機器人。
NACHI新開(kāi)發(fā)的MZ04機器人,擁有世界最快的動(dòng)作速度并備有豐富的選購件,除了對應一般搬運用途的標準仕樣外,通過(guò)追加視覺(jué)傳感器、力傳感器、追加軸等選配件,可對應分揀、搬運、去毛刺、打磨、組裝、涂膠等各類(lèi)用途。
MZ04機器人的本體有高速型和低輸出電機搭載型兩種選擇。高速型能夠更好的提高生產(chǎn)性,低輸出電機搭載型MZ04E則無(wú)需設置安全圍欄。MZ04可對應各種設置條件,使布局更自由,實(shí)現更為高效的設備構成。手腕部分采取了中空構造,在中空手腕內抓手用的配線(xiàn)?配管可有序的收納,避免對周邊裝置的干擾,也可以進(jìn)入到狹窄的作業(yè)空間。
工業(yè)機器人應用最為成熟的就是汽車(chē)領(lǐng)域,國外工業(yè)機器人巨頭占據了絕對優(yōu)勢,中國汽車(chē)行業(yè)的工業(yè)機器人,48%來(lái)自外資品牌。因此,對中國廠(chǎng)商來(lái)說(shuō),汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)被外資牢牢占據,想要追趕難度較大。
應用市場(chǎng)不斷擴大
除了在汽車(chē)行業(yè)的廣泛應用外,工業(yè)機器人在電子、食品加工、非金屬加工、日用消費品和木材家具加工等行業(yè)對工業(yè)機器人的需求增長(cháng)較快。
目前,工業(yè)機器人在電子行業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)隨之增多,市場(chǎng)競爭更為激烈。富士康、ABB、FANUC、庫卡、史陶比爾、那智不二越、安川電機、愛(ài)普生、斯圖加特、車(chē)樂(lè )美等知名企業(yè)在國內工業(yè)機器人市場(chǎng)有較高的知名度,并占據較高的市場(chǎng)份額。作為機器人行業(yè)中的知名企業(yè),愛(ài)普生(2016慕尼黑上海電子生產(chǎn)設備展,展位號:W2.2202)重點(diǎn)市場(chǎng)就是與電子相關(guān)的、汽車(chē)零部件、3C、4品(食品、化妝品、藥品、日常用品),同時(shí)瞄準了家用電器(家電)市場(chǎng)。
隨著(zhù)工業(yè)機器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機器人智能化水平的提高,機器人的應用范周還在不斷地擴大,已從汽車(chē)制造業(yè)推廣到其他制造業(yè),進(jìn)而推廣到諸如采礦機器人、建筑業(yè)機器人以及水電系統維護維修機器人等各種非制造行業(yè)。此外,在國防軍事、醫療衛生、生活服務(wù)等領(lǐng)域機器人的應用也越來(lái)越多,如無(wú)人偵察機(飛行器)、警備機器人、醫療機器人、家政服務(wù)機器人等均有應用實(shí)例。機器人正在為提高人類(lèi)的生活質(zhì)量發(fā)揮著(zhù)重要的作用。
近年來(lái),受?chē)H宏觀(guān)政策的刺激以及居民消費水平提高的影響,我國電子行業(yè)進(jìn)入了飛速發(fā)展。整個(gè)行業(yè)增產(chǎn)擴能,增加了對工業(yè)機器人行業(yè)的需求。電子行業(yè)需求在全球工業(yè)機器人銷(xiāo)量中占比約30%,為汽車(chē)及汽車(chē)零部件之后的工業(yè)機器人應用第二大行業(yè),在電子類(lèi)的IC、貼片元器件領(lǐng)域工業(yè)機器人的應用均較普遍。
從中國工業(yè)機器人在電子行業(yè)的發(fā)展情況來(lái)看,主要應用在手機、電腦、零部件等領(lǐng)域,應用于手機生產(chǎn)領(lǐng)域的視覺(jué)機器人:分揀裝箱、撕膜系統、激光塑料焊接、高速四軸碼垛機器人等適用于觸摸屏檢測、擦洗、貼膜等一系列流程的自動(dòng)化系統的應用。
產(chǎn)品類(lèi)型變化
目前,國內工業(yè)機器人比較受青睞的就是機械手。機械手為各類(lèi)新型電子部品的組裝、器具制造加工技術(shù)。機器人細分到如:自動(dòng)焊錫機器人、移動(dòng)印刷機器人、自動(dòng)打螺絲機器人、自動(dòng)切割機器人、自動(dòng)涂油機器人、自動(dòng)點(diǎn)膠機器人等。如優(yōu)傲機器人手臂技術(shù)先進(jìn),適合各種水平的生產(chǎn)員工使用,可應用于視覺(jué)組裝、PCB焊接、裝配、檢測、打螺絲、點(diǎn)膠涂膠、撕膜貼膜、噴涂、貼標、取放、包裝碼垛等工位,目前已在世界知名企業(yè)緯創(chuàng )資通、華為、中興通訊、富士康、偉創(chuàng )力等全面應用,進(jìn)一步幫助客戶(hù)提高生產(chǎn)效率,減少傷害。
Universal Robots 優(yōu)傲機器人(2016慕尼黑上海電子生產(chǎn)設備展,展位號:E1.1500)是一家引領(lǐng)合作型機器人全新細分市場(chǎng)的先驅企業(yè),該公司關(guān)注機器人的用戶(hù)可操作性和靈活度。自2008年推出首款UR機器人以來(lái),公司發(fā)展迅猛,如今UR機器人已遍布全球50個(gè)國家,其產(chǎn)量每年翻倍增長(cháng)。UR機器人目前正廣泛應用于國內家電、汽車(chē)零部件、消費品、噴漆、機床、電鍍、微電機、醫療、教育、視覺(jué)和自動(dòng)導航等眾多行業(yè)中。
2015年,工業(yè)機器人在產(chǎn)品類(lèi)型發(fā)展賺足了眼球,隨著(zhù)人機協(xié)作趨勢的發(fā)展,小型機器人幾乎成為各家企業(yè)發(fā)展的核心產(chǎn)品,工業(yè)機器人巨頭紛紛發(fā)布新型工業(yè)機器人,以協(xié)作機器人為主,市場(chǎng)基本都瞄準3C電子制造業(yè)。上海發(fā)那科機器人有限公司(2016慕尼黑上海電子生產(chǎn)設備展,展位號:E1.1100)針對小型物品搬運,高速抓取和裝配,推出一款超輕量、緊湊的6軸結構FANUC ROBOT M-1iA,并設計有平行連桿結構的智能拳頭機器人,可以實(shí)現各種方向的安裝,并配有適應復雜裝配作業(yè)的三軸手腕。
另一小型FANUC萬(wàn)能迷你機器人LRMate200iD,其大小與人的手臂相近,即使被安裝在狹小的空間,也可以把機器人與周?chē)O備發(fā)生碰撞的可能性控制在最低限度。通過(guò)采用高剛性手臂和最尖端的伺服控制技術(shù),高速動(dòng)作也不會(huì )產(chǎn)生晃動(dòng),實(shí)現了高速而且平滑的動(dòng)作性能,能夠容易地把它安裝在加工機內部或者進(jìn)行吊頂安裝。
此為,國內生產(chǎn)商根據電子生產(chǎn)行業(yè)需求特制專(zhuān)區內機器人,小型化、簡(jiǎn)單化的特性實(shí)現了電子組裝高精度、高效的生產(chǎn),滿(mǎn)足了電子組裝加工設備日益精細化的需求,而自動(dòng)化加工更是大大提升生產(chǎn)效益。對此,國產(chǎn)機器人本體企業(yè)也紛紛推出新型的機器人,小六軸關(guān)節機器人、SCARA機器人成為企業(yè)的新賣(mài)點(diǎn)和市場(chǎng)增長(cháng)點(diǎn)。
夯實(shí)基礎,把握未來(lái)
近年來(lái),在傳統制造業(yè)市場(chǎng)疲軟、企業(yè)轉型升級需求增加的背景下,機器人產(chǎn)業(yè)保持了良好的發(fā)展勢頭,企業(yè)產(chǎn)業(yè)化能力和行業(yè)配套能力實(shí)現不同程度的提升。展望未來(lái),中國3C產(chǎn)業(yè)鏈比較齊全,加工企業(yè)眾多,3C領(lǐng)域將成為工業(yè)機器人廠(chǎng)商競相角逐的市場(chǎng);家電行業(yè)工業(yè)機器人已經(jīng)有成長(cháng)苗頭,也將成為工業(yè)機器人發(fā)展最快的市場(chǎng);隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的影響,智能可穿戴設備成為發(fā)展新趨勢。
結合實(shí)際,中國工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展機會(huì )在于:系統集成應用從中低端市場(chǎng)做起;機器人單體從需求旺盛且結構相對簡(jiǎn)單的產(chǎn)品門(mén)類(lèi)做起;加速機器人核心零部件國產(chǎn)化步伐,只有實(shí)現零部件國產(chǎn)化才能真正降低成本,從而在未來(lái)黃金市場(chǎng)3C、白色家電、智能可穿戴設備領(lǐng)域迎來(lái)國產(chǎn)工業(yè)機器人的蓬勃發(fā)展!
我們堅信,在《中國制造2025》等利好政策的帶動(dòng)下,中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展將步入戰略機遇期。
摘自 電子工程世界