与德、日领军企业相比,国产工业机器人技术目前处于什么水平?
工业机器人是现代制造业中不可或缺的智能设备,广泛应用于工业品生产。其核心部件包括控制系统、伺服电机和减速器,这些部件的性能直接决定了机器人的技术水平。目前,全球高端工业机器人市场被德国和日本的企业所主导,尤其在关键零部件的研发技术方面,日本企业在减速机和伺服电机领域处于领先地位,而德国企业则在原材料、本体零部件和操作系统方面更具优势。
相较之下,国产机器人在技术水平上仍存在较大差距。在控制系统的某些方面,国产机器人已展现出竞争力。
一、控制系统
工业机器人大脑的核心是控制芯片和基础软件。全球范围内的工业机器人控制系统芯片和基础软件,乃至整个控制产品,其实并无太大差异。由于国产机器人起步较晚,所应用的技术相对较新,国产的控制系统开发厂家所使用的系统芯片和基础软件,在某些方面甚至优于国外品牌。这使得国产机器人在这一领域具备一定的竞争力。
二、驱动系统与减速器
除了控制系统,驱动系统和减速器也是机器人的重要组件。这些部件的技术水平和性能直接影响到机器人的运动控制和精度。在这方面,国外企业尤其是日本和德国的企业拥有较为成熟的技术和生产经验。
三、电机与机械本体
电机是机器人的动力来源,而机械本体则是机器人的基础结构。这两部分的设计和制造水平,同样关系到机器人的性能。与控制系统相似,国产机器人在电机和机械本体的研发上,也已取得了一定的进步。
四、生产工艺与质量管控
生产工艺和质量管控是确保机器人性能稳定、提高使用寿命的关键。国外企业在这些方面积累了丰富的经验,而国产机器人仍需在这方面努力提升。
国产机器人在某些领域已展现出竞争力,但仍需在关键技术、生产工艺和质量管控等方面继续努力。随着技术的不断进步和市场的日益扩大,我们有理由相信,国产机器人将在未来取得更大的突破和发展。(2)机器人操作系统
在众多领先的机器人企业中,经过数年的技术积累,已经形成了一批自有的底层机器人操作系统。这些系统基于硬件的控制软件系统,是企业技术实力的体现。除了这些一线企业,世界上许多二线企业大多依赖于通用的实时操作系统,如VxWorks、linux+rtruntime等。在这一领域,国产机器人技术尚未实现重大突破,普遍使用第三方的实时内核操作系统,其中裁剪linux最为常见。
(3)机器人算法及底层驱动软件
机器人的基础理论在全球范围内并无差异,因此其算法和底层驱动软件也并无二致。国际领先的机器人企业已经开始将人工智能技术的深度应用融入机器人产品中,使得国产机器人相形见绌。从技术发展角度看,机器人进化历程可分为三个阶段:第一代示教再现机器人、第二代感知技术结合型机器人以及第三代认知机器人。
机器人工艺软件开发:软件核心,决定机器人性能的关键
工业机器人,作为现代制造业的重要工具,其核心技术在于软件。工艺相关软件的开发,是决定机器人性能的关键所在。那么,何为与工艺相关的软件呢?打个比方,人类之间的差别在于各自所掌握的技艺,有的人学习焊接技术成为焊接技师,有的人则擅长其他领域。对于机器人而言,其工艺适应性正是通过软件来表达的,即工艺软件,如焊接、切割、运输等软件,对于工业机器人至关重要。
国产机器人在工艺相关软件的开发方面存在显著的劣势。与国际先进的机器人企业相比,国产企业在半个多世纪的研发和技术突破上仍有差距,尤其在工艺理解和功能优化方面难以匹敌。一些国际企业在特定工艺领域的突出表现,如OTC、柯马、杜尔等品牌,使它们在市场上占据一席之地。对于国产机器人而言,或许在某个工艺领域的突破是其发展的出路。
除了软件开发,驱动系统也是国产机器人面临的一大挑战。当前,国产机器人在驱动系统方面存在与控制系统一体化设计不足的问题。由于驱动和控制并非由同一厂家完成,导致控制通道和数学模型难以实现优化。问题的根源并非在于设备和硬件本身,而在于控制方法的创新不足。
在这个认知技术在机器人上运用的时代,国产机器人仍然处于追赶状态。正是这样的挑战激发了我们的创新潜力。或许正是某个工艺领域的突破,或是驱动系统控制方法的革新,将成为国产机器人崛起的契机。我们期待着这一天的到来。减速机领域的霸主与国产机器人的挑战
在当下的工业机器人市场中,纳博特斯克的减速机产品以其卓越性能占据了市场的绝对优势地位。无论是全球知名的机器人制造商,都在广泛地使用其产品。国产机器人在这一领域,暂时还未显现出明显的优势,但这并不妨碍其他企业在机器人核心技术上的持续进步。
谈及电机,国产机器人的发展受到产量的限制。由于产量较小,定制电机的成本相对较高,使得制造商难以像大型主流厂商那样,根据机器人的动力需求定制电机。若使用通用电机,则可能无法实现电机的惯量、电流、扭矩输出响应等参数的最优化,进一步增加机器人的负载自重。
深入到机械本体,分析国产机器人在技术上的表现,我们必须关注两个核心方面:材料和设计加工工艺。在材料方面,当前机器人所使用的材料牌号大体相似,如铸铝多采用美标A356或其对应的国标牌号。但在设计和机加工工艺上,还存在一些挑战,如漏油、油封设计、传动间隙和机械刚度等问题,需要企业进一步解决。
在生产工艺和质量管控方面,国产机器人企业仍面临挑战。由于产量有限,难以实现流水线和标准化生产,工艺可靠性很大程度上依赖于技术工人的水平。当前国内优秀工匠的稀缺以及一线生产年轻人的技能水平尚未达到相应的高度,加上标准化生产流程和工艺的不足,导致国产机器人质量的一致性有待提高。
尽管如此,国产机器人在面对国内外挑战时,仍在不断努力和创新,追求技术的突破和质量的提升。我们期待在未来,国产机器人能够在更多领域实现突破,与国际顶尖水平并驾齐驱。国产工业机器人在与欧美发达国家的较量中,虽存在一定的差距,但这差距并非不可逾越。工业机器人作为智能制造的核心,其在提升产业竞争力方面的作用不容忽视。这一现实,对国产机器人企业提出了更为严格的要求。
我们必须清醒地认识到,国产工业机器人在技术、品质及创新能力上仍需努力。但与欧美相比,我们也有自身的优势,那就是市场潜力和发展速度。国产机器人企业正在不断突破技术瓶颈,逐步缩小与发达国家的差距。
工业机器人不仅是制造业的得力助手,更是未来智能时代的引领者。国产机器人企业需要紧跟时代步伐,加大研发投入,提升技术创新能力,以满足市场对于智能制造的迫切需求。只有这样,我们才能在激烈的国际竞争中立于不败之地,实现真正意义上的企业提升和跨越式发展。