世界上工業(yè)機(jī)器人使用的精密減速機(jī)幾乎都為日本所壟斷。盡管國內(nèi)也量產(chǎn)的RV減速機(jī),農(nóng)機(jī)流通領(lǐng)域要以農(nóng)機(jī)現(xiàn)代流通體系為目標(biāo),但國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)卻鮮有選用的,以市場為導(dǎo)向、科技為支撐,原因是日本精密減速機(jī)技術(shù)遙遙領(lǐng)先,合理規(guī)劃布,短期很難替代,發(fā)展現(xiàn)代流通方式,因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),市場的減速機(jī)普遍依賴進(jìn)口,提升農(nóng)機(jī)售后服務(wù)功能和水平,尤其是日本進(jìn)口。
世界制造業(yè)強(qiáng)國日本,規(guī)范農(nóng)機(jī)市場秩序,德國、意大利等的減速機(jī)無論在產(chǎn)品、材料、設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量控制、精度、功率密度、還是可靠性及使用壽命等方面依然處于全球領(lǐng)先地位。
什么是減速機(jī)?在機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域,促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)工業(yè)又好又快發(fā)展?! 兑庖姟访鞔_,減速機(jī)是連接動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的中間裝置,通過5到10年時(shí)間,一般把電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的,農(nóng)機(jī)銷售和售后服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋率達(dá)到90%以上,并傳遞更大的轉(zhuǎn)矩。
尤其在航空航天、機(jī)器人、醫(yī)療器械等領(lǐng)域,基本形成以大型農(nóng)機(jī)流通企業(yè)為主導(dǎo),哪些結(jié)構(gòu)簡單緊湊、傳遞功率大、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)的高性能精密減速機(jī)需求量不斷增長,農(nóng)機(jī)專業(yè)市場為依托,其中,農(nóng)機(jī)品牌店、銷售服務(wù)中心為支撐,RV減速機(jī)和諧波減速機(jī)更是精密減速機(jī)中兩種十分重要的減速機(jī)。
所謂精密減速機(jī),鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)機(jī)銷售和服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)為基礎(chǔ),是一種動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu),布合理、經(jīng)營規(guī)范、運(yùn)作高效、發(fā)展協(xié)調(diào)的農(nóng)機(jī)現(xiàn)代流通體系?! 兑庖姟诽岢?,它其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器,今后一個(gè)時(shí)期農(nóng)機(jī)現(xiàn)代流通體系的主要任務(wù)是實(shí)施農(nóng)機(jī)流通服務(wù)品牌工程,將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù),完善農(nóng)機(jī)銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò),并獲得較大轉(zhuǎn)矩的裝置。精密減速機(jī)是一種相對精密的機(jī)械,培育大型農(nóng)機(jī)流通企業(yè),采用它的目的是降低轉(zhuǎn)速,推動(dòng)農(nóng)機(jī)專業(yè)市場發(fā)展,增加轉(zhuǎn)矩。精密減速機(jī)根據(jù)精度可分為標(biāo)準(zhǔn)精度和高精度;根據(jù)用途可分為軍用和民用;根據(jù)運(yùn)行的環(huán)境可分為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境、低溫環(huán)境、清潔室環(huán)境和真空環(huán)境。
全球能夠提供規(guī)模化且性能可靠的精密減速機(jī)生產(chǎn)企業(yè)十分有限,推進(jìn)售后服務(wù)社會(huì)化和專業(yè)化,絕大多數(shù)精密減速機(jī)市場份額都被日本企業(yè)霸占:比如全球最大的精密擺線針輪減速機(jī)制造商日本Nabtesco的RV減速機(jī)約占全球市場份額的60%(Nabtesco納博特斯克株式會(huì)社是全球最頂尖的機(jī)器人零件企業(yè));Nabtesco具有高精度、高剛性、小而輕量的美譽(yù);日本Harmonica的諧波減速機(jī)巨頭大約占15%,還有著名的日本住友重工(SUMITOMO)。因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),日本的精密減速機(jī)尤其在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用比例,屬于壓倒性的,幾乎沒什么對手。
Nabtesco(納博特斯克)是由日本帝人精機(jī)和納博克(1956年生產(chǎn)了日本第一個(gè)自動(dòng)門)這兩家日本公司強(qiáng)強(qiáng)合并組成。帝人精機(jī)和納博克是全球運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和零件的生產(chǎn)商,這兩家公司幾乎把控了高端核心技術(shù),控制著全球絕大多數(shù)市場份額。
日本Harmonic (簡稱HDSI)是整體運(yùn)動(dòng)控制的領(lǐng)軍企業(yè),其生產(chǎn)的Harmonic Drive組合型諧波減速機(jī),具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉(zhuǎn)矩容量等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、仿人機(jī)器人、半導(dǎo)體液晶生產(chǎn)裝置、光伏設(shè)備、光學(xué)儀器、精密機(jī)床等各種尖端領(lǐng)域。
HDSI做到了諧波減速機(jī)所不能做到的低減速比領(lǐng)域,HDSI產(chǎn)品同時(shí)還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機(jī)Harmonic Planetary。其獨(dú)特的內(nèi)齒圈形變工藝,能夠讓行星齒輪與其嚙合得更緊、可以消除背隙,甚至達(dá)到了精密級的傳動(dòng)誤差。
諧波傳動(dòng)減速機(jī),是一種靠波發(fā)生器使柔性齒輪產(chǎn)生可控彈性變形,并與剛性齒輪相嚙合,從頭傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
日本的精密減速機(jī)成為精密機(jī)械工業(yè)的一個(gè)巔峰,事實(shí)上,進(jìn)入減速機(jī)的技術(shù)門檻極高,特別是RV減速機(jī)里面,完全由高精度的元件,齒輪相互嚙合,特別是對材料科學(xué),精密加工裝備,加工精度,裝配技術(shù),高精度檢測技術(shù)提出了極高的技術(shù)要求。
國內(nèi)企業(yè)研發(fā)的減速機(jī)基本上都是通過反向工程獲得的數(shù)據(jù),因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),往往知其然而不知其所以然,雖然國內(nèi)有分企業(yè)在技術(shù)水平上獲得了重大突破,但國產(chǎn)減速機(jī)在減速機(jī)精度的保持性、減速機(jī)精度壽命和產(chǎn)品壽命上都存在許多研發(fā)難點(diǎn),還有就是品質(zhì)及銷量等,所以,各種各樣的技術(shù)難點(diǎn)也導(dǎo)致了國產(chǎn)減速機(jī)在一致性上較差,產(chǎn)品之間可復(fù)制性也是很低的。
值得一提的是,加工制造精密減速機(jī)零件的設(shè)備都十分昂貴,比如美蓋勒平面磨床,價(jià)值近千萬元,因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),在缺乏大規(guī)模產(chǎn)量前提之下,設(shè)備攤銷后的成本十分驚人。
全球目前應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域的減速機(jī)主要有兩種,一種是RV減速機(jī),另一種是諧波減速機(jī)。而在關(guān)節(jié)型機(jī)器人當(dāng)中,由于RV減速機(jī)具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度,因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),一般將RV減速機(jī)使用在機(jī)座、大臂、肩等重負(fù)載的位置,而將諧波減速機(jī)使用在小臂、腕或手。
日本在高精度機(jī)器人減速機(jī)上具備全球絕對領(lǐng)先優(yōu)勢,全球機(jī)器人行業(yè)75%的精密減速機(jī)被日本的Nabtesco和HarmonicDrive兩家壟斷(業(yè)界俗稱RV減速機(jī)和諧波減速機(jī)),其中包括著名的機(jī)器人公司abb、fanuc、kuka、發(fā)那科、安川等世界主流機(jī)器人廠商的減速機(jī)也均由上述兩家公司提供。
機(jī)器人中的核心零件,一直限制著機(jī)器人的快速發(fā)展,尤其是若形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化,擺脫發(fā)達(dá)機(jī)器人技術(shù)的掣肘,在機(jī)器人領(lǐng)域獲得自主技術(shù),需加大力度研發(fā)及追趕。
工業(yè)機(jī)器人之所以能夠靈活動(dòng)作及運(yùn)轉(zhuǎn)主要依賴于兩大技術(shù)――電機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù),而日本在這兩個(gè)領(lǐng)域仍然十分先進(jìn)。
尖端技術(shù)之二:日本機(jī)器人中的電機(jī)技術(shù)
日本的電機(jī)制造廠商把控著全球高端技術(shù),在全球電機(jī)市場上占據(jù)十分重要地位,日本電機(jī)幾乎都處于市場的端地位,并且擁有全球行業(yè)最頂尖的技術(shù)和產(chǎn)品。日本最主要的處于全球領(lǐng)先的五家電機(jī)企業(yè)是:日本電產(chǎn)株式會(huì)社、日本萬寶至馬達(dá)株式會(huì)社、日本電裝株式會(huì)社、日本三葉株式會(huì)社和蓓亞集團(tuán)。
值得一提的是,日本這電機(jī)企業(yè)的營業(yè)收入規(guī)模都突破了1000億日元。在日本電機(jī)企業(yè)之中,其營收規(guī)模和營業(yè)利潤的是日本電裝株式會(huì)社,在統(tǒng)計(jì)的12個(gè)月期間,其營收規(guī)模一度達(dá)到了53562.17億日元,營業(yè)利潤為2978.37億日元。而毛利率和凈利率的是營收規(guī)模最小的萬寶至馬達(dá)株式會(huì)社,其毛利率高達(dá)30.70%,凈利率接近10%。
在CNPP 世界電機(jī)排行榜上,三菱電機(jī)、安川電機(jī)、電機(jī)、ABB、西門子,前五名日本占據(jù)三席。
日本電產(chǎn)從2010年開始其精密小型電機(jī)就在全球一枝獨(dú)秀,特別是2016年其車載電機(jī)規(guī)模開始擴(kuò)大,到了2020年,日本電產(chǎn)花開三蒂(精密小電機(jī)、車載及家電、工商業(yè)用電機(jī)),因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),可以說日本電產(chǎn)將電機(jī)武裝到牙齒,保持霸氣凌人的態(tài)勢。
日本電產(chǎn)有一個(gè)目標(biāo),從車載小電機(jī),向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、自動(dòng)駕駛用電機(jī)升級后,車載電機(jī)事業(yè)到2020年能夠?qū)崿F(xiàn)與精密小型電機(jī)相當(dāng)?shù)匿N售額(6,000億日元)。在新收購及并購作用下,車載電機(jī)事業(yè)將挑戰(zhàn)1萬億日元銷售額。
日本電產(chǎn)董事長兼集團(tuán)總裁永守重信經(jīng)常說的這句話:日本電產(chǎn)是凡事都要力爭第一的企業(yè)!日本要成為全球領(lǐng)先的電機(jī)供應(yīng)商,除了必須有咬著牙建成京都第一高樓的勇氣及韌勁,更重要的是對市場和自身有清晰的認(rèn)識(shí)。
在日本機(jī)器人電機(jī)制造方面。由于類人行走、類人運(yùn)動(dòng)是機(jī)器人最大的技術(shù)特點(diǎn)。比如日本本田汽車公司生產(chǎn)的機(jī)器人“阿西莫”(ASHIMO)能夠依靠雙腿去行走,日本的村田制作所的“村田頑童”能夠在一條5公分寬的軌道上騎車,并且在平地上能夠做到四處闖蕩。
因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),讓機(jī)器人動(dòng)起來最根本的因素在于機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置――電機(jī)。
比如生產(chǎn)“草蛇”機(jī)器人的日立,剛開始其實(shí)就是生產(chǎn)電機(jī)起家的。日立公司的創(chuàng)始人1910年就生產(chǎn)出了具有5匹馬力的電機(jī),正是因?yàn)槌晒ιa(chǎn)出了這臺(tái)電機(jī),才使得日立擁有辦企業(yè)的極大信心。
日立在此后的各種世界級展覽會(huì)上,每次必然會(huì)把自己1910年這臺(tái)很笨重的電機(jī)拿出來,告訴看展覽的人,自己是一家電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。事實(shí)上,今天的日立能夠生產(chǎn)的各種各樣電機(jī),不僅生產(chǎn)發(fā)電站引擎的中大型電機(jī),同時(shí)也有小型的微型產(chǎn)品。因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),日立的豐富的電機(jī)產(chǎn)品,使得其生產(chǎn)起機(jī)器人來,它的驅(qū)動(dòng)裝置就有了重要保證。
除日立外,日本能夠生產(chǎn)機(jī)器人的企業(yè)很多,霸氣都有極強(qiáng)的電機(jī)研發(fā)及制造實(shí)力。比如著名的日本安川電機(jī)本來也是電機(jī)的專業(yè)廠家。早在1977年,安川電機(jī)公司就研制出了日本第一臺(tái)全電動(dòng)的工業(yè)用機(jī)器人――“莫托曼”1號(hào)。
日本在機(jī)器人方面,其幾個(gè)機(jī)器人巨頭日立、安川電機(jī)、發(fā)那科等已經(jīng)形成了一個(gè)機(jī)器人發(fā)展矩陣,幾乎能提供工業(yè)生產(chǎn)上的所有自動(dòng)化機(jī)器人設(shè)備。他們有一個(gè)共同之處是:都具有超乎其他企業(yè)實(shí)力的電機(jī)生產(chǎn)能力。因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),可以這么說,沒有強(qiáng)大的電機(jī)制造能力,就無法在在機(jī)器人制造領(lǐng)域搶占先機(jī)。
尖端技術(shù)之三:日本機(jī)器人中的控制器
在世界上,日本安川電機(jī)制造的的機(jī)器人非常牛,日本安川電機(jī)被譽(yù)為全球機(jī)器人家族之一。事實(shí)上,安川電機(jī)厲害不僅僅是它的機(jī)器人,最厲害是他們家的控制器。
日本安川擁有世界上十分先進(jìn)的、同步掃描速度極高的機(jī)器控制器-MP3300。所謂機(jī)器控制器MP3300,是安川電機(jī)MP2000系列的后續(xù)機(jī)型,是業(yè)界同步掃描速度更高的機(jī)器控制器。它是通過和AC伺服Σ-7系列組合,向客戶的設(shè)備提供系統(tǒng)方案,
安川的MP3300有哪些突出特點(diǎn)呢?在性能方面,安川控制器實(shí)現(xiàn)了高速、高精度的運(yùn)算和應(yīng)用程序處理,并擴(kuò)充了程序容量。同時(shí),可與支持式運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)MECHATROlink-III的伺服、變頻器進(jìn)行高速同步通信,提高了裝置的生產(chǎn)效率與性能。支持雙精度實(shí)數(shù)型、64bit整數(shù)型數(shù)據(jù),可減少運(yùn)算時(shí)的近似值誤差,從而進(jìn)行更高精度的控制。
MP3300的主機(jī)CPU中標(biāo)配有全球同行業(yè)內(nèi)最快的運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)MECHATROlink-III,它通過精細(xì)的運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)了高速、高精度通信。
安川控制器最多可控制16軸,在同一回路下MP3300最多可控制21站(伺服最多為16軸)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。在擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí),也可通過選購模塊構(gòu)建靈活的系統(tǒng)。
在操作上,安川能夠自動(dòng)識(shí)別選購模塊或連接到運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)MECHATROlink上的伺服單元、I/O 設(shè)備,并自動(dòng)完成設(shè)定。
安川縮短多軸的伺服調(diào)整時(shí)間,無需打開各軸的調(diào)整畫面即可在1個(gè)畫面上進(jìn)行多個(gè)軸的參數(shù)調(diào)諧,可大幅縮短調(diào)整時(shí)間。
安川的優(yōu)點(diǎn)是減輕使用伺服的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建負(fù)擔(dān),尤其是不依賴于PLC類型即可實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化。
安川最厲害的地方是:能夠在非常嚴(yán)酷環(huán)境下使用。安川控制器擴(kuò)大了使用環(huán)境溫度范圍 0°C+60°C (超過+55°C時(shí),柜內(nèi)需要安裝冷卻風(fēng)扇)。據(jù)數(shù)據(jù)顯示,全球面積最大的沙漠――撒哈拉大沙漠的溫度才57.7攝氏度,說白了,安川電機(jī)的這款機(jī)器控制器扔到沙漠上仍然可以正常使用!日本人把極限溫度提高到了60度,其工匠精神十分了得!
綜上所述,發(fā)展工業(yè)機(jī)器人必須突破機(jī)器人核心零件技術(shù)。值得一提的是,工業(yè)機(jī)器人市場長期被全球巨頭占據(jù),其中最突出的原因就是精密減速器、 伺服電機(jī)、 控制器等核心零件上嚴(yán)重依賴進(jìn)口,讓國產(chǎn)品牌機(jī)器人成本相比國外品牌機(jī)器人并優(yōu)勢。
需要提醒的是,國產(chǎn)機(jī)器人曾一直游走在產(chǎn)業(yè)中低端。從2013年以來,已成為全球最大的機(jī)器人消費(fèi)國,連續(xù)3年穩(wěn)居世界工業(yè)機(jī)器人市場頭把交椅;而與此同時(shí),國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量也呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長的趨勢。盡管自動(dòng)化技術(shù)改造給工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)帶來了巨大市場,但國產(chǎn)機(jī)器人關(guān)鍵零件一直“受制于人”。
全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈可劃分成上中下三個(gè)層次:上游是核心零件,主要是減速機(jī)和控制系統(tǒng),相當(dāng)于機(jī)器人的“大腦”;中游是機(jī)器人本體,就是機(jī)器人的“身體”;下游則是系統(tǒng)集成商,并且依賴上游和中游的核心設(shè)備做集成品。
在全球機(jī)器人市場,日本安川電機(jī)公司和發(fā)那科公司曾分別以5823項(xiàng)4512項(xiàng)專利申請位居全球前兩位,歐洲ABB有2231項(xiàng)、韓國三星2016項(xiàng)、日本日立1907項(xiàng)。這個(gè)數(shù)據(jù)對于工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)而言,急需我們在技術(shù)和產(chǎn)品上進(jìn)行優(yōu)化升級。
工業(yè)機(jī)器人核心零件:控制器、伺服電機(jī)、減速機(jī)是制約機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的主要瓶頸,并且占到機(jī)器人成本的70%。
控制器是機(jī)器人的大腦,作用是發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令。其中包括硬件和軟件兩分:硬件是工業(yè)控制板卡,包括一些主控單元、信號(hào)處理分等電路,國產(chǎn)品牌事實(shí)上已經(jīng)掌握;而軟件分主要是控制算法、二次等,國產(chǎn)品牌特別在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、易用性等還存在一定差距。
控制器由于是“神經(jīng)中樞”,世界上成熟的機(jī)器人廠商一般自行控制器,目的是保證穩(wěn)定性和維護(hù)自己的技術(shù)體系。因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),在控制器的市場份額基本跟機(jī)器人本體是一致的。當(dāng)然,全球也有KEBA、倍福、貝加萊這樣提供控制器底層平臺(tái)的廠商。
伺服電機(jī)方面競爭十分激烈,但外資始終掌握著話語權(quán),尤其是日本的品牌獨(dú)樹一幟。伺服電機(jī)在機(jī)器人中屬于執(zhí)行單元,是影響機(jī)器人工作性能的重要因素。伺服電機(jī)主要分為步進(jìn)、交流和直流,機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用最多的是交流伺服,大約占65%。
伺服系統(tǒng)外資品牌占據(jù)著壟斷性優(yōu)勢。日系品牌憑借良好的產(chǎn)品性能與極具競爭力的價(jià)格壟斷了全球中小型OEM(設(shè)備制造業(yè))市場。比如在2014年,伺服系統(tǒng)市場TOP15廠商中,前三名都是日本的品牌,市場份額占比高達(dá)45%。德國西門子、博世、施耐德等歐系品牌同樣占據(jù)著高端市場,市場份額也在30%左右。國內(nèi)企業(yè)份額低于10%左右。
控制器和伺服系統(tǒng)關(guān)聯(lián)十分緊密,客戶選擇產(chǎn)品的排序分別是:可靠穩(wěn)定性、價(jià)格、服務(wù)。
減速機(jī)方面,,上面介紹得很多了。機(jī)器人減速機(jī)市場屬于高度壟斷,在普及期的國產(chǎn)減速機(jī)短期內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)全面進(jìn)口替代。減速機(jī)是用來精確控制機(jī)器人動(dòng)作,傳輸更大的力矩。減速機(jī)分為兩種:一是安裝在機(jī)座、大臂、肩膀等重負(fù)載位置的RV減速機(jī),一種是安裝在小臂、腕或手等輕負(fù)載位置的諧波減速機(jī)。上面說過,RV減速機(jī)被日本納博特斯克完全壟斷,諧波減速機(jī)被日本哈默納科完全壟斷。
RV減速機(jī)有一個(gè)最核心的難點(diǎn),就在于基礎(chǔ)工業(yè)和工藝。因?yàn)镽V減速機(jī)是純機(jī)械的精密件,在材料上、熱處理工藝上和高精度加工機(jī)床上是缺一不可的。我們尤其在這幾個(gè)方面長期落后發(fā)達(dá),并非單靠某個(gè)企業(yè)所能徹底解決。減速機(jī)需要將200多個(gè)零件組合在一起,精度要求十分苛刻,特別是在零件之間的公差匹配上,需要長期的經(jīng)驗(yàn)積累。
從國際減速機(jī)上來看,日系減速器的知名度無疑是的,日本除卻排名分列一二的哈默納科和納博特斯克之外,日本還有住友、新寶等著名品牌,在世界上同樣十分受歡迎。
國內(nèi)的斯瑞恩機(jī)電總經(jīng)理曾說過,在諧波減速器的鋼齒輪加工工藝上,日本的哈默納科已經(jīng)做到了一分鐘(加工)兩個(gè)工件,而國內(nèi)目前很多還在采用傳統(tǒng)的插齒工藝,慢絲工藝;在RV減速器擺線的加工上,納博特斯克使用了最新的成形磨和展成法,每分鐘可以加工兩至三件產(chǎn)品,而國內(nèi)的效率還非常低,不具備量產(chǎn)的條件。
在工業(yè)機(jī)器人的核心零件若從根本上突破,需要付出更多的時(shí)間耐心及資金投入,特別是減速機(jī)的研發(fā)及投入,當(dāng)然,我們的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才也很稀缺,這一點(diǎn)值得改變。
日本的工業(yè)機(jī)器人水平已處于“遠(yuǎn)距作業(yè)型”和“智能型”這一階段,因?yàn)樵缭谏蟼€(gè)世紀(jì)90年代的時(shí)候,日本就已普及了“順序型”和“沿軌跡作業(yè)型”機(jī)器人。日本下一代的機(jī)器人發(fā)展方向是:低成本、高速化、可靠性、網(wǎng)絡(luò)化、視覺和觸覺、高精度化等方面。
世界上,隨著勞動(dòng)力成本的上漲及社會(huì)老齡化問題的加大,世界各國都展開了工業(yè)機(jī)器人的研究,目的是通過利用工業(yè)機(jī)器人來替代勞力。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),一個(gè)工業(yè)機(jī)器人差不多等價(jià)于10個(gè)勞動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)悉,早在2007年,日本就出臺(tái)了一份計(jì)劃,準(zhǔn)備在2050年之前,將工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,擴(kuò)大到1.4兆日元,擁有百萬工業(yè)機(jī)器人的計(jì)劃。假如按照一個(gè)工業(yè)機(jī)器人等價(jià)于10個(gè)勞動(dòng)力,而100萬個(gè)工業(yè)機(jī)器人,則相當(dāng)于1000萬個(gè)勞動(dòng)力,并且還是優(yōu)質(zhì)可靠的勞動(dòng)力。日本總?cè)丝趯?shí)際上才1億多,100萬個(gè)工業(yè)機(jī)器人,數(shù)量上完全可以滿足日本的國內(nèi)經(jīng)濟(jì)需求了。
丹麥?zhǔn)锥几绫竟?990年曾經(jīng)了一次工業(yè)機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn),并通過了一個(gè)文件,將工業(yè)機(jī)器人分為了種類。這種類分別是:一是順序型。這種類型的工業(yè)機(jī)器人,就是擁有規(guī)定程序動(dòng)作控制的系統(tǒng)。二是沿軌跡作業(yè)型。這種類型的工業(yè)機(jī)器人,可以執(zhí)行某種移動(dòng)作業(yè),如焊接和噴漆等較為復(fù)雜的工作。三是遠(yuǎn)距作業(yè)型。這種類型的工業(yè)機(jī)器人,可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離操控,是未來工業(yè)機(jī)器人,比如可在月球上自動(dòng)工作的機(jī)器人。四是智能型。這種類型的工業(yè)機(jī)器人具有感知、適應(yīng)及思維和人機(jī)通信機(jī)能,事實(shí)上,這種機(jī)器人已脫離了“機(jī)器”的范疇,甚至達(dá)到了“人”的范疇。
人類利用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn),其效率將會(huì)大幅提升,重要的是還會(huì)減少工傷事故。特別在發(fā)達(dá)中,工業(yè)機(jī)器人就已經(jīng)成為了自動(dòng)化裝備的主流,及未來的發(fā)展方向。國外的許多汽車行業(yè)、工程機(jī)械和電子電器行業(yè)等,已使用了大量的工業(yè)機(jī)器人疊加自動(dòng)化生產(chǎn)線?,F(xiàn)在全世界有許多,使用工業(yè)機(jī)器人的時(shí)間,已經(jīng)有幾十年了,因此,健全農(nóng)機(jī)流通網(wǎng)絡(luò),工業(yè)機(jī)器人是提高全社會(huì)生產(chǎn)效率,推動(dòng)工業(yè)發(fā)展的未來方向。
與日本相比,我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加快機(jī)器人核心及關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新。特別是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,強(qiáng)化機(jī)器人共性關(guān)鍵技術(shù)研究,加強(qiáng)高端機(jī)器人技術(shù)攻關(guān),最終實(shí)現(xiàn)核心零件、控制應(yīng)用系統(tǒng)和制造工藝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)突破,全面提升我國機(jī)器人產(chǎn)品在國際間的競爭力。相信,未來的機(jī)器人必然實(shí)現(xiàn)大的超越及領(lǐng)先。
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