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中國機械工程學會機械工業自動化分會

中國自動化學會制造技術專業委員會

2018年工業機器人行業技術現狀與趨勢分析

2018-07-18 作者:admin

來源:前瞻網

工業機器人技術特點

一般來說,工業機器人由3大部分6個子系統組成。3大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。6個子系統可分為機械結構系統、驅動系統、感知系統、機器人-環境交互系統、人機交互系統和控制系統。

根據上述結構涉及到的技術,總結出工業機器人技術主要有三大特點:一是工業機器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應用開發等先進制造技術于一體,通過對過程實施檢測、控制、優化、調度、管理和決策,實現增加產量、提高品質、降低成本、減少資源消耗和環境污染,是工業自動化水平的最高體現;

二是工業機器人與自動化成套裝備具備精細制造、精細加工以及柔性生產等技術特點,是繼動力機械、計算機之后,出現的全面延伸人的體力和智力的新一代生產工具,是實現生產數字化、自動化、網絡化以及智能化的重要手段;

三是工業機器人與自動化成套技術,融合了多項學科,涉及多項技術領域,包括工業機器人控制技術、機器人構建有限元分析、激光加工技術、智能測量、建模加工一體化、工廠自動化以及精細物流等先進制造技術,技術綜合性強。

工業機器人技術現狀

截至2018年6月12日,工業機器人技術專利申請總量達到23054項。其中,發明專利數最多,達到9946項,占比為43.14%;實用新型專利數其次,為8331項,占比為36.14%;外觀、發明授權專利數占比分別為8.90%、11.82%。

從申請專利數量來看,2007-2017年,我國工業機器人專利申請數量總體上呈上升的趨勢。2014-2016三年間,專利申請數量大幅增多;到2017年,工業機器人專利申請數量達到5608項。

從公開專利數量來看,2007-2017年,我國工業機器人專利公開數量總體上呈趨勢。2017年,我國工業機器人專利公開數量為6012項,達到近年來最大值;截至2018年6月,專利公開數量為3631項。

截至2018年6月,從我國工業機器人專利技術構成來看,B25J(機械手;裝有操縱裝置的容器)專利申請數量排名第一,為7074項,占比達到26.63%;B23K(釬焊或脫焊;焊接;用釬焊或焊接方法包覆或鍍敷;局部加熱切割,如火焰切割;用激光束加工)專利申請數排名第二,專利數量為1594項,占比為6.00%;其余技術占比均在5%以下。

工業機器人技術趨勢

目前,工業機器人技術正朝著模糊控制、智能化、通用化、標準化、模塊化、高精化、網絡化及自我完善和修復能力等方向進行研發。

首先,模糊控制是利用模糊數學的基本思想和理論的控制方法。對于復雜的系統,由于變量太多,用傳統控制模型難以正確描述系統的動態,此時便可以用模糊數學來處理這些控制問題。未來機器人的特點在于其具有更高的智能。隨著計算機技術、模糊控制技術、專家系統技術、人工神經網絡技術和智能工程技術等高新技術的不斷發展,工業機器人的工作能力將會突破性的提高及發展。

其次,工業機器人的組件及構件實現通用化、標準化、模塊化是降低成本的重要途徑之一。

第三,隨著制造業對機器人要求的提高,開發高精度工業機器人是必然的發展結果。

第四,目前應用的機器人大多僅實現了簡單的網絡通訊和控制,如何使機器人由獨立的系統向群體系統發展,使遠距離操作監控、維護及遙控是目前機器人研究中的熱點之一。

最后,機器人應該具有自我修復的能力,才能更好地避免因為突發狀況導致的生產停頓。當出現錯誤指令時應該自己進行報警或調試;當元器件損壞時可以自我進行修復。

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