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工业机器人是现代制造业中重要的自动化设备,它集成了高级技术,例如机械,电子,控制,计算机,传感器和人工智能。自1962年美国开发了世界上第一个工业机器人以来,机器人技术及其产品已经迅速发展,并已成为灵活制造系统(FMS),自动化工厂(FA)和计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。
工业机器人的广泛采用不仅可以提高产品的质量和产量,而且在确保人身安全,改善劳动力环境,降低劳动力强度,提高劳动力生产力,节省原材料消耗和降低生产成本方面具有重要意义。像计算机和网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在越来越多地改变人类的生产和生活方式。
1。工业机器人技术的现状以及国内外发展的趋势
工业机器人是最典型的机电数字设备,具有较高的技术和广泛的应用范围。作为知识社会中高级制造业和新兴行业的支持技术,它们对于未来的生产和社会发展将变得越来越重要。一个重要的角色。外国专家预测,机器人行业是一个新的大型高科技行业,在汽车和计算机之后出现。根据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计数据,世界机器人市场前景是有希望的。自20世纪下半叶以来,世界机器人行业一直保持着稳定增长的良好动力。进入1990年代,机器人产品的开发加速了,平均年增长率约为10%。 2004年的增长率达到了创纪录的20%。其中,亚洲机器人的增长率最为突出,高达43%。
近年来,国外机器人领域的发展显示了以下趋势:
1。工业机器人的性能不断提高(高速,高度可靠性,高可靠性,易于操作和维护),而独立机器的价格一直在下降,平均独立价格从103,000美元的平均价格下跌。 1991年,1997年。$ 50,000。
2。机械结构正在发展为模块化和可重构。例如,关节模块中的三合一伺服电机,还原和检测系统;关节模块和连接杆模块被重组以构建机器人整个机器。模块化装配机器人产品已在国外推出。
3。工业机器人控制系统正在基于PC的开放控制器开发,这对于标准化和网络非常方便;设备集成得到改善,控制柜变得越来越小,并且采用模块化结构。大大提高了系统的功能,易于操作和可维修。
4。传感器在机器人中的作用变得越来越重要。除了使用传统传感器(例如位置,速度和加速度)之外,组装和焊接机器人还使用视觉和力传感等传感器,而遥控机器人则使用视觉,声音,力传感等。多传感器融合技术,例如触觉用于进行环境建模和决策控制;多传感器融合配置技术已在生产系统中成熟使用。
5。虚拟现实技术在机器人中的作用已经从模拟和预览发展为过程控制,例如使远程机器人操作员感觉就像在远程工作环境中操纵机器人一样。
我国家的工业机器人始于1980年代的“第七五年计划”科学研究。在该国的支持下,通过“第七五年计划”和“第八个五年计划”科学研究,我们基本上已经掌握了机器人操作机的设计和制造技术和控制系统。硬件和软件设计技术,运动学和轨迹规划技术已经生成了机器人的一些关键组成部分,并开发了诸如绘画,电弧焊接,点焊接,组装,组装和处理之类的机器人;其中,超过20个单元的130套绘画机器人设有。该公司已被广泛用于公司的近30个自动涂料生产线(站),并且在汽车制造商的焊接和组装线上已使用电弧焊接机器人。但是总的来说,在我国,工业机器人技术及其工程应用的水平仍然与外国的一定距离,例如:能力低于外国产品;机器人应用工程开始迟到,应用领域狭窄,与外国相比,生产线系统技术存在差距。就应用程序量表而言,我的国家已经安装了大约200个国内工业机器人,占全球安装单元的十分之一。上述原因主要是因为没有机器人行业。目前,我国家的机器人生产符合用户的要求。 “一个客户,一个重新设计”,具有许多品种和规格,小批量,零件的普遍性低,供应周期和成本。不低,质量和可靠性不稳定。因此,迫切需要在工业化的早期阶段解决关键技术,全面计划产品,在序列化,概括和模型设计方面做得很好,并积极促进工业化过程。
2。工业机器人的应用程序越来越广泛
经过40多年的发展,工业机器人已在越来越多的领域应用。在制造业中,尤其是在汽车行业中,工业机器人已被广泛使用。例如,在空白制造(冲压,铸造,锻造等)中,机械加工,焊接,热处理,表面涂料,装载和卸载,装配,检查和仓库堆叠,机器人逐渐替换了人类工作。
随着工业机器人在更深更广泛的方向发展,机器人情报水平的提高,机器人的应用范围仍在扩大,并且已从汽车制造业推广到其他制造业,然后推广到采矿机器人和建筑行业。机器人和水力发电系统维护和维护机器人是各种非制造行业。此外,国防和军事,医疗和医疗保健,生命服务等领域越来越多的机器人,例如无人侦察机(飞机),安全机器人,医疗机器人和管家服务机器人。机器人在改善人类生活质量方面发挥了重要作用。
3。国内外的主要工业机器人制造商
在国外,工业机器人技术正在越来越成熟,并已成为该行业广泛使用的标准设备。结果,已经成立了许多有影响力的工业机器人公司,其中包括:瑞典,日本武士,德国,美国,S-,意大利comau,英国,加拿大的TICS,以色列公司,这些公司已成为支柱其地区的行业。在该国,工业机器人行业刚刚开始,但是增长势头非常强大。例如,由中国科学学院的 的投资和成立的新兴机器人公司的年利润增长约为40%。
4。工业机器人的发展趋势
在许多生产领域中使用工业机器人已经证明,它在提高生产自动化水平,提高劳动生产率和产品质量,经济利益以及改善工人的工作条件方面引起了人们的关注。人们的广泛关注。在新世纪,机器人行业肯定会更快地发展并被广泛使用。
1。工业机器人的技术发展趋势
从近年来世界机器人推出的产品来看,工业机器人技术正在发展智能,模块化和系统化。它的发展趋势主要是:结构的模块化和可重构性;控制技术的开放性; ,和网络;伺服驱动技术的数字化和权力下放;多传感器融合技术的实用性;工作环境设计和操作的灵活性以及系统的网络和智能的优化。
2。工业机器人的工业发展趋势
根据UNECE/IFR的预测,到2007年,全球新安装的机器人的数量将从2003年的81,800辆增加到2007年,平均年增长率为7%。其中,从2003年到2007年,日本工业机器人的销售额将从2003年的31,600增加到2007年的41,000;从2003年到2007年,欧洲工业机器人的销售额将从2003年的27,100增加到2007年的34,000;北美2003年 - 2007年,工业机器人市场平均每年增长5.8%,到2007年将增长到16,000套。
V.关于工业机器人行业发展模型的讨论
查看世界各国发展工业机器人行业的过程,可以将其汇总为三种不同的开发模型,即日本模型,欧洲模式和美国模式:
1。日本模型
该模型的特征是:每个人都执行自己的职责,并以不同级别完成交钥匙项目。也就是说,机器人制造商主要旨在开发新的机器人和大规模生产的高质量产品,以及其社会设计和制造各种行业和完整的交钥匙项目所需的完整机器人系统的子公司或工程公司;
2。欧洲模型
该模型的特征是:包装交钥匙工程。也就是说,机器人的生产以及用户所需的系统设计和制造都是由机器人制造商本身完成的;
3。美国模型
该模型的特征是:采购和完整设计的组合。美国基本上不生产普通的工业机器人。当公司需要它时,机器人通常是通过工程公司进口的,然后他们设计和制造支持外围设备本身以完成交钥匙项目。
自1980年代以来,我的国家就大学和研究机构的工业机器人进行了全面的研究,并在过去20年中取得了许多科学研究结果。但是,由于与企业没有有机合资企业,因此迄今尚未形成有影响力的产品和大规模行业。目前,除了中国的一家中日合资机器人公司主要关注集会外,具有独立知识产权的工业机器人仍在大学或研究机构组织的零星生产中,并且没有形成气候。在过去的10年中,进口机器人的价格大大降低了,这对我国的工业机器人的发展产生了一定的影响。特别是,由我国家制造的普通工业机器人无法就价格与他们竞争。特别是在开发机器人的早期阶段,我的国家并没有同时发展相应的零件行业,这使国内企业只依靠在生产机器人的过程中支持进口零件,这进一步削弱了中国企业的价格竞争力。
中国的机器人行业应采取什么道路以及如何建立自己的发展模式确实值得讨论。在2003年12月完成并发布的“关于当前状况和发展生产的现状和发展策略的摘要报告”中,中国工程学院认为,我的国家应该从“美国模式”开始,并逐渐接触条件成熟后的“日本模型”。
6。机器人在我国的前景
应该说,中国是最需要且最不需要机器人的国家。中国人口众多,劳动力丰富和廉价。从这个角度来看,使用昂贵且笨重的机器人并不像雇用一个人那样便宜,但是如果我们的国家想成为世界大国,那么它必须以最少的资源来做更多的事情。企业必须尽可能多地使用高科技来更有效地生产并以高竞争力而获胜。这需要很多机器人。人类没有机器人的准确性,准确性和效率。有些人可能失业,但创造了更多的工作机会,社会将产生更多的好处。我相信,在不久的将来,机器人行业将像汽车一样成为该国的经济支柱行业。美国是“汽车上的国家”,中国可以成为“站在机器人肩上的国家”。
7。机器人开发中的希望和困难
机器人技术是高科技的重要组成部分。工业化的过程刚刚开始在我的国家。尽管它已经取得了某些成就,但仍然存在许多困难和缺点,因此它需要多个方面的关注和支持。
国家政策支持是加速高科技工业化的重要先决条件。根据我们政府的相关部门的说法,我们应该组织部队进行足够的调查和研究,并在此基础上制定实用和可行的政策,以促进,应用机器人并促进机器人研究和开发。例如,在税收,投资和贷款方面,为机器人行业实施了支持政策。日本政府制定了政策,并采取了一系列措施,以鼓励企业应用机器人,而日本机器人在开放中国市场方面的经验值得一试。此外,机器人用户可以考虑提供某些财务补贴以鼓励购买。为了避免由危险和严峻的工作环境引起的与工作有关的伤害和职业疾病并保护工人的身心安全,工业机器人被迫使用而不是某些特殊职业,例如喷涂,铸造等。可以大大增加对工业机器人的需求数量。
我国的机器人工业化必须由市场驱动。作为一项高科技,机器人的发展与社会的生产和经济状况密切相关。机器人的研究和开发仅对于选择基于高技术可能性的原理选择机器人的领域,并将其用作渗透和扩散到其他领域的突破点。
为了成功进入市场并实现工业化,所有各方仍然需要共同的努力。 |
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