协作机器人上游零部件“受制于人”局面逐步缓解 下游应用场景不断丰富

协作机器人产业链包括上游核心零部件供应商、中游机器人本体供应商及下游系统集成供应商。

协作机器人作为工业机器人的一个分支,二者产业链大多相同,但也有差异。差异主要表现在上游材料方面,工业机器人的上游一般是控制器、传感器、减速器和伺服电机等,而协作机器人的上游零部件则更精细化,涉及的零部件也更多一些。

图 3:协作机器人产业链图示

poYBAGF3cmWAXLFFAABQcx6pAnc038.png

资料来源:OFweek产业研究中心整理

(一)上游零部件“受制于人”局面逐步缓解

协作机器人上游核心零部件主要包括中空直流电机、安全控制器、力矩传感器、减速器、制动器、编码器等。我国机器人产业起步较晚,赵杰[ 赵杰,哈尔滨工业大学教授、博士生导师,哈尔滨工业大学机器人研究所所长、机器人技术与系统国家重点实验室副主任、原哈尔滨工业大学机电工程学院院长。]表示,目前机器人行业仍然有多项被卡脖子,内容涵盖核心部件、芯片、软件、工艺、系统等多方面。尤其在伺服电机、减速器和控制器三大核心零部件方面,国外厂商几乎占据近九成市场份额。

近年来,随着国产厂商在技术研发的持续投入,国内协作机器人厂商技术日益成熟,部分核心零部件正在逐步实现国产替代,已经有越来越多的协作机器人厂商开始尝试应用国产零部件,其中不乏优傲这样的外资厂商,已经大批量采用国内厂商绿的谐波的减速器。同时,还有以大族机器人为代表的部分厂商基于自身技术积累,已经可以实现核心零部件的完全自主研发。总得来看,协作机器人核心零部件的国产替代进程正在提速,国产技术水平日益提升。

(二)中游本体及系统集成商入局者增加

中游本体是指协作机器人本体、机械臂制造,系统集成主要是指协作机器人本体与喷涂、上下料、装配等生产环节的集成应用,综合解决方案供应商主要以本体制造商为主。

随着2013年中国协作机器人行业的开启,以本体制造为主要业务的厂商不断增多,遨博大族机器人节卡等新兴本体制造商的布局,也吸引新松等一大批传统机器人公司的加入,目前,行业企业数量保持稳定增长态势,据高维咨询统计的数据显示,2020年,中国协作机器人厂商已经达到70余家,在未来的1-2年内有望突破100家。

(三)下游应用场景不断丰富

王喜文认为“不仅是在工业领域,机器人在人工智能的带动下,还可以在国防、医疗、农业、商业等领域取得广泛应用,催生新的业态和商业模式,引发产业结构的深刻变革。”[ 王喜文,《机器人+:战略行动路线图》,2016年4月。]作为工业机器人行业的分支之一,协作机器人凭借其灵活、便捷、安全、高效的优势,其创新应用模式不断涌现,应用场景日益多元化。

1.汽车制造

汽车玻璃涂胶是汽车生产工艺中非常重要的环节,其涂胶的质量会影响汽车的密封性能和粘接姿态,所以为了得到良好的胶形,大部分主机厂会选择机器人涂胶。但传统工业机器人涂胶线,基于工厂安全的需求,该生产线的全部设备需由护栏包围,此区域禁止操作人员进出,且占地面积非常大,大量占用线旁空间而只完成单一工作造成对场地资源的浪费,而且严重影响企业的生产节拍。

华晨宝马汽车有限公司研究证明[ 《人机协作机器人在汽车总装行业中的应用与发展》,《精密制造与自动化》,2020年3月],如果在上述涂胶工艺中使用协作机器人将可以完美的解决上述问题,将协作机器人部署在汽车涂胶车间,不但占地空间较小,而且操作者可以在其工作区域活动,而不会产生安全问题,并且在协作机器人执行涂胶动作的同时放置需要涂胶的新零件并取走已经完成涂胶的产品,加快企业的生产节拍。

2.3C制造

螺丝锁缚是3C电子产品组装过程中必不可少的环节,目前这一工序主要以人工为主,也有少量厂家采用3轴机械手进行螺丝锁缚装配,从效果来看,前者耗时费力且效率低下,后者设备活动自由度小,不适应3C领域复杂的流水线组装任务,不能满足高效自动化生产需求。国内厂商研发的协作机器人可以连续几个小时以相同的精度和速度重复同一个动作,平均工作效率比人工高出人工200%,且机械手臂的重复性精度可以保持在±0.01mm,空间绝对精度±0.1mm、轨迹精度±0.2mm的技术水平。

3.物流
随着工厂内部制造复杂程度的日益提升,对于自动化设备柔性化的程度也越来越高,相比于AGV和机械臂的单一功能,集二者于一身的复合型移动协作机器人显然更能满足企业的智能物流需求。搭载5G、云数据、激光导航AGV的复合型移动协作机器人,在大型仓库中可自主规划路径运送货物,同时可以跟随人运动,在小型仓库中协助人取货,甚至可以直达工位,精准取送货物。

4.医疗

在人口老龄化和慢性病群体迅速增长的时代,传统的辅助医疗器械已经日益无法满足现代医疗的需求,具备高安全性、高灵活性、高稳定性的协作机器人开始全面进入医疗领域, Renaissance、ROSA Spine、Excelsius GPS机器人、大族机器人、天玑骨科手术机器人、达芬奇机器人等协作机器人产品已经在医疗领域取得了广泛的应用。[ 《脊柱微创外科协作机器人技术的临床应用及展望》,《中国微创外科杂志》,2020年9月。]

现代医学正在往个性化及智能化的方向发展,越来越多的医疗机器以及AI技术开始被应用到医学领域中,帮助解决手术里存在的问题。当前,人工智能成为新一轮科技革命的突破口和产业变革的核心驱动力,已从理论层面加快向各行业、各领域特征的具体应用场景延伸。在医疗领域,智能协作机器人是人工智能技术应用的重要硬件平台,表现出人机协作、深度学习、自主操控的应用特征,逐渐成为医疗服务高质量发展的重要推手。未来,智能协作机器人必将在医疗领域扮演“重要角色”。

除已声明原创作品外,本站作品均由网友自主投稿、编辑整理发布,目的在于传递更多信息及用于网络分享,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,不为其版权负责。如果您发现网站上有侵犯您的知识产权的作品,请与我们取得联系,我们会及时修改或删除。

发表评论

登录后才能评论
选型/询价

在线选型报价小程序正加急开发中~_~,建议先关注我们公众号哟

加入社群 在线客服
关注我们
关注我们
分享本页
返回顶部