自動(dòng)化技術(shù)高速發(fā)展 新領(lǐng)域需求不斷增加
“沒有自動(dòng)化技術(shù)的支撐就沒有今天汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。”日前，在談及自動(dòng)化技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用及作用時(shí)，一汽轎車股份有限公司自動(dòng)化技術(shù)工程師陳剛感觸頗深。
1985年進(jìn)入一汽集團(tuán)工作，陳剛通過數(shù)據(jù)對(duì)比說明了一汽30年來的變化：30年前一汽集團(tuán)員工人10萬人，現(xiàn)有員工13萬余人；現(xiàn)在，在人員數(shù)量基本保持穩(wěn)定的情況下，汽車產(chǎn)能提高了幾百倍。而這其中最主要的原因，是自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展和應(yīng)用，為汽車行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了重要的支撐。
工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的高度產(chǎn)物，它綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科，由操作機(jī)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備，它的應(yīng)用是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。
在人口紅利拐點(diǎn)來臨和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的背景下，工業(yè)機(jī)器人逐步走進(jìn)公眾的視野。我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的“推力”、人口結(jié)構(gòu)變化造成勞動(dòng)力短缺與制造業(yè)用人成本趨勢(shì)性上升的“拉力”和產(chǎn)業(yè)政策扶持的“催化力”正觸發(fā)著國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展也成為了自動(dòng)化企業(yè)新的戰(zhàn)略增長(zhǎng)點(diǎn)。
ABB機(jī)器人業(yè)務(wù)中國區(qū)總裁李剛表示，在支持中國汽車工業(yè)發(fā)展的同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人也開始涉足汽車以外的行業(yè)，典型的行業(yè)包括鑄造、金屬加工等。在這里，機(jī)器人替代人力從事危險(xiǎn)、單調(diào)、重復(fù)的勞動(dòng)。隨著中國經(jīng)濟(jì)的騰飛，工業(yè)機(jī)器人開始服務(wù)于更多的行業(yè)，如電子加工、食品飲料、塑料橡膠、醫(yī)藥、化工、建筑、交通等。在這些領(lǐng)域，機(jī)器人可以有效地幫助客戶提高生產(chǎn)柔性、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
“目前主要用于汽車焊裝、軌道客車焊接和液晶玻璃基板搬運(yùn)三大領(lǐng)域。未來比較看好的新領(lǐng)域是機(jī)加工、家電、食品、醫(yī)療行業(yè)。對(duì)液晶玻璃基板的市場(chǎng)依舊看好，這些領(lǐng)域?qū)C(jī)器人的需求量將持續(xù)上漲。”韓國現(xiàn)代重工工業(yè)機(jī)器人華北區(qū)銷售經(jīng)理孫曉默在接受中國工控網(wǎng)的訪談時(shí)說。
深圳市眾為興市場(chǎng)部經(jīng)理劉勇認(rèn)為，未來機(jī)器人將會(huì)越來越多地應(yīng)用在勞動(dòng)密集型及對(duì)認(rèn)識(shí)安全要求高的行業(yè)，如電子行業(yè)、五金加工。從功能上來說，噴涂、點(diǎn)膠、焊接、搬運(yùn)、裝配、五金監(jiān)測(cè)、沖床上下料以及配合視覺系統(tǒng)的外觀監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，將對(duì)機(jī)器人應(yīng)用需求越來越多。
李剛表示，從機(jī)器人行業(yè)來看，未來技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵在于機(jī)器人與其他自動(dòng)化系統(tǒng)的無縫集成和控制，以及機(jī)器人與人共同工作的安全保障。因此，總而言之，無論是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還是運(yùn)動(dòng)控制，創(chuàng)造小、輕、快、安全和更智能更柔性的機(jī)器人，將是未來主流技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
劉勇指出，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品未來發(fā)展的方向是穩(wěn)定性，機(jī)器人需要頻繁啟停，這對(duì)機(jī)器人的穩(wěn)定性提出了更高的要求，隨著國內(nèi)用戶的特殊化需求越來越多，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也將被用戶要求定制化。“我認(rèn)為運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展趨勢(shì)將是操作越來越簡(jiǎn)便，不要求操作人員進(jìn)行軟件編程，操作人員可以通過簡(jiǎn)單的界面，類似于我們的智能手機(jī)，通過按鍵操作的方式來控制機(jī)器人。”
“從發(fā)展基礎(chǔ)上看，中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)起步相對(duì)較晚，在裝機(jī)數(shù)量和機(jī)器人密度方面與成熟市場(chǎng)還有較大差距。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)，2011年，中國工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)數(shù)量為74867臺(tái)，機(jī)器人密度為每1萬名產(chǎn)業(yè)工人21臺(tái)，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于成熟市場(chǎng)水平。”李剛表示，目前，中國工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用仍較集中于汽車行業(yè)，根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)2012年報(bào)告，在全球范圍內(nèi)汽車行業(yè)應(yīng)用約占工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用總量的40%，而在中國這一數(shù)字要更高一些。此外，即便是在汽車行業(yè)，中國市場(chǎng)的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用也仍然集中于關(guān)鍵工藝，中國每萬名汽車產(chǎn)業(yè)工人中所擁有的機(jī)器人臺(tái)數(shù)為141臺(tái)，而日本為1584臺(tái)，意大利為1215臺(tái)，德國為1176，這和世界發(fā)達(dá)水平相比還有很大差距。
劉勇也認(rèn)為，目前，國外機(jī)器人品牌占據(jù)國內(nèi)90%的市場(chǎng)，國內(nèi)這么多企業(yè)占有不到10%的市場(chǎng)份額。國外機(jī)器人綜合能力很強(qiáng)，比如材料的關(guān)鍵部分連接、裝配工藝、軟件算法等。比如，機(jī)器人中很重要的零部件諧波減速器，由國產(chǎn)材料做出來的壽命只能一至兩年，1年后磨損就非常嚴(yán)重，而諧波減速器的材料直接影響著機(jī)器人的速度和精度。機(jī)器人的核心算法，國內(nèi)機(jī)器人在軌跡平滑算法上都不夠領(lǐng)先，因此打磨、焊接等機(jī)器人還是以國外品牌居多。“在機(jī)器人應(yīng)用上，目前跟機(jī)器人配套的很多傳感器等相關(guān)的控制元器件大多采用國外品牌，這些品牌質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)用性也較強(qiáng)。從這些傳感器及元器件的角度來說，國內(nèi)廠家也是有差距的。”
孫曉默認(rèn)為，在控制系統(tǒng)開發(fā)方面，國外機(jī)器人更勝一籌。從性能上來說，國外機(jī)器人較之國內(nèi)機(jī)器人顯現(xiàn)出精度高、速度快、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。目前國內(nèi)機(jī)器人雖然在實(shí)驗(yàn)階段也完成了點(diǎn)焊、弧焊、搬運(yùn)、碼垛等多領(lǐng)域的應(yīng)用，但從實(shí)際長(zhǎng)期應(yīng)用來看，并未得到實(shí)踐。在上下料搬運(yùn)方面，已經(jīng)開始能看到國內(nèi)機(jī)器人的身影，但焊接等高難度的控制領(lǐng)域，還鮮有國內(nèi)機(jī)器人的身影，這需要一個(gè)漫長(zhǎng)發(fā)展過程。
