工業(yè)機器人：著力突破智能模塊

機器人產(chǎn)業(yè)在國際上被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)成為世界各國搶占未來經(jīng)濟科技制高點的國家戰(zhàn)略。現(xiàn)在工業(yè)機器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機械加工業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料行業(yè)、食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域。作為先進制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，工業(yè)機器人已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平和科技水平的重要標志。

在技術(shù)發(fā)展方面，未來工業(yè)機器人將在精度、速度、效率、人機交互和智能化等方面進一步發(fā)展。

機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化方向發(fā)展。例如，關(guān)節(jié)模塊中伺服電機、減速器、檢測系統(tǒng)三位一體化;由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊以重組方式構(gòu)造機器人整機。控制系統(tǒng)向開放化、高集成度方向發(fā)展，將采用PC機的開發(fā)型控制系統(tǒng)，便于標準化、網(wǎng)絡(luò)化。控制系統(tǒng)器件集成度將提高，控制柜越來越小巧。傳感器作用日益突出，裝配、焊接機器人采用位置、速度、加速度、力覺等傳感器，遙控機器人則采用視覺、聲音、力覺、觸覺等多傳感器融合技術(shù)進行環(huán)境建模及決策控制。另外，隨著機器學習等人工智能技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機器人將日趨智能，自主學習的同時還能自主挖掘大數(shù)據(jù)價值。

值得一提的是，2011年以來，我國工業(yè)機器人市場快速增長，機器人產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成，但國內(nèi)機器人核心技術(shù)仍受制于人，相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量、性能、可靠性等方面也與國外產(chǎn)品有較大差距。

據(jù)悉，工業(yè)機器人核心零部件包括高精度減速器、高性能交流伺服電機和驅(qū)動器、高性能控制器等。這些核心零部件對整個工業(yè)機器人性能指標起著關(guān)鍵作用。目前，跨國企業(yè)在核心零部件、整機、系統(tǒng)集成等機器人產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)均有明顯優(yōu)勢。例如，在減速器領(lǐng)域，應(yīng)用于工業(yè)關(guān)節(jié)機器人中的諧波減速器基本被日本哈默納科一家公司壟斷。另一種更為重要的RV減速器也基本被日本納博特斯克一家公司壟斷。上述兩家日企目前占據(jù)全球工業(yè)機器人減速器市場的75%。近年來，國產(chǎn)RV減速器自主研發(fā)取得初步進展，但還處于小批量生產(chǎn)。

在伺服系統(tǒng)方面，機器人運動性質(zhì)的特殊性使伺服系統(tǒng)要具備高精度、高動態(tài)響應(yīng)、高過載能力、高可靠性等特性。目前，國產(chǎn)伺服系統(tǒng)在功能、性能和工藝方面與國外產(chǎn)品相比仍然有一定差距，尤其是國內(nèi)沒有完全掌握自適應(yīng)機械共振抑制技術(shù)、自適應(yīng)低頻震動技術(shù)和慣量動態(tài)前饋技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

在控制器方面，國內(nèi)機器人控制器所采用的硬件平臺和國外產(chǎn)品相比并沒有太大差距，現(xiàn)有差距主要體現(xiàn)在控制算法和二次開發(fā)平臺的易用性方面。

在工業(yè)機器人整機領(lǐng)域，發(fā)那科、庫卡、ABB、安川四大企業(yè)是全球市場絕對的強者。另外，工業(yè)機器人的使用效益是通過高可靠性實現(xiàn)的，其涉及材料、設(shè)計、采購、加工、裝備、檢測、老化試驗、技術(shù)維護等多個方面，投入大、周期長，這恰恰是國內(nèi)企業(yè)短板。

工信部發(fā)布的《關(guān)于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確指出，將圍繞市場需求，突破核心技術(shù)。下一步，工業(yè)和信息化部將組織制定中國機器人技術(shù)路線圖及機器人產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃，通過加強頂層設(shè)計，引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展，著力突破關(guān)鍵技術(shù)和重要環(huán)節(jié)，促進機器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。