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《中国制造2025》系列:工业机器人行业分析


时间:2018-04-24 编辑:扬舟
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由美国发起的中美贸易冲突中,涉及到中国信息和通信技术、航天航空、机器人、医药、机械等行业产品,是明显地针对“中国制造2025”的打压和遏制 。 这不仅是一场贸易摩擦,还是一场技术、产业的较量。

“科学技术是第一生产力”,2015年中国发布了《中国制造2025》, 把科技创新摆在国家发展全局的核心位置。十九大提出要积极推进科技强国建设,加快发展先进制造业,促进我国产业迈向全球价值链中高端。本文将介绍现代战略新兴产业的技术、现状和发展。

工业机器人产业

工业机器人的发展和应用,是我国制造业走向高端化和智能化的重中之重。目前我国工业机器人产业呈现“快速成长”和“国产替代”的双重重要特征。

工业机器人

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

组成结构

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。

主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有36个运动自由度,其中腕部通常有13个运动自由度。

驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作。控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。

 

工业机器人的产业链

工业机器人行业上游是核心零部件,主要的是减速机和控制系统,这相当于机器人的“大脑”,中游是机器人本体,就是机器人的“身体”,下游是系统集成商,国内企业都集中在这个环节上。

 

工业机器人上游零部件行业主要是减速机、伺服电机、变频器、控制器等,其中减速器、伺服电机及伺服系统在工业机器人成本中所占比重较大,分别为39%28%,本体制造占比为22%

虽然减速机、伺服系统在工业机器人成本中所占比重较大,但国内减速机、伺服电机等关键零部件发展相对滞后,技术水平较低,产品稳定性差,与国外产品相比存在不少差距,导致国内工业机器人减速机、伺服电机等零部件主要依赖进口,国内企业工业机器人生产成本较高,竞争力较弱。

产业链上游的核心零部件

伺服电机

电动伺服驱动系统是工业机器人的必不可少的关键零部件,是利用各种电机产生的力矩和力,直接或间接地驱动机器人本体,以获得机器人的各种运动的执行机构,通常由伺服电机以及伺服驱动器组成。除了可以进行速度与转矩控制外,伺服系统还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。

 

1、工业机器人对伺服电机的要求

1)快速响应性,电伺服系统的灵敏性愈高,快速响应性能愈好;

2)起动转矩惯量比大,在驱动负载的情况下,要求机器人的伺服电机的起动转矩大,转动惯量小;

3)控制特性的连续性和直线性,随着控制信号的变化,电机的转速能连续变化,有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比,调速范围宽,能使用于1:10001:10000的调速范围。

4)体积小、质量小、轴向尺寸短,以配合机器人的体形;

关键词:工业机器人 伺服电机 仪器仪表    浏览量:3676

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