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国产工业机器人技术水平分析

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国产工业机器人技术水平分析
发布日期:2020-07-11 16:47:42 点击次数:265

 

一、驱动系统层面


驱动系统层面国內机器人最多的问题是没有能够和控制系统产生一体化的设计和实现,做驱动的卖驱动给机器人厂家,机器人厂家控制器往往也是买来的,从驱动、控制一体化设计的角度,许多控制通道和数学模型难以实现。这并不是控制设备和驱动设备自身的问题,是控制方法的问题,这些问题也是软件方面的。依然归结为软件问题。


二、所谓齿轮减速机问题


个人认为这方面没有问题,就算是国际上最大牌的机器人,也用纳博特斯克的齿轮减速机。假如全球都用纳博特斯克的减速机,并没感觉自己没掌握机器人核心技术,那么国产机器人也没有必要担心这一问题。


三、电机的问题


这并非国产机器人的问题,针对国产机器人厂商来说,是智能机器人生产量的问题。由于智能机器人的生产量小,国产机器人制造商往往还不具有像主流大制造商依据机器人对动力的要求订制电机的标准,当批量小的时候,订制电机的成本费用就太高了。


采用通用电机时,电机的惯量、电流、扭矩输出响应能力等参数往往不可以作到最优化,因此我们看到国产的机器人为了拥有最大负载和速度参数,采用的电机都比国外的电机选型要大一些。这样做的另个缺陷是,机器人的负载自重比会进一步加强变大。


四、机械本体


机械本体部分关键要分析两个层面。


  1. 材料


如今应用材料的牌号都基本差不多,例如铸铝通常都选用美标A356,或相匹配的国标号,如ZL101或ZL101A等;大机器人关节臂通常使用球墨铸铁。而且除开funac,别的知名品牌的机器人早已基本实现国产化;


  2. 设计和机加工工艺


机械设计是看得见的部分,根据效仿研究大部分可以解决。可是也有一些know how的问题要弄清楚。例如机械方面最常见的有几个问题:漏油、油封设计、传动空隙、机械刚度等。


五、机器人生产工艺流程和质量管控


相对而言,这是国内机器人公司的弱点。因为批量小,没办法实现生产流水线规范化生产模式,工艺可靠性关键依赖于技术工人的技术水平。目前我们的大国工匠不足,生产制造的一线工人都是年轻人,在规范化生产流程和工艺不非常完善的状况下,品质一致性会差一点。


六、控制系统


  1. 控制芯片及基础软件


从使用的自动控制系统芯片和基本软件而言,全球的机器人,甚至扩大到控制产品都没有多大不同,甚至中国的控制系统开发厂家使用的系统芯片和基础软件还要优于国外品牌所运用的芯片或基础软件。原因很简单,由于海外的产品开发比较早,国产品牌起步晚使用的技术都会比较新。


2.机器人操作系统


海外的机器人历经若干年的技术性积淀,因此都形成了自身的底层机器人操作系统(基于硬件的机器人控制系统软件)。海外许多二线品牌也不一定,许多都是基于通用的实时操作系统的,例如VxWorks、linux+rtruntime等。中国大陆在方面没有能够完成技术性突破,大部分都是应用的第三方的实时内核操作系统,以栽剪linux最最普遍。这一点表明国內的机器人研制厂商的积淀还并不是十分充足,但是,并不可以说,应用的技术落后。

 

3.机器人算法及底层驱动程序


在这方面全球应用的基础理论相同。可是,时间推移人工智能技术的发展,海外的厂商许多早已将人工智能技术运用于机器人产品,但是,我们还没达到那步。从纯技术性的角度,机器人的断代分成3个阶段,第一代叫做示教再现机器人;第二代是结合了感知技术的机器人;第三代是认知机器人。

国內的机器人技术基本覆盖了第一代工业机器人;当国內的工业机器人已经可以利用视觉、力觉等高技术,让机器人具有传感器感知工作能力后,便可称作第二代工业机器人。国产的工业机器人基本处在这个断代;海外例如发那科的智能机器人现已可以运用深度学习的算法,自动对机器人本身的行为进行学习,并持续的调整自身的行为,这就是认知技术在机器人上的应用。有关这方面的技术,国內机器人都还没能够触及到。

 

4.在机器人工艺软件开发


机器人实际上是个软件产品,与工艺有关的软件开发是决定机器人是不是好用的关键。


什么叫工艺相关的软件呢?打个比方,人都有有头有脑有四肢的,人与人到底哪些不一样呢?是人们的头脑有所不同,有些人学习了焊接技术,了解焊接工艺,就称得上了焊接技师;有些人这些都不懂,可是,他会搬砖头,就成为搬运工,这就算人的工艺适应性。针对机器人来说,这种工艺的适应性是根据软件来表述的。也就是说工艺软件,对于工业机器人就是焊接软件等等。


工艺相关软件的开发是国內机器人较大的劣势,根本原因非常简单,海外主要的机器人知名品牌历经了半个世纪的积淀,对于工艺的了解和功能的优化并不是我们说追上就追上的。因此,我们见到就算是海外的二线品牌,例如OTC、柯马、杜尔等也关键是在某一工艺方面获得市场。因此,谈起中国机器人品牌的突围之道,我总是特别强调,要在某一工艺方面有所突破,夺取某一行业才能找出发展方向。


山东北工智能装备有限公司,是一家集新旧工业机器人销售调剂维修保养,智能工厂自动化改造,工业机器人非标集成,工业机器人教育培训为一体的高端智能装备科技公司,主要经营德国库卡KUKA,瑞士ABB,日本安川YASKAWA,日本发那科FANUC,国产卡诺普CRP等工业机器人。联系电话:13355076661、13355053226。

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