国产工业机器人技术目前处于什么水平?

2019-03-01 08:46:22

所谓国产机器人发展到什么水平?主要是指技术水平。

简单的做出相差多少年的判断是不切实际的。事实上,关于机器人发展水平的问题应该从这以下几个方面进行分析。

- 控制系统方面 -

控制芯片以及基础软件

从这方面来讲,全世界的机器人,甚*扩大到控制产品都没有多大不同,甚*中国的控制系统开发厂家使用的更优。原因很简单,国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。

机器人操作系统

国外的机器人经过若干年的技术积累,往往都形成了自己的底层机器人操作系统。国外的二线品牌,很多也是基于通用的实时操作系统的,比如VxWorks、linux+rtruntime等。国内在这方面没有能够完成技术突破,基本上都是使用第三方的实时内核操作系统,以裁剪linux*为普遍。这一点说明国内的机器人研发厂家的积累还不够充分,但是,并不能说,使用的技术落后。

机器人算法及底层驱动软件

在这方面全世界使用的基础理论完全相同。但是,随着人工智能技术的发展,国外的厂家很多已经将人工智能技术应用于机器人产品。

从纯技术的角度,机器人的断代分为三个阶段:第*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。

国内的机器人技术基本覆盖了第*/二代工业机器人。但国外,如fanuc的机器人已经能够使用深度学习的算法,自动对机器人本身的行为进行学习,并不断的调整自己的行为,这就是认知技术在机器人上的运用。关于这方面的技术,国产机器人还没有能够触及到。

机器人工艺软件开发

机器人事实上是个软件产品,与工艺相关的软件开发是决定机器人是否好用的关键。

工艺相关软件的开发是国产机器人*大的劣势,原因很简单,国外主要的机器人品牌经过了半个世纪的积淀,对于工艺的理解和功能的优化不是我们说赶上就赶上的。所以,我们看到即便是国外的二线品牌,比如OTC、柯马、杜尔等也主要是在某个工艺领域赢得市场。所以,谈起中国机器人品牌的突围之道,要在某个工艺领域有所突破,占领某个行业才能找到出路。

注:机器人的断代分为三个阶段(请参见蒋新松院士在《机器人》杂志第*卷第*期的文章)

- 驱动系统方面 -

驱动系统方面国产机器人*大的问题是没有能够和控制系统形成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,很多控制通道和数学模型难以实现。 

这不是控制设备和驱动设备本身的问题,是控制方法的问题,这些问题也是软件方面的。仍然归结为软件问题。

- 减速机问题 -

这方面可以说没有问题,即便是国际上*大*的机器人也用纳博特斯克的减速机。如果全世界都用纳博特斯克的减速机,并没觉得自己没掌握机器人核心技术,那么国产机器人也没有必要纠结这个问题。

- 电机的问题 -

这并不是国产机器人的问题,对于国产机器人厂商来讲,是机器人产量的问题。由于机器人的产量小,国产机器人厂商往往还不具备像主流大厂商根据机器人对动力的要求定制电机的条件,因为,当批量小的时候,定制电机成本太高了。

使用通用电机时,电机的惯量、电流、扭矩输出响应能力等参数往往不能做到*优化,于是我们看到国产的机器人为了满足*大负载和速度参数,使用的电机都比国外的电机选型要大一些。这样做的另一个缺点是,机器人的负载自重比会进一步增大。

- 机械本体 -

机械本体的材料

现在使用材料的牌号都基本相似,比如铸铝一般都采用美标A356,或对应的国标牌号,如ZL101或ZL101A等;大机器人关节臂一般采用球墨铸铁。并且除了funac,其他大品牌的机器人已经基本实现国产化。

设计和机加工工艺

机械设计是看得见的部分,通过模仿研究基本上能够解决。但是还有一些技术的问题要搞清楚。比如机械方面*常见的几个问题:漏油、油封设计、传动间隙、机械刚度等。

- 机器人生产工艺和质量管控 -

这是国内机器人企业相对来讲的短板。由于批量尚小,很难实现流水线、标准化生产模式,工艺可靠性主要依赖于技术工人的技术水平。现在我们的大国工匠少了,一线生产的都是年轻人,在标准化生产流程和工艺不十分健全的情况下,质量一致性会差一些。






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