Sawyer 智能协作机器人正在全球各地的工厂执行任务，它已变成全球新科技革命和产业变革交汇点上的弄潮儿。在信息化、工业化不断融合的浪潮中，德国提出“工业4.0”、美国提出“工业互联网”、欧盟提出“2020增长战略”，“中国制造2025”行动纲领中把科学技术创新放在国家发展的核心位置，人机一体化智能系统慢慢的变成了全球制造业战略升级的共同选择，以机器人技术为代表的智能装备产业蓬勃兴起。

  工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器装置，它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，还可以根据人工智能技术制定的原则行动。在众多的制造业领域中，工业机器人应用最为广泛的是汽车及其零部件制造业，并不断向其他领域扩展，如机械加工行业、电子电气行业、橡胶塑料工业、食品工业、木材和家具制造业等领域。

  国际机器人联合会（IFR）的市场报告显示，自2009年以来，全球工业机器人年销量逐年增长，并预测未来三年内全球工业机器人年销量将保持近15%的增长速率，而我国已连续五年成为全世界第一大工业机器人消费市场，约占据全球1/3的市场份额。

  通过专利分析发现，工业机器人在全世界内出现过两次大规模的产业转移，第一次在20世纪70年代初，英国对工业机器人实行限制发展的严厉措施，美国制造业开始转移至日本、韩国；第二次是在2000年以后，日本工业机器人出口逐年提高，特别是对中国的出口大幅度的增加，中国慢慢的变成为最大的承接地和受益者。

  目前，在全球制造业领域，工业机器人的使用密度已超越了70台/万人。根据2018年2月IFR发布的最新数据，中国工业机器人使用密度为68台/万人，位列全球第23位，是上涨的速度最快的国家，其中外资品牌占比67.2%，自主品牌占比32.8%。

  工业机器人产业链的上游生产核心零部件，包括减速器、伺服系统、控制器，中游是本体生产商，下游是系统集成商，包括系统集成、软件二次开发、代理、售后服务、培训等。通过专利数据分析，我们得到工业机器人上、中、下游不同技术主要申请人。

  上游技术上的含金量较高，目前市场均处于外国垄断状态。以减速器为例，目前世界75%的减速器市场被日本的哈默纳科（Harmonica Drive）和纳博特斯克（Nabtesco）占领，并且短期内格局难以改变。但近年来，国内部分厂商和院校也开始致力于减速器的国产化和产业化研究，如浙江恒丰泰、天津减速机厂、秦川机床厂等，但在工业机器人上的应用尚处于起步阶段。中游产品技术壁垒较高，议价能力较强，毛利较高。国际上的工业机器人本体制造商以日本和欧洲国家的技术最为领先，国内大多数机器人本体公司以采购集成为主，小部分国产机器人企业也在逐步崛起。下游技术壁垒相比来说较低，普遍被认为是最容易切入的环节，其市场规模也远大于本体市场。

  工业机器人的成本构成如下图所示，目前，日系、欧美国家的产品占据价值链的中高端，而中国工业机器人厂商大多位于产业价值链的低端。

  在这个产业转型升级需求释放、国家政策红利凸显、长期资金市场助推的机遇叠加期，工业机器人产业投资潜力巨大。《机器人产业高质量发展规划（2017-2021年）》中明白准确地提出五年内要形成我国较为完善的机器人产业体系，在积极推动人机一体化智能系统的发展的新趋势下，机器人代替人工的比重必将增加。

  由美国发起的中美贸易冲突中，涉及到中国通信技术、航空航天、机器人、医药、机械等行业，是明显针对“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。在未来的市场之间的竞争中，掌握核心技术者方能掌握主动权。虽然目前中国工业机器人的自主创造新兴事物的能力还较低，产品也主要以中低端为主，但毋庸置疑的是众多机器人企业也都在努力向着更高端化的产品奋进。慢慢的变多的企业和科研团队投入到工业机器人的关键研发技术中，对核心技术进行专利布局的意识也逐渐增强。工业机器人作为新兴起的产业的代表，能通过开发新的需求创造更新的产业，必将成为中国经济进入新常态后，带动经济发展的新引擎。*以上部分数据由现有材料整理得出*

  在政策鼓励和市场需求的引导下，中国工业机器人产业迎来了前所未有的发展机遇。作为“制造业皇冠顶端的明珠”，机器人的研发、制造、应用是衡量一个国家科学技术创新和高端制造业水平的重要标志。这一期我们就带大家一起走进不一样的种类工业机器人的重点核心技术。

  工业机器人的家族成员根据其应用领域可大致分为码垛机器人、加工机器人、装配机器人、焊接机器人、喷涂机器人以及协作机器人等几大类。其中，喷涂机器人和焊接机器人的技术上的含金量较高、应用领域广泛，自诞生以来就一直非常关注，而协作机器人凭借其良好的安全性能、灵活的加工性能成为近年来的研究热点。

  专利往往体现出一个技术领域的发展脉络和前进方向，关注相关专利核心技术，加快专利布局步伐，对于中国工业机器人产业的发展是十分必要的。全球工业机器人领域的老牌企业作为行业引领者，其发展动态始终为业内所高度关注，结合自己的发展优势，他们均在各类机器人关键技术的不同层面进行了专利布局。

  根据喷涂机器人的控制方式，可大致分为示教型喷涂机器人和离线编程式喷涂机器人，喷涂质量的高低与喷涂轨迹的规划息息相关。ABB公司在喷涂轨迹规划方面开展研究较早，1997年，专利JP09052067A对喷涂涂层的均匀性进行了研究，通过在车身两侧各设置一台喷涂机器人，使各涂敷装置产生的喷射图案相互干涉，可获得均匀的涂层厚度。2008年，专利USA1提出一种多机器人协作的喷涂离线编程系统，其包括用于离线编程和校准的离线编程处理单元以及仿真模拟单元，可提升喷涂轨迹的控制精度。2015年，专利CN104520076A提出一种用于优化机器人轨迹以获得最优材料厚度的系统，其基于迭代的仿真算法来调整材料的分配和机器人的移动以获得所期望的涂层厚度，从而优化喷涂轨迹。

  焊缝跟踪系统是焊接机器人的重要组成部分，焊接条件的变化要求焊接机器人能够实时检测焊缝偏差，并调整焊接路径和焊接参数，来提升焊接质量的可靠性。1986年，专利JPS62271688A提出光学焊缝跟踪方法，采用线性结构光照射焊缝，利用旋转的照相机对结构光采集，进而实时观察焊缝情况。1987年，专利JP63286276A提出了一种通过摆动的激光扫描方式对搭接焊接进行焊缝跟踪的方法，可以在一定程度上完成对焊缝的实时跟踪。1994年，专利US5715375 A针对管焊焊缝提出了采用CCD相机采集线性激光器发射的线性结构光的方法，从而获取焊缝信息。1995年，专利JPH08187578A采用二维激光扫描方式对直角焊接结构可以进行焊缝跟踪。2016年，专利CN106180965A提出采用点光源激光器对工件轮廓面扫的焊接装置及方法，能够准确获取工件的焊缝位置。

  协作机器人是一种被设计成能与人类在共同工作空间中进行近距离互动的机器人，1996年美国的COLGATE·J E和PESHKIN·M A两位教授首次正式提出人机协作机器人“COBOT”的概念，奠定了人机协作机器人的研究基础。2005年，专利JP2005057830提出一种防止机器人和人相撞的安全系统，保证了人机协作的安全性。2008年，专利WO2007099511对协作机器人的示教方式来进行了改进，提出了拖动示教的方式。2009年，专利WO2009155946通过安装测量数据的处理系统，来规划机器人的运动轨迹，使机器人能够自适应外界的环境。2012年，专利EP2453325提出一种用于对机器人进行编程的用户友好方法，进一步简化了拖动示教的示教过程，为不擅长机器人编程的用户更好的提供了便利。

  在工业机器人的应用分类中，无论是技术上的含金量较高的焊接机器人、喷涂机器人，还是发展前途良好的协作机器人，中国的技术发展水平较日本、美国、德国等发达国家还有很大的发展空间，其提升的动力既离不开对国外先进的技术的引进吸收，也依赖于国内科研人员的自主研发。为了深入全面布局机器人产业，美的收购机器人四大家族企业中的库卡集团，以帮企业进一步升级生产制造与系统的自动化，两者共同携手开拓广阔的中国机器人市场。在新一轮科技革命和产业变革孕育兴起之际，我们的技术和制造能力能不能应对这场竞争，是值得思考的问题。

  目前，我国小部分的国产机器人企业正在慢慢地崛起，如沈阳新松、埃斯顿、安徽埃夫特、武汉华中数控等；高校科研院所如清华大学、哈尔滨工业大学、天津大学、上海交通大学等均在工业机器人的关键技术中投入了较多的科研精力，研究成果也一直更新。中国工业机器人产业的发展路途漫漫，但我们信心满满，任重道远。

  广州市蓝天高级技工学校是广东省重点高级技工学校，执行广州市公办省级重点以上技工院校同专业减免学费标准，农村户籍、县镇城镇户籍及合乎条件的城市困难家庭学生，直接减免学费3500或4305元/年（共三年）。对于家庭经济条件特别困难的学生同时还可享受两年共4000元（2000元/年）的国家助学金。返回搜狐，查看更加多