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2018年工业机器人行业技术现状与趋势分析

工业机器人技术特点

一般来说,工业机器人由3大部分6个子系统组成。3大部分是机械部分、传感部分和控制部分。6个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。

根据上述结构涉及到的技术,总结出工业机器人技术主要有三大特点:一是工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体,通过对过程实施检测、控制、优化、调度、管理和决策,实现增加产量、提高品质、降低成本、减少资源消耗和环境污染,是工业自动化水平的最高体现;

二是工业机器人与自动化成套装备具备精细制造、精细加工以及柔性生产等技术特点,是继动力机械、计算机之后,出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具,是实现生产数字化、自动化、网络化以及智能化的重要手段;

三是工业机器人与自动化成套技术,融合了多项学科,涉及多项技术领域,包括工业机器人控制技术、机器人构建有限元分析、激光加工技术、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化以及精细物流等先进制造技术,技术综合性强。

工业机器人技术现状

截至2018年6月12日,工业机器人技术专利申请总量达到23054项。其中,发明专利数最多,达到9946项,占比为43.14%;实用新型专利数其次,为8331项,占比为36.14%;外观、发明授权专利数占比分别为8.90%、11.82%。

从申请专利数量来看,2007-2017年,我国工业机器人专利申请数量总体上呈上升的趋势。2014-2016三年间,专利申请数量大幅增多;到2017年,工业机器人专利申请数量达到5608项。

从公开专利数量来看,2007-2017年,我国工业机器人专利公开数量总体上呈趋势。2017年,我国工业机器人专利公开数量为6012项,达到近年来最大值;截至2018年6月,专利公开数量为3631项。

(注:2018年数据截至6月)

截至2018年6月,从我国工业机器人专利技术构成来看,B25J(机械手;装有操纵装置的容器)专利申请数量排名第一,为7074项,占比达到26.63%;B23K(钎焊或脱焊;焊接;用钎焊或焊接方法包覆或镀敷;局部加热切割,如火焰切割;用激光束加工)专利申请数排名第二,专利数量为1594项,占比为6.00%;其余技术占比均在5%以下。

工业机器人技术趋势

目前,工业机器人技术正朝着模糊控制、智能化、通用化、标准化、模块化、高精化、网络化及自我完善和修复能力等方向进行研发。

首先,模糊控制是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。对于复杂的系统,由于变量太多,用传统控制模型难以正确描述系统的动态,此时便可以用模糊数学来处理这些控制问题。未来机器人的特点在于其具有更高的智能。随着计算机技术、模糊控制技术、专家系统技术、人工神经网络技术和智能工程技术等高新技术的不断发展,工业机器人的工作能力将会突破性的提高及发展。

其次,工业机器人的组件及构件实现通用化、标准化、模块化是降低成本的重要途径之一。

第三,随着制造业对机器人要求的提高,开发高精度工业机器人是必然的发展结果。

第四,目前应用的机器人大多仅实现了简单的网络通讯和控制,如何使机器人由独立的系统向群体系统发展,使远距离操作监控、维护及遥控是目前机器人研究中的热点之一。

最后,机器人应该具有自我修复的能力,才能更好地避免因为突发状况导致的生产停顿。当出现错误指令时应该自己进行报警或调试;当元器件损坏时可以自我进行修复。


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