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  • 國產工業機器人技術目前處于什么水平?

    2019-03-01 08:46:22

    所謂國產機器人發展到什么水平?主要是指技術水平。

    簡單的做出相差多少年的判斷是不切實際的。事實上,關于機器人發展水平的問題應該從這以下幾個方面進行分析。

    - 控制系統方面 -

    控制芯片以及基礎軟件

    從這方面來講,全世界的機器人,甚*擴大到控制產品都沒有多大不同,甚*中國的控制系統開發廠家使用的更優。原因很簡單,國外的產品開發比較早,國產品牌起步晚使用的技術都會比較新。

    機器人操作系統

    國外的機器人經過若干年的技術積累,往往都形成了自己的底層機器人操作系統。國外的二線品牌,很多也是基于通用的實時操作系統的,比如VxWorks、linux+rtruntime等。國內在這方面沒有能夠完成技術突破,基本上都是使用第三方的實時內核操作系統,以裁剪linux*為普遍。這一點說明國內的機器人研發廠家的積累還不夠充分,但是,并不能說,使用的技術落后。

    機器人算法及底層驅動軟件

    在這方面全世界使用的基礎理論完全相同。但是,隨著人工智能技術的發展,國外的廠家很多已經將人工智能技術應用于機器人產品。

    從純技術的角度,機器人的斷代分為三個階段:第*代叫做示教再現機器人;第二代是結合了感知技術的機器人;第三代是認知機器人。

    國內的機器人技術基本覆蓋了第*/二代工業機器人。但國外,如fanuc的機器人已經能夠使用深度學習的算法,自動對機器人本身的行為進行學習,并不斷的調整自己的行為,這就是認知技術在機器人上的運用。關于這方面的技術,國產機器人還沒有能夠觸及到。

    機器人工藝軟件開發

    機器人事實上是個軟件產品,與工藝相關的軟件開發是決定機器人是否好用的關鍵。

    工藝相關軟件的開發是國產機器人*大的劣勢,原因很簡單,國外主要的機器人品牌經過了半個世紀的積淀,對于工藝的理解和功能的優化不是我們說趕上就趕上的。所以,我們看到即便是國外的二線品牌,比如OTC、柯馬、杜爾等也主要是在某個工藝領域贏得市場。所以,談起中國機器人品牌的突圍之道,要在某個工藝領域有所突破,占領某個行業才能找到出路。

    注:機器人的斷代分為三個階段(請參見蔣新松院士在《機器人》雜志第*卷第*期的文章)

    - 驅動系統方面 -

    驅動系統方面國產機器人*大的問題是沒有能夠和控制系統形成一體化的設計和實現做驅動的賣驅動給機器人廠家,機器人廠家控制器往往也是買來的,從驅動、控制一體化設計的角度,很多控制通道和數學模型難以實現。 

    這不是控制設備和驅動設備本身的問題,是控制方法的問題,這些問題也是軟件方面的。仍然歸結為軟件問題。

    - 減速機問題 -

    這方面可以說沒有問題,即便是國際上*大*的機器人也用納博特斯克的減速機。如果全世界都用納博特斯克的減速機,并沒覺得自己沒掌握機器人核心技術,那么國產機器人也沒有必要糾結這個問題。

    - 電機的問題 -

    這并不是國產機器人的問題,對于國產機器人廠商來講,是機器人產量的問題。由于機器人的產量小,國產機器人廠商往往還不具備像主流大廠商根據機器人對動力的要求定制電機的條件,因為,當批量小的時候,定制電機成本太高了。

    使用通用電機時,電機的慣量、電流、扭矩輸出響應能力等參數往往不能做到*優化,于是我們看到國產的機器人為了滿足*大負載和速度參數,使用的電機都比國外的電機選型要大一些。這樣做的另一個缺點是,機器人的負載自重比會進一步增大。

    - 機械本體 -

    機械本體的材料

    現在使用材料的牌號都基本相似,比如鑄鋁一般都采用美標A356,或對應的國標牌號,如ZL101或ZL101A等;大機器人關節臂一般采用球墨鑄鐵。并且除了funac,其他大品牌的機器人已經基本實現國產化。

    設計和機加工工藝

    機械設計是看得見的部分,通過模仿研究基本上能夠解決。但是還有一些技術的問題要搞清楚。比如機械方面*常見的幾個問題:漏油、油封設計、傳動間隙、機械剛度等。

    - 機器人生產工藝和質量管控 -

    這是國內機器人企業相對來講的短板。由于批量尚小,很難實現流水線、標準化生產模式,工藝可靠性主要依賴于技術工人的技術水平。現在我們的大國工匠少了,一線生產的都是年輕人,在標準化生產流程和工藝不十分健全的情況下,質量一致性會差一些。






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