機器人，如何更靠譜？
文：策劃：蘇美萍、任霞、劉滿柏 設計總監(jiān)：吳迎 設計：田雪 組編：劉滿柏、蕭佩珊 執(zhí)行：黃小梅、張英菊、張勇、王麗珍2013年第五期
伺服與運動控制
減速機
未來五年，國內減速機品牌大有可為
國外品牌由于開發(fā)時間早，外國投資大，經(jīng)驗累計豐富，產(chǎn)品性能穩(wěn)定、成熟、產(chǎn)品系列完整，質量高性能可靠，占領了中國大部分市場，但價格貴，訂貨周期長；
國內品牌諧波減速機開發(fā)時間晚、資金投入少，性能還不穩(wěn)定，質量低、壽命低、價格低；
但隨著國內工業(yè)機器人市場的需求日益旺盛，工業(yè)機器人開發(fā)商的高度重視，國家政策的戰(zhàn)略支持，大量人力和資金投入進來。
相信五年內，局面將根本改變，從而使新開發(fā)的諧波減速機規(guī)格齊全、性能穩(wěn)定、壽命長、質量優(yōu)、價格合理，將根本改變現(xiàn)狀的現(xiàn)狀。隨著國產(chǎn)化的發(fā)展，工業(yè)機器人將有一個大發(fā)展。
應用趨勢
諧波傳動減速機應用在中小型工業(yè)機器人中，RV減速機應用在中大型工業(yè)機器人。
諧波傳動減速機也將應用在其他精密機械設備中，如：高精密加工機床、醫(yī)療精密機械設備、精密檢測設備、航空航天設備等。
鑫拓諧波減速機
鑫拓工業(yè)機器人所設計的減速機，既符合諧波減速機國家標準的規(guī)定，又參考日本HD諧波減速機的結構特點，設計的系列諧波減速機產(chǎn)品，性能穩(wěn)定、質量上乘，具有自主知識產(chǎn)權，可應用于中小型工業(yè)機器人。
目前主要生產(chǎn)25、32、40、50、60、80系列諧波減速機，其應用特色是：伺服電機可與諧波減速機直接連接作為動力輸入，動力輸出可以通過安裝法蘭直接連接柔輪或鋼輪，安裝簡便結構簡單。
最新市場動向是將進口諧波減速機實現(xiàn)國產(chǎn)化，質量和性能指標達到和超過進口品牌，降低成本，滿足大批量生產(chǎn)的需要。
諧波傳動減速機獨具優(yōu)勢
工業(yè)機器人的關鍵器件之一是諧波減速機，諧波傳動減速機因其突出的眾多優(yōu)點，如：1、結構簡單，體積小，重量輕。2、傳動比范圍大，3、同時嚙合的齒數(shù)多，4、承載能力大，5、運動精度高，6、運動平穩(wěn)，無沖擊，噪聲小，7、齒側間隙可以調整，8、傳動效率高，9、同軸性好，10、可實現(xiàn)向密閉空間傳遞運動及動力，11、可實現(xiàn)高增速運動，12、方便的實現(xiàn)差速傳動，等等優(yōu)點作為關鍵器件，而被廣泛應用在工業(yè)機器人中。
工業(yè)機器人與機器視覺
堡盟電子（上海）有限公司視覺技術銷售經(jīng)理李智勇先生
注：堡盟電子從1997年開始進軍機器視覺行業(yè)，是目前機器人領域僅存的以工業(yè)相機和智能視覺系統(tǒng)產(chǎn)品與方案為主打的國際企業(yè)。在機器人領域，堡盟電子更偏向基于視覺產(chǎn)品提供專業(yè)解決方案。
機器人視覺應用剛起步
機器視覺應用于工業(yè)機器人在國內可以說是剛起步，許多視覺廠家對這一新領域發(fā)展非常重視，并且著重提供包括軟件接口與算法在內的解決方案。
在產(chǎn)品應用方面，機器人視覺應用分類較多，按照功能，大體主要分為三類，第一類是產(chǎn)品定位；第二類是產(chǎn)品質量判斷，（判斷是否為合格品，直接提升機器人的工作效率）；第三類，機器視覺引導機器人行走路徑，例如切割、涂膠等。總體而言，視覺系統(tǒng)需要包括的硬件有工業(yè)相機、智能相機、鏡頭、相關光源及采集卡等。
相比普通工業(yè)機器視覺應用場合，工業(yè)機器人應用場合具有高速運動產(chǎn)生的震動、有的環(huán)境相對惡劣等特點，對機器視覺產(chǎn)品封裝、接口方式、成像穩(wěn)定性、幀率、通訊等要求更為苛刻。
以相機封裝與接口為例，堡盟電子在此領域掌握特殊封裝技術，CCD傳感器固定在專門的金屬內核上，并且采用工業(yè)級螺紋接口和8- 30V DC的寬電壓范圍供電，確保產(chǎn)品在使用過程中的穩(wěn)定性和抗干擾性能，不會出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。
在實際應用中，我們發(fā)現(xiàn)客戶普遍希望相機接口的通用性要好，數(shù)據(jù)的傳輸距離要更遠。
目前堡盟視覺技術產(chǎn)品主推的是千兆以太網(wǎng)技術，即GigE接口。客戶可以根據(jù)具體應用選擇工業(yè)M12的螺紋接口和RJ45帶有螺絲鎖緊接口兩種方式，確保相機在運動過程中與PC的連接不會松脫，有效抵抗震動的影響。同時GigE相比其他的通訊方式，傳輸距離也更長，最遠可以達到100米。
同時，堡盟電子也已經(jīng)在研發(fā)最新的USB3.0技術的工業(yè)相機。對于高速圖像采集，堡盟電子也已有成熟產(chǎn)品生產(chǎn)，采用傳統(tǒng)的CameraLink和Dual GigE雙千兆以太網(wǎng)接口，給予用戶更多選擇。就機器人視覺的應用趨勢而言，用戶對相機的防護等級提出了越來越高的要求，另外多相機應用也越來越普遍，還有高分辨率相機等。
真正的工業(yè)級相機
堡盟電子1997年開始從事工業(yè)機器人視覺，具有豐富的現(xiàn)場應用經(jīng)驗。雖然在國內開始的時間比較短，也就是短短的3年時間，由于堡盟電子的視覺產(chǎn)品一直專注于工業(yè)自動化場合應用，針對工業(yè)機器人領域研發(fā)了眾多應用的優(yōu)勢獨特，例如有效解決了針對工業(yè)現(xiàn)場雜訊的屏蔽，確保視覺檢測的穩(wěn)定性。
堡盟目前在該領域提供的產(chǎn)品主要包括基于PC的工業(yè)數(shù)字相機和智能相機。其中工業(yè)相機因為其接口的豐富多樣性和產(chǎn)品本身分辨率和幀率的優(yōu)勢，可以滿足用戶大部分需求；
針對工業(yè)定位、產(chǎn)品有無檢測、尺寸測量、產(chǎn)品輪廓、產(chǎn)品計數(shù)等相對標準化的應用，用戶可以選擇Baumer的Verisens智能相機，該系列智能相機具有簡單可編程的軟件界面，用戶可以根據(jù)應用實現(xiàn)現(xiàn)場編程，尤其是TCP/IP通訊方式的設計，更容易實現(xiàn)與工業(yè)機器人的連接。此外，針對特定客戶需求，堡盟電子還傾向于提供定制開發(fā)產(chǎn)品。
邦納：智能相機在工業(yè)機器人中的應用
邦納技術應用及視覺產(chǎn)品總監(jiān)李根良
注：邦納為全球傳感、檢測及自動化技術專家，在機器人領域，目前邦納主要有兩大系列視覺產(chǎn)品：Pro（P3）系列，P4系列，均為智能相機。P3系列為分體式結構，非常適用于隨機器人一起移動的應用場合；P4為一體式設計，適用于固定檢測的應用。
分類
從構造上分，有智能相機和板卡式相機兩種，智能相機又分為一體式結構和分體式結構；從分辨率來看，目前常規(guī)的有30萬/130萬/200萬/500萬像素的機器視覺產(chǎn)品。對于機器視覺產(chǎn)品與工業(yè)機器人的配合，視覺產(chǎn)品主要是用來檢測工件的位置和角度，便于機器人拾取或放下工件。
兩類潛在應用
目前隨著國內人工成本的不斷提高，機器人的使用變得越來越普遍。而對于“拾取放下/Pick&Place”這種應用，很大程度上要與機器視覺系統(tǒng)相配合。存在兩種潛在的應用：
一是視覺系統(tǒng)對傳送帶上的工件拍照，獲取其位置和方向信息，告訴機器人到哪里來抓取工件以及要旋轉的角度；
二是視覺系統(tǒng)要對工件要放到的位置進行確認，以防止工件防錯位置。目前這兩種應用越來越普及。
對于與工業(yè)機器人的配套使用，首先要考慮視覺系統(tǒng)的軟件功能及相機分辨率是否能滿足需求，分辨率再低的相機，只要能滿足客戶的需要，對客戶來講可能就是最合適的產(chǎn)品。
因為分辨率低，往往意味著客戶需要投入的成本會更低；通訊協(xié)議是否支持機器人；另外還要考慮相機的尺寸大小，如果需要隨機器人一起移動檢測，則選擇體積較小的相機；如果相機固定不動，在不必過分苛求相機的外形尺寸。
機器視覺衡量指標
我不認為機器視覺產(chǎn)品有好壞之分，主要看其性價比的高低，以及是否最適合客戶的應用。分辨率再低的相機，只要能滿足客戶的需要，對客戶來講可能就是最合適的產(chǎn)品。因為分辨率低，往往意味著客戶需要投入的成本會更低。
對于與工業(yè)機器人的配套使用，首先要考慮視覺系統(tǒng)的軟件功能及相機分辨率是否能滿足需求；通訊協(xié)議是否支持機器人；另外還要考慮相機的尺寸大小，如果需要隨機器人一起移動檢測，則選擇體積較小的相機；如果相機固定不動，在不必過分苛求相機的外形尺寸。
邦納最新動向
為了滿足更多客戶的需求，這些年來邦納公司一直在持之以恒地研發(fā)新產(chǎn)品，繼在推出集觸摸屏和視覺檢測功能于一體的IVU視覺產(chǎn)品外，今年邦納公司將會隆重推出高端的機器視覺產(chǎn)品-EVP系列，此系列產(chǎn)品是“一個控制器+多個攝像頭”的分體式設計，功能非常強大，能滿足眾多客戶在同一個設備上有多個檢測點的需求，最高支持500萬像素的黑白和彩色相機。相信新產(chǎn)品的推出，市場將會對邦納公司的視覺產(chǎn)品有一個全新的認識。
北京三寶興業(yè)：機器人用機器視覺越來越注重性價比
北京三寶興業(yè)（微視凌志）視覺技術有限公司技術部經(jīng)理肖星
注：北京三寶興業(yè)視覺技術有限公司（原微視凌志圖像），創(chuàng)辦于2003年，是國內圖像處理行業(yè)中的資深代理與系統(tǒng)集成商。代理品牌主要有Matrox、Basler、Princeton Ins-truments、UNIQ、e2v、Pentax、東芝TELI、PLEORA等。在機器人領域，目前三寶興業(yè)提供全套的機器視覺產(chǎn)品解決方案，涵蓋軟件、硬件。如日本CCS光源，日本Pentax鏡頭，德國Basler相機，加拿大Matrox圖像采集卡和圖像處理軟件等。
工業(yè)機器人機器視覺系統(tǒng)特點與關鍵技術
工業(yè)機器人的視覺系統(tǒng)特點很多，比如有的要求視覺系統(tǒng)高度集成，這時需要擯棄傳統(tǒng)的基于PC的視覺系統(tǒng)方案，轉而用智能相機取代；近年來，由于小型無風扇工控機技術的日趨成熟，也有許多工業(yè)機器人轉而采用普通工業(yè)相機加小型工業(yè)計算機方案，以此獲得系統(tǒng)選型的靈活性和更高的性價比。
還有一部分工業(yè)機器人需要進行三維定位，這時3D重構技術成為關鍵，這類機器人一般具備“雙目”，即安裝兩臺工業(yè)相機，通過兩臺相機同步獲取圖像數(shù)據(jù)，兩幅二維數(shù)據(jù)進行合成完成三維數(shù)據(jù)的計算。
需求越來越高
機器視覺產(chǎn)品目前在工業(yè)機器人領域有著廣泛的應用，涉及領域包括：汽車零配件檢測、手機外殼檢測，手機零部件檢測、軸承滾珠檢測、藥液藥瓶檢測、膠囊藥片檢測、FPD檢測、SPI檢測等。
隨著工業(yè)機器人性價比、完成任務的準確程度的提升，人工成本的上漲，未來會有更多的工業(yè)機器人使用需求。
更注重性價比
工業(yè)機器人的視覺系統(tǒng)特點很多，比如有的要求視覺系統(tǒng)高度集成，這時需要摒棄傳統(tǒng)的基于PC的視覺系統(tǒng)方案，轉而用智能相機取代；近年來，由于小型無風扇工控機技術的日趨成熟，也有許多工業(yè)機器人轉而采用普通工業(yè)相機加小型工業(yè)計算機方案，以此獲得系統(tǒng)選型的靈活性和更高的性價比。
還有一部分工業(yè)機器人需要進行三維定位，這時3D重構技術成為關鍵，這類機器人一般具備“雙目”，即安裝兩臺工業(yè)相機，通過兩臺相機同步獲取圖像數(shù)據(jù)，兩幅二維數(shù)據(jù)進行合成完成三維數(shù)據(jù)的計算。
總體來說，機器視覺產(chǎn)品在產(chǎn)品品質日臻優(yōu)化的同時，開始具有越來越高的性價比。
比如，現(xiàn)有的工業(yè)相機，可以以更快的幀率，更高的分辨率工作，這意味著視覺產(chǎn)品可以適應越來越快的流水線運動速度，并為工業(yè)檢測提供更高的精度
傳統(tǒng)的圖像采集卡也在進行革命，一方面采集卡可以接收處理的數(shù)據(jù)量大大增加，以配合相機的數(shù)據(jù)量的增大；另一方面，在日趨沉重的圖像處理工作量壓力下，高端的圖像采集卡開始具備圖像處理功能，為主機CPU減負，同時穩(wěn)定圖像處理時間。
傳統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)傳輸方式也在進行變革，新的接口傳世方式，如CoaXPress，可以提供更高的帶寬，更長的傳輸距離，更好的抗干擾性能。
三寶興業(yè)工業(yè)機器人機器視覺產(chǎn)品特色
MVLZ提供全套的機器視覺產(chǎn)品解決方案，涵蓋軟件、硬件。
如日本CCS光源，日本Pentax鏡頭，德國Basler相機，加拿大Matrox圖像采集卡和圖像處理軟件等，MVLZ從全球甄選最高業(yè)界水平、最好性價比的視覺產(chǎn)品為客戶服務。
工業(yè)機器人
代表品牌
歐系：ABB、庫卡、史陶比爾、柯馬、IGM
日韓：FANUC、安川電機、三菱電機、川崎、那智不二越、OTC、松下電器、現(xiàn)代重工
國產(chǎn)：廣數(shù)、沈陽新松、埃斯頓、華中數(shù)控、新時達、鑫拓、安徽埃夫特、東莞瓦力
精品
歐系
庫卡：QUANTEC系列
ABB：IRB系列
史陶比爾：TX系列
柯馬：Smart系列
IGM：RTi 系列
日韓
FANUC：R- 1000iA系列
安川電機：MOTOMAN系列
三菱電機：MELFA SQ系列
川崎：超大型通用M系列
那智不二越：MC系列
OTC：FD系列
松下電器：TA系列
現(xiàn)代重工：HA系列
國產(chǎn)
廣數(shù)：RB系列
沈陽新松：SR系列
埃斯頓：ER系列
華中數(shù)控：HNC系列
新時達：SR系列
鑫拓：ST系列
安徽埃夫特：ER系列
東莞瓦力：VP系列
FANUC：資源整合與核心技術占領
上海發(fā)那科機器人有限公司機器人汽車產(chǎn)業(yè)銷售部部長朱浩翔
注：發(fā)那科50年代成立于日本，作為全球影響力最大、技術最領先的機器人及其系統(tǒng)供應商之一，在機器人領域貢獻突出。1997年，上海發(fā)那科機器人有限公司成立，成為最早進入中國推廣機器人技術的跨國公司之一；隨后，在北京、深圳、天津、武漢、成都、重慶等城市，都建立了自己的分公司以及辦事機構。
提供機器人解決方案
相對于上世紀70年代就已開始發(fā)展工業(yè)機器人的日、美、德等國家，我國本土企業(yè)直到2000年以后才開始真正進入這一產(chǎn)業(yè)。由于起步較晚，當前國內機器人研究亟須提升包括電機、減速器、控制器、傳感器等與國外先進技術相比還有很大差距。這些關鍵部件的研發(fā)與制造，既包含硬件加工方面的技術提升，又包含軟件方面的升級創(chuàng)新。
作為早期進入中國的機器人解決方案專家，F(xiàn)ANUC機器人一大優(yōu)勢是擁有最齊全的機器人產(chǎn)品體系，多達240多種產(chǎn)品系列，負重范圍為0.5～1350kg，能夠最大程度地幫助用戶優(yōu)化勞動力、降低成本、減少浪費并提高質量與生產(chǎn)效率，提供一個安全的工作環(huán)境。
區(qū)別于其他主要機器人供應商多采用OEM的方式組裝機器人，F(xiàn)ANUC自主設計和制造機器人的所有主要部件，從而在產(chǎn)品的兼容性及質量的可回溯性方面有著無可比擬的優(yōu)勢。同時FANUC還是世界上惟一提供集成視覺系統(tǒng)的機器人企業(yè)。在中國，上海發(fā)那科擁有針對二次開發(fā)的近百余人的研發(fā)團隊。
卓越柔性自動化技術
發(fā)那科由發(fā)展控制系統(tǒng)起家，其機床數(shù)控系統(tǒng)的應用占據(jù)全球50%的市場份額，基于這一優(yōu)勢，發(fā)那科機器人在柔性自動化方面表現(xiàn)尤為搶眼。
“發(fā)那科自己研發(fā)的視覺系統(tǒng)軟件，集成在機器人本身的主板當中，無需第三方設備來運行視覺系統(tǒng)的軟件。從而大大減少了外部設備，在低成本的同時實現(xiàn)靈活的機器人系統(tǒng)。”發(fā)那科的視覺系統(tǒng)還可以通過視覺系統(tǒng)補償仿真和現(xiàn)場實際情況的位置偏差，最高效率地使用機器人仿真結果。
隨著軟件在機器人技術中的重要性日趨突出，依靠強大可靠的軟件功能實現(xiàn)多臺機器人的協(xié)同動作也顯得愈發(fā)重要，發(fā)那科的Robot- Link軟件可以使機器人保持高度一致性完成工作，如實現(xiàn)搬運更重的工件，取消工裝夾具，代替雪橇臺車等；而Dual- Arm軟件則可以通過一個控制器控制最多4臺機器人，使各機器人間達到無縫配合。
如今，機器人技術還在隨著計算機基礎技術的不斷發(fā)展而進步。發(fā)那科認為，未來機器人技術發(fā)展將有三個方向，“首先，視覺傳感器、力覺傳感器的發(fā)展將使機器人變得更加智能化；其次，未來的機器人還將逐步加入人工智能，屆時機器人將具備自我學習、自我思考的能力；最后，綠色機器人也將成為主要的發(fā)展方向，機器人的本體將向著越來越輕巧、自身耗電越來越少的方向發(fā)展。”
鑫拓：中小企業(yè)用戶是國內品牌重要突破口
東莞市鑫拓智能機械科技有限公司總經(jīng)理鄒贊成
注：東莞鑫拓智能機械科技有限公司基于規(guī)模化專業(yè)精密機械零部件制造平臺，從機械構件，伺服系統(tǒng)，電子元件到軟件程序控制完全實現(xiàn)自主研發(fā)生產(chǎn)，創(chuàng)建了SENTEL品牌工業(yè)機器人。
中小企業(yè)用戶對國外品牌接受度低
六軸垂直關節(jié)機器人目前國內市場應用非常大，需求旺盛而且迫切，但是用戶對待成本和性能的考慮顯得非常慎重，這個客戶群包括：大、中、小型各類企業(yè)，雖然市場需求旺盛，但是大多數(shù)企業(yè)都處于觀望狀態(tài)，因為國產(chǎn)機器人及其主要零部件性能、壽命、可靠性等質量還不穩(wěn)定，產(chǎn)品不成熟。
進口產(chǎn)品價格高、供貨周期長，所以國外品牌不能被廣大中小企業(yè)接受，等待國內機器人公司盡快成長起來，使用價廉物美的工業(yè)機器人產(chǎn)品，因此國內品牌面臨非常大的機遇和考驗，有廣大的市場前景，國內機器人公司必須抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，真抓實干，切實提高產(chǎn)品質量，盡快占領市場取得巨大成功。
更高效、精準
目前技術關注焦點主要有軟件及其控制技術、諧波減速器、電動機等；市場增長重點主要有工業(yè)機器人及其自動化、軟件及控制技術、視覺系統(tǒng)、傳感器技術等。
同時，用戶越來越關注產(chǎn)品的精準與高效，這需要在諧波減速器設計、制造、裝配等方面達到要求，同時，電動機性能與控制軟件必須高效精準。
鑫拓六軸垂直關節(jié)機器人優(yōu)勢
鑫拓工業(yè)機器人優(yōu)勢在于， 核心零部件諧波減速器自主研發(fā)制造、控制軟件與國內著名高效研究所合作開發(fā)、重要零件CNC高精密加工等，這樣成本降低、性能優(yōu)越、性價比很高。諧波減速器自主開發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權，而且每個零件都是高精度高質量加工制造，這就是鑫拓的優(yōu)勢。
六軸垂直關節(jié)機器人的安全與可靠性
1、材料方面：諧波減速器所用材料必須是高合金鋼，及合理的表面熱處理工藝，這樣才能保證諧波減速器才能耐磨、抗疲勞，壽命長；
2、潤滑方面：諧波減速器所有潤滑脂必須是行業(yè)所通用的半流體諧波潤滑脂；
3、技術方面：機器人設計必須遵循有關國家或國際標準的安全規(guī)定，對于關鍵零部件設計必須確保結構合理、配合精密、強度韌性硬度足夠，避免變形和振動。
4、生產(chǎn)方面：必須使用高精度專用精密鍛床、銑床、車床、磨床等，并確保設計尺寸精度和表面質量。
5、檢測方面：所有關鍵零部件必須使用精密測量儀器檢驗合格后才能裝配，關鍵零部件和工業(yè)機器人產(chǎn)品必須進入實驗室，按照國家和國際標準，經(jīng)過嚴格測試， 在壽命、可靠性、強度、剛性、精度等各方面均達到或超過標準要求后，才可以銷售使用。
六軸機器人巨鱷企業(yè)發(fā)展簡覽
在采訪中，許多企業(yè)對庫卡、ABB、史陶比爾在中國的發(fā)展提出興趣。本期特輯，《伺服與運動控制》也特別整理這幾家巨頭企業(yè)在中國的發(fā)展特色。
KUKA，重在為中國提供柔性制造
注：庫卡（KUKA）及其德國母公司是世界工業(yè)機器人和自動控制系統(tǒng)領域的頂尖制造商，于1898年在德國奧格斯堡成立，2011年3月中國公司更名為：庫卡機器人（上海）有限公司。
特色1：攜手業(yè)內系統(tǒng)集成商合作開發(fā)
庫卡機器人（上海）一個非常成功的模式就是攜手業(yè)內的系統(tǒng)集成商合作開發(fā)各類應用。作為自動化產(chǎn)品的供應商，沒有哪家公司完全了解各個行業(yè)應用的工藝細節(jié)要求。比如說，焊接有焊接的要求，要多大電流電壓才能焊接成功，每個行業(yè)都有著不同的生產(chǎn)標準。在這方面，庫卡通過顧問形式由相應的部門與客戶針對使用、維護等多方面進行咨詢和深入探討，清楚了解客戶需求并做出相關應對，幫助他們達成能夠實現(xiàn)其工藝的自動化要求。
特色2：創(chuàng)新發(fā)展
除了了解行業(yè)情況開展合作，庫卡自身進行了多元創(chuàng)新。比如，庫卡在控制方面打造了一個資源共享平臺。在機械結構方面，庫卡機器人手臂通過優(yōu)化，較之老款纖細很多。
庫卡的另一個設計理念是盡量使用較少品種的配件，并盡可能實現(xiàn)通用性。另外，對硬件進行簡化，在一些機器人系統(tǒng)里增還加了待機模式，進行節(jié)能。在自動化技術朝智能化方向發(fā)展同時，庫卡也著手智能機器人的開發(fā)。目前庫卡機器人設有一個專門的實驗室用以開發(fā)面向服務行業(yè)的下一代庫卡智能機器人。除了大力開發(fā)智能化機器人外，庫卡也致力于將其在全球成功的應用經(jīng)驗帶到中國。
ABB，以汽車行業(yè)為例
注：自1994年進入中國市場，ABB機器人在中國的發(fā)展已有19個年頭。在這19年里，ABB向中國用戶提供了大量的機器人單體產(chǎn)品。與此同時，ABB還提供任何行業(yè)及應用領域的機器人系統(tǒng)集成業(yè)務。
ABB一直將汽車行業(yè)視作重點發(fā)展行業(yè)。汽車行業(yè)中，能夠應用到機器人的環(huán)節(jié)大致有汽車總裝、沖壓、焊接以及噴涂四個環(huán)節(jié)。前三者由于技術相對簡單成熟，機器人在這三個環(huán)節(jié)的應用也較早，而噴涂作為汽車生產(chǎn)中最復雜的環(huán)節(jié)之一，對機器人的應用只是近幾十年才逐步發(fā)展起來。ABB的IRB5500就是專門用作汽車整車車身噴涂的一款機器人產(chǎn)品，不僅能夠替代生產(chǎn)線上的大量人工，更由于其強大的動力加速度，能夠做到連續(xù)工作，而不影響噴涂質量。
這幾年，隨著機器人企業(yè)發(fā)展，市場競爭壓力逐漸加大。面對外界壓力，ABB正通過不斷的技術革新來應對各方的競爭。比如，當一條生產(chǎn)線目前需要4- 6臺機器人作業(yè)時，ABB已在考慮通過技術手段，力圖用2- 3臺機器人來完成同樣的工作，而這個結果的直接受益者就是用戶。
史陶比爾，不管哪個行業(yè)，都有對應方案
史陶比爾的優(yōu)勢在于不管是哪種行業(yè)、哪種生產(chǎn)活動，他們都能提出與之相對應的解決方案。比如包裝行業(yè)，史陶比爾可以為不同的包裝需求定制不同的產(chǎn)品。除非部分特別復雜的應用或者行業(yè)需求，史陶比爾能夠在短時間內為客戶完成解決方案。
同時，其是世界上少數(shù)自己研發(fā)、自己裝配機器人減速器的企業(yè)。并且，史陶比爾采用開放性平臺，方便為各行各業(yè)進行二次開發(fā)，以達到專業(yè)定制的效果。
四軸水平關節(jié)機器人及機械手
眾為興：四軸多關節(jié)機器人瞄準電子市場
深圳眾為興技術股份有限公司市場部經(jīng)理劉勇
注：深圳眾為興在傳統(tǒng)運動控制領域彰顯實力同時，2010年強勢進軍機器人市場，研發(fā)出四軸、六軸多關節(jié)機器人，并在多種場合應用。其主流產(chǎn)品四軸水平關節(jié)機器人對國外四軸機器人品牌造成一定沖擊。
目前國產(chǎn)機器人企業(yè)發(fā)展存在三大誤區(qū)：第一種，將自身產(chǎn)品定位于高端產(chǎn)品，采購與生產(chǎn)成本高，市場基本不認可；第二種，認為工業(yè)機器人就是六軸，要做就做六軸，沒有從自身角度出發(fā)，難度大，和國外的成熟產(chǎn)品競爭，這樣也得不到市場的認可；第三種，定位六軸，行業(yè)上又定位在市場巨大，同時也是攻關難度最大的焊接、打磨等，在實際的推廣中遇到極大的阻力。
眾為興經(jīng)過一段時間的摸索，根據(jù)地域與行業(yè)特點，最終選定與機器人發(fā)展密切相關的珠三角電子行業(yè)作為發(fā)展方向。電子行業(yè)流水線操作、輕物抓取與短距離臂展等特點非常適合四軸水平多關節(jié)機器人應用。現(xiàn)在自動化改造領先的電子廠，一般都會采用10臺以上機器人。
優(yōu)勢是，眾為興是目前在此領域真正具有自主控制核心的國內品牌，而國外多集中于六關節(jié)。同時，眾為興在電子行業(yè)十年的積累，地域上也處于珠三角的中心區(qū)域。
由于靠近市場，在實際的工作中，能夠快速的相應客戶現(xiàn)場的反饋，比如，之前機器人控制器給用戶造成操作上的不便，一些細節(jié)例如按鈕開關設置，在界面設置上與操作人員深入溝通，工程師就可在現(xiàn)場進行改動。工業(yè)現(xiàn)場的電磁環(huán)境和在公司內部的環(huán)境也是不同，也需要機器人去適應與經(jīng)驗的積累。目前公司正發(fā)展高速性能的機器人產(chǎn)品。
福士工業(yè)：國產(chǎn)品牌心態(tài)可以更開放
深圳市福士工業(yè)科技有限公司銷售主管李俊
注：福士08年注冊，10年四軸水平關節(jié)機器人開始生產(chǎn)并小規(guī)模應用，如今機器人每年保持30-40%增長，吸引我們注意的除了其貿易性企業(yè)向實體性企業(yè)轉型的特殊發(fā)展模型，還有其在發(fā)展過程中所表現(xiàn)出的開放心態(tài)：注重產(chǎn)學研結合，并與同行相互扶持。
五維度發(fā)展
從貿易型企業(yè)轉向實體型企業(yè)，福士工業(yè)這幾年一直強調五個方面的發(fā)展。第一方面，更開放合作，例如產(chǎn)學研結合，將資源進行整合，彌補之前貿易型企業(yè)在研發(fā)上的不足；第二方面，產(chǎn)品定制與非標設計相結合，滿足用戶更多元需求；第三方面，采取渠道銷售、終端銷售與嘗試租賃模式相結合的方式；第四方面，注重研發(fā)與應用的結合，與同行合作，進行系統(tǒng)集成；第五方面，注重技術服務的質量與及時性。
產(chǎn)學研方面，福士工業(yè)已與中科院、華南理工等高校院所建立合作關系，對于新型國產(chǎn)機器人而言，資源無疑擺在首位。由于從貿易出身，福士具備一定的市場經(jīng)驗與優(yōu)勢，但其對于研發(fā)以及新技術的缺乏，確實存在一些障礙，不過強調資源整合確實是非常適合的一條道路。當然，該資源本身也包括技術積累。
產(chǎn)品定制與非標設計方面，在標準設計大行其道之時做一些定制化開發(fā)，對有需要的企業(yè)而言確實具有吸引力。
第三方面的租賃銷售是一種傳統(tǒng)的銷售模式，但是對于機器人領域而言，卻表現(xiàn)出“新意”，這一領域客戶主要針對存在波峰與波谷的經(jīng)濟型市場，其中的企業(yè)對產(chǎn)品有一定需求，但是又不具備購買條件。優(yōu)勢是可以形成較好的市場前期鋪墊，一旦中小型企業(yè)成長，這一市場將轉變成購買市場，為后續(xù)發(fā)展助力。弊端是，租賃本身具有訂單、時長、信用等級、第三方支付等問題，經(jīng)濟型企業(yè)本身也存在經(jīng)濟上的風險，所以需要多重考慮與決策。
與同行合作，是福士開放性心態(tài)的又一體現(xiàn)，其在產(chǎn)品發(fā)展上不局限于單一產(chǎn)品，更在于對于系統(tǒng)集成的把握與積累。一些產(chǎn)品線中需要多元產(chǎn)品共同搭配時，福士也將與其他企業(yè)誠摯合作，共同促進機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
技術服務的質量與及時性，一方面是國外品牌在這一領域的局限，另一方面是源于用戶需要。目前福士在北京、上海、寧波等地都有分公司。
未來，重視非標應用
在產(chǎn)品開發(fā)過程中，福士工業(yè)不做全，只做專。其四軸水平關節(jié)機器人臂展從300毫米到1.4米，負荷從1公斤到20公斤，這在業(yè)界來說是比較少的。主攻方向主要為電子行業(yè)，覆蓋括上下料、打螺絲、搬運、噴涂、測試、焊錫等并大力開發(fā)氬弧焊焊接市場。
未來，福士水平四軸關節(jié)機器人將向三個方向發(fā)展：一個是產(chǎn)品越來越簡單、智能、易操作；第二個是在原有標準產(chǎn)品基礎上重視非標應用，如：增加擺動旋轉軸，在焊接領域定制等；第三個是采用新的運動控制及關鍵部件以降低成本，增強產(chǎn)品的競爭力并為客戶節(jié)省開支。
終端應用
全球機器人市場銷量
2012年工業(yè)機器人總銷售量超過159000臺，僅比2011年歷史最高銷量略微下降4%。
2008年至2012年期間，機器人的年均銷售增長率高達9%。由于世界各國的工業(yè)自動化進程都在加速，對工業(yè)機器人的需求持續(xù)增長。
全球機器人地域分布
2012年全球機器人總銷量的70%集中在5個國家，即日本、中國、美國、韓國和德國。日本的機器人購買量繼續(xù)小幅上升，達到28700臺，電子工業(yè)大幅削減了機器人投資，但汽車工業(yè)的機器人訂購量則繼續(xù)大幅上升了31%。日本工業(yè)機器人的總銷量依然遠低于2005年創(chuàng)出的歷史最高水平44000臺。
全球機器人行業(yè)分布
在連續(xù)三年向工業(yè)機器人做出巨額投資后，汽車工業(yè)的機器人需求量增長將有所放緩，但是一般工業(yè)（工業(yè)機器人領域按客戶所在行業(yè)劃分為汽車行業(yè)和一般工業(yè)，一般工業(yè)特指除汽車工業(yè)之外的所有其他工業(yè)行業(yè)的機器人購買量將繼續(xù)上升。
2012年，電子工業(yè)的機器人購買量的降低是導致2012年全球工業(yè)機器人總銷量略微下降的主要原因。2012年，全球汽車工業(yè)的機器人購買量繼續(xù)上升，增幅為6%。化學和橡膠工業(yè)、塑料工業(yè)以及食品工業(yè)的機器人訂購量都開始增高，而金屬加工業(yè)和機床工業(yè)的訂購則略有減少。
工業(yè)機器人的應用功能分布
具體到實現(xiàn)功能上，工業(yè)機器人實現(xiàn)的功能性操作主要包括工件處理、焊接、裝配、潔凈車間、分配和工藝加工等。其中工件處理、焊接和裝配是最核心最常見的三大應用功能。
中國機器人市場銷量
2012年，中國已成為僅次于日本的全球第二大機器人市場。盡管中國的機器人購買量在2012年僅有小幅上升，達到23000臺，但中國是全球增長最快的市場。2005年至2012年期間，中國工業(yè)機器人的銷售量以年均25%左右的速度高速增長。
中國機器人行業(yè)分布
與汽車工業(yè)緊密相關的焊接是中國市場中應用最廣泛的功能。其次是工件處理和裝配等操作功能。
汽車與鎖螺絲行業(yè)
汽車行業(yè)：需求放緩，一般工業(yè)應用將增多
上海發(fā)那科機器人有限公司
注：FANUC機器人在汽車行業(yè)一直有著“霸主”地位：是通用集團指定全球唯一的機器人供應商，連續(xù)多年獲通用公司“最佳供應商獎”；是德國大眾公司指定的兩家機器人供應商之一，獲得德國大眾集團的“優(yōu)秀供應商”（全球只有15家）。
數(shù)據(jù)顯示，汽車行業(yè)仍是工業(yè)機器人的主要應用領域。目前，美國60%的工業(yè)機器人用于汽車生產(chǎn)。全世界用于汽車工業(yè)的工業(yè)機器人已經(jīng)達到總用量的37%，用于汽車零部件的工業(yè)機器人約占24%。目前，發(fā)那科焊接、切割、涂膠、搬運及裝配機器人已廣泛應用于汽車風擋、汽車摩托車車燈、底盤零部件、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等零部件的焊接、沖壓、檢測等工序中。
但全球機器人的應用統(tǒng)計同時顯示，汽車工業(yè)的機器人需求將在未來幾年有所放緩，一般工業(yè)機器人的銷售量將持續(xù)上升。“經(jīng)歷了幾輪人工成本上漲之后，中國很多工廠出現(xiàn)了用工荒。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，中國制造必然會從勞動密集型轉向高端技術型。”2012- 2013年期間，F(xiàn)ANUC針對汽車行業(yè)推出了相關機器人新品：弧焊機器人FANUC R- 0iA，適用于在狹小空間內的弧焊作業(yè)。
針對中國汽車行業(yè)亟待升級轉型的現(xiàn)狀，F(xiàn)ANUC主要會從以下3點來做出調整：第一是產(chǎn)品多樣化，也就是按需求開發(fā)新產(chǎn)品，使得FANUC機器人能夠滿足多種汽車生產(chǎn)商的需要；第二是繼續(xù)堅持做機器人專家，保證FANUC機器人產(chǎn)品的品質，加強機器人的穩(wěn)定性；第三是提供快捷周到的專業(yè)服務團隊，靈活響應客戶的定制需求，不斷以創(chuàng)新技術、智能化設備滿足客戶不斷提高的技術要求。
鎖螺絲行業(yè)：要求高速高精
東莞市鑫拓智能機械科技有限公司
工業(yè)機器人可以自動鎖付各種立體空間內的螺絲，如：三維空間內自動吹鎖螺絲、自動吸鎖螺絲、自動吹吸鎖螺絲等，可以廣泛應用在復雜產(chǎn)品結構要求下高速高精度鎖螺絲的需求。該領域一般對工業(yè)機器人有以下要求：精確定位、扭力達到規(guī)定要求、通用性強、有自檢能力強、可示教編程性強、操作簡便等。
研發(fā)與設計時需要掌握如下技術點：工業(yè)機器人控制技術、工業(yè)自動控制技術、視覺定位技術、精密制造技術、機加工和表面熱處理技術等。
選型時需注意，如：若螺絲分布在軸線平行的空間內，可以選用四軸工業(yè)機器人，若螺絲軸線分布在三維空間內，可以選用六軸關節(jié)機器人。
在應用時要注意：工業(yè)機器人控制技術和工業(yè)自動控制技術要自由溝通，做好控制指令和信號一致，確保指令得到及時的執(zhí)行。
汽車與電子半導體行業(yè)
汽車行業(yè)：QUANTEC系列
庫卡機器人（上海）有限公司
庫卡在德國乃至歐洲的汽車行業(yè)，庫卡機器人的市場占有率始終名列前茅。一直以來，汽車行業(yè)都是庫卡的強項，這和該企業(yè)的歷史不無關系。
1956年，KUKA公司向大眾汽車股份有限公司提供了第一條多點自動焊接生產(chǎn)線；1973年，KUKA公司于全球業(yè)界第一家推出了由微處理器控制并采用機電六軸驅動的FAMULUS工業(yè)機器人，并正式將其投入市場；1981年，KUKA公司開始向美國及歐洲地區(qū)市場拓展業(yè)務，并在國外建立了生產(chǎn)基地；1996年，KUKA機器人集團的工業(yè)機器人研發(fā)取得了突破性的進展。
當時，第一臺由KUKA公司開發(fā)的、采用PC機控制系統(tǒng)的機器人宣布投放市場，KUKA公司由此開創(chuàng)了以機械設備、軟件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)完美結合為特征的、“真正的”機電一體化時代。
1986年，KUKA機器人進入其重要市場——中國。當時，KUKA公司將一臺機器人產(chǎn)品贈送給了一汽卡車作為試用品，這臺機器人也成為了中國汽車工業(yè)應用的第一臺工業(yè)機器人；1994年之后，KUKA機器人開始大批量進入中國市場。當時中國國內的汽車龍頭企業(yè)東風汽車及長安汽車，分別引進了KUKA公司的一條焊裝線，隨線安裝的機器人都達到了數(shù)十臺。
目前，庫卡全球15%的市場集中在中國市場，其中汽車工業(yè)的比例就占到將近50%。
庫卡在汽車領域，正不斷針對中國市場推出合適創(chuàng)新產(chǎn)品。例如QUANTEC系列機器人能夠以最短的作業(yè)周期提供最大的產(chǎn)出，是專門為未來緊湊型車身生產(chǎn)車間設計。同時該系列機器人采用模塊化設計，能夠根據(jù)結構部件、齒輪以及電動機組進行組合。負荷能力從90至300公斤、最大作用范圍從2500至3100毫米的所有機器人。
新款KRQUANTEC機器人系列，在保持庫卡機器人高性能品質的同時，還擁有創(chuàng)新型的低碳環(huán)保特性。自身減重最高至160公斤，最高減重達12%，建立了能量供應與負載之間能效的新標準。其次，從制造到處理的每一個環(huán)節(jié)，機器人系列減少能源消耗多達50%。
電子及半導體行業(yè)：要求精準化與高速
深圳威洛博機器人有限公司
在電子及半導體行業(yè)中，機器人高強度、智能化以及安全性等特點，能夠解決大量的人工需求問題，大大提高生產(chǎn)精度和產(chǎn)品的質量，降低管理成本等；這在工業(yè)革命中是不可逆襲的趨勢。由于電子及半導體行業(yè)的終端應用要求精準化、高速度等，所以，工業(yè)機器人在生產(chǎn)過程中更需突出控制裝置的穩(wěn)定性、機器人結構的完美性。
在選型時，首先著重于需求精度、速度、負載、行程、工作方式等；在應用過程中，由于電子和半導體行業(yè)是高新技術產(chǎn)業(yè)，在精度、生產(chǎn)環(huán)境等方面要求特別嚴格，所以盡量采用全密封式機械手。
包裝物流行業(yè)：四軸高速碼垛專用機器
庫卡機器人（上海）有限公司
在包裝物流行業(yè)，KUKA提供了一系列四軸高速碼垛專用機器人產(chǎn)品，其負載范圍涵蓋40公斤、100公斤、180公斤、270公斤、300公斤、450公斤、470公斤、570公斤、700公斤，以及1300公斤。其中的一部分KUKA機器人還使用了新型碳纖維加強材料 CFK。這種新型材料可以使機器人自身的重量大幅度減輕，進而在保持較低慣性力的前提下可有效確保機器人實現(xiàn)更快、更高的加速和減速進程，使機器人既可滿足高速運行過程中對其剛度的特殊需求，又可大幅度提高機器人本身的動慣性能。所有碼垛機器人控制器采用和標準機器人完全相同的標準。
另外，碼垛專用的專家軟件功能包KUKA.PalletLayout、KUKA.PalletPro、KUKA.PalletTech等產(chǎn)品，可以提供非常輕松的碼垛應用編程環(huán)境，使復雜的堆、碼垛流程變得簡單易行。通過技術的不斷創(chuàng)新，使得自動化變得簡單輕松，這正是KUKA公司不斷追求的目標。
另外，在一些特殊的應用場合，KUKA還提供了一些特殊的機器人，比如KR 180-2 PA Arctic是一款基于標準的4軸180公斤負載的機器人的基礎上經(jīng)過特殊的處理，該款機器人可在零下 30 度的條件下全負荷工作，而機器人無需防護罩和額外加熱裝置。這樣的話，對于必須在冷藏車間的環(huán)境下工作的復雜堆碼垛過程，像冰淇淋、比薩餅、快餐、魚排等的操作-無論貨物凍到何種程度，Arctic機器人在貨盤面前從不會“退卻”。還有，像食品行業(yè)需要有衛(wèi)生標準要求的，KUKA可以提供HO系列的經(jīng)過特殊密封處理的產(chǎn)品。
搬運行業(yè)：強調穩(wěn)定性
深圳眾為興技術股份有限公司
機器人目前主流應用功能有搬運、裝配、噴涂、焊接。其技術難度從搬運到焊接上依次增加。四軸關節(jié)機器人，按功能分類主要為搬運與裝配。眾為興四軸關節(jié)機器人，主要應用為搬運。
眾為興在此領域上主要是和國外的機器人品牌有競爭，國內其他企業(yè)在此領域的控制核心部分和關鍵部件上基本不具備優(yōu)勢。于是，眾為興在此領域的競爭，主要是和國外的品牌競爭。
行業(yè)間有個比較流行的故事，國外E企業(yè)曾兩次通過渠道購買眾為興產(chǎn)品進行分析。第一次時判斷，這樣產(chǎn)品競爭力不夠，過了一段時間，又購買了一臺進行分析第卻詫異起來：還是同樣的價格，其產(chǎn)品卻有具備了一定的市場優(yōu)勢。也許是刺激了對方，隨后，對方對其產(chǎn)品進行改造，并推出新品。可以說，眾為興在此領域對國外品牌降價做了一定貢獻。
目前眾為興正在研發(fā)的為總線型機器人。“加強設備之間通訊是機器人重要發(fā)展方向。”雖然國內一些企業(yè)也自發(fā)成立相關總線標準，但還不夠成熟，影響力非常小。比較常見的總線還是歐美常用總線。
在行業(yè)上，目前眾為興看好設備上下料機器人的應用發(fā)展。
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