在云計算、5G通信技術、物聯(lián)網(wǎng)的興起之下,人工智能、機器人已成為各制造業(yè)競相角逐的核心技術。機器人在當前工業(yè)制造中占據(jù)著重要地位,它既是智能裝備產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,也是支撐我國制造業(yè)轉型升級的重要基礎。
國內自動化生產(chǎn)線中,現(xiàn)在的零部件都是用高精度的工業(yè)機器人機械手加工,但是在裝配時,多數(shù)時候仍需要人類親力親為,而工業(yè)機器人機械手和人融合將能解決這一問題。要做到人與工業(yè)機器人機械手的融合,就要把人的符號化能力、學習能力、預見能力、自我調節(jié)能力、邏輯推理能力與工業(yè)機器人的精準、力量、重復能力、作業(yè)時間、環(huán)境耐受力結合在一起。深圳市兆威機電股份有限公司(以下簡稱“兆威”)在微型傳動系統(tǒng)方面,幫助實現(xiàn)工業(yè)機器人實現(xiàn)智能化,搶抓智能制造紅利。
工業(yè)機器人智能化,即讓機器人有感覺、有知覺,能夠迅速、準確地檢測及判斷各種復雜的信息。隨著執(zhí)行與控制、學習與智能發(fā)育等技術進步,機器人將從預編程、示教再現(xiàn)控制、直接控制、遙操作等被操縱作業(yè)模式,逐漸向學習、作業(yè)方向發(fā)展。
兆威通過標準化的機械手傳動系統(tǒng)驅動模塊組裝制造工業(yè)機器人的關節(jié)、視覺等傳動組件。微型傳動系統(tǒng)驅動結構可以改變工業(yè)機器人結構去提升工業(yè)機器人的作業(yè)精度、改善工業(yè)機器人的作業(yè)環(huán)境以適應工作強度高、環(huán)境復雜作業(yè)的需求。
工業(yè)機器人關鍵零部件包括精密減速器、伺服電機及驅動、控制器等,是價值鏈中利潤關鍵點,機器人制造企業(yè)與其上游零部件企業(yè)的關系呈現(xiàn)出供應商壟斷型形態(tài)。
工業(yè)機器人所用于傳動形式的齒輪的模數(shù)都介于0.15～0.5mm之間,屬于小模數(shù)齒輪。對齒輪壽命要求也比較高,對噪音更敏感。兆威在設計工業(yè)機器人機械手傳動系統(tǒng)的時候,重心放在齒輪參數(shù)優(yōu)化,同時在減速器內部增加離合機構,當機器跌倒減速器受到外接沖擊時,齒輪能得到保護。此外,該系統(tǒng)選用的電機齒輪回差小,輸出級接近零側隙嚙合,行星輪既和太陽輪嚙合又和內齒輪嚙合,裝配方便。
此外,在耐磨材料技術、加工工藝優(yōu)化技術、潤滑技術、裝配技術、可靠性及壽命檢測技術以及傳動機理的探索中,兆威摸索研發(fā)了適合機器人應用的效率、低重量的系列化減速器(齒輪箱)。該機械手減速電機在結構、空間設計有嚴格的要求,在提高可靠性的同時,降低總成本,具有扭矩剛性大、振動小、耐沖擊性強、承載能力大、小體積等特點,更好滿足六自由度機器人的傳動需,大大提了智能機器人感知與識別、機構與傳動、控制與交互等方面的性能。
當前,各個國家都在研究、開發(fā)和發(fā)展組合式機器人,這種機器人將由標準化的伺服電機、傳感器、手臂、手腕與機身等工業(yè)機器人組件標準化組合件拼裝制成。研究機器人結構是未來發(fā)展趨勢。我國工業(yè)機器人的大部分核心部件為研發(fā)和生產(chǎn),在同類產(chǎn)品中價格優(yōu)勢明顯,性價比較高。且供貨周期短,服務響應水平及時,但我國在工業(yè)機器人領域起步較晚,產(chǎn)業(yè)主要在中下游行業(yè),生產(chǎn)和銷售規(guī)模較小。
整體來看,我國工業(yè)機器人核心零部件國產(chǎn)化的趨勢已經(jīng)開始初步顯現(xiàn),但技術和經(jīng)驗積累還需要一定時間,大多數(shù)企業(yè)還處于小批量生產(chǎn)和推廣應用階段。因此,培育具有競爭力的龍頭企業(yè),帶動中小企業(yè)向專、精、特、新方向發(fā)展,形成集群效應,增強產(chǎn)業(yè)競爭合力,將是未來我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展努力的方向。
隨著人力成本的上升,我國生產(chǎn)制造智能化改造升級的需求日益凸顯。據(jù)機器人聯(lián)合會(IFR)預測,到2020年,將有170萬個新工業(yè)機器人應用到世界各地的工廠中。這也意味著我國工業(yè)機器人的發(fā)展還存在著很大的發(fā)展空間。
過去依靠要素成本驅動的優(yōu)勢不再,機器人的應用,正開始為傳統(tǒng)制造業(yè)釋放出減員增效的新紅利。當前智能機器人市場不斷擴大,智能機器人行業(yè)持續(xù)涌入創(chuàng)企業(yè)完善產(chǎn)業(yè)生態(tài),行業(yè)賽道將進一步優(yōu)化細分,差異化產(chǎn)品的升級之路迫在眉睫。