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国产机器人发展同质化严重 国产机器人如何弯道超车

时间: 2024-01-25 17:02:14 |   作者: 江南体育

电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品,将伺服电机的旋转运动转换成直线运动,同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制,精确转数控制,精确扭矩控制转变成-精确速度控制,精确位置控制,精确推力控制

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  ,它的核心零部件,都掌握在“机器人四大家族”手中。四大家族是日本的发那科(fanuc)、安川(yaskawa)、瑞士的ABB和德国的库卡(2016年被美的收购),如你所见——没有一家是中国的。而它们吃下了中国机器人产业70%以上的市场占有率,全球市场的50%。

  背后的原因很简单,机器人的核心部件控制器伺服电机和减速器,欧美多年积累的技术鸿沟,并不是那么容易跨越的。

  当你在电子商务平台上下了一单,机器人就开始为你所下的单子工作了。系统计算出商品所在位置后,智能仓储机器人钻入货架底下,把整个货架背起来,送到分拣员面前。分拣员原地站着不动,就能轻轻松松完成分拣。

  这套“货架到人”的方案,最早由亚马逊的KIVA机器人完成落地,工作效率是传统模式的2-4倍,准确率提升到99.99%。此后国内公司Geek+、快仓、海康机器人等,纷纷入局。

  部分头部电商还自研了智能仓储机器人体系,以自建物流的京东为例,它为自己打造了涵盖分拣、搬运、巡检的仓储系统,十余种机器人各有分工,无人化程度更高。其中,货物分拣由六轴机械臂来完成;货物搬运依靠AGV搬运机器人,巡检机器人还替代了安保人员,能对粉尘、烟雾、温感等即时测量,及时警报。

  当你购买了一辆汽车,它背后的诸多生产环节其实都依赖于机器人,尤其是组装。汽车行业人类与机器人的比例约为10:1,当主机厂收到各类配件后,会交由机器人完成焊接、喷漆等工序。

  尽管名字里有个“人”字,但工业机器人往往不具备“人形”,它们更像是一个个触手。多关节的机械手造成了它们类人的特性,也因此能完成更多高精度的工作。

  多关节协作运动(标准工业机器人为六轴),还要保证作业精度,这不简单,国内有关技术落后机器人四大家族约15年左右。尤其是工业机器人的三大核心零部件,控制器、伺服电机和减速器。

  这三个零部件可谓多关节机器人的灵魂。机器人的每个关节都需装上伺服电机,它是发力的“肌肉”,能把收到的电信号转换成角位移或角速度输出。控制器则担任了“木偶师”的职责,它在收到工作指令后,向每一个伺服电机发出精准运动的电信号。减速器则是运动传导装置,把伺服电机的转速降到工业机器人各部位需要的速度。

  除了有广泛应用案例的工业与仓储物流,机器人正加速进入服务领域——比如酒店服务,承担送餐、清扫工作;比如家庭使用,有扫地机器人、娱乐机器人;比如医疗领域,应用于智能假肢、抓药……机器人的繁荣日,到来了。

  中国工业机器人的生产能力乍看不低,总体份额达45%。但国内厂商更多地集中在产业链下游,相应地,利润率严重受到挤压。

  按产业链来看,上游是核心零部件,控制器、伺服电机和精密减速器,分别占据成本的12%、22%、32%;中游是机器人本体,也就是机器人的整体架构,包括机座和执行机构,占成本的22%左右——也就是说,下游的集成应用,只能分到12%。

  而中国的机器人生产,主要就集中在集成应用领域,比例高达9成。系统集成商们购买本体和核心零部件后,安装配套系统以完成特定功能,并销售给工厂,利润率不高。

  即便是做中游本体制造的企业,技术能力也不强。根据2018年中信部的数据,当时我国的200家机器人本体制造企业,多以组装和代工为主,议价权不强。

  此外,实体经济下滑,导致市场需求在2018年和2019年连续下滑,需求萎缩也让产业链压力骤增。

  同质化价格战,也发生在智能仓储机器人领域。据甲子光年的报道,2012年~2020年期间,行业毛利率从80%左右下降到基本没钱赚。而类Kiva“货架到人”方案中单台AGV(无人驾驶导引车)的售价,也从2012年的约25万元降到了约5万元。

  国产机器人赶超有两条路子——第一条路是“拓展增量”,加长板,造六轴工业机器人不行,服务机器人不香吗?另一条则是做“国产替代”,补短板,也就是在工业机器人领域花工夫。

  新冠疫情出现后不过两三个月,机器人行业已经回过味来,消杀机器人、测温机器人迎来爆发。单单中智卫安一家公司,去年测温门岗机器人的销量就达到了1万台。

  以酒店机器人为例,2017-2018年期间,出货量能达到百台的厂商,已算是了不起。但2019年酒店机器人增速迅猛,全年出货量近千台,超过前两年总和,2020年又持续爆发。

  此类配送机器人也进入了医院等场景,京东科技的室内运送AI机器人,就已落地上海公共卫生临床中心,节约医院50%的人力。“运送”功能从物流配送衍生出来,可谓京东的老本行,而它其实可以被运用于多个场景,比如运送卷宗、药品,解决掉非专业性的职场工作,未来可能会成为人类的日常工作伙伴。

  盘点一下服务机器人领域的国内企业,名单很长,且遍及所有的领域。楼宇配送领域,有YOGO ROBOT;餐厅送餐,有擎朗机器人;娱乐机器人,优必选广受盛誉;教育机器人,有roobo等等;家庭机器人更是使用广泛,科沃斯、小米等已进入千家万户。

  服务机器人的上游核心零部件与工业机器人不同,工业机器人讲究精细化操作,服务机器人看重互动、在人流密集场所避障移动,它的上游核心是芯片、算法、激光雷达。

  算法方面,人脸识别、自然语言等技术国内已经很成熟。激光雷达实现了导航功能,它也在工业机器人、无人驾驶领域使用,现国内有思岚科技、禾赛科技等成熟企业。就算是芯片,中国缺的是先进制程技术,尤其是10nm以下,倘若只实现简单服务,如擦窗机器人,对制程要求不高,产能其实极充沛。

  知乎搜索“国产工业机器人目前发展到了什么水平?”,高赞第一的答案直接放了视频,外国厂商ABB十年前的工业机器人,控制精度高于国内厂商2018年的水平。

  不过换个角度想,目前核心零部件都能找到国产替代,只是性能上与国际厂商存在差距。

  伺服电机领域,汇川技术和禾川科技近年来发展较快,市占率为6.2%与1.5%。相比国外产品,国内伺服电机的动力输出功率基本相同,但产品的响应速度和稳定能力依然不足,体积也没办法做到极小巧。

  工业机器人领域的减速器又可分为两块,谐波减速器简单紧凑,用于低载荷部位;RV减速器承载能力强,但结构较为复杂,体积较大。前者有头部厂商绿的谐波,它在2020年上市,现并向全球第一大协作机器人公司Universal Robots供货。而上海机电、南通镇康、秦川发展等公司则实现了RV减速器的量产。

  自研控制器的国内厂商有埃斯顿、新松、埃夫特、广州数控等,它们在机器人运动算法上与国外尚存差距,如抑震算法,转矩波动补偿等。

  过去,机器人成本昂贵,维护繁琐。某国内车企产线曾经使用进口工业机器人,设备故障时,不得不请国外专家千里迢迢前来支援,不少配件也需从海外调货,维修期间产线只能暂停,隐性支出巨大。而今,我们有了自研的配件,给机器人使用者吃下定心丸。

  空间的轨迹构造方法,包括直线、圆弧、NURBS自由曲线等轨迹的构造方程。 模型

  测试与仿真:通过LabVIEW编程,项目在PC端实现了算法和运动仿真。六轴模型

  ,以及包管理。它也提供用于获取、编译、编写、和跨计算机运行代码所需的工具和库函数。图1 随着工业智能

  的另一个优势是不知疲倦,不需要休息和喝水,不需要休息。人在工作时就会有各种各样的脾气,但智能电话

  也是一种设备,它主要内容是完成一个制造的其中一个功能。 制造一个产品,可大致分为几个部件。和装配几个部件。 一个部件,可以是一个模具。或者由

  越来越受到大家的关注,其中转动控制是其重要组成部分之一。步进电机芯片作为一种常用的控制芯片,被大范围的应用于儿童陪护

  按照正确的水量清洁地面,并及时将污水清除。在未来,液位检测技术将继续得到进一步

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