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机床行业正迎来工业机器人的时代

2011年10月10日 17:52中国机床商务网点击:11926

  目前,工业机器人制造是各大装备制造商都欲介入的一块领域,无论是传统的机械制造企业还是电气企业都希望能在未来工业机器人上分上一杯羹。
  
  不久前,ABB公司机器人部在上海召开了第三届亚洲合作伙伴研讨会。据说本届年度研讨会是ABB机器人合作伙伴计划自推行以来规模最大的一次会议,共安排了13台机器人现场演示并举办了10个技术专题讲座。
  
  工业用机器人制造商安川电机在上海就已经使用机器人来焊接广泛应用于电子设备的电路板;电子器件设备商欧姆龙在上海工厂内也安装了一套传感器系统,这套系统在检测到生产线上有不合格产品时可以向工人发出通知。
  
  国内机床制造企业打算在工业机器人方面大施拳脚的也大有人在,比如沈阳机床、大连机床以及诸多数控设备生产企业,友嘉集团董事长朱志洋就明确表示,工业机器人市场是友嘉一定要抢占的一块领域。
  
  针对产业界的投资热潮,国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉日前接受媒体采访时表示,工业机器人市场的大幕已经拉开,世界机器人市场的需求即将进入喷发期,中国潜在的巨大市场需求已初露端倪,机床企业进军机器人领域投资前景可期。希望国内这块制造企业能加快步伐,让外来掘金的竞争者能感到强大的压力,而不再是如何利用这一机遇。
  
  1、机床企业进军机器人产业,背后除了用工荒的促动,还有没有其他原因?
  
  工业机器人能替代目前越来越昂贵的劳动力,同时能提升工作效率和产品品质。据了解,富士康机器人可以承接生产线精密零件的组装任务,更可替代人工在喷涂、焊接、装配等不良工作环境中工作,并可与数控超精密铣床等工作母机结合制造模具,提高生产效率,替代部分非技术工人。
  
  可以说,使用工业机器人可以降低废品率和产品成本,提高了机床的利用率,降低了工人误操作带来的残次零件风险等,其带来的一系列效益也是十分明显的,例如减少人工用量、减少机床损耗、加快技术创新速度、提高企业竞争力等。机器人具有执行各种任务特别是高危任务的能力,平均故障间隔期达60000小时以上,比传统的自动化工艺更加先进。
  
  采用工业机器人还有如下优点:第一,改善劳动条件.逐步提高生产效率;第二,更强与可控的生产能力,加快产品更新换代;第三,提高零件的处理能力与产品质量;第四,消除枯燥无味的工作.节约劳动力:第五。提供更安全的工作环境,降低工人的劳动强度,减少劳动风险;第六,提高机床;第七,减少工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存;第八.提高企业竞争力。
  
  在面临全球性竞争的形势下,制造商们在利用工业机器人技术来帮助生产价格合理的优质产品。一个公司想要获得一个或多个竞争优势,实现机器人自动化生产将是推动业务发展的有放手段。
  
  在发达国家中,工业机器人自动化生产线成套装备己成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业己大量使用工业机器人自动化生产线,以保证产品质量和生产高效率。目前,典型的成套装备奋大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子电器等机器人柔性自动化装配及检测成套技术和装备、机器人发动机、变速箱装配自动化系统技术成套装备以及板材激光拼焊成套装备等。这些工业机器人自动化成套装备的使用,将大大推动其行业的快速发展,提升其行业的制造技术水平。更为重要的是,工业机器人将推动中国制造业走向机械自动化、无人化、更高附加值、更创新的制造业。
  
  随着人工成本的上涨、工作环境的改变和多元化的市场竞争,各企业面临着重重压力。金融危机以来,依靠传统劳动密集型来维系的“中国制造”已难以为继。在国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉看来,中国要成为“制造业王国”,成败之举在于把“人口红利”变为“头脑红利”。而工业机器人产业是一个快速成长中的新兴产业,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。机器人产业将是继汽车、计算机之后出现的新的大型高技术产业。
  
  拥有120万员工、全球最大的电子产品代工厂富士康科技集团也在最近宣布,未来三年内富士康将把工厂生产线上的机器人数量增加到100万台,用来取代工人,降低运营成本。可见工业机器人作为先进装备制造业中不可替代的重要装备和手段,已成为中国工业自动化技术与应用的生力军。
  
  2、机床企业跨入机器人领域,它的优势在哪里?短板有哪些?
  
  工业机器人关键应用在于运动控制,而运动控制则是保证机床精度的一个重要因素。从这个角度来说,机床制造与机器人制造技术关联度非常大。因此,近年来机床企业介入工业机器人制造的热情愈发高涨。特别是数控系统制造企业,比如华中数控、广州数控等。广州数控正致力于在保障机器人功能齐全、性能稳定可靠的前提下,“生产让用户消费得起的机器人”。广州数控几年前就已经开始涉足工业机器人的研发,目前已经取得突破性进展:该公司将量产的几十台机器人首先用在自己的生产车间里。
  
  不仅是数控系统制造企业,机床整机企业对机器人领域也是非常青睐,比如大连机床在今年召开的第六届中国数控机床展会上就展示了其为中核集团提供的由一台加工中心、双主轴数控车床和一个机器人组成的柔性加工岛。可以说,大连机床生产的这个柔性加工岛引导了生产组织方式的变革,充分诠释了工业自动化的深刻含意和未来制造业的主要生产模式。
  
  无独有偶,国内机床销售额第一的沈阳机床集团董事长关锡友也表示,沈阳集团有研制飞阳数控系统的经验,正准备切入工业机器人制造领域,开发工业机器人产品。
  
  技术关联度大、未来可预期的快速增长是促使机床工具制造企业纷纷介入机器人制造领域的两大因素。国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务副会长兼秘书长罗百辉分析认为,世界机器人市场的需求即将进入喷发期,中国潜在的巨大市场需求已初露端倪。由于统一的国内和国际标准还未形成,其核心技术还存在巨大的发展空间,并且与原有产业和制造系统具有自然的联系,产品的利润空间极大。
  
  机器人制造基础在于硬件、关键零组件、软件、系统集成以及远端遥控,这五项技术。目前做工业机器人的企业并不少,优势就在于他们能否提供整套的技术解决方案。
  
  从近几年世界机器人推出的产品来看,工业机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展,其发展趋势主要为结构的模块化和可重构化,控制技术的开放化、PC化和网络化,伺服驱动技术的数字化和分散化,多传感器融合技术的实用化,工作环境设计的优化和作业的柔性化,以及系统的网络化和智能化等方面。这正是国内高端机床产品升级的方向和发展趋势。机床企业掌握了这些技术,跨入机器人领域是一种必然,但是必须综合权衡自身企业的技术、品牌、资金、市场等方面的优势来定位开发机器人项目。
  
  国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉表示,我国机器人产业还很薄弱,机器人研究仍然任重而道远。我国在某些关键技术上有所突破,但还缺乏整体核心技术的突破,尤其在自动控制、精加工和材料方面,具有中国知识产权的机器人很少,不少关键元器件至今尚不能自己生产或者性能不高,这些因素已经开始严重影响国产机器人做大做强步伐。
  
  据了解,视觉定位成为目前困扰国内机器人发展的主要原因。在大多数车间或流水线上,应用最多的也是不具备“光电眼”的机器人,正因为如此,这些机器人往往只能固定在一个位置做重复简单的工作。
  
  由于长期以来,无法找到合适的方法来处理这些复杂事项,机器人的应用领域总是无法扩大。但最近这种状况终于有所改观了。其中作用最大的技术就是双维视觉系统。
  
  可以参考的是日本发那科数控系统公司研发的机器人,他们利用视觉系统协助机器人来摘取放置于由标准滑托板隔成数层的箱柜中的部件。这是将部件从一个车间传到另一个车间甚至在同一个车间内进行传送的通用方法。如果没有视觉系统,制造商就必须使用相对较贵的成形塑料垫料或者通过其它方法来准确摘取箱内的部件。而这种成形塑料垫料相对更昂贵一些,其中光是模具的设计和制造就需要6万到10万美元。
  
  视觉系统给机器人使用带来的另外一个益处,则是降低了机器人传送器的成本。在使用视觉系统之前,很多部件都必须在由托板传送器传送的固定托板上定位。即便是简单的托板传送器成本花费也不低,而且成本还会随着传送器传送距离的增长而提高。
  
  由于现在用户对机床制造商的要求已不仅仅是提供机床那么简单,机床企业往往要为用户提供一整套的解决方案,或者是整个生产线的布置。在罗百辉看来,机床制造企业介入工业机器人生产可以说是水到渠成。在市场开拓方面只是在已经成熟的市场里再添加一个新的产品品种而已。实际上,机器人对于机床制造业自身也有很大的用处,比如机床行业的传统工艺——刮衍,就是长期依赖熟练的技术工进行操作,而此项工作不仅费时还颇费体力。如果机器人的视觉难题得以解决并普遍应用的话,用来担任此任务恐怕是再合适不过了。如此看来机器人技术的发展不仅是机床用户的实际需求,对机床制造也有反哺的功能。
  
  目前,我国市场上机器人总共拥有量近万台,仅占全球总量的0.56%,其中完全国产机器人行业集中度仅为占30%,其余皆为从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进。究其原因,很大程度在于自主品牌不够,发展壮大自主品牌及其自动化成套装备产业成为当务之急。
  
  日本工业机器人产业的快速发展,得益于政府采取了积极的扶植政策及大力的资金支持。中国工业机器人产业的发展正处于关键的转折点,还需要政府加大扶持力度,再向前推进一步,中国的工业机器人产业将会跨上一个新的台阶,进入产业化、规模化发展阶段。
  
  3、模具业对工业机器人的需求有多大?您觉得机床企业从事机器人产业,市场前景如何?
  
  据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉介绍,自从20世纪60年代末机器人开始进入工业以来,到2007年底全球机器人实际安装量达到了650万台,工业机器人新安装量增加3%,达到了114365台工业机器人累计安装量比2006年增加了5%,达到了995000台。而金属模具加工工业方面机器人销售量增长了6%,机床方面9%,作为机器人新兴市场的中国、东南亚、印度等国家和地区出现了显着增长。
  
  中国工业机器人市场已呈现出蓬勃发展的产业态势。中国机器人投资发展迅速,已经成为亚洲第三大机器人市场,2007年新安装大约6600台,比2006年增加了约14%。在中国,包括汽车零部件在内各个领域对机器人的需求都在增长。罗百辉表示,近年来,我国工业机器人及其自动化生产线相关产品年产销已突破10亿元。“十二五”是中国工业机器人产业发展的关键转折点,市场需求也有一个井喷式的发展,需求量每年以15%~20%的速度增长。工业机器人目前在国内主要应用在汽车制造行业,且成本较高。未来用于机床上下料的工业机器人将成为趋势。在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中,机器人将成为一种标准设备而得到广泛应用。
  
  随着我国制造业的发展,特别是作为工业机器人主要应用领域的汽车及汽车零部件制造业的发展,工业机器人的装配量将会快速增长上升。加之,工业机器人应用领域正逐渐向电子信息产业以及建筑、采矿等领域延伸,预计未来工业机器人年均增速有望达到25%左右。此外,由于自动化立体仓库以每年40~60座的水平快速增长,用于物流、搬运的移动机器人每年增幅也将不低于20%。预计到2025年,整个机器人市场将达到500亿。
  
  罗百辉认为,从制造业的发展历程看,我国正处于工业化过程中,生产手段必然要经历机械化、自动化、智能化、信息化的变革,工业制成品也将经历数量、质量、柔性低成本的发展阶段,目前机床、模具制造业普遍需要技术和设备升级改造,以增强竞争力,提高经济效益,因此,我国机器人产业的发展空间很大。
  
  4、请您对机床企业进入机器人领域提点建议。
  
  工业机器人技术水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。罗百辉表示,随着国内外同行业及其它竞争对手在机器人技术领域取得重大突破,同时环保观念的社会认同度也越来越高,提高技术水平和创新能力,并且采用环保生态型技术将是生产商竞争力的重要体现。如果机床企业不能进行持续创新,未来的竞争力将会受到影响,存在技术创新能力风险。机床企业进入工业机器人领域应充分利用资本平台,加大科研投入,不断自主创新,提高核心竞争力,为公司的可持续发展奠定坚实的技术基础。
  
  当前,工业机器人市场竞争越来越激烈,中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战。加快工业机器人技术的研究开发与生产是我们抓住这个历史机遇的主要途径。从竞争态势来看,机床企业主要的竞争对手,有各自的主打产品和业务领域,存在一定的市场分割与错位发展的格局,但随着我国制造业的发展,国内企业对工业机器人和自动化成套装备需求不断增加,面对国内尤其国外企业在高端产品市场的优势,国内机器人的市场竞争日趋激烈。特别是新技术新概念机器人的竞争,受研发投入及研发时效的影响较大,也一定程度地受既有市场格局的牵制,存在一定的市场风险。机床企业在发展高端装备产业,扩大经营规模,培育新的利润和业务增长点,需在巩固主营业务的同时,保持持续创新能力,实现新产业、新业务的跨越式发展。紧跟国家“十二五”产业战略转型的步伐,抓住国家产业结构调整的节奏,以技术、品牌和质量求市场,以技术创新作动力,以人才为根本,扩大工业机器人与自动化成套装备的规模,仍然坚持国内市场和国外市场开发双管齐下,抓住经济复苏带来的市场商机,拓展新的应用领域,开拓新产品市场。确保公司在国内工业机器人与自动化成套装备行业的领先地位。打造国内一流,国际知名品牌。
  
  机床企业内部要努力提高经营管理质量,坚持技术进步和工艺创新,降低经营成本;强化内部管理,提升风险控制水平,全面提高盈利能力,实现公司稳健、高速发展的目标。同时,强化产品规划、产品实现、竞争策略及服务质量等方面能力,增强公司快速响应,快速应变及综合解决方案的能力。
  
  急需解决的关键环节:
  
  (1)增强企业研发实力和科研投资强度,投入先进的科研设备,促进科研和生产紧密联系,促进智能机器人与自动化工程技术科研成果的转化;
  
  (2)自主开发高精参数、高灵敏度应、高可靠性、高安全性、使用方便的机器人产品,改变主要依赖进口的状态,增强自主创新能力,掌握的自动化控制等核心技术;
  
  (3)在目标选择方面,一方面要考虑国际机器人市场、技术发展动向;另一方面要考虑国家经济建设与社会发展的需求,特别是国有企业的技术改造,农业、能源、交通等产业以及基础实施和城市化建设等需求。
(来源:中国机械设备网)

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