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广州数控:破解机器人密码

2015年06月15日 09:04中国机床商务网作者:陈思勤、曾妮点击:4587

  【中国机床商务网 名企在线】广州数控在涉足工业机器人领域之前,就已经研发生产了用于数控机床的控制器、伺服驱动和伺服电机。进入工业机器人领域之后,研发团队对部分关键性技术进行修改。 


     
创新驱动发展是经济“新常态”下我国经济实现动力转换的关键。实施创新驱动发展战略,就是要推动以科技创新为核心的全面创新,坚持需求导向和产业化方向,坚持企业在创新中的主体地位。
  
  以企业为创新主体,其本质是正确处理政府与市场的关系,让市场在资源配置中发挥决定性作用。而作为国内市场化程度最高的地区之一,这也恰恰是广东创新驱动发展的核心优势之一。近年来,抓住创新的“牛鼻子”,南粤大地上涌现出一大批创新型企业,各种新产业新业态新模式百花齐放,形成了一批代表未来发展方向的新的生产力。为更好地展现粤企创新发展的新气象,寻找勇探新路的创新样本,从今天起,南方日报推出“创新驱动”系列报道的新组团——“创新驱动科技领航·企业创新故事”。敬请垂注!
  
  2014年,广州数控攻克了工业机器人核心部件的最后一个难关——减速器,掌握了被国外垄断的工业机器人本体制造的全套核心技术。自2006年进入这个全新的产业领域以来,广州数控采取“并联竞争性研发”的策略,每年把销售收入的10%投入研发,走出了一条与众不同的创新驱动路径。如今,广州数控生产的机器人已实现了95%以上的部件自主研发。
  
  当“机器代人”的浪潮在珠三角这个全球制造业基地兴起,以广州数控为代表的一批装备制造企业通过持之以恒地进行技术创新,迎来了全新的市场机遇。
  
  “不跳进水里怎么学游泳”
  
  工业机器人有四大关键部件,包括机器人控制器、伺服驱动、伺服电机、减速器。其中,减速器是一个技术密集、多曲面、高精度的构件,在技术上是最难突破的。这一点让国内企业望而却步。目前,国产工业机器人的减速器基本依赖进口,国外几家企业垄断了市场,最终造成减速器在工业机器人中所占成本达到30%。在高端工业机器人领域,国产品牌无论在价格还是性能上都不具备优势。
  
  在位于广州开发区云埔工业园的广州数控生产大楼里,一台型号为RB165的工业机器人正在模拟点焊的动作。RB165的减速器、伺服系统、控制系统全部是由广州数控自主研发的,它的功率密度和刚性等关键指标已经达到或超过国外减速器龙头厂商的水平,能满足汽车生产线的精度、刚性要求。
  
  “减速器看起来很神秘。可是,你不跳进水里,怎么学游泳呢?”广州数控董事长何敏佳说。
  
  2009年,企业刚涉足工业机器人领域不久,何敏佳就逼着研发团队“学游泳”。广州数控成立了两个研发团队,一支团队沿着国外的技术线路进行转化,另外一支团队则着力将广州数控原有的“滚珠丝杆”技术应用在减速器上。研发进行到中段,何敏佳发现国产技术线路性能更优、知识产权风险小,于是果断停掉了技术转化的线路,朝着自主研发集中攻关。
  
  好不容易设计出自己的减速机,却生产不出来。减速机的精密性、复杂的多曲面,是当时中国的机床无法胜任的。研发团队提议从国外进口机床。
  
  进口一台机床要花费600万元,即便如此,也无法完全掌握核心技术。何敏佳坚持继续研发,他个人也参与攻关生产工艺。广州数控从下游厂家那里以每台20万元的价格买进几台国产机床,凭借原本在数控系统、伺服系统、机床技术方面的技术积累,对传统机床进行全面改造提升。最终,广州数控成功研制出能生产减速器的智能机床,为未来高端工业机器人大规模生产奠定了基础。
  
  2014年,随着减速器设计原理和生产工艺被攻克,广州数控终于掌握了工业机器人的“最高机密”。
  
  破译机器人“驱动”密码
  
  多年来,伺服电机及驱动的技术主要靠国外供应。
  
  控制器通过软件编程给机器人下指令,比如采取什么动作、遵循什么运动轨迹;伺服驱动主要接收控制器的信号,把指令信号转化为电能,传送到驱动电机,让电机按照控制器的指令采取行动;伺服电机是指令的执行机构,通过电机驱动,让沉重的机械手臂运动起来。
  
  而目前,广州数控是我国唯一一家掌握工业机器人四大核心部件设计方案和生产技术、拥有全部自主知识产权的企业。
  
  广州数控办公室主任蒋米仁说,广州数控在涉足工业机器人领域之前,就已经研发生产了用于数控机床的控制器、伺服驱动和伺服电机。进入工业机器人领域之后,研发团队对部分关键性技术进行修改。
  
  蒋米仁坦言,伺服电机及驱动技术的研发周期很长,技术上还有很大的改进空间。从事伺服电机及驱动研究的技术人员经常要到工厂一线了解机器的实际运作情况,收集用户反馈的信息。目前研发的每台伺服驱动只能带动1台电机运转。设备一多,噪音大、散热也不太好。广州数控正在研发能同时带动6台电机的伺服驱动,这样可以使电机的体积更小、散热更快。
  
  95%以上机器人部件为自主研发
  
  随着“机器代人”浪潮到来,广州数控的工业机器人产值正在以每年翻倍的速度递增,目前广州数控的机器人产品已陆续销往东南亚和国内多个城市,还与珠三角多个制造业企业合作推广。据悉,2014年,广州数控销售机器人500台,在所有业务中增长最快,预计今年销售量达1000台。
  
  然而,来自中国机器人产业联盟的数据显示,目前瑞士ABB、日本发那科、日本安川、德国库卡“四大巨头”占据了中国机器人产业70%以上的市场份额,几乎垄断了高端工业机器人市场。
  
  “过去,我国工业机器人由于核心技术被国外垄断,采购价格畸高。”何敏佳说,广州数控涉足工业机器人产业之初,就下决心要突破核心技术封锁,目前,核心技术水平可以与国际一流水平看齐。
  
  据了解,广州数控对工业机器人系统研发花了长达7年的时间。期间,广州数控将每年营销收入的10%投入到技术研发,2014年的研发投入达到了1.4亿元。
  
  在研发机制上,广州数控采取“并行研发”的模式。即每种产品研发的项目,公司都会同时安排2—3个研发室交叉进行研究。目前广州数控有4个研发室、近千名技术人员专门负责工业机器人研发,华南理工、北航、天津大学等国内重点高校为广州数控的机器人研发提供了智力支持。广州数控内部建立了多项激励机制,鼓励研发创新。“目前,广州数控的工业机器人95%以上的部件为自主研发,具备100%的知识产权。”何敏佳介绍。
  
  广州数控的工业机器人性价比高、成本基本可控,受到珠三角制造业企业的欢迎。
  
  在志高空调的智能化工厂里,站在流水线两旁的不再是忙碌的工人,而是机器人、机械臂,它们正为空调机外壳喷漆。这些工业机器人大多来自广州数控。机器人的到来,不仅解决了一些高危、重负岗位“招工难”的难题,更大大提高了车间生产效率,使得空调机身搬运的损耗率基本为零。
(来源:南方日报)

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