在發(fā)達(dá)國家中,工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線,以保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實(shí)踐表明,工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn),提高社會生產(chǎn)效率,推動企業(yè)和社會生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。
機(jī)器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。國際電氣電子工程師協(xié)會IEEE的科學(xué)家在對未來科技發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測中提出了4個重點(diǎn)發(fā)展方向,機(jī)器人技術(shù)就是其中之一。
1990年10月,國際機(jī)器人工業(yè)人士在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_了一次工業(yè)機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn)大會,并在這次大會上通過了一個文件,把工業(yè)機(jī)器人分為四類:⑴順序型。這類機(jī)器人擁有規(guī)定的程序動作控制系統(tǒng);⑵沿軌跡作業(yè)型。這類機(jī)器人執(zhí)行某種移動作業(yè),如焊接。噴漆等;⑶遠(yuǎn)距作業(yè)型。比如在月球上自動工作的機(jī)器人;⑷智能型。這類機(jī)器人具有感知、適應(yīng)及思維和人機(jī)通信機(jī)能。
日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)早在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)普及了第一和第二類工業(yè)機(jī)器人,并達(dá)到了其工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史的鼎盛時期。而今已在第發(fā)展三、四類工業(yè)機(jī)器人的路上取得了舉世矚目的成就。日本下一代機(jī)器人發(fā)展重點(diǎn)有:低成本技術(shù)、高速化技術(shù)、小型和輕量化技術(shù)、提高可靠性技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、高精度化技術(shù)、視覺和觸覺等傳感器技術(shù)等。
根據(jù)日本政府2007年指定的一份計劃,日本2050年工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到1.4兆日元,擁有百萬工業(yè)機(jī)器人。按照一個工業(yè)機(jī)器人等價于10個勞動力的標(biāo)準(zhǔn),百萬工業(yè)機(jī)器人相當(dāng)于千萬勞動力,是當(dāng)前日本全部勞動人口的15%。
我國工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初,其發(fā)展過程大致可分為三個階段:70年代的萌芽期;80年代的開發(fā)期;90年代的實(shí)用化期。而今經(jīng)過20多年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。當(dāng)前我國已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件,開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、碼垛、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國內(nèi)諸多企業(yè)的生產(chǎn)線上;一批機(jī)器人技術(shù)的研究人才也涌現(xiàn)出來。一些相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計制造技術(shù);工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動系統(tǒng)的硬件設(shè)計技術(shù);機(jī)器人軟件的設(shè)計和編程技術(shù);運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù);弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動生產(chǎn)線與周邊配套設(shè)備的開發(fā)和制備技術(shù)等。某些關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到或接近世界水平。
一個國家要引入高技術(shù)并將其轉(zhuǎn)移為產(chǎn)業(yè)技術(shù)(產(chǎn)業(yè)化),必須具備5個要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有著“機(jī)器人王國”之稱的日本相比,我國有著截然不同的基本國情,那就是人口多,勞動力過剩。刺激日本發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的根本動力就在于要解決勞動力嚴(yán)重短缺的問題。所以,我國工業(yè)機(jī)器人起步晚發(fā)展緩。但是正如前所述,廣泛使用機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化,提高社會生產(chǎn)效率的一種十分重要的途徑。我國正在努力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè),引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備,培養(yǎng)人才,打開市場。日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的輝煌得益于本國政府的鼓勵政策,我國在十一五綱要中也體現(xiàn)出了對發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的大力支持。
發(fā)展趨勢
當(dāng)前,國外已經(jīng)研制和生產(chǎn)了各種不同的標(biāo)準(zhǔn)組件,而中國作為未來工業(yè)機(jī)器人的主要生產(chǎn)國,標(biāo)準(zhǔn)化的過程是發(fā)展趨勢。
中國制造業(yè)面臨著向高端轉(zhuǎn)變,承接國際先進(jìn)制造、參與國際分工的巨大挑戰(zhàn)。加快工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究開發(fā)與生產(chǎn)是中國抓住這個歷史機(jī)遇的主要途徑。因此我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展要進(jìn)一步落實(shí):第一,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是我國由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的主要手段和途徑,政府要對國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人有更多的政策與經(jīng)濟(jì)支持,參考國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),加大技術(shù)投入與改造;第二,在國家的科技發(fā)展計劃中,應(yīng)該繼續(xù)對智能機(jī)器人研究開發(fā)與應(yīng)用給予大力支持,形成產(chǎn)品和自動化制造裝備同步協(xié)調(diào)的新局面;第三,部分國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人質(zhì)量已經(jīng)與國外相當(dāng),企業(yè)采購工業(yè)機(jī)器人時不要盲目進(jìn)口,應(yīng)該綜合評估,立足國產(chǎn)。
智能化、仿生化是工業(yè)機(jī)器人的最高階段,隨著材料、控制等技術(shù)不斷發(fā)展,實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品越來越多的產(chǎn)品化,逐步應(yīng)用於各個場合。伴隨移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,多傳感器、分布式控制的精密型工業(yè)機(jī)器人將會越來越多,逐步滲透制造業(yè)的方方面面,并且由制造實(shí)施型向服務(wù)型轉(zhuǎn)化。
工業(yè)機(jī)器人最先大規(guī)模使用的區(qū)域?qū)鋈缃癜l(fā)達(dá)地區(qū)。隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的進(jìn)行,發(fā)達(dá)地區(qū)的制造業(yè)需要提升?;豆と顺杀静粩嘣鲩L的現(xiàn)實(shí),工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用成為最好替代方式。未來我國工業(yè)機(jī)器人的大范圍應(yīng)用將會集中在廣東、江蘇、上海、北京等地,其工業(yè)機(jī)器人擁有量將占全國一半以上。
日益增長的工業(yè)機(jī)器人市場以及巨大的市場潛力吸引世界著名機(jī)器人生產(chǎn)廠家的目光。當(dāng)前,我國進(jìn)口的工業(yè)機(jī)器人主要來自日本,但是隨著諸如“機(jī)器人”類似的具有自有知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)不斷出現(xiàn),越來越多的工業(yè)機(jī)器人將會由中國制造。