機器人問世于50年代,經歷了幾十年的發展尚未形成明確的定義,主要原因是隨著信息技術的飛速發展,機器人本身處于不斷發展當中。一般定義機器人是一種高度自動化的機器,能夠根據設定的程序自動完成某項工作。根據使用環境的不同,機器人可以分為工業機器人和服務機器人,工業機器人一般用于制造業生產環境,服務機器人一般用于生活等非制造業環境。
工業機器人,指用于機械制造業中代替人完成具有大批量、高質量要求的工作,如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、家電產品、化工等行業自動化生產線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統的搬運、包裝、碼垛等作業的機器人。
工業機器人是一種集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等跨學科先進技術于一體的高端制造業重要的智能裝備,一般由控制系統、執行器和傳感器三部分組成。
以關節型多用途機器人為例,控制系統是機器人的大腦,由計算機數字控制系統組成,通過設定程序,機器人能夠完成特定的操作和對特定環境做出反應;執行器能根據控制系統設定的程序移動或反應,執行器的末端裝有“手爪”,該組件可以模擬手部動作,搭配夾具、焊槍或吸盤等完成工作流程;機器人通過安裝傳感器,能對周圍環境做出反應,如可以按照預設程序從多個零部件中抓取特定的零部件。
控制系統、執行器和傳感器這三者有機結合共同決定了工業機器人的性能指標,即負載量、運動精度、穩定性和可操控性。
工業機器人產業鏈由關鍵零部件、機器人本體和相關自動化系統集成組成:核心零部件包括伺服電機、精密減速器以及控制系統等;機器人本體企業主要包括發那科、安川電機、庫卡、abb等廠商;相關系統集成領域既可以由本體廠商獨立完成,也可以通過第三方系統集成商完成。
全球工業機器人銷量重回增長。金融危機以后,以美國為代表的發達國家為實現制造業回流,工業機器人需求快速復蘇。與此同時,中國制造業面臨人力成本上升和轉型升級壓力,需求進入快速增長期。2011年全球工業機器人出貨量達到16.6萬臺(IFR僅統計關節型多用途工業機器人),創歷史新高。
圖1:全球工業機器人銷量及同比增速

圖2:2011年全球工業機器人銷量分布

國際巨頭牢牢占據全球本體市場。機器人本體具有高復雜性特點,行業具有高技術壁壘,發那科、安川電機、ABB和庫卡四家企業占據全球50%的市場份額;工業機器人和制造業具有嵌入關系,日本、德國等制造業大國在工業機器人應用和生產領域均保持領先。
圖3:全球工業機器人市場格局

圖4:2011年全球工業機器人保有量分布










