在云计算、5G通信技术、物联网的兴起之下,人工智能、机器人已成为各制造业竞相角逐的核心技术。机器人在当前工业制造中占据着重要地位,它既是智能装备产业的重要组成部分,也是支撑我国制造业转型升级的重要基础。

国内自动化生产线中,现在的零部件都是用高精度的工业机器人机械手加工,但是在装配时,多数时候仍需要人类亲力亲为,而工业机器人机械手和人融合将能解决这一问题。要做到人与工业机器人机械手的融合,就要把人的符号化能力、学习能力、预见能力、自我调节能力、逻辑推理能力与工业机器人的精准、力量、重复能力、作业时间、环境耐受力结合在一起。深圳市兆威机电股份有限公司(以下简称“兆威”)在微型传动系统方面,帮助实现工业机器人实现智能化,抢抓智能制造红利。

工业机器人智能化,即让机器人有感觉、有知觉,能够迅速、准确地检测及判断各种复杂的信息。随着执行与控制、学习与智能发育等技术进步,机器人将从预编程、示教再现控制、直接控制、遥操作等被操纵作业模式,逐渐向学习、作业方向发展。

兆威通过标准化的机械手传动系统驱动模块组装制造工业机器人的关节、视觉等传动组件。微型传动系统驱动结构可以改变工业机器人结构去提升工业机器人的作业精度、改善工业机器人的作业环境以适应工作强度高、环境复杂作业的需求。

工业机器人关键零部件包括精密减速器、伺服电机及驱动、控制器等,是价值链中利润关键点,机器人制造企业与其上游零部件企业的关系呈现出供应商垄断型形态。

工业机器人所用于传动形式的齿轮的模数都介于0.15～0.5mm之间,属于小模数齿轮。对齿轮寿命要求也比较高,对噪音更敏感。兆威在设计工业机器人机械手传动系统的时候,重心放在齿轮参数优化,同时在减速器内部增加离合机构,当机器跌倒减速器受到外接冲击时,齿轮能得到保护。此外,该系统选用的电机齿轮回差小,输出级接近零侧隙啮合,行星轮既和太阳轮啮合又和内齿轮啮合,装配方便。

此外,在耐磨材料技术、加工工艺优化技术、润滑技术、装配技术、可靠性及寿命检测技术以及传动机理的探索中,兆威摸索研发了适合机器人应用的效率、低重量的系列化减速器(齿轮箱)。该机械手减速电机在结构、空间设计有严格的要求,在提高可靠性的同时,降低总成本,具有扭矩刚性大、振动小、耐冲击性强、承载能力大、小体积等特点,更好满足六自由度机器人的传动需,大大提了智能机器人感知与识别、机构与传动、控制与交互等方面的性能。

当前,各个国家都在研究、开发和发展组合式机器人,这种机器人将由标准化的伺服电机、传感器、手臂、手腕与机身等工业机器人组件标准化组合件拼装制成。研究机器人结构是未来发展趋势。我国工业机器人的大部分核心部件为研发和生产,在同类产品中价格优势明显,性价比较高。且供货周期短,服务响应水平及时,但我国在工业机器人领域起步较晚,产业主要在中下游行业,生产和销售规模较小。

整体来看,我国工业机器人核心零部件国产化的趋势已经开始初步显现,但技术和经验积累还需要一定时间,大多数企业还处于小批量生产和推广应用阶段。因此,培育具有竞争力的龙头企业,带动中小企业向专、精、特、新方向发展,形成集群效应,增强产业竞争合力,将是未来我国机器人产业发展努力的方向。

随着人力成本的上升,我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显。据机器人联合会(IFR)预测,到2020年,将有170万个新工业机器人应用到世界各地的工厂中。这也意味着我国工业机器人的发展还存在着很大的发展空间。

过去依靠要素成本驱动的优势不再,机器人的应用,正开始为传统制造业释放出减员增效的新红利。当前智能机器人市场不断扩大,智能机器人行业持续涌入创企业完善产业生态,行业赛道将进一步优化细分,差异化产品的升级之路迫在眉睫。