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中国机器人及自动化产业当前发展思考
作者：先进制造所 郑天江，日期：2015-11-11

　　【编者按】本文系先进制造所博士后郑天江参加中国工业博览会后的感想，文章分析了国内外机器人的不同特性，探讨了机器人未来的发展趋势和前景。发表在所网《创新论坛》栏目后，被中国科学报转载，后被人民网（科技频道）、科学网、搜狐新闻等多家媒体网站转载。现将此文刊发出来，提供给大家分享。

 

    随着中国制造业的转型升级需要，“机器换人”的需求在中国的各大省份和城市均表现了迫切的需求，国家和政府均出台了相关的支持和鼓励政策，正在开展的中国上海第十七届中国工业博览会集中了世界及中国的机器人自动化产业最近技术和研究成果，给了我们一个了解当前机器人及自动化产业发展动向的窗口。 

　　总的说来这次展会，还是延续了去年的基�。诨魅肆煊蚧故且运拇蠹易逦�，“KUKA”，“ABB”，“发那科”，以及“安川”，其工业机器人的领头羊地位扔未被撼动，他们的工业机器人产品仍然以传统的串联式为主，技术方面创新稍显不足。KUKA今年以轻量化和小型机器人为主推内容，例如他们的LBRiiwa，具有相当高的载重比最高可达1:1，而KR CYTEC Nano系列，则主要针对3C行业，负载在8-10公斤，具有非常灵活运动的特性。ABB在轻量化方面也不甘落后，其小型双臂机器人YuMi，则强调机器人与人和谐工作的概念，此外，他们还研究了具有力控功能的机器人以及重载高速的机器人，其中IRB8700号称领先对手25%，负载达到1000公斤。发那科的机器人则针对的市场比较广泛，对于不同的行业适应能力较强，他们今年的亮点则是推出了协作的机器人CR-35iA，安川的“大龙舞机器人”，采用了9台机器人协作，是本次展会的亮点之一。 

　　除了这四大家族之外，Staubli, 柯马，Nachi,川崎等知名国外厂商分别展出了自己的机器人产品。相比于国外，随着国家政策的落实和机器人产业的发展，国内的机器人厂商也陆续增多，除了新松，广州数控等国内的大厂之外，新兴的机器人厂也比去年有很大幅度增加，可以看出国内机器人产业的强劲后盾，例如宁波的柏同机器人，利讯达，钱江机器人，固高机器人等等。 

 

 

　　总结本次展会所展出的机器人可以看出以下几个方面： 

　　国外机器人注重通用性，国内机器人注重专用性 

　　国外的机器人厂商力量主要研发力量是在于集中解决工业机器人应用过程中所遇到的共性问题，希望一次生产能适用不同的领域和工况，例如，研发小型轻量化机器人，机器人的力控制技术，高速重载机器人等等。而国内由于在传统的机器人领域很难与国外的大品牌竞争，因此更加看重特殊功能机器人市�。热缢狄贫魅耍筒头窕魅�，以及喷漆机器人等等。 

　　轻量化，小型化，与人协作是趋势 

　　本次展出的机器人有众多产品显示了他们的轻量和小型的优势，特别是可以看出，更多厂商注重了机器人与机器人，机器人与人的共同工作环境，改变了传统的需要围栏式的机器人工作模式。而是人机协同工作。 

　　并联机器人用量不大，但不可缺 

　　虽然并联机器人的用量并不如串联式的工业机器人那么大，但是由于其超高速的性能和高刚度特征，大部分厂家仍然在继续投入研发，并推出并联机器人产品，但是其构型特征局限于常规的几种，例如用于娱乐的Stewart平台，以及包装行业的两自由度及三自由度并联Delta机器人。 

　　娱乐机器人及服务机器人较少，但是已经开始受到关注。 

　　展会中已经开始有部分娱乐机器人及服务机器人的身影例如钱江机器人的下象棋机器人，新松的送餐机器人，但是其总数量还不算很多。 

　　�？榛�，网络化是趋势 

　　随着大数据，网络时代的来临，一方面许多商家推出了兼容TCP/IP协议，EtherCAT，Ethernet等协议的机器人，以及机器人�？�。另一方面，如何实现机器人的快速构建，也是机器人产业面临的问题。目前国内也有迹象开始研究�？榛魅�，但是目前停留在简单的�？椋ㄈ绮捎貌浇缁钩傻统帘镜哪？�，使用CAN总线通讯等等），而国外的�？榛魅嗽蛳喽岳此党墒�，例如Schunk公司的�？榛魅�。 

 

 

　　移动机器人，特别是全向移动机器人是先锋 

　　具有大的工作空间，灵活机动，与人共融，是当前机器人的发展方向之一。具有这种特征的机器人在本次展会也有展示，如 KUKA的KBR iiwa机器人，它采用了基于麦克纳姆轮实现了全向移动，并配合轻量化操作臂实现了移动操作功能，能够实现无限的工作空间，和灵活的操作能力，但是这种全向移动的方法缺陷是与地面的摩擦力过大，受到了很大限制，例如某展台展示的全向移动机器人，地面很明显可以看到划痕，而KUKA也不得不在器机器人活动范围加上铁皮地板。 

　　机器人应用技术开始受到重视 

　　目前国内的固高公司，已经开始研究机器人的基于力的示教牵引，以提高机器人的易用性效果，而UR机器人公司则已经在其机器人上实现此功能，因此，国内在此方面的研究还是要落后一些。虽然UR的力牵引示教功能还不完善，但是依靠其力控制技术，他们也能实现与人的共同合作。 

　　特殊领域用途机器人体现了国内与国外处于同一起跑线 

　　虽然国外的特殊领域用途机器人也研究了很多年，并且取得了丰硕的成果，例如bigdog(原来属于波士顿动力，后被Google收购)，但是由于国内的环境与国外环境不一样，而且技术需求也不一样，因此对于瞄准中国市场来说，国内的特殊机器人与国外的可以应用于国内市场的特殊机器人具有同等的机遇，例如，新松的“刷油漆”机器人，电线巡检机器人，中国重工的排爆机器人等等。 

　　机器人建模编程软件开始受到重视 

　　机器人技术发展的另一方面是需要依赖软件的实现，由于前期的机器人厂家均只看重自家的产品，因此其软件封闭性较强，最新的趋势则是要利益共享，统一标准，例如很多软件能够兼容多种类型的机器人，ABB的RobotStudio,以及KUKA正在跟西门子合作开发他们自己的软件，期望借助于这些软件，其机器人能够与自动化生产线能够无缝融合。 

　　大公司之间竞争变得激烈 

　　随着机器人技术的发展日新月异，机器人公司之间的竞争变得越来越激烈，大公司吞并小公司的事情经常发生。但是有价值的技术终究不会被埋没，总会找到自己的空间。 

 

 

　　在自动化展馆，也展出了很多新的自动化技术，总的说来，在自动化领域还是以西门子，ABB等公司为巨头，新的发展趋势主要是面向自动化的成套技术解决方案，而成套技术的优势在于各大厂商可以方便地集成自己的新技术，能够让生产线的柔性化程度更强。 

 

（先进制造所  郑天江）