吴越明先生:在国外的汽车制造业中,已经大量地应用了基于机器人的自动化技术,以提高产品的生产效率和质量。而在国内,由于劳动力成本的因素,这方面的应用还是比较少,但是也有一些这样的应用例子。像北京奔驰-戴姆勒·克莱斯勒汽车工厂,在生产国产克莱斯勒300C中,就应用了大量的机器人技术。如使用了焊接机器人、夹具自动抓拾机器人、组合机器人、工件搬运机器人等6种不同功能机器人,自动化率达到70%。
在我们看来,随着中国对汽车需求的大量增加,以及对汽车本身品质要求的提高,像北京奔驰的例子会越来越多。
邹涛先生:汽车制造业是一个技术和资金高度密集型的产业,也是工业机器人应用最广泛的行业,几乎占到整个机器人应用的一半以上。在中国,工业机器人的最初应用也主要是集中在汽车和工程机械行业,用于汽车及工程机械的点焊、弧焊、喷漆、装配、搬运、冲压等。据预测,我国正在进入汽车拥有率迅速上升时期,在未来几年内,汽车消费需求量仍将以每年15%左右的速度增长。在今后10到15年,中国将逐渐成为最大的汽车消费国。汽车工业的产值也将保持大概10%的增长。为获取更大的市场和利润空间,汽车整车和汽车零部件生产企业势必不断加大竞争力度,而这些竞争实际上就是生产能力、技术力量和装备水平的竞争,这无疑为面向中国汽车工业的装备供应商提供了更好的商机。工业机器人作为汽车制造业中最具竞争力的装备之一,其需求也将保持一个很高的增长趋势。
柯马上海机器人事业部:未来几年中国汽车行业对工业机器人的需求将会呈现出高速增长的趋势,年增幅为50%左右,很多工业机器人新应用领域将得以快速扩展。
其他行业百花齐放
除了汽车行业,哪个行业对工业机器人的需求量最大?在这些行业里,工业机器人的需求将呈现什么样的趋势?
曾孔庚先生:除了汽车行业,在IT和信息家电方面对机器人的需求比较大,目前,上海广电-NEC、北京京东方等,都使用了上百台MOTOMAN的机器人,用于大尺寸液晶玻璃的无尘搬运。
朱进满先生:除了汽车行业,对工业机器人需求较大的主要有以下几个行业:塑料浇铸、材料处理、机械制造。
由于这些行业明显地与汽车行业的工艺存在差别,所以对工业机器人的需求有着自身独到的特点。大多要求工业机器人能够承受恶劣的工作环境,耐腐蚀、耐高温,适应高速运行,以提高产量。近年来,整体的趋势是呈快速上升的趋势。
吴越明先生:在亚洲地区,除了汽车行业,对机器人的需要大大提高的是电子行业。2005年,亚洲新安装工业机器人72,600台,与2004年相比,增长了40%。而应用在电子行业的工业机器人,占了总数的31%。
在欧洲地区,食品行业,非金属加工行业,日用消费品行业和木材家具加工行业等,对工业机器人的需要将会大量的增加。与2004年相比,食品行业在欧洲的应用增长了17%,非金属加工行业的应用增长了20%,日用消费行业增长了32%,木材家具加工行业增长了18%。
而在美洲大陆,工业机器人的应用主要还是在汽车行业,与2004年相比,增长了60%,金属加工行业增长了33%,橡塑行业增长了37%。
邹涛先生:在新一轮全球经济转移浪潮中,制造业产业向中国转移的态势日趋明显,中国正在逐渐成为全球的制造业中心。机械和电子制造在今后的几年里还将保持一个相当高的增长速度。对工业机器人的需求也将不断增加。
针对这样的发展局势,KUKA机器人也在不断创新、调整和丰富其产品结构。在机械制造领域,KUKA推出了基于数控操作模式的CAMRob,把数控加工的概念引入到机器人应用中。另外一系列的BendTech(用于金属板件折弯),MillTech(用于材料加工打磨)等机械制造工艺软件包也随需而生。在电子制造领域,KUKA推出了运用于无尘电子加工和装配车间的CleanRoom机器人以及适用于电子制造的高速度、高精度、高可靠的小型Scara机器人。
柯马上海机器人事业部:电子器件制造、烟草、铸造、玻璃制造等行业对工业机器人的需求量相对较大。对工业机器人的需求也越来越多,呈逐年递增的趋势。技术融合是未来发展的主趋势
在未来几年里,哪些新技术将被用于工业机器人,这些新技术将会给工业机器人的使用带来什么样的进步?
曾孔庚先生:机器人的新技术,主要是视觉等各种传感器的更加广泛使用,增加机器人的智能性和适应能力,网络及远程监控技术,也将得到更加广泛的应用。此外,特种工业机器人,比如洁净机器人也会更多的应用。从系统技术来说,国内的机器人系统公司将逐步建立起大型机器人生产线的设计能力,并在公司的运营、管理等方面更加规范化,技术设计更加标准化。
朱进满先生:机器人涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成。因此它的发展与上述学科发展密切相关。机器人在制造业的应用范围越来越广阔,标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高,功能越来越强,并向着成套技术和装备的方向发展。机器人应用从传统制造业向非制造业转变,向以人为中心的个人化和微小型方向发展,并将服务于人类活动的各个领域。总趋势是从狭义的机器人概念向广义的机器人技术(RT)概念转移;从工业机器人产业向解决工程应用方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术(RT)的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有实在动作功能的智能化系统。”目前,工业机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展,其发展趋势主要为:结构的模块化和可重构化;控制技术的开放化、PC化和网络化;伺服驱动技术的数字化和分散化;多传感器融合技术的实用化;工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。
吴越明先生:下页的这张图片应该很多人已经看到过了,HIT/DLR灵巧手与史陶比尔RX60机器人组合而成的钢琴手,可以弹出与理查德·克来德曼同样美妙的乐曲。这样的组合,就有了类似人手指的功能,可以完成一些非常精巧的工作。
例如,史陶比尔新的JCM系统就是一种了整合马达的关节,JCM马达减速系统与JCS有着相同的特性,零间隙和免维护,同时还具有集成的直接马达驱动,绝对数字编码器。并且JCM特有的直接驱动的创新技术减少了手臂的空间尺寸,并且加强了解刚性。这些创新技术将不断的促进机器人的技术发展。
邹涛先生:控制技术的开放化发展、PC化和网络化发展。把机器人的应用拓展到更加广阔的领域。KUKA也一直是该应用的倡导者,早在八年前,KUKA就开发出了基于PC技术和Window操作环境的机器人控制系统,并随着PC和网络技术的迅速发展不断创新。
1)伺服驱动的数字化和高度集成化、智能化技术。全数字化的实现,将原有的硬件伺服控制变成了软件伺服控制,从而使在伺服系统中应用现代控制理论的先进算法(如:最优控制、人工智能、模糊控制、神经元网络等)成为可能。智能化的伺服系统具有参数自整定的功能自动将系统的参数整定出来,并自动实现其最优化。
2)多传感器融合技术,通过融合多个传感器提供的冗余、互补或更实时的信息,可以获得系统所需的更准确和更精确的信息。
多传感器融合技术的发展大力推动了移动机器人和遥操作机器人技术,这些机器人工作在动态、不确定的非结构化环境中,这些高度不确定的环境要求机器人具有高度的自治能力和对环境的感知能力,而多传感器数据融合技术正是提高机器人系统感知能力的有效方法。
3)视觉系统、图像处理系统、人工智能、模式识别以及仿生技术等新技术的发展都将推动机器人技术的革新,使得工业机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展。
据预测,今后机器人将在医疗、保健、生物技术和产业、教育、救灾、海洋开发、机器维修、交通运输及农林水产等各个领域得到广泛的应用。
柯马上海机器人事业部:未来几年,激光技术,传感技术,工控网络技术将会被广泛应用在工业机器人工作领域,这些技术会使得工业机器人的应用更为高效,高质,运行成本更低。