國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的技術(shù)水平與德、日領(lǐng)軍企業(yè)相比仍然有很大的差距

工業(yè)機(jī)器人是應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)、工業(yè)品生產(chǎn)的智能化設(shè)備，其關(guān)鍵技術(shù)部件包括控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)、減速器，同時(shí)，這也是衡量機(jī)器人技術(shù)水平的主要指標(biāo)。目前，高端的工業(yè)機(jī)器人被德國(guó)、日本的企業(yè)包攬，關(guān)鍵零部件的研發(fā)技術(shù)，包括減速機(jī)、伺服電機(jī)方面，日本企業(yè)處于領(lǐng)先地位；而在原材料、本體零部件和操作系統(tǒng)，則是德國(guó)的企業(yè)更有優(yōu)勢(shì)。與

與德國(guó)、日本的領(lǐng)軍企業(yè)相比，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的技術(shù)水平仍然有很大的差距。以下，將從控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、減速器、電機(jī)、機(jī)械本體、生產(chǎn)工藝和質(zhì)量管控等方面進(jìn)行全面分析。

控制系統(tǒng)方面

（1）控制芯片以及基礎(chǔ)軟件

全世界的機(jī)器人，包括工業(yè)機(jī)器人使用的控制系統(tǒng)芯片和基礎(chǔ)軟件，乃至控制產(chǎn)品其實(shí)都沒(méi)有很大差別。事實(shí)上，由于國(guó)產(chǎn)品牌起步晚，所使用的技術(shù)比較新，因此國(guó)產(chǎn)的控制系統(tǒng)開發(fā)廠家使用的系統(tǒng)芯片和基礎(chǔ)軟件甚至比于國(guó)外品牌所采用的芯片或基礎(chǔ)軟件更好。單從這方面看，國(guó)產(chǎn)的企業(yè)具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。

（2）機(jī)器人操作系統(tǒng)

由于領(lǐng)先的機(jī)器人企業(yè)都有若干年的技術(shù)積累，通常都形成了自有的底層機(jī)器人操作系統(tǒng)，也就是基于硬件的控制軟件系統(tǒng)。除了一線的企業(yè)之外，世界上很多二線企業(yè)也都不具備自己的機(jī)器人操作系統(tǒng)，多半是基于通用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的，比如VxWorks、linux+rtruntime等。在這方面，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人并沒(méi)有很強(qiáng)的技術(shù)突破，一般都使用第三方的實(shí)時(shí)內(nèi)核操作系統(tǒng)，其中又以裁剪linux最為普遍。

（3）機(jī)器人算法及底層驅(qū)動(dòng)軟件

機(jī)器人的基礎(chǔ)理論在全世界都是完全相同的，因此算法和底層驅(qū)動(dòng)軟件并沒(méi)有任何差別。然而，國(guó)際領(lǐng)先的機(jī)器人企業(yè)已經(jīng)開始將人工智能技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)的機(jī)器人還比較落后。從技術(shù)的角度分析，機(jī)器人的發(fā)展歷史可以分為三個(gè)階段：第一代叫做示教再現(xiàn)機(jī)器人；第二代是結(jié)合了感知技術(shù)的機(jī)器人；第三代是認(rèn)知機(jī)器人。

示教再現(xiàn)機(jī)器人的技術(shù)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人技術(shù)都已經(jīng)覆蓋了。而有些國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人能夠通過(guò)視覺(jué)、力覺(jué)等技術(shù)獲得傳感器感知能力，就屬于第二代工業(yè)機(jī)器人。，目前，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人基本具有這樣的水平。然而，國(guó)外先進(jìn)的機(jī)器人企業(yè)，包括fanuc的機(jī)器人已經(jīng)能夠使用深度學(xué)習(xí)的算法，自動(dòng)對(duì)機(jī)器人本身的行為進(jìn)行學(xué)習(xí)，并不斷調(diào)整自己的行為。這種技術(shù)其實(shí)就是認(rèn)知技術(shù)在機(jī)器人上的運(yùn)用，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人還處于落后狀態(tài)。

（4）機(jī)器人工藝軟件開發(fā)

工業(yè)機(jī)器人的核心在于軟件，與工藝相關(guān)的軟件開發(fā)是決定機(jī)器人性能的關(guān)鍵所在。那么，與工藝相關(guān)的軟件指的是什么呢？打個(gè)比方，人與人之間的差別主要在于頭腦不同，有的人學(xué)習(xí)了焊接技術(shù)，懂得焊接工藝，就成為了焊接技師；有的人都不懂，就從事其他工作，這就是人的工藝適應(yīng)性。對(duì)于機(jī)器人來(lái)講，這些工藝的適應(yīng)性是通過(guò)軟件來(lái)表達(dá)的。也就是工藝軟件，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人就是焊接、切割、運(yùn)輸?shù)溶浖?/p>

國(guó)產(chǎn)機(jī)器人最大的劣勢(shì)其實(shí)就在于工藝相關(guān)軟件的開發(fā)方面。這是因?yàn)椋瑖?guó)際先進(jìn)的機(jī)器人企業(yè)已經(jīng)有超過(guò)半個(gè)世紀(jì)的研發(fā)和技術(shù)突破，對(duì)于工藝的理解和功能的優(yōu)化自然是國(guó)產(chǎn)企業(yè)無(wú)法企及的。國(guó)際上有些能夠在某些領(lǐng)域取得不錯(cuò)成績(jī)的二線品牌，比如OTC、柯馬、杜爾等，也是因?yàn)樗鼈冊(cè)谀硞€(gè)工藝領(lǐng)域較為突出贏得市場(chǎng)?；蛟S，在某個(gè)工藝領(lǐng)域取得所突破，正是國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的出路。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面

在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人依然面臨巨大的問(wèn)題。由于沒(méi)有能夠和控制系統(tǒng)形成一體化的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，做驅(qū)動(dòng)、控制器的不是同一個(gè)廠家，很多控制通道和數(shù)學(xué)模型是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。深究起來(lái)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的問(wèn)題并非控制設(shè)備和驅(qū)動(dòng)設(shè)備本身，而在于控制方法。

減速機(jī)方面

在目前的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)中，納博特斯克的減速機(jī)占據(jù)著絕對(duì)的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，即便是全世界最大牌的機(jī)器人也都在使用。在這一方面，國(guó)產(chǎn)的機(jī)器人并沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)，事實(shí)上，全球其他企業(yè)也都沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，但也不影響這些企業(yè)掌握機(jī)器人核心技術(shù)。

電機(jī)方面

國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的電機(jī)水平?jīng)]有發(fā)展起來(lái)，其實(shí)要?dú)w結(jié)于國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)量的問(wèn)題。由于國(guó)產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)量一直很小，造成定制電機(jī)成本太高，制造廠商無(wú)法像主流大廠商一樣，根據(jù)機(jī)器人對(duì)動(dòng)力的要求定制電機(jī)。但是如果使用通用電機(jī)，會(huì)造成電機(jī)的慣量、電流、扭矩輸出響應(yīng)能力等參數(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，也會(huì)進(jìn)一步增大機(jī)器人的負(fù)載自重。

機(jī)械本體方面

分析國(guó)產(chǎn)機(jī)器人在機(jī)械本體部分的技術(shù)上惠普，主要從兩個(gè)方面出發(fā)：即材料和設(shè)計(jì)加工工藝。材料方面，現(xiàn)在的機(jī)器人所使用的材料牌號(hào)基本是相似的，比如鑄鋁一般都采用美標(biāo)A356，或?qū)?yīng)的國(guó)標(biāo)牌號(hào)，如ZL101或ZL101A等；大機(jī)器人關(guān)節(jié)臂一般采用球墨鑄鐵。而在設(shè)計(jì)和機(jī)加工工藝方面，漏油、油封設(shè)計(jì)、傳動(dòng)間隙、機(jī)械剛度等機(jī)械方面最常見的幾個(gè)問(wèn)題還需要企業(yè)來(lái)解決。

機(jī)器人生產(chǎn)工藝和質(zhì)量管控

在工業(yè)和質(zhì)量管控方面，也是國(guó)產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)的短板。由于國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的產(chǎn)量小，企業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)流水線、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，從而也造成了工藝可靠性需要依賴于技術(shù)工人的水平。然而，目前，國(guó)內(nèi)的優(yōu)秀工匠越來(lái)越少，一線生產(chǎn)的年輕人還沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)的水平，在標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程和工藝不夠完善的情況下，造成了國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的質(zhì)量一致性差。

從總體上看，國(guó)產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有很長(zhǎng)的一段距離。但是，工業(yè)機(jī)器人對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能制造，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力又很重大的意義，因此也對(duì)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)提出了新的要求。