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一篇讀懂工業機器人的核心零部件控制器、伺服電機、減速器

一篇讀懂工業機器人的核心零部件控制器、伺服電機、減速器

  • 分類: 常見問題
  • 發布時間: 2020-06-04 15:57:12
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概要: 工業機器人行業按產業鏈分為上游、中游和下游。

  上游生產核心零部件:包括減速器、伺服系統、控制器;

  中游是本體生產商,包括工業機器人本體。

  下游是系統集成商,包括單項系統集成商、綜合系統集成商。

工業機器人行業按產業鏈分為上游、中游和下游。

上游生產核心零部件:包括減速器、伺服系統、控制器;

中游是本體生產商,包括工業機器人本體。

下游是系統集成商,包括單項系統集成商、綜合系統集成商。

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 核心零部件

控制器

機器人控制器的軟件部分是工業機器人的“心臟”,隨著科技的發展,工業機器人從下位機到上位機的應用軟件方面都有了不同程度的研究成果。

控制器、軟件與本體一樣,一般由機器人廠家自主設計研發。目前國外主流機器人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平臺基礎上進行自主研發,各品牌機器人均有自己的控制系統與之匹配。

國內企業機器人控制器產品已經較為成熟,是機器人產品中與國外產品差距最小的關鍵零部件,國內控制器與國外產品存在的差距主要在控制算法和二次開發平臺的易用性方面。

未來幾年中國國產機器人將得到快速發展,國產機器人控制器應用市場面臨較好的發展契機,尤其是在運動控制領域深耕多年的企業。機器人軸數越多,對控制器性能要求也越高:機器人自由度的高低取決于其可移動的關節數目,關節數愈多,自由度越高,位移精準度也越高,其所使用的伺服電機數量就相對較多,即越精密的工業型機器人所用的伺服電機數量愈多。

一般每臺多軸機器人由一套控制系統控制,也意味著控制器性能要求越高。

 

伺服電機

機器人對關節驅動電機的要求非常嚴格,交流伺服電機在工業機器人中得到廣泛應用。

目前國內高端市場主要被國外名企占據,主要來自日本和歐美,未來國產替代空間大。目前國外品牌占據了中國交流伺服市場近80%的市場份額,主要來自日本和歐美。

其中,日系產品以約50%的市場份額居首,其著名品牌包括松下、三菱電機、安川、三洋、富士等,其產品特點是技術和性能水平比較符合中國用戶的需求,以良好的性價比和較高的可靠性獲得了穩定且持續的客戶源,在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優勢。

未來五年,我國伺服系統行業受益于產業升級的影響,將保持較快增長,國產替代空間還很大。

減速器

按結構不同,工業機器人用精密減速器可以分為五類,RV減速器和諧波減速器是工業機器人最主流的精密減速器。精密減速器按照結構的不同,可以分為諧波齒輪減速器、擺線針輪行星減速器、RV減速器、精密行星減速器和濾波齒輪減速器五類。

在精度、扭矩、剛度、傳送效率等衡量減速器的各個性能指標上,它們各有不同。其中,RV減速器和諧波減速器是工業機器人最主流的精密減速器。

 

工業機器人本體

從1958年第一臺工業機器人誕生之后,機器人發展經歷了一個小高潮,到上世紀80年代后期,由于傳統機器人用戶應用工業機器人已經飽和,從而造成工業機器人產品的積壓,不少機器人廠家倒閉或被兼并,國際機器人學研究和機器人產業出現不景氣。

到90年代初,機器人產業出現復蘇和繼續發展跡象。1995年后,世界機器人數量逐年增加,增長率也較高。

自全球金融風暴過后,市場復蘇使得機器人行業恢復好轉,全球機器人行業增長態勢延續,市場規模不斷擴大,各國政府和跨國企業在機器人行業投資活躍。2016年全球工業機器人訂單量258900臺,存貨1779000臺,中國85000臺,存貨332300臺。

盡管我們已連續多年成為全球最大的機器人銷售市場,但不可否認的是的,國外品牌占據了中國工業機器人市場60%以上的份額;至于六軸以上的多關節機器人,國外品牌占據的市場份額甚至更大,超過了80%。

 

系統集成商

只有機器人裸機是不能完成任何工作的,需要通過系統集成之后才能為終端客戶所用。系統集成方案解決商處于機器人產業鏈的下游應用端,為終端客戶提供應用解決方案,其負責工業機器人軟件系統開發和集成,是工業機器人自動作業的重要構成。

在我國,系統集成商多是從國外購機器人整機,根據不同行業或客戶的需求,制定符合生產需求的解決方案。

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