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中国工业机器人​能像高铁一样突围吗?

2017-04-12  来自: 沧州旭曦数控机床附件制造有限公司 浏览次数:129

中国工业机器人能像高铁一样突围吗?

    在各路资本竞相逐鹿机器人产业的热潮下,机器人产业泡沫化正在引发人们的担忧。政府的补贴政策取向没错,但一定要补助那些质量合格、真正在生产线上应用的机器人制造。现在一个最大问题是,相关政府部门,补贴政策不够精准,大水漫灌,导致一些机器人生产企业靠补贴“过日子”,甚至顶着机器人概念套取地方政府补贴。 


  传统关节机器人(即机械手臂机器人)需要三类核心零部件:高精密减速机、伺服电机和控制系统。其中,高精密减速机几乎完全依赖进口。 

  不过,常州金石机器人的创始人刘金石却显得很乐观,“因为在关键零部件上并不受制于人”。 


  “在一台六轴的多关节机器人中,高精密减速机在整个机器人成本里占到30%或者更高。” 中国机械工业联合会执行副会长、中国机器人产业联盟执行理事长宋晓刚告诉记者,这部分世界市场长期被日本企业纳博特斯克所垄断,该企业是世界上最大的高精密减速机制造商,“他们的减速机,卖给中国企业价格是卖给日本、德国等同类企业价格的五到八倍。” 


  从技术路线看,金石机器人“另辟蹊径”,主攻桁架机器人,这是一种有别于关节机器人的直角坐标机器人,非常适用于金属加工类的数控机床自动化和重载高速搬运行业,可以为“无人工厂”提供系统解决方案。在这种技术路线下,高精密减速机并非核心零部件,也不会受制于国外企业。 


  不过,对于这家成立近7年的企业来说,如何挤进被国外高端品牌长期占据的市场,真正跨越盈利障碍,仍然是考验。公司在2016年挂牌新三板,公告显示,2014年度、2015年度营业收入分别为6096.19万元、5197.32万元,但尚未实现盈利,净利润为-115.61万元、-722.45万元。 


  这也是很多国产机器人品牌面临的共同难题。2013 年,中国超越日本,成为全球规模最大的机器人市场。2015年,中国工业机器人市场销量是6.9万台,占全球市场份额的将近30%,但国产品牌仅占到中国市场销量的7%。 


  政府部门期待中国的工业机器人能复制“中国高铁”模式,未来以自主创新换市场。不过,与高铁技术集中在几家大企业手里不同,“在机器人这个领域,有高端产业低端化和低端产品产能过剩的风险。”在今年“两会”期间,工信部副部长辛国斌如此提醒。 


  技术路线另辟蹊径 


  在“中国制造2025”等一系列政策利好的刺激下,中国工业机器人行业正在经历井喷式增长。 


  “机器换人”正在成为当下制造业最huo热的话题,也是大势所趋。 


  国际机器人联盟(IFR)发布的数据显示,2017年中国工厂使用的机器人数量将超过其他国家,但在机器人密度方面却远远落后于其他工业化程度更高的国家。目前在中国制造行业中,每万名工人仅对应30台机器人,而韩国、日本、德国和美国在这一领域的数字为437台、323台、282台和152台。 


  按照中国机器人发展五年规划所提出的目标,到2020年,中国的机器人密度将达到150台以上,预计3~4年内中国机器人应用规模将高居全球第一。 


  但在如此有诱惑力的市场中,掌握话语权的是“四大家族”:瑞士ABB、日本发那科公司、日本安川电机、德国库卡。除了第一梯队的“四大家族”,许多机器人海外制造商,也都已经在中国进场布局。 


  目前,“四大家族”占据全球工业机器人60%以上的市场份额,在核心技术和关键零部件研发上处于绝对领先地位,而国内厂商还没有叫阵“四大家族”的实力。 


  “在机器人的三大核心零部件中,国产控制系统能基本满足目前需求。但如果要进入汽车领域,对控制器要求更高,控制器还是需要进口。伺服电机跟控制器差不多,低端没问题,中端产品也能满足要求,减速机问题最大。”宋晓刚对《中国新闻周刊》坦言,中外品牌减速机的原理设计基本一致,但在工艺精度和稳定性方面差距非常大。 


  “减速机由几十个小零件、齿轮组成,不同的材料、温度、加工速度都会有影响。每个加工精度提升都要靠技术累积,更重要的是靠加工工艺的摸索。”宋晓刚说,目前一些国产品牌已经能实现小批量生产,比如南通振康,2016年销售达到1.2万台,而排名世界第一的日本纳博特斯克年销售量是25万到30万台,完全不在一个量级上,“大批量生产条件下,如何保持产品性能和精度的一致性,是本土品牌的短板。” 


  除了靠时间积累,在技术路线上另辟蹊径也是国产品牌突围的一个现实路径。对金石机器人而言就是如此。 


  “桁架机器人有别于关节机器人,核心技术我都有,甚至我有的,国外都没有。”刘金石告诉《中国新闻周刊》,桁架机器人中最核心的是导轨技术,最早用于战舰,要求20年不能变形、稳定性要求极强,“这种导轨国内没有,材料也没有,我们跟德国人买,德国人也不卖。” 


  从德国买成品,分析镜像,做出原材料,再到最难的热处理环节,刘金石带领公司研究团队摸索了6年才攻克难题,“导轨都是一米一米拼接而成,要求不能有接缝和累积误差,非常难,但现在我们能做到拼接200米长。” 


  传统关节机器人应用在汽车制造领域已经有悠久的历史,但目前基本都被国外品牌占据市场,国内自主品牌很难分得一杯羹。 


  “关节机器人,负载一般在300公斤以下。超过300公斤的重型关节机器人,能造的厂商非常少,即使能造产量也在几十台,产量极少。”刘金石说,而桁架机器人的最大优势就是超大负载,最大的能抓起4吨重的东西。 


  “目前瑞士的厂商能做到负载2.5吨,德国的利勃海尔能做到1吨,而我们能做到4吨。国内做上吨重机器人的成熟案例没有,就我们一家。”刘金石说,做4吨级的意义就在于能够完全实现柔性生产和无人工厂,“传统物流全是在地面,地面轨道线、叉车,全是在地面跑。而无人工厂的物流都是在天上,设备在上方自由穿梭,能实现全厂的柔性化生产,可以在超大空间内行走,而地面是留给人维护设备用的。” 


  “我们定义的无人是生产环节不能有人,生产环节的原材料搬运、上线、出线、检测、包装,一个人都没有。”他说。 


  绕开关节机器人,主攻桁架机器人,在刘金石看来,也是国内品牌最有可能“干倒”国外品牌的领域,“国外在技术积累方面有经验,不代表工程能力很强。我们给用户做工程4到6个月,超过一年的项目都很少,但国外做一个项目需要2年,而且价格让人很难接受。这方面是我们的强项,跟高铁非常类似,是系统工程。” 


  扎堆低端的“雇佣军之忧” 


  今年两会期间,工信部副部长辛国斌在新闻发布会上说,“在自主品牌方面,我们的工业机器人大多还都是一些中低端产品,六轴以上多关节的机器人供给能力相对较低。” 


  这也意味着,从行业最高主管部门层面,确认了对目前行业中“高端产业低端化和低端产品产能过剩风险”的担忧。 


  在这个行业里,这种“雇佣军之忧”并不是最近才有:中低端产品产能过剩、无序竞争局面开始出现,相当一部分企业以集成组装生产为主,停留在模仿、跟随和简单集成阶段。 


  中国电子信息产业发展研究院发布的《中国机器人产业发展白皮书(2016版)》显示,国产工业机器人以中低端产品为主,主要是搬运和上下料机器人,大多为三轴和四轴机器人,应用于汽车制造、焊接等领域的六轴或以上高端工业机器人市场主要被日本和欧美企业占据,国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%。 


  另一个滑稽的现象是,在近年来很多展会上,原本是智能装备的工业机器人,却被用来表演唱歌跳舞,而在不少业内人士看来,这种表演“既谈不上不智能,也没有核心技术”。 


  在宋晓刚看来,造成这种问题的原因有两个方面:一是很多国有品牌附加值不高,关键零部件受制于人,导致成本高、利润低。另一方面,目前进入机器人行业的门槛其实很低,“机械手臂可以外协(外协采购)、控制器可以买到,精密减速机可以买到,伺服电机可以买到,甚至应用软件都可以找别人来开发,这就相当于你这家企业只是组装了一台机器人。” 


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