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国产机器人如何后来居上?

  • 关键词:国产工业机器人,离线编程软件,机器人高端应用
  • 摘要:进入机器人时代后,国产机器人制造商面对国外主流机器人厂商的竞争压力,应给予机器人离线编程软件更多关注,为国产工业机器人迈入航空航天等高端应用领域打下基础,做好保障。

    近几年无疑是工业机器人的大发展时期,国内外制造业的智能化、自动化趋势越来越明显。我国政府在《中国制造2025》中将机器人作为重点发展领域之一,强调积极研发机器人新产品,促进机器人标准化、模块化发展,以此提升中国制造的质量。


    据工信部最新统计,2017年1-9月,我国工业机器人产量达到95351台(套),同比增长69.4%,9月当月产量为13085台(套),比上年同月增长103.2%。如此良好的势头足以说明我国工业机器人市场需求量的增多和应用范围的扩大。


    CNPP数据平台公布了截至目前为止,工业机器人的十大品牌:




    从中可以看出,十大品牌中有7家都为国外品牌,且排名比较靠前。新松、埃夫特、广州数控3家作为国产机器人品牌也在榜上。一个机器人品牌的影响力依赖于它的技术硬实力、产品销量、企业形象、服务质量、产业链的完整度等。综合各种因素来看,国内外工业机器人的发展程度还有相当大的差距,我们可以从工业机器人的使用密度和应用领域上来分析。


    从工业机器人使用密度上来说,中国工业机器人使用密度远远低于国际密度,且低于世界平均水平。这导致了国内机器人市场布局极大地受国外机器人主流厂商影响,同时这也是国外机器人厂商致力于在中国实现本土化经营的原因之一。




    另外,在中国3400家机器人公司里,只有27家在中国有生产基地并真正具备竞争力。这些企业的机器人应用行业以汽车行业为主,其次是消费电子、电子电气、食品饮料等,处于整个产业链的边缘,并多有低水平重复性建设。而国外工业机器人已渗入了医疗、航天、保健等更高层次的领域。




十大工业机器人品牌的应用行业如下表所示:




    我国与其他国家在工业机器人技术研发和应用上的差距,究其原因,主要有三:

    一是 国内机器人厂商严重缺乏核心零部件,关键核心技术突破速度缓慢。一般来说,核心技术的研究投入力度大、周期长,大部分企业更注重短时间内的经济效益,进行低水平的重复性建设,放弃或较少地进行技术研究;


    二是 机器人本体与相关行业紧密度不够,缺乏相应的行业解决方案。深入了解一个行业需要耗费相当大的时间与精力,浅尝辄止只会让机器人厂商停留在某行业的边缘,从而拿不出较好的机器人行业解决方案;


    三是 与机器人应用行业相关的软件开发力度不够,配套设置、集成应用方面不成熟。如ABB机器人的行业软件就有多种,包括:弧焊软件,装配软件,切割软件,上下料软件,机加工软件,码垛软件,PickMaster拾料大师,塑料软件,冲压自动化软件,点焊软件等。


    除此之外,我国国产工业机器人还有创新能力不够、生产系统不完善等问题。


     而从目前的情况来说,国内工业机器人厂商欲增强竞争力,需要进军更为高端的领域。硬件设备上应加大核心零部件的投入,扩大机器人的群体应用,提高机器人的精度和稳定性;软件上应加大相关编程软件的研发力度,节约机器人编程时间,减少对低端产业的依赖,深入产业链的核心。


     工业和信息化部总工程师张峰曾指出,软件是引领科技创新的核心力量,建设强大的软件产业,是我国构建全球竞争新优势、抢占新工业革命制高点的必然选择。

正如张峰工程师所说,机器人编程软件的应用十分有利于简化机器人的应用操作,使机工业机器人为更广大的人群所接受,达到易学易用的目的。


     随着示教编程的式微,离线编程软件在国外内兴起。国外的离线编程软件,如RobotStudio,RobotDK等,核心技术已比较成熟。在国内做一款有特色、专业能力强、符合我国国情的离线编程软件是亟待解决的问题。


     经过调查,国内的RobotArt离线编程软件致力于高端制造技术,助力中国智能制造,打破国外技术垄断,在离线编程技术领域取得了非凡成就。从这款软件的发展历程、核心技术和行业应用领域中,我们可窥见到中国离线编程技术的大好未来。


     RobotArt于2013年正式推出,2015年重构平台,正式推出企业版、教育版等。2016年,RobotArt支持深度自定义,包括自定义机器人、运动学算法、后置、VI等;正式推出 OEM版本。2017年,RobotArt Cloud 正式上线,正在将源源不断的机器人编程资源提供给用户。


     RobotArt的诸多核心技术与机器人生产线紧密相关,包括:

    (1)面向机器人生产线的高性能3D平台

     生产线仿真,数据量相当大,性能是关键。新建的3D平台可实际应用于机器人生产线。在此平台上,用于生成轨迹的零件用B-Rep表示,以保证加工精度。其他模型用三角片表示,以提高性能。渲染引擎采用插拔式设计,便于底层显示组件的切换。用户数据对象、内部数据的表示以及渲染引擎构成了合理的存在运作体系。




    (2)复杂的轨迹离线编程系统

     RobotArt的轨迹离线编程系统复杂却又简单。机器人作为运动主体,轨迹作为数据核心,通过零件的点、线、面信息生成轨迹,轨迹点上记录所属机器人的逆解结果、速度、IO事件等,并可进行参数化修改。整个编程系统一气呵成,使得操作流畅,数据信息记录准确,参数修改简单便捷。




    (3)深度开放的机器人编程系统

     国内机器人品牌不下百种,又互不兼容。若由本体商自助添加旗下机器人到软件,会整体提高国产机器人应用水平和对外竞争力。而RobotArt软件的机器人编程系统深度开放,通过定义机器人功能,开放以下几类接口:DH参数、几何模型、逆解算法、后置配置,实现多种品牌机器人的兼容。




    (4)面向机器人生产线的工艺规划仿真系统

     生产线仿真重在生产周期计算、使用率分析,找出瓶颈,进而开展优化,这是生产线设计的必备功能。RobotArt的工艺规划仿真系统,以运动设备所拥有的轨迹为基础、结合自身的关节限速与负载重心等,计算出时序图、使用率等。




    (5)机器人生产线云资源库

     模型不足已成为生产线设计效率瓶颈,软件将云资源库中的海量模型供用户选择,必会大幅提高设计效率。另外,通过互动与奖励机制,公司发动广大从业人员共同丰富资源库,从而使得社会资源共享,行业进步提速。

云资源库平台搭建在如阿里云等商业云上,以减少运维成本。离线编程软件内嵌云资源Web页面,以降低代码维护成本。


    (6)机器人指令生成技术

     通用机器人指令生成技术,可根据控制器型号自动生成相应指令,支持10家以上主流国产机器人指令生成与载入。


    (7)机器人运动学仿真与实际机器人一致性技术

      RobotArt支持10家以上主流国产机器人仿真,同过此技术,可使得机器人工作轨迹、可达性、干涉性模拟达100%。

RobotArt的行业应用领域如下图所示:


      RobotArt为国内的离线编程软件树立了一个良好的品牌榜样。我们坚信,离线编程仿真技术理应受到足够的重视,做一款中国人自己的离线编程软件,无论是在刺激工业机器人的需求上,还是攻克高难度的机器人核心技术上,都是一个非常好的突破口。国内的工业机器人有望在机器人应用的高端领域与国外并肩而立,使得国产机器人制造商后来居上,助力中国实现从“制造”到“智造”的转变。

发布时间:2017年12月19日 10:10  人气:   审核编辑(何为)
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