?業機器?常見五?應?領域及關鍵技術
［本?由指南車機器?學院推薦閱讀］去年全球?業機器?銷量達到24萬臺，同?增長8%。其中，我國?業機器?市場銷量超過6.6萬臺，繼續保持全球第???業機器?市場的地位。但是，按機器?密度來看，即每萬名員?對應的機器?保有量，我國不?30臺，遠低于全球約為50多臺的平均?平。
前瞻產業研究院《2016-2021年中國?業機器??業產銷需求預測與轉型升級分析報告》數據顯?：2015年我國?業機器?產量為 32996臺，同?增長21.7%。2016年機器?產業將繼續保持快速增長，今年?季度我國?業機器?產量為11497臺，同?增長19.9%。此外，數據顯?，2015年我國?主品牌?業機器??產銷售達22257臺，同?增長
31.3%。國產?主品牌得到了?定程度的發展，但與發達國家相?，仍有?定差距。
2016年未來全球?業機器?市場趨勢包括：?國政策主導，促使?業與服務機器?市場增長；汽車?業仍為?業機器?主要?戶；雙臂協?型機器?為?業機器?市場新亮點。
?、什么是?業機器?
?業機器?是?種通過重復編程和?動控制，能夠完成制造過程中某些操作任務的多功能、多?由度的機電?體化?動機械裝備和系統，它結合制造主機或?產線，可以組成單機或多機?動化系統，在??參與下，實現搬運、焊接、裝配和噴涂等多種?產作業。
當前，?業機器?技術和產業迅速發展，在?產中應??益?泛，已成為現代制造?產中重要的?度?動化裝備。
?、?業機器?的特點
?20世紀60年代初第?代機器?在美國問世以來，?業機器?的研制和應?有了飛速的發展，但?業機器?最顯著的特點歸納有以下?個。
1.可編程。?產?動化的進?步發展是柔性?動化。?業機器?可隨其?作環境變化的需要?再編程，因此它在?批量多品種具有均衡?效率的柔性制造過程中能發揮很好的功?，是柔性制造系統（ＦＭＳ）中的?個重要組成部分。
2.擬?化。?業機器?在機械結構上有類似?的??、腰轉、?臂、?臂、?腕、??等部分，在控制上有電腦。此外，智能化?業機器?還有許多類似?類的“?物傳感器”，如?膚型接觸傳感器、?傳感器、負載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語?功能等。傳感器提?了?業機器?對周圍環境的?適應能?。
3.通?性。除了專門設計的專?的?業機器?外，?般?業機器?在執?不同的作業任務時具有較好的通?性。?如，更換?業機器??部末端操作器（??、?具等）便可執?不同的作業任務。
4.機電?體化。?業機器?技術涉及的學科相當?泛，但是歸納起來是機械學和微電?學的結合——機電
?體化技術。第三代智能機器?不僅具有獲取外部環境信息的各種傳感器，?且還具有記憶能?、語?理解能?、圖像識別能?、推理判斷能?等??智能，這些都和微電?技術的應?，特別是計算機技術的應?密切相關。因此，機器?技術的發展必將帶動其他技術的發展，機器?技術的發展和應??平也可以驗證?個國家科學技術和?業技術的發展和?平。
三、?業機器?常見的五?應?領域
1.機械加?應?（2%）
機械加??業機器?應?量并不?，只占了2%，原因?概也是因為市?上有許多?動化設備可以勝任機械加?的任務。機械加?機器?主要從事應?的領域包括零件鑄造、激光切割以及?射流切割。
2.機器?噴涂應?（4%）
這?的機器?噴涂主要指的是涂裝、點膠、噴漆等?作，只有4%的?業機器?從事噴涂的應?。
3.機器?裝配應?（10%）
裝配機器?主要從事零部件的安裝、拆卸以及修復等?作，由于近年來機器?傳感器技術的飛速發展，導致機器?應?越來越多樣化，直接導致機器?裝配應??例的下滑。
4.機器?焊接應?（29%）
機器?焊接應?主要包括在汽車?業中使?的點焊和弧焊，雖然點焊機器??弧焊機器?更受歡迎，但是弧焊機器?近年來發展勢頭?分迅猛。許多加?車間都逐步引?焊接機器?，?來實現?動化焊接作業。
5.機器?搬運應?（38%）
?前搬運仍然是機器?的第??應?領域，約占機器?應?整體的4成左右。許多?動化?產線需要使?機器?進?上下料、搬運以及碼垛等操作。近年來，隨著協作機器?的興起，搬運機器?的市場份額?直呈增長態勢。
近年來隨著技術發展，?業機器?技術?新?異，那么到底不同類型的?業機器都涉及哪些?科技含量的技術呢？三、六類?業機器?及其關鍵技術
1.移動機器?（AGV）
移動機器?（AGV）是?業機器?的?種類型，它由計算機控制，具有移動、?動導航、多傳感器控制、?絡交互等功能，它可?泛應?于機械、電?、紡織、卷煙、醫療、?品、造紙等?業的柔性搬運、傳輸等功能，也?于?動化?體倉庫、柔性加?系統、柔性裝配系統（以AGV作為活動裝配平臺）；同時可在車站、機場、郵局的物品分撿中作為運輸?具。
國際物流技術發展的新趨勢之?，?移動機器?是其中的核?技術和設備，是?現代物流技術配合、?撐、改造、提升傳統?產線，實現點對點?動存取的?架箱儲、作業和搬運相結合，實現精細化、柔性
化、信息化，縮短物流流程，降低物料損耗，減少占地?積，降低建設投資等的?新技術和裝備。
2.點焊機器?
焊接機器?具有性能穩定、?作空間?、運動速度快和負荷能?強等特點，焊接質量明顯優于??焊接，??提?了點焊作業的?產率。
點焊機器?主要?于汽車整車的焊接?作，?產過程由各?汽車主機?負責完成。國際?業機器?企業憑借與各?汽車企業的長期合作關系，向各?型汽車?產企業提供各類點焊機器?單元產品并以焊接機器?與整車?產線配套形式進?中國，在該領域占據市場主導地位。
隨著汽車?業的發展，焊接?產線要求焊鉗?體化，重量越來越?，165公?點焊機器?是當前汽車焊接中最常?的?種機器?。2008年9?，機器?研究所研制完成國內?臺165公?級點焊機器?，并成功應?于奇瑞汽車焊接車間。2009年9?，經過優化和性能提升的第?臺機器?完成并順利通過驗收，該機器?整體技術指標已經達到國外同類機器??平。
3.弧焊機器?
弧焊機器?主要應?于各類汽車零部件的焊接?產。在該領域，國際?型?業機器??產企業主要以向成套裝備供應商提供單元產品為主。
關鍵技術包括：
（1）弧焊機器?系統優化集成技術：弧焊機器?采?交流伺服驅動技術以及?精度、?剛性的RV減速機和諧波減速器，具有良好的低速穩定性和?速動態響應，并可實現免維護功能。
（2）協調控制技術：控制多機器?及變位機協調運動，既能保持焊槍和?件的相對姿態以滿?焊接?藝的要求，?能避免焊槍和?件的碰撞。
（3）精確焊縫軌跡跟蹤技術：結合激光傳感器和視覺傳感器離線?作?式的優點，采?激光傳感器實現焊接過程中的焊縫跟蹤，提升焊接機器?對復雜?件進?焊接的柔性和適應性，結合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟蹤的殘余偏差，
焊縫跟蹤，提升焊接機器?對復雜?件進?焊接的柔性和適應性，結合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟蹤的殘余偏差，基于偏差統計獲得補償數據并進?機器?運動軌跡的修正，在各種?況下都能獲得最佳的焊接質量。
4.激光加?機器?
激光加?機器?是將機器?技術應?于激光加?中，通過?精度?業機器?實現更加柔性的激光加?作業。本系統通過?教盒進?在線操作，也可通過離線?式進?編程。該系統通過對加??件的?動檢測，
產?加?件的模型，繼??成加?曲線，也可以利?CAD數據直接加?。可?于?件的激光表?處理、打孔、焊接和模具修復等。
關鍵技術包括：
（1）激光加?機器?結構優化設計技術：采??范圍框架式本體結構，在增?作業范圍的同時，保證機器?精度；
（2）機器?系統的誤差補償技術：針對?體化加?機器??作空間?，精度?等要求，并結合其結構特點，采取?模型?法與基于模型?法相結合的混合機器?補償?法，完成了?何參數誤差和??何參數誤差的補償。
（3）?精度機器?檢測技術：將三坐標測量技術和機器?技術相結合，實現了機器??精度在線測量。
（4）激光加?機器?專?語?實現技術：根據激光加?及機器?作業特點，完成激光加?機器?專?語?。
（5）?絡通訊和離線編程技術：具有串?、CAN等?絡通訊功能，實現對機器??產線的監控和管理；并實現上位機對機器?的離線編程控制。
5.真空機器?
真空機器?是?種在真空環境下?作的機器?，主要應?于半導體?業中，實現晶圓在真空腔室內的傳輸。真空機械?難進?、受限制、?量?、通?性強，其成為制約了半導體裝備整機的研發進度和整機產品競爭?的關鍵部件。?且國外對中國買家嚴加審查，歸屬于禁運產品?錄，真空機械?已成為嚴重制約我國半導體設備整機裝備制造的“卡脖?”問題。直驅型真空機器?技術屬于原始創新技術。
關鍵技術包括：
（1）真空機器?新構型設計技術：通過結構分析和優化設計，避開國際專利，設計新構型滿?真空機器?對剛度和伸縮?的要求；
（2）?間隙真空直驅電機技術：涉及?間隙真空直接驅動電機和?潔凈直驅電機開展電機理論分析、結構設計、制作?藝、電機材料表?處理、低速?轉矩控制、?型多軸驅動器等??。
（3）真空環境下的多軸精密軸系的設計。采?軸在軸中的設計?法，減?軸之間的不同?以及慣量不對稱的問題。
（4）動態軌跡修正技術：通過傳感器信息和機器?運動信息的融合，檢測出晶圓與?指之間基準位置之間的偏移，通過動態修正運動軌跡，保證機器?準確地將晶圓從真空腔室中的?個?位傳送到另?個?位。
（5）符合SEMI標準的真空機器?語?：根據真空機器?搬運要求、機器?作業特點及SEMI標準，完成真空機器?專?語?。
（6）可靠性系統?程技術：在IC制造中，設備故障會帶來巨?的損失。根據半導體設備對MCBF的?要求，對各個部件的可靠性進?測試、評價和控制，提?機械?各個部件的可靠性，從?保證機械?滿?IC制造的?要求。
6.潔凈機器?
潔凈機器?是?種在潔凈環境中使?的?業機器?。隨著?產技術?平不斷提?，其對?產環境的要求也?益苛刻，很多現代?業產品?產都要求在潔凈環境進?，潔凈機器?是潔凈環境下?產需要的關鍵設備。
關鍵技術包括：
（1）潔凈潤滑技術：通過采?負壓抑塵結構和?揮發性潤滑脂，實現對環境?顆粒污染，滿?潔凈要求。
（1）潔凈潤滑技術：通過采?負壓抑塵結構和?揮發性潤滑脂，實現對環境?顆粒污染，滿?潔凈要求。
（2）?速平穩控制技術：通過軌跡優化和提?關節伺服性能，實現潔凈搬運的平穩性。
（3）控制器的?型化技術：根據潔凈室建造和運營成本?，通過控制器?型化技術減?潔凈機器?的占?空間。
（4）晶圓檢測技術：通過光學傳感器，能夠通過機器?的掃描，獲得卡匣中晶圓有?缺?、傾斜等信息。
隨著智能裝備的發展，機器?在?業制造中的優勢越來越顯著，機器?企業也如?后春筍般的出現。然?占據主導地位的還是那些龍頭企業。
附：?業機器?的??品牌
1.發那科
發那科是?本?家專門研究數控系統的公司，是世界上唯??家由機器?來做機器?的公司，是世界上唯?提供集成視覺系統的機器?企業。FANUC機器?產品系列多達240種，?泛應?在裝配、搬運、焊接、鑄造、噴涂、碼垛等不同?產環節。
2.庫卡
庫卡是世界?業機器?和?動控制系統領域的頂尖制造商。庫卡?業機器?的?戶包括通?汽車、西門?等眾多單位。KUKA的機器?產品最通?的應?范圍包括??焊接、操作、碼垛、包裝、加?或其它?動化作業，同時還適?于醫院。
3.那智不?越
那智不?越是從原材料產品到機床的全?位綜合制造型企業。有機械加?、?業機器?、功能零部件等豐富的產品，應?的領域也?分?泛，例如航天?業，軌道交通、汽車制造、機加?等。那智不?越著眼全球，從歐美市場擴展到中國市場，下?步將開發東南亞市場。
4.川崎機器?
川崎機器?在物流?產線上提供了多種多樣的機器?產品，在飲料、?品、肥料、太陽能等多種領域都有?常可觀的銷量。川崎的碼垛搬運等機器?種類繁多，針對客戶?場的不同狀況和不同需求提供最適合的機器?。并且公司內部有展??噴涂機器?、焊接機器?，以及試驗?噴房等能夠為顧客提供各種相關服務。
5.ABB機器?
中國已經成為ABB全球第??市場。?前，ABB機器?產品和解決?案已?泛應?于汽車制造、?品飲料
、計算機和消費電?等眾多?業的焊接、裝配、搬運、噴涂、精加?、包裝和碼垛等不同作業環節，幫助客戶??提?其?產率。
6.史陶?爾
史陶?爾集團制造?產精密機械電?產品：紡織機械、?業接頭和?業機器?。系列齊全的輕、中、重負載機器?、4軸SCARA機器?、6軸機器?、特殊機器?，專?于眾多不同?業和應?。?前史陶?爾?產的?業機器?具有更快的速度，更?的精度，更好的靈活性和更好的?戶環境的特點。
7.柯馬
柯馬公司研發出的全系列機器?產品，負載范圍最?可?6公?，最?可達800公?。柯馬最新?代SMART系列機器?是針對點焊，弧焊，搬運，壓機?動連線，鑄造，涂膠，組裝和切割的SMART?動化應??案的技術核?。柯馬以其不斷創新的技術，成為了機器??動化集成解決?案的佼佼者。
8.愛普?機器?
?前，愛普?機器?在中國地區推?的產品主要以4軸?業機器?、6軸?業機器?為主，同時提供業內通?的?業機器?（機械?）附件。作為?平多關節?業機器?領域的領先企業，愛普?全新的LS系列產品，旨在減輕繁重的??操作。
9.?本安川
安川機器?活躍在從?本國內到世界各國的焊接、搬運、裝配、噴涂以及放置在?塵室內的液晶顯?器、等離?顯?器和半導體制造的搬運搬送等各種各樣的產業領域中。?本安川?業機器??直獲得?戶的青睞。
10.新松機器?
新松機器?是以機器?及?動化技術為核?，致?于數字化?端裝備制造的?技術企業，在?業機器?、智能物流、?動化成套裝備、智能服務機器?等領域呈產業群組化發展。公司以?業機器?技術為核?，形成了?型?動化成套裝備與多種產品類別，?泛應?于汽車整車及汽車零部件、?程機械、軌道交通、低壓電器等?業。
