運動控制:
機器人的性能某種程度上來講是由運動控制水平來決定的,有人說“機器人是一個軟件產品”,說的就是這個理。控制方面的差距,舉個簡單例子,現在國內能把動力學做好的公司應不多,而ABB在1994年推出的S4C控制器上就已經實現了基于動力學的模型控制,即第一代QuickMove和TrueMove技術,目前已經更新到了第二代。其他動力學,誤差補償,摩擦力補償,力控,驅控一體設計等功能或者特性在外資品牌中都已經比較成熟,國內廠商在這些方面仍處于起步階段。機械/電氣:結構優化設計,機械臂上電機的絕大部分驅動力都用在了克服自身重力做功,在保證剛度的情況下通過優化設計降低機械本體的質量,即可以提高性能又可以降低功耗。拿典型的6kg負載桌面型機器人來講,Fanuc的 200iD 7kg-717mm臂展的型號自重只有25kg,國內產品距離這個水平還有非常大的差距。裝配主要是工藝問題,機器人聽起來高大上,但是絕大多數的廠商還是以傳統制造業的思路來做機器人,整個生產流程管理體制陳舊,缺乏“工匠”精神,最后導致無法保證較高的產品一致性。其他電纜走線與可靠性(機器人出問題大部分與電纜和接插件有關),外觀設計,示教器/控制柜防護與散熱等,也都是需要投入人力物力去研究的點。
安全功能:
人機協作機器人最重要的特性就是安全,國內有做外形類似的協作機器人,但并沒有提供相應的安全功能與認證。由于缺乏相應的強制認證制度,國產機器人一般都不具備本質安全的特性,也很少有通過歐洲、美洲安全認證的產品。當然這個與國內用戶對安全的漠視也有非常大的關系。國產機器人想要走出國門,安全認證是必須要跨過的坎兒。
國產機器人為什么不夠好?
關于國內機器人目前發展現狀的介紹,可以參考 國產工業機器人目前發展到了什么水平? 造成了國內目前生產機械工業機器人還不夠好的原因主要有:
業鏈薄弱:
控制系統,減速器,伺服系統三大核心零部件的國產化剛剛起步,缺乏高性能的零部件直接的后果,一是導致機器人整機性能無法保證;二是性能無法保證會影響銷量,導致無法獲得較高的供應商議價能力。
技術差距:
國內機器人起步較晚,現在市場上叫得響的品牌,除了新松,其他絕大部分應該都是在2008年之后成立的,技術積累與四大家族的30~40年積累不可同日而語。但是這里要提一句,不同于人工智能,機器視覺等其他處在理論研究熱點的機器人領域,目前傳統工業機器人上所用的控制技術(正逆運動學,正逆動力學,軌跡規劃,參數辨識,誤差補償等)在理論上已經非常成熟了,國內機器人公司欠缺的是一定的時間,來給出足夠可靠與高效的實現。
產學研的脫節:
由于傳統機械臂技術已經比較成熟,很難發表有較高影響力的學術論文,同時國內也沒有機械工業機器人公司來為高校提供足夠的橫向項目,導致國內在工業機器人領域缺乏一流的學者來引領行業技術的發展。與之對應的,我們看一下大家熟知的兩家國外公司,Universal Robots(UR 優傲)和Rethink Robotics。這兩家公司的創辦時間應該會早于大部分人的第一感覺"年由Esben ?stergaard, Kasper St?y 和 Kristian Kassow在南丹麥大學一起做研究時創辦,現在的CEO Esben ?stergaard當時是南丹麥大學的助理教授,三個人發現了中小企業對機器人的新需求,并最終在2009年推出了第一款UR5協作機器人。由MIT教授Rodney Brooks 在2008年創辦,致力于通過為中小企業提供合適的機器人產品,來降低美國制造業的離岸外包水平,增加國內就業數量。Rodney Brooks也是另一家領先的機器人公司iRobot的聯合創始人。在國外,由機器人行業領先學者創辦或者在背后提供技術支持的創業公司還有很多,在技術或者主攻方向上都有讓人眼前一亮的感覺。反觀國內學術界與企業界的合作,各位自有評判,不再細說。
政策導向問題:
補貼亂象,巨額的補貼和孱弱的監管能力,導致很多非機器人行業的人渾水摸魚,騙取補貼,直接損害了真正需要補貼的機器人制造和使用企業。相關的報道網上很多,例如:機器人補貼亂象調查 地方“大躍進”拉響過熱警報 。這個是體制問題,無法改變,不做評判,只是長此以往必將打擊真正做事企業的信心。政策制定部門的低效率:直到2015年5月份才發布具有國家級影響力的制造業戰略規劃“中國制造2025”,而關于工業機器人細分領域的規劃”機器人產業發展規劃(2016-2020年)“直到今年的3月底才公布。作為對比,我們看一下其他國家/地區相關規劃、計劃的時間表: 2011年4月份首次提出,2013年4月發布發布最終報告;項目周期為2005年3月~2009年5月,研究如何制造更好的適應中小企業需求的工業機器人,目前火熱的協作機器人,一部分的推動力就來自于該項目的研究成果。該項目背后的除了政府和相關組織,大家熟悉的著名廠商如ABB、KUKA、柯馬、萊斯、Güdel都參與其中。先進制造業伙伴關系計劃: 2011年6月由奧巴馬政府提出,旨在重塑美國制造業的領先地位。除此之外,還在2009年及2013年發布了兩個機器人發展路線圖,指導美國機器人行業的發展,值得一提的是路線圖的標題足見對機器人行業的重視和看好程度。要知道,每一項政策發布之前都需要歷經多年的詳細調研和分析,發布時間晚了3年,可能學術和行業的深度研究就晚了6年甚至更多。工業機器人難度雖高,但畢竟不是飛機和火箭,找到一個好團隊,瞄準一個好方向,想做的趕快做起來,不要辜負了這個好時代。
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