工业机器人应用领域

工业机器人应用领域（精选9篇）

1.工业机器人应用领域 篇一

工业机器人产业应用与智能制造技术论坛邀请函

会议背景

中国是世界机器人需求增长率最高的国家之一，去年销量为2.26 万台，同比大增51%,而美德等国的比例均在40%以下，预计2014 年中国的工业机器人销量将成为全球第一。国内市场上已有5 万台左右工业机器人在服役，占全球总量的4.5%,保有量位居日、韩之后排亚洲第三，市场需求增速位列全球第一。

随着我国产业结构不断调整升级，全球制造业中心向中国转移，我国的机器人市场将会进一步扩大。有统计显示，2004 年以来，国内机器人市场年平均增长率达到40%以上;2011年增长率达到51%,机器人新安装量达到23000 台。国际机器人联合会预测，到2014 年中国将成为全球最大的机器人市场。国家有关部门加大了对工业机器人产业的关注程度，“十二五”规划中明确了对工业机器人产业予以重点扶持。

中国碰到非常尴尬的情况是，整机可以做出来，但是整体价格下不来，在成本上面根本没有竞争优势，所以走成本优势出路不大。中国机器人生产企业面临着机遇与挑战：一方面是巨大的市场空间;另一方面则是要与狼共舞，跟国际巨头短兵相接，争夺市场。

会议组织机构

主办：重庆市人民政府

重庆市商委

重庆市经信委

MMI现代机械工业杂志 协办：重庆市立嘉会议展览有限公司 承办：上海信闻信息科技有限公司

会议议程

9：00—9：10 开幕致词

把加快发展智能制造放在突出位置 工业和信息化部装备工业司相关领导

机器人产业规划与政策导向，倾力打造“机器人之都” 重庆市领导（经信委/商委/两江新区主管领导）

主题：工业机器人产业发展趋势及应用领域案例解析

9：10—9：40

第一讲 中国机器人产业发展及国产化趋势解析 蔡鹤皋 院士

9：40—10：10 第二讲

计算机模式识别与智能系统在机器人应用中的最新技术与趋势 郑南宁院士 所长 西安交通大学人工智能与机器人研究所 10：10—10：30 茶歇或自由交流时间

10：30—10：50 第三讲

IT软件服务商与机器人生产商之间无缝合作，实现真正的智能制造 赞助商发言

10：50—11：20 第四讲

新型机器人及其应用领域前景、许礼进

奇瑞汽车

11：20—11：40 第五讲

打造匹配中国市场需求的机器视觉产品及服务 赞助商

11：40—12：30 领袖对话: 分享机器人在汽车行业的最新应用与经典案例

※ 汽车制造中冲压/涂装/焊接生产线上的机器人成功应用案例，汽车及汽车发动机总装中的整体解决方案

※ 汽车厂商对工业机器人的需求及要求

※ 工业机器人在汽车领域应用的常见故障/问题及其解决方案 ※ 工业机器人厂商的产品线规划及新推出机器人的应用优势 李刚

机器人部总经理，中国区

ABB Alwin Berninger

董事总经理，亚太区

库卡自动化设备（上海）有限公司 李世航

规划总监

江淮汽车

Breuillot Marc

焊接经理，亚洲区

雪铁龙汽车有限公司 胡昌华

制造工程部总装技术总师

东风汽车公司技术中心

12：30—14：00 午宴

主题：工业机器人前沿技术与先进加工工艺

14：00—14：30 第五讲

全球领先电机技术助力工业机器人制造 赞助商（电机技术企业）如：减速机、伺服电机、控制器 14：30—15：00 第六讲

机器人关键零部件制造技术 发那科

15：00—15：30 茶歇或自由讨论时间

15：30—16：00 第七讲

借鉴前沿机热处理加工以及相关防锈经验，增加工业机器人控制精度

16：00—16：30 第八讲

3D测量技术在工业机器人制造中的应用 赞助商

16: 30—17：30

技术讨论：分享工业机器人研发难点及制造工艺 徐方

院长

中央研究院，沈阳新松机器人自动化股份有限公司 李伯基 副总经理

广州数控设备有限公司

后藤英树 总经理

安川電機（中国）有限公司 朱世强

副主任

浙江大学机器人研究中心

诚邀赞助企业

赞助商向主办方交纳30000元（人民币；叁万元整）会议赞助费，赞助商冠名享受以下优惠条件。

A、享受独家冠名权(AAA第X届海峡两岸功能材料科技与产业峰会)会前，赞助商公司名称、商标和演讲题目将展示在会议相应的媒体广告上，包括第十四届重庆立嘉机械展览会会刊杂志和网站上。B、赞助企业领导拥有15-30分钟演讲时间；

C、会前，赞助商的公司名称、商标和演讲题目、将通过直邮、传真及电子

邮件等方式通知到与会单位；

D、赞助商宣传资料可由会议主办方夹放至会议资料中； E、赞助商的公司名称、商标将出现在会场背景上；

F、赞助商的公司名称、商标、产品图片和演讲内容将出现在会议资料上； G、会后，赞助企业名称和大体演讲内容将出现在与之合作的网站和杂志上； H、赞助商将得到会议参会人员的名单和具体联系方式； I、赞助企业有5人免费午餐供应和出席酒会资格； J、赞助商有可享受4星级酒店2个标间住宿两晚。

K、会后，赞助企业将获得立嘉机械展相关展报、会刊杂志及精美礼品；

重庆立嘉会议展览有限公司

联系电话：023—86308309 传真：023--86308301

联系人：陈先生：***

2.工业机器人应用领域 篇二

关键词：工业机器人,人才培养,专业建设

1 专业建设背景

工业机器人诞生于20世纪60年代, 在20世纪90年代得到迅速发展, 是最先产业化的机器人。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术, 是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。

1.1 工业机器人在我国的发展情况

在我国, 工业机器人的真正使用到现在已经接近20年了, 目前, 机器人的应用已经有了一定的规模。下面是2003年～2008年工业机器人应用发展的情况。 (如表1)

工业机器人制造行业的主营业务收入和利润总额不断增加, 2007年销售收入达到41.2亿元, 比2003年增长率4.59倍;利润额也由2003年的0.86亿元增长到了2007年的2.18亿元, 增长了2.52倍。

据有关专家的保守估计, 到2011年年末, 全国机器人市场保有量将超过5万台。 (如表2)

从表2看出, 广东省一直是全国工业机器人进口量最大的省份。由于在机器人的应用领域, 外资品牌的机器人占据了市场89%份额, 所以, 我省也是全国机器人应用量最大的省份之一。据专家预测, 2011年年末, 广东地区机器人保有量将超过12000台。

1.2 工业机器人应用与维护技术人才现状

随着我国产业结构调整的不断深入, 以及国际制造业向我国的转移, 我国的机器人市场必然会进一步扩大, 市场扩展的速度也会进一步提高。但是我国机器人技术人才的培养, 在过去, 一般都集中在高等院校, 并且以机器人的研究与开发为主要方向, 对机器人的应用与维护的教育, 几乎没有。目前, 机器人的应用与维护技术人员, 都是从其他行业转过来的, 在从事机器人应用以前, 他们大多是:机电技术员、计算机控制工程技术员、机加工技术员、焊接技术员、激光技术应用人员……按照现在中国机器人安装量的增长速度, 机器人应用类工程人员的需求已经处于干渴的状态。 (如图1)

上图是工业机器人在各行业的使用情况, 汽车和电子电气行业是机器人的应用大户。随着日系三大汽车巨头在广州落户, 大众汽车在佛山落户, 广东省的汽车工业将大步的向前发展, 对机器人的需求量将更大。电子电气工业, 这一直是东莞与深圳的强势工业。因此, 对工业机器人应用与维护技术人员的需求, 广东比全国更为迫切。进行工业机器人应用与维护专业教育迫在眉睫。

2 我校工业机器人应用与维护专业建设的思考

2.1 专业建设方向

工业机器人应用与维护专业的教学, 在全国的职业教育范围内, 都是一个新鲜的事物, 人才培养方向的把握至关重要。10月17日, 实践专家访谈会的召开, 为我们指明了工作的方向:以工艺为指导, 以工业机器人的操作与编程为核心, 以自动化控制为辅助, 以构建机器人工作站为目标进行课程建设和人才的培养。

2.2 选择合适的企业

校企合一, 是我校的办学模式, 与企业合作, 是培养符合社会要求的技术人才的重要途径之一, 企业选择恰当与否, 对人才的培养有着非常重要的影响。选择企业, 尽量考虑一下几个原则:

(1) 企业产品的市场接受程度。企业产品市场占有率越高, 企业提供的相关就业岗位越多, 人才培养越有针对性。

(2) 企业对社会的影响程度。企业对社会的影响程度越大, 对市场引导作用越大, 对学校把握社会未来发展越有利, 可为学校专业教育的后续发展提供支持。

(3) 企业对校企合一、共育英才的支持度。教育是一个长远的事情, 是一个公益事业, 企业要有认真负责的态度, 高度认可校企合一、共育英才办学模式, 持续的支持学校的教学, 给学校的教学建议, 为学生提供实习的机会。

综上所述, 我们选择以下五家公司, 作为我校工业机器人应用与维护技术人才培养合作伙伴。

2.2.1 上海ABB工程有限公司

上海ABB工程有限公司成立于1999年, 是ABB独资企业。公司位于上海浦东康桥工业区, 占地面积达10万平方米, 包括建筑面积72, 000平方米的生产和办公区域, 目前拥有1150名员工。上海ABB工程有限公司是ABB的重要本地企业之一, 是ABB在华工业机器人及系统业务 (机器人) 、仪器仪表 (自动化产品) 、变电站自动化系统 (电力系统) 和集成分析系统 (过程自动化) 的主要生产工程基地。上海ABB工程有限公司在2008年跻身ABB十家“中国工业电力100强企业”之列。

上海ABB工程有限公司是ABB机器人业务全球总部, 拥有最先进的机器人生产线, 为汽车整车、零部件及制造工业提供全方位的解决方案。在汽车工业领域, ABB不但拥有包括白车身、动力总成、冲压自动化和涂装自动化等技术中心, 并为汽车零部件行业提供各类弧焊和点焊机器人系统。在制造工业领域, ABB提供各类机器人技术及应用, 例如调试和总装、工艺自动化、焊接、搬运、机加工、包装和堆垛等。除销售、工程、和生产之外, 机器人业务部在上海设立大型研发中心, 进行机器人产品及应用软件的开发。

目前, 上海ABB工程有限公司机器人是我国机器人市场占有率最高的企业。

2.2.2 上海发那科机器人有限公司

FANUC集团是世界上最大的专业生产数控装置和机器人、智能化设备的著名厂商。上海发那科机器人有限公司是上海电气 (集团) 总公司所属上海电气实业公司与日本FANUC株式会社联合组建的高科技合资企业。公司成立于1997年12月。公司主要销售、安装和保养机器人、智能机器以及包含机器人的自动化成套生产系统提供各种以日本FANUC先进技术为基础的生产自动化的设计、生产、销售、技术培训及高品质的应用和维护等全方位一条龙服务。

单位:万元

资料来源:国家统计局, 中国机电数据网

资料来源:国家统计局, 中国机电数据网

FANUC品牌机器人是我国华南地区最受欢迎的机器人品牌。

2.2.3 珠海汉迪自动化有限公司

珠海汉迪是以机器人应用开发为主要业务的系统集成商, 它聚集了一批非常有机器人应用集成经验的工程师, 他们曾经给东莞朝日、ASM、博世、福尼斯、伟创力做过多个项目。该公司以后会在我们学校设立机器人应用开发办公室, 调试实验室, 把它的企业项目拿到我们学校来做, 我们的老师和学生将直接参与到他们的项目工作中去。

2.2.4 苏州博士机器人技术有限公司

苏州博实机器人技术有限公司, 2009年1月在苏州成立, 是专业从事机器人研发与产业化的高新技术企业, 前身为哈尔滨工业大学博实精密测控有限责任公司。苏州博实机器人技术有限公司依托机器人技术与系统国家重点实验室和哈工大机器人研究所, 拥有雄厚的技术储备和人才储备。公司下设工业机器人与成套装备、精密作业机器人与装备、教学机器人等事业部;教学机器人已经实现了产业化, 大负载工业机器人、MEMS精密封装测试装备等也实现了小批量使用。公司致力于运动控制、精密定位以及精密测量领域产品的开发, 现己形成运动控制、精密定位、工业测量和控制三大系列产品。

资料来源:国家统计局, 中国机电数据网

2.2.5 广州数控设备有限公司

广州数控设备有限公司 (GSK) ——中国南方数控产业基地, 广东省20家重点装备制造企业之一, 国家863重点项目《中档数控系统产业化支撑技术》承担企业, 拥有全国最大的数控机床连锁超市。公司秉承科技创新、追求卓越品质, 以提高用户生产力为先导, 以创新技术为动力, 为用户提供GSK全系列机床控制系统、进给伺服驱动装置和伺服电机、大功率主轴伺服驱动装置和主轴伺服电机等数控系统的集成解决方案, 积极推广机床数控化改造服务, 开展数控机床贸易。

从2004年开始, 广州数控设备有限公司开始投入大量的人力物力进行工业机器人的开发, 并与2008年推出了公司第一代机器人R08。

3 结语

目前, 中国正在经历一个由“制造”到“创造”的转变阶段, 人力资源由“卖方市场”变为“买方市场”, 人力成本上升, 社会出现“用工荒”的局面。使用自动化设备和机器人是解决这一问题的最佳途径我校工业机器人应用与维护的专业建设是顺应社会的发展要求的符合是我国、我省经济发展调整, 产业升级对人才需求的, 我们必须坚定信心, 紧靠众多合作伙伴, 脚踏实地的把专业建设的工作做好, 培养符合社会、企业要求的工业机器人应用与维护的“又红又专”技术英才。

参考文献

3.工业机器人应用领域 篇三

工业机器人包括三大部分六个子系统,其中三大部分是指机械部分、传感部分和控制部分,六个子系统是指驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人—环境交互系统、人机交互系统和控制系统。

一、工业机器人控制系统的特点与功能

1.工业机器人控制系统的特点

(1)机器人的控制与机构运动学和动力学密切相关,在各种坐标下都可对机器人手足状态进行描述,应根据需要对参考坐标系进行选择,并做适当的坐标变换。(2)即使一个较简单的机器人也需要3～5个自由度,比较复杂的机器人则需要十几个甚至几十个自由度,每一个自由度一般都包含一个协调的伺服机构,组成一个多变量控制系统。(3)由计算机来实现多个独立的伺服系统的协调控制其按照人的意志行动,甚至赋予机器人一定智能的任务。(4)描述机器人状态和运动的是一个非线性数学模型,随着状态的改变和外力的变化,其参数也随之变化,并且各变量之间还存在耦合,故只使用位置闭环是不够的,还必须采用速度甚至加速度闭环。(5)机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成,故存在一个“最优”的问题。对于较高级的机器人可采用人工智能的方法,利用计算机建立放大的信息库,借助信息库进行控制决策、管理和操作。

2.工业机器人控制系统的主要功能

(1)示教再现功能。其控制系统可以通过示教盒或手把手进行示教,将动作顺序、运动速度、位置等信息用一定的方法预先教给机器人,由机器人的记忆装置将所教的操作过程自动地纪录在存储器中,当需要再现操作时,重放存储器中的内容即可。(2)运动控制功能。可对机器人末端操作器的位姿、速度、加速度等项目经行控制。

二、控制系统的组成与控制方式

1.工业机器人控制系统的组成及其作用

(1)控制计算机。它是控制系统的调度指挥机构,一般使用微型计算机或微处理器。(2)示教盒。其作用是完成示教机器人工作轨迹、参数设定和所有的人机交互操作,它拥有独立的CPU以及存储单元,以串行通信方式与主计算机实现信息交互。(3)传感器接口。它是用于信息的自动检测,实现机器人柔顺控制,一般为力觉、触觉和视觉传感器。(4)轴控制器。其作用是完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。(5)辅助设备控制。它用来控制和机器人配合的辅助设备。

2.工业机器人的控制方式

工业机器人有多种控制方式,按作业任务的不同,主要可分为四种。(1)点位控制方式。这种方式只对工业机器人末端执行器在作业空间中某些规定的离散点上位姿进行控制。在控制时,只要求工业机器人能够快速、准确地在相邻各点之间运动,对达到目标点的运动轨迹则不作任何规定。(2)连续轨迹控制方式。这种方式是对工业机器人末端执行器在作业空间中的位姿进行连续控制,要求严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动,而且速度可控、轨迹光滑,运动平稳,以完成作业任务。(3)力(力矩)控制方式。在进行装配、抓放物体等工作时,除了要求准确定位之外,还要求所使用的力或力矩必须合适,这时须要使用力(力矩)伺服方式。(4)智能控制方式 。其智能控制是通过传感器获得周围环境的知识,并根据自身内部的知识库作出相应的决策。采用智能控制技术,使机器人具有较强的环境适应性及自学习能力。

三、机器人的应用领域

工业机器人最早应用于汽车制造工业行业,随着工业机器人应用范围的延伸和扩大,现在已可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作和代替人完成繁重、单调的重复劳动。换言之,主要应用于三个方面:恶劣工作环境及危险工作;特殊作业场合和极限作业;自动化生产领域。具体有:(1)焊接机器人。这种机器人广泛应用于汽车制造厂承重大梁和车身结构的焊接。(2)材料搬运机器人。用于上下料、码垛、卸货以及抓取零件定向等作业。(3)检测。包括:确认零件尺寸是否在允许的公差内;控制零件按质量分类。(4)装配机器人。装配是一个比较复杂的作业过程,装配机器人上有许多传感器,如接触传感器、视觉传感器、接近传感器和听觉传感器等。(5)喷漆和喷涂。在进行三维表面喷漆和喷涂作业时,至少要有五个自由度。在大件上作业时,往往把机器人装在一个导轨上,以便行走。

作者单位(朱彦齐,河南省开封市高级技校;

4.工业机器人应用领域 篇四

工业机器人行业的很多制造工业机器人的公司离不开这么一类公司

从到，工业机器人的概念一直非常热，工业机器人的厂商如雨后春笋一般，大大小小数以千计。为什么有这么多工业机器人制造商了，他们是依靠了什么？才有了工业机器人。我们来看大部分中国的工业机器人是怎么来的：中国的工业机器人发展如此迅速，离不开这么一类公司，那就是做工业机器人光机/裸机的厂商。正是因为他们真正大批量做工业机器人，他们才是拥有大量的本体制造设计，系统设计积累的`工业机器人核心企业。同时国内没有研发实力的工业机器人厂商也依靠他们，有了自主品牌，有了所谓的自主研发，有了一大片地，有了优惠的地方政府政策。我们接下来看看工业机器人核心组成，了解下工业机器人裸机和光机究竟是什么。最重要的就是清晰了了解国产工业机器人的成本到底有多少。1.工业机器人核心部分本体的组成：2.什么是工业机器人光机机器人光机是指一台仅包括了外壳、减速机及所有机械零部件的机器人，还需要用户准备伺服电机、控制系统、电箱、连接电缆等。2.什么是工业机器人裸机机器人裸机是指一台完整能动作的机器人，包括了伺服电机及控制系统。工业机器人裸机就是一般制造厂商出厂的产品，这里有一点不同的就是这里的工业机器人裸机是可以贴牌的。但正常情况下，机器人均需要配置相应的周边夹治具或辅助设备才能完成作业。裸机就是指未包括这些周边夹治具或辅助设备，当然，周边夹治具或辅助设备的控制也没有包括在内。3.工业机器人光机及裸机的成本

5.工业机器人培训总结 篇五

---生产工程部 雷超

目前我国制造行业正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择。同时随着智能制造产业不断升级以及人力成本的不断上升，工业机器人代替人工作业已成为制造行业发展的必然趋势。基于此发展环境，企业的技术人员必须熟练掌握工业机器人操作、调试、维护、设备集成和改造等核心技术，以适应新制造市场环境的要求。为此，石碣镇人力资源局开展了工业机器人应用基础精品培训班。此次培训共有来自全镇20家企业的60名技术人员参加，而我非常有幸被领导指派参加了此次的培训活动。我认为这次培训班举办的非常有意义，非常有必要，因为它不仅让我充实了更多的理论知识，更让我开阔了视野，增加了见识。通过此次的工业机器人应用培训，我对6轴机器人的概念有了深刻的理解，对机器人常见功能的应用方法如程序编辑、在线仿真模拟、点动示教、机器人I/O信号接口通讯有了一定程度的理解与掌握。以下为本次机器人培训所学内容的分享。

初识工业机器人。工业机器人由机械系统、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。机械系统即执行机构，包括基座、臂部和腕部，大多数工业机器人有3～6个运动自由度；驱动系统主要指驱动机械系统的驱动装置，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号，控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能。六轴机械手臂是由六个转轴组成的空间六杆开链机构，理论上可达到运动范围内空间任何一点。六个转轴均有AC伺服电机驱动，每个电机后均有编码器。每个转轴均带有一个齿轮箱，机械手运动精度(综合)达正负0.05mm至正负0.2mm。本次培训课程所用的机器人型号是ABB_IRB 120小型6轴机器人。IRB 120仅重25kg，荷重3kg（垂直腕为4kg），工作范围达580mm，广泛适用于电子、食品饮料、机械、太阳能、制药、医疗、研究等领域。

工业机器人坐标系。坐标系从一个称为原点的固定点通过轴定义平面或空间。机器人目标和位置通过沿坐标系轴的测量来定位。机器人使用若干坐标系，每一坐标系都适用于特定类型的微动控制或编程。ABB六轴机器人坐标系包括：基座标系、大地坐标系、工件坐标系、工具坐标系。基坐标系在机器人基座中有相应的零点，这使固定安装的机器人的移动具有可预测性。因此它对于将机器人从一个位置移动到另一个位置很有帮助。大地坐标系在工作单元或工作站中的固定位置有其相应的零点。这有助于处理若干个机器人或由外轴移动的机器人.在默认情况下，大地坐标系与基坐标系是一致的。工件坐标系是拥有特定附加属性的坐标系。它主要用于简化编程，工件坐标系拥有两个框架：用户框架（与大地基座相关）和工件框架（与用户框架相关）。工具坐标系将工具中心点设为零位，由此定义工具的位置和方向，工具坐标系中心缩写为TCP(Tool Center Point)。执行程序时，机器人就是将TCP 移至编程位置。这意味着，如果要更改工具机器人的移动将随之更改，以便新的TCP 到达目标。所有机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系，该坐标系被称为tool0。这样就能将一个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移值。单轴运动即为单独控制某一个关节轴运动，机器人末端轨迹难以预测，一般只用于移动某个关节轴至指定位置、校准机器人关节原点等场合。线性运动即控制机器人TCP沿着指定的参考坐标系的坐标轴方向进行移动，在运动过程中工具的姿态不变，常用于空间范围内移动机器人TCP位置；一些特定情况下需要重新定位工具方向，使其与工件保持特定的角度，以便获得最佳效果，例如在焊接、切割、铣削等应用。当将工具中心点微调至特定位置后，在大多数情况下需要重新定位工具方向，定位完成后，将继续以线性动作进行微动控制，以完成路径和所需操作。

机器人示教。每台机器人配有一部示教器，它是进行机器人的手动操纵、程序编写、参数配置以及监控用的手持装置，也是我们最常打交道的控制装置。通过它操作者可以操作工业机器人运动、完成示教编程、实现对系统的设定、故障诊断等。机器人的线性运动是指安装在机器人第六轴法兰盘上的工具在空间中作线性运动。如果对使用操纵杆通过位移幅度来控制机器人运动的速度不熟练的话。那么可以使用“增量”模式，来控制机器人运动。在增量模式下，操纵杆每位移一次，机器人就移动一步。如果操纵杆持续一秒或数秒钟，机器人就会持续移动（速率为每秒10步）。机器人的重定位运动是指机器人第六轴法兰盘上的工具TCP点在空间中绕着工具坐标系旋转的运动，也可理解为机器人绕着工具TCP点作姿态调整的运动。如果对使用操纵杆通过位移幅度来控制机器人运动的速度不熟练的话。那么可以使用“增量”模式，来控制机器人运动。在增量模式下，操纵杆每位移一次，机器人就移动一步。如果操纵杆持续一秒或数秒钟，机器人就会持续移动（速率为每秒10步）。

工业机器人程序编写。ABBRAPID编程是一种基于计算机的高级编程语言，易学易用，灵活性强。支持二次开发，支持中断、错误处理、多任务处理等高级功能。RAPID程序数据存储类型：VAR(变量)、PERS(可变量)、CONST(常量)。常用RAPID指令包括赋值指令、运动指令、I/O控制指令、逻辑指令。MoveJ: 机器人以最快捷的方式运动至目标点，机器人运动状态不可控，但运动路径保持唯一，常用于机器人在空间大范围移动。MoveL: 机器人以线性移动方式运动至目标点，当前点与目标点两点决定一条直线，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，可能出现死点，常用于机器人在工作状态移动。MoveC: 机器人通过中间点以圆弧移动方式运动至目标点，当前点、中间点与目标点三点决定一段圆弧，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，常用于机器人在工作状态移动。逻辑指令包括IF条件判断、WHLIE循环、FOR循环、GOTO跳转指令。机器人的应用程序一般由三部分组成：程序数据、一个主程序-main和几个例行程序。例行程序种类：Procedures, Functions和Traps。Procedures没有返回值，可以直接调用；Functions有特定的返回值，必须通过表达式调用；Traps例行程序提供处理中断的方法，它和某个特定的中断连接，一旦中断条件满足将被自动执行，不能在程序中直接用。

如写一段直线运动程序代码如下，MoveL p1, v100, z10, toool1;(p1目标位置，数据类型：robottarget、v100运行速度，单位mm/s，数据类型：speeddata、z10 转弯区尺寸，单位mm，数据类型：zonedatatoool1 刀具中心点TCP，数据类型：tooldata)。在编写运行程序时要熟练的掌握每个常用运动控制指令的用法，并结合使用的需求和现场情况选择合适的指令进行运动控制。

工业机器人I/O通信。ABB的标准I/O板提供的常用信号处理有数字输入di、数字输出do、模拟输入ai、模拟输出ao、以及输送链跟踪。ABB机器人可以选配标准ABB的PLC，省去了原来与外部PLC进行通信设置的麻烦，并且在机器人的示教器上就能实现与PLC相关的操作。如常见DSQC652板，主要提供16个数字输入信号和16个数字输出信号的处理。本次培训课程中，授课讲师为我们详细介绍了DSQC652板的配置方法，通过对机器人输入输出的信号进行配置以及合理编写程序，我们成功实现工件的拿取及搬运。

机器人模拟仿真。Robostudio软件是ABB公司开发的工业机器人离线编程软件，它支持所有ABB机器人模型以及变位机，导轨等。软件完全和现场实际应用一样的示教器操作，机器人运动仿真与真实一致，可以做到在RobotStudio里所见即真实环境所得。本次机器人培训课程中，我们所实际使用的程序也是通过在软件上先进行模拟仿真后再上机操作的，逼真的模拟动画让我们学习机器人变得更加简单方便。

6.工业机器人调研报告 篇六

一 工业机器人产业概况

(一)工业机器人简介

1.工业机器人的定义

工业机器人是集机械、电子、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备。自20世纪60年代美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及产品迅速发展，已广泛应用于汽车制造业、电子电气制造业和金属制品业等领域。不同的组织和机构对工业机器人的定义不完全相同，但均体现了工业机器人可编程、仿人功能、通用性的特点。

国际标准化组织(ISO)将工业机器人定义为一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机。ISO8373进一步解释，工业机器人具有自动控制、再编程和多用途功能，有多个可编程轴，在工业自动化应用中可以固定或移动。

美国机器人协会(RIA)认为，工业机器人是搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手，通过调用不同程序来完成各种工作任务的特种装置。

日本机器人协会(JARA)认为，工业机器人是一种具有记忆装置和末端执行器的、能转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。

2.工业机器人的产品分类

工业机器人的产品分类方式多种多样。按臂部运动形式的不同，工业机器人可以分为四种：直角坐标型只有移动关节;圆柱坐标型有移动关节和一个转动关节，可做升降、回转和伸缩动作;球坐标型有移动关节和两个转动关节，可以回转、俯仰和伸缩;关节型有多个转动关节。按应用领域的不同，工业机器人可以分为：弧焊机器人、电焊机器人、喷涂机器人、码垛机器人、搬运机器人、装配机器人、检测机器人和其他机器人等。此外，按受控方式的不同，还可以分为点位控制型和连续控制型等。

目前，我国企业主要销售坐标型机器人，属于低端工业机器人产品，占国内企业销售量的40%以上。国外企业在我国市场主要销售多关节型机器人，属于当前国际市场的主流产品，占外国企业在我国销售量的80%以上。

(二)工业机器人产业链

工业机器人产业链主要包括研发设计、核心零部件制造、本体制造、系统集成和行业应用等部分。上游的核心零部件制造是工业机器人产业链的核心环节，包括减速器、伺服电机、控制器三部分(见图1)。

我国工业机器人产业在系统集成环节具有相对优势，而核心零部件制造是相对薄弱的环节。以精密减速器为例，欧洲和日本均已实现了减速器的自主化生产，减速器仅占国际品牌工业机器人单体成本的1/6。而国产减速器技术工艺相对落后，高价进口减速器约占成本的1/3，大幅高于国际品牌。

二 工业机器人产业发展及动态

(一)工业机器人产业规模

根据IFR统计，2013年，全球工业机器人的销量为178132台，同比增加12%，销量为历史最高水平。IFR预测，，全球工业机器人的销量将达到20万台左右，同比增加15%。2015～，工业机器人的安装量将以年均12%的速度增长(见图2)。

从各大洲工业机器人供应量及预测看，亚洲/澳大利亚将是工业机器人供应量最大的地区。一方面，由于日本、韩国等亚洲生产大国将持续领跑地区的工业机器人产业，中国的工业机器人产业也呈迅速发展的态势，因此，亚洲地区的工业机器人产业仍将快速发展。另一方面，包括中国在内的亚洲地区国家，大力推广应用工业机器人，市场空间广阔，吸引大批国外生产商投资建厂、扩大产能。欧洲和美洲的市场相对饱和，未来将保持小幅增加、相对平缓的增长趋势(见图3)。

2013年，中国成为全球第一大工业机器人市场，约占全球销量的1/5。2013年，全球工业机器人销量的约70%集中在中国、日本、美国、韩国和德国市场。其中，中国的购买量达到36560台，同比增加59%，超过日本成为全球第一大工业机器人消费市场。IFR预测，中国20工业机器人的安装量将增至10万台。外资企业是中国市场的主要供应商，据中国机器人产业联盟统计，2013年，国内企业在我国销售工业机器人约9500台;而外资企业在我国的工业机器人销售总量约2.7万台。201～6月，国产机器人的销售量为6400台，是2013年全年的67%。

～2013年，欧洲机器人供应量复合增长率为4.5%。2013年，欧洲工业机器人销量约为43300台，同比增加5%，接近历史最好水平——的43800台。其中，欧洲汽车制造业的工业机器人安装量同比增加17%，成为带动当年工业机器人安装量增加的主要因素。

从工业机器人的行业应用看，IFR的数据显示，2013年，全球工业机器人密度(每万名产业工人占有的工业机器人数量)为62台/万人;欧洲、美洲和亚洲的密度分别为82台/万人、73台/万人和51台/万人。其中，韩国的工业机器人密度全球最高，达到437台/万人，日本为323台/万人，德国为282台/万人。中国汽车制造业的工业机器人密度从的51台/万人增加到2013年的281台/万人，而其他行业的密度仅为14台/万人，远低于国际平均水平。作为制造业大国，中国的人口红利逐渐弱化，未来中国“机器换人”的潜在空间巨大。

近年来，工业机器人的应用领域不断拓展，遍及汽车及零部件制造业、电子电气制造业、工程机械制造业、金属制品业和食品加工制造业等行业。在众多制造业领域中，汽车及零部件制造业对工业机器人的需求最为旺盛，如图5所示。2013年，全球汽车工业的机器人装机量为69400台，占工业机器人全部销售量的39%。

(二)工业机器人区域布局

1.全球布局

近年来，主要发达经济体将包括工业机器人在内的智能制造作为先进制造业的重要发展方向。发达国家和地区的工业机器人技术日趋成熟，工业机器人成为一种标准设备，广泛应用于各领域。日本和欧洲是全球工业机器人的主要生产地，控制器、精密减速器、伺服电机等核心零部件已经实现了自主化生产。美国工业机器人企业基本满足了本国60%的需求，在航天、军工、汽车等领域的应用具有领先优势。韩国大力推广机器人技术在各行业的应用，在医疗行业，机器人的优势明显。

(1)日本是工业机器人的制造和出口大国。近年来，受日本国内市场趋近饱和以及经济危机的影响，日本国内对工业机器人的需求乏力，未能恢复到危机前的水平。根据日本机器人协会(JARA)的数据，2013年，日本工业机器人销售总量100870台，约占全球销售量的57%;销售额为4023.43亿日元，同比下降6.2%。从出口情况看，2013年，日本出口量为75933台，同比增加1.6%;出口额达到2877亿日元，占全年销售总额的71.5%，这在很大程度上得益于中国和亚洲其他国家对工业机器人需求的大幅提高。日本在年通过的《制造业白皮书》中强调，未来将重点发展制造业的尖端领域，加快机器人、下一代清洁能源汽车、再生医疗以及3D打印等行业的发展(见表2)。

在工业机器人核心零部件方面，日本的Nabtesco和Harmonic是全球重要的核心零部件供应商。其中，Nabtesco的机器人关节减速器在全球市场的占有率约为60%;中负荷及重负荷机器人用RV减速器的市场占有率约90%。

(2)欧洲工业机器人企业实力强劲，在工业机器人领域居于领先地位。欧洲的“火花”计划到，投入28亿欧元研发民用机器人，创造24万个就业岗位。200余家公司约1.2万名研发人员将参与该计划，在农业、制造业、医疗、交通、安全和家庭等各个领域推广使用机器人。德国“工业4.0”战略将“智能工厂”和“智能生产”作为重要方向，将工业机器人的研发和推广应用作为融入新一轮工业革命的重要切入点(见表3)。

(3)美国机器人在军用、汽车领域的应用优势显著。由于美国制造业的对外转移，美国工业机器人虽然研发起步较早，但是推广应用相对缓慢。近年来，美国非常重视机器人语言和智能技术的研发应用，视觉、触觉等人工智能技术已广泛应用于军事、航天、汽车工业等领域。代表企业有Adept Technology，American Robot等，可以满足国内市场60%左右的需求。美国的“先进制造伙伴关系”计划高度重视机器人技术的发展，将利用网络信息技术的优势，开发新一代智能机器人。2014年，美国国防部拟推出的“国防创新计划”将机器人列为军工行业重要的技术改革创新方向。

(4)韩国工业机器人厂商占全球5%左右的市场份额。韩国现代重工生产的工业机器人广泛应用于国内汽车、电子制造等行业，大幅提高了工业机器人的自给率。，韩国公布《机器人未来战略战网2022》，重点扶植第三代智能机器人，缩小与日本、欧洲等领先国家和地区存在的技术差距，支持韩国工业机器人企业国际化，抢占智能机器人产业化的先机。

2.国内布局

在机器人产业发展迎来利好的契机下，国内工业机器人产业投资迅速增长，各地产业园区的规划和布局陆续展开。随着《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》等促进政策的出台，我国各地方对工业机器人产业的投资大幅增加。目前，全国已有上海、重庆、天津、青岛、沈抚新城等40多个城市计划建设机器人产业基地(园区)，在建机器人项目产能为几十万台。沈阳新松、上海新时达等一批国内龙头工业机器人企业也加速在国内的生产布局。

(1)东部：工业机器人产业园区发展迅速

上海：打造“2+X”集聚发展格局。2013年，工业机器人被列为上海战略性新兴产业，上海市经信委给予企业自主研发费用20%的补贴，并且在土地和人才方面提供优先支持。目前，上海已经有ABB、发那科、库卡等一批国际知名企业，以及新松机器人、上海新时达等国内工业机器人厂商，形成了涵盖研发、制造、集成、应用等较为完整的产业链。未来，上海工业机器人产业将形成“2+X”的集聚发展格局：一是打造以康桥、金桥为核心的浦东机器人产业集聚区，发展壮大机器人技术研发、制造及系统集成;二是培育以顾村机器人产业园为核心的宝山机器人产业基地;三是依托骨干企业，在金山、松江、嘉定、闵行等区，建设机器人及核心零部件产业园。同时，加强应用推广、公共创新平台建设、人才培养和标准制定等。根据规划，到20，上海将领跑国内的机器人产业，产业产值将达到600亿～800亿元。

江苏：工业机器人产业集聚效应显现。江苏省工业机器人产业具有较好的产业基础，零部件配套体系相对完善。目前，江苏省机器人研制企业已经超过50家，部分关键零部件已经能够实现自主研发生产，南京、常州等地区集聚效应已经初步显现。2013年，江苏省机器人产业销售收入达到450亿元，～2013年，年均增长速度超过20%。2013年12月，江苏省将工业机器人作为四个重点领域质量攻关课题之一，力图增强龙头企业的设计研发和制造集成能力，提升关键零部件配套水平，完善工业机器人产业链，带动工业机器人产业发展。预计到年，江苏省机器人产业规模将达到1000亿元，年均增长25%。

青岛：建设国际机器人产业园。2014年，《青岛市十大新兴产业发展总体规划(2014～)》将机器人作为重点发展的新兴产业。目前，青岛已有20余家工业机器人企业，实现年产值约3亿元，初步形成了环形胎面硫化翻新工业机器人、直角坐标取料机械手、全液压重载机器人、码垛机器人、高速捡拾机器人、包装机器人等优势产品。青岛国际机器人产业园已引进安川电机、新松机器人、软控科捷等35个机器人项目，总投资约84.2亿元。2014年，青岛获批成为首家国家机器人高新技术产业化基地。根据规划，青岛将建设成为北方工业机器人产业基地。预计到2020年，机器人产业链基本形成，在机器人本体制造和集成应用等重点领域青岛将成为全国重要的研发制造基地。

(2)中部：安徽成为国家机器人产业集聚试点

近年来，安徽工业机器人产业逐渐发展壮大，埃夫特等一批在国内有较强影响力的生产企业迅速崛起。同时，随着工业转型升级步伐的加快，江淮汽车、奇瑞汽车、合力叉车等大型企业对工业机器人的需求旺盛。2013年10月，国家批复安徽省战略性新兴产业区域集聚发展试点实施方案，支持安徽打造机器人产业集聚试点。其中，试点将以埃夫特所在的芜湖市为龙头。为建设具有国际竞争力的机器人产业集聚区，芜湖已规划5000亩产业园，建设机器人本体及核心零部件研发制造、机器人系统及成套装备集成应用等六大功能区域，计划到2015年形成产业规模超200亿元的芜马合工业机器人产业集群。

(3)西部：重庆建设“机器人之都”

7.浅谈工业机器人在制药行业的应用 篇七

作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段, 工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。目前, 我国工业机器人主要用于汽车工业及汽车零件工业, 占整个机器人市场的60%以上, 食品工业仅占2%左右, 药品行业占的比例就更加少了。相对于日渐趋于饱和的汽车市场使用量, 工业机器人在制药行业应用的增长空间较大, 未来制药领域的工业机器人数量会有望超过汽车制造业。

随着制药工业技术的不断发展, 自动化、智能化的机器人现正渐渐成为药品生产制造过程中的主要角色。机器人开发行业也同样认清现状, 针对医药行业的特殊性, 在清洁卫生、防水抗菌、拾取目标物多样性等方面提出了特殊要求。因此, 医药行业的工业机器人主要应用在分拣、取件及处理、自动检测、搬运及码垛等领域。由于机器人基本用于识别和选取工作, 因此该领域也对使用的机器人的视觉技术提出了较高的要求。

1 灯检机器人

在一条传统的人工包装生产线上, 灯检工作占用了大量的人工和生产时间, 并且在药品监管要求提高和用工成本不断攀升的今天, 大量的灯检工作更是成为限制制药生产效率的瓶颈环节。而灯检机器人通过视觉系统的应用能帮助减轻大量的灯检工作, 并且在持续重复的工作中保持良好一致的作业稳定性。

这方面的应用在水针剂灯检岗位体现最为明显, 例如小容量水针剂灯检岗位应用的新型安瓿自动灯检机 (图1) 。

为适应现代制药业生产线的要求, 该机主要针对无色透明液体或者有色半透明液体的异物检测而设计, 接在灌装机后段、贴标和包装系统前段的检测设备。其用于检测液体中可能存在的如玻屑、纤维、溶渣等可见异物, 并自动剔除不合格产品。这种设备能够准确地分辨出合格品和不合格品, 可减少灯检工作人员, 提高生产效率, 降低人眼因疲劳导致漏检的几率。该机根据机器的视觉原理, 采用摄像机拍摄生产线上的药瓶的图像, 把图像传入计算机后, 计算机通过软件算法判断该样品中是否有可见异物杂质。若有杂质, 则发出指令通过PLC控制把次品分拣送入不合格品出瓶盘;若没有杂质, 则进入合格品出瓶盘, 完成灯检。其中, 利用伺服电机和齿轮来控制药瓶的传送、交接工作, 同时利用伺服电机带动异物检测装置作同步跟踪运动, 对安瓿瓶的药液部分进行拍摄。安瓿瓶药液在旋转过程中, 依据液体中的杂质运动轨迹以及形状大小等将其区别出来。当检测完成后, 摄像机马上又返回到跟踪起点, 返回图像处理系统进行图像比对, 并在新一轮的检测前输出分析结果, 如此反复。

此类机器人操作与人工操作进行对比有如下特点: (1) 灯检机器人能自动完成等距分隔进瓶。自动对待检瓶旋转并刹车, 有利于液体中杂质的运动, 方便检测。而人工灯检, 需要连续多次翻转, 整齐码的安瓿瓶, 费时费力。 (2) 同步时序控制系统, 提高成像质量, 提高微小异物检测的可靠性 (最小可区分40μm的异物) , 并采用视觉成像原理检测, 对可见异物判断更加准确。若采用人工检查, 由于人员有视觉疲劳出现, 漏检率会比机器高, 另外人眼通常对微小异物的分辨率也不如机器人。 (3) 能够实现对次品的自动剔除, 能实现合格品与次品分类统计。若采用人工检查时, 仅能够实现分类处理, 但很难对合格品和不合格品分类进行数量统计。

2 包装机器人

近年来, 随着高科技的迅猛发展, 机器人在包装工序也发挥着越来越重要的作用。在制药包装领域中, 机器人扮演着非常重要的角色, 有效地提高了效率, 降低了成本, 应用前景异常广阔。长期以来, 用户需要的是一种产能高、适合于包装盒、包装箱的自动化铝塑包装设备。随着市场对小包装药品需求量的增加, 企业对铝塑包装设备的需要也发生了变化。如今的铝塑包装设备应能迅速完成包装规格、形式的转换, 传统的单一产品包装线已被逐渐淘汰。由此, 机器人技术的高灵活性Siebler系列铝塑包装生产线诞生。

随着对铝塑膜包装需求的增加, 对能够适应不同产品、不同包装形式、高灵活性包装生产线的要求也与日俱增。机器人技术支持的传送工位不仅能够实现包装产品的快速换型, 而且也通过内置的质量保证系统赢得了人们的信赖。

随着卫生型、易用型拾料包装机器人的推出, 以及集成视觉系统的可冲洗版高速机器人的问世, 人们越来越关注机器人在提高产量、稳保质量、改善卫生条件等方面的优势。

自动化机器人是包装设备的发展趋势, 它的出现使工程师们能够设计出更加灵活的、故障率更低的, 同时也有着更高效率和性能的包装机械。机器人解决方案能够创造切切实实的效益。可以预测, 机器人技术将以空前的速度在食品、制药等行业得到普及。

3 机械手

另一种在制药行业广泛应用的工业机器人为机械手 (图2) 。机械手被称为最早期的工业机器人, 能模仿人手和臂的某些动作功能, 是用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。在工业生产中, 它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化, 能在有害环境下操作以保护人身安全, 所以也可以形象地称之为自动化行业的“左膀右臂”。

在现代制药生产过程中, 机械手被广泛地运用于自动生产线中, 机械手的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴的技术。例如:日本HARMO机械手臂, 是一种高精密度机械传动产品。其机械部分相对比较简单, 同样由滑轨和滑块组成, 但是其组装后具有很高的本体平行度和垂直度, 是它能够拥有重复定位精度达±0.01 mm的重要原因。控制部分则是使用了闭环控制的方式, 将传统的开环控制方式完全颠覆, 使机械手的控制更人性化, 精度更高。机械本体安装光电编码器, 将机械手滑块的运动情况实时反馈给控制器, 控制器则根据给出和接收到的信号对滑块位置进行校正, 从而达到高移动精度。

在药品贮存和搬运的过程中, 药品的移动和吊装过程需要大量的人工来完成, 搬运人员疲劳作业使安全系数降低, 工作周期延长, 远远不能满足现代药品生产的要求。为此有必要设计一台能够用于搬运药品的机械手。综合工作环境、工作性质和质量要求, 研究者确定机器人研制参数, 确定此类搬运机械手为可自由转动的通用机械手, 手部可按工作需要随时更改, 手部或有夹持式手指, 或有吸盘式机械臂, 可完成水平移动、上下移动、旋转移动等操作, 因此该类机械手可应用于各类搬运作业。

4 结语

工业领域与机器人的高度结合已然是世界工业发展趋势, 扩大机器人应用也是我国未来制造业发展的必由之路。扩大我国药品行业产能规模、扩张机器人行业应用范围是提升国产药品发展水平的当务之急, 不仅要为制药机器人自主研发提供平台, 也要提高自主品牌机器人的市场参与度。

摘要：通过介绍灯检机器人、包装机器人以及机械手, 阐述了工业机器人在制药行业中的应用现状, 对工业机器人与人工操作进行了比较, 说明了工业机器人在制药行业中的广阔应用前景。

8.工业机器人应用领域 篇八

关键词：工业机器人;模拟;仿真;职业教育

中图分类号： G63            文献标识码： A            文章编号： 1673-1069（2016）30-147-2

1  工业机器人发展现状及趋势

目前国内机器人企业接近400家，间接从事机器人的企业约4000家;国家高新区近40家规划了机器人产业园区;有36个城市将机器人产业列为重点发展对象;从事机器人相关的研究院所300余家。

工业机器人作为一种新型劳动力正改变着制造业的用工模式，以人为主的生产模式正逐渐向以机器人为主的模式转变。工业机器人性价比越来越高、投资回报周期的缩短使得企业用机器人替代人类的愿望越来越强烈。

过去机器人主要用于汽车制造行业，现在已经开始用在毛坯制造、机械加工、热处理、表面涂覆、上下料、装配检测及自动化物流仓储作业等过程中。机器人作为一种标准自动化设备得到广泛应用。社会、企业对机器人生产线设计、集成、安装、维护、使用、操作等作业人才的需求极为迫切。这对机器人教学方式和教学效果提出了更高的要求和挑战。

我国已经成为工业机器人第一生产国和消费国并且依然在快速增长，但是工业机器人行业整体水平还很落后。现阶段我国工业机器人密度平均30台/万人，而欧美日等国家工业机器人密度达到150-350台/万人。

2  工业机器人工程技术人才培养现状

工业机器人市场以每年30%的速度增长，很多企业迫切需要转型升级，转换生产方式也迫切需要大量专业的技术型人才来提供保障而且目前相应的人才储备数量和质量远远满足不了社会需求。

工程教育与产业需求依然存在脱节现象而且产业需求的专业和课程设置反应不够迅速，人才培养跟不上产业发展的节奏。企业需要大量人力财力进行再次培训，但是存在人力流失率很高，以至于企业不愿培养的普遍现象。产教融合、校企合作机制不完善，企业往往缺乏参与的积极性、校企互动深度不够。

师资队伍实践经验不足，经验丰富的工程人才从企业到高校的流动存在很多壁垒。

未来8年内机器人相关行业岗位需求200万人左右，工信部规划，2020年中国机器人保有量达100万台，需要20万专业人员，研发人员约15000人，行业工程师约20000人，因此人才缺口巨大。

3  工业机器人职业教育过程中存在的问题

机器人教学设备昂贵，学校无法大量购买，导致教学资源有限，而机器人教学设备数量有限，导致很多学生没有真正的实践机会，达不到教学的目的。机器人教学过程中存在误操作容易损坏设备，因此老师会要求学生按照指定的步骤操作或者只在规定的范围内做一些简单的练习，这样大大降低了学生的积极性和学习效果。最后在工程中也存在机器人工作区域可达性、夹具设计可靠性等无法验证机器人编程、调试周期长、程序优化烦琐等问题。

4  工业机器人模拟仿真技术应用背景

模拟仿真技术可以很好地解决以上问题！ 由机器人模拟仿真软件和实际的控制器、示教器构成一个完整的模拟仿真系统。该统在没有实际机器人本体的基础上，通过设备间的实时通讯，操作示教器便可控制仿真软件中虚拟机器人运动;同时使用者在示教器上编程，仿真软件中虚拟机器人可再现程序的运行轨迹。这样，借助于模拟系统，使用者既可以熟练掌握机器人操作，又可以掌握机器人编程。

5  工业机器人模拟仿真技术简介

工业机器人模拟仿真技术是通过计算机运行软件对实际的机器人系统进行仿真模拟。机器人模拟仿真主要是对机器人的动力学、运动学、轨迹规划、控制算法分析研究及工作站设计、碰撞检测、离线编程等。充分发挥工业级数字化仿真、先进虚拟制造技术软硬件设备可以有效解决实训设备短缺的瓶颈。

工业级的仿真已经被世界上很多企业广泛地应用到工业的各个环节，对企业提高开发效率，加强数据采集、分析、处理能力，减少决策失误，降低企业风险起到了重要的作用。学校在教学活动充分利用工业仿真、虚拟制造等技术可及时了解和学习先进制造技术相关技能，并解决学校开展教学活动高端实训设备不足的问题。

6  国内主要模拟仿真软件介绍

机器人本体生产厂家的软件主要有ABB的 RobotStudio、Fanuc的RoboGuide、KUKA的KUKASim等。通用类的模拟仿真软件有RobotMaster、Robosim 、RobCAD 、Delmia等。

RobotStudio是ABB制作的一款面向ABB机器人变成的仿真模拟软件，其软件的优点是虚拟示教器和真实示教器具有相同的功能，便于学习操作ABB机器人;RobotStudio软件集成了建模、编程、仿真等功能，功能比较全面。但是RobotStudio最大的缺点是只支持ABB机器人，机器人间的兼容性差。机器人本体厂商的仿真软件都有相似的特点。

RobotMaster是由加拿大软件公司Jabez研发的主要用于焊接、打磨、抛光、去毛刺等应用的工业机器人模拟仿真软件。软件的特点是轨迹优化功能，运动学规划和碰撞检测非常精确支持外部轴，如直线导轨系统、旋转系统支持大多数品牌的机器人，但是它不支持多机器人同时模拟仿真。

Robosim简介：Robosim主要用于教学培训和工业应用。教学培训主要针对机器人的操作、编程。工业应用主要针对搬运、码垛、打磨、焊接等应用的模拟仿真。Robosim的优点是支持机器人运动学建模、轨迹规划，并且持基于python的二次开发，支持大多数品牌的机器人。Robosim的缺点是不支持建模功能。

7  工业机器人职业教育中的模拟仿真技术应用的意义

许多学校机器人教学中可能存在以下问题：机器人资源有限，却没有充足的资金购买大量的机器人，但是教学人又必须有大量的机器人满足学生同时使用的需求;机器人教学过程中存在误操作容易损坏设备，也存在安全隐患;同时学生在学习过程中机器人工作区域可达性、夹具设计可靠性等无法验证，机器人编程、调试周期长、程序优化烦琐。

而机器人仿真技术恰好能有效地解决这些问题，因为模拟仿真技术可以弥补学校机器人教学资源不足的缺点，机器人初学者可以通过模拟仿真系统快速掌握机器人（操作、编程、调试），为项目的前期方案规划提供技术支持，验证机器人工作区域的可达性、工作夹具的可靠性、运用到工业中也可以缩短了机器人编程调试周期、缩短了项目周期，提高生产效率，产品质量。

8  工业机器人职业教育中的模拟仿真技术应用

大专院校组建机器人实验室时可以只需要在教室厂房只放置1-2台机械手，多台电脑安装机器人虚拟系统或模拟软件。学生可以在电脑仿真软件上对机器人进行编程并在仿真环境下调试运行。当学生调试完成，并在老师检查无误安全后可以联网下载到机械手并运行。通过这样的方式机能保证学生的人身安全、教学效果又能解决许多学校建立机器人实训室的资金问题。这对于院校希望快速经济的建立机器人实训是一个很好的方案。

参 考 文 献

[1] 蔡自兴，郭璠.中国工业机器人发展的若干问题[J].机器人技术与应用，2013（03）.

[2] 宋晓刚，姚之驹.中国工业机器人跨越式发展下的三大困难[J].机器人产业，2015（01）.

9.工业机器人深度报告(银行证券) 篇九

2013 年我国工业机器人进入产业元年，多重因素助力行业高速发展 2013 年我国工业机器人销量增速达60%，大幅超出市场预期；2020年前将持续高增长。全球第三次产业转移、工业机器人密度仅为世界2/5的平均水平、经济结构转型、人口红利消失和国家政策大力支持等因素驱动行业持续高速增长。行业需求、景气度、催化剂将持续超预期。

预计2016 年我国工业机器人加集成市场规模650 亿元，CARG35% 预计2016 年中国工业机器人本体市场规模215 亿元；本体加集成市场规模为650 亿元，2014-2016 年复合增速35%。预计2016 年减速机、伺服系统、控制器市场规模分别72 亿元，54 亿元、22 亿元。国产机器人销量增速将超越行业增速。

驱动因素、关键假设及主要预测：

1、预计2014-2016 年中国工业机器人需求分别为5.0 万台、6.9 万台和9.7 万台，复合增速为40%。到2016 年中国工业机器人全球销量占比将达到40%。

2、预计2014-2016 年中国工业机器人本体市场规模分别为120 亿元、160 亿元、215 亿元，复合增速35%；本体加集成市场规模分别为360 亿元、480 亿元和650 亿元，复合增速35%。

3、预计2014-2016 年减速机市场规模分别38 亿元、52 亿元和72 亿元，复合增速38%。2014-2016 年伺服系统市场规模分别为30、40、54 亿元；控制器分别为12、16、22 亿元，复合增速35%。

一、预计2016 年全球工业机器人市场规模达2500 亿元，未来三年复合增速10%

（一）工业机器人替代人工主要用于焊接、装配、喷涂、搬运等

机器人技术发展迅速，涵盖内容越来越多，其完整定义尚无统一意见。按照国际机器人联盟（IFR）的分类，机器人一般分为工业机器人和服务机器人。工业机器人是在工业生产中使用的机器人的总称，工业机器人是一种通过编程或示教实现自动运行，具有多关节或多自由度，并且具有一定感知功能，如视觉、力觉、位移检测等，从而实现对环境和工作对象自主判断和决策，能够代替人工完成各类繁重、乏味或有害环境下体力劳动的自动化机器。成套设备由工业机器人和完成工作任务所需的外围及周边辅助设备组成的一个独立自动化生产单元，最大限度地减少人工参与，提高生产效率。

工业机器人及成套设备可广泛地应用于企业各个生产环节，如焊接、机械加工、搬运、装配、分拣、喷涂等。工业机器人及成套设备的应用不仅能将工人从繁重或有害的体力劳动中解放出来，解决当前劳动力短缺问题，而且能够提高生产效率和产品质量，增强企业整体竞争力。服务型机器人通常是可移动的，代替或协助人类完成为人类提供服务和安全保障的各种工作。本报告仅针对工业机器人进行研究分析。工业机器人并不仅是简单意义上代替人工的劳动，它可作为一个可编程的高度柔性、开放的加工单元集成到先进制造系统，适合于多品种变批量的柔性生产，可以提升产品的稳定性和一致性，在提高生产效率的同时加快产品的更新换代，对提高制造业自动化水平起到很大作用。

工业机器人的细分通常按照坐标形式、驱动方法和运动控制方式进行分类。从工业机器人的运行机理及对所实现功能质量的要求，关节坐标式精确度较高，也是应用最广泛的种类，电力驱动是当今工业机器人驱动的主流，而连续轨迹控制要求是高端工业机器人的基本“素质”。从零部件的组成来分析，工业机器人主要有机械本体、伺服系统、减速器和控制器四部分组成。美国在60 年代发明了现实中的机器人，1967 年日本川崎重工引进美国技术，随后伴随着日本汽车工业的崛起，工业机器人被引入到汽车产业中。1980 年代，德国将工业机器人引入到纺织业中。

1990 年代后随着技术的进步，工业机器人逐步扩展到制造、安装、检测、物流等生产环节，并广泛应用于汽车整车及零部件、电子电器、轨道交通、电器电力、军工、海洋勘探、航天航空、冶金、印刷出版，家电家具等众多行业。随着工业机器人向更加深度和广度发展以及机器人智能化的提高，机器人的应用范围将继续不断扩大。

从世界范围内来看，工业机器人作为一个产业也还处在启始阶段，规模相对小。目前，大部分工业机器人应用主要集中在一些特定的行业，如汽车和电子等行业。由于造价、使用、维护、安全防护等方面应用门槛比较高，工业机器人很难被中小企业所采用。为了降低使用门槛，在更多的行业得到推广应用，工业机器人技术始终在不断地进步和发展之中。

（二）2013 年全球工业机器人市场规模约1800 亿元

在经历了2009年全球性衰退后，2010 年全球工业机器人开始复苏，2011-2012延续复苏状态。根据国际机器人联合会（以下简称IFR）统计，2012年全球工业机器人本体销量约16万台，2013 年销量为17.9 万台，同比增长12%。IFR 统计，2012 年工业机器人本体销售额约为87 亿美元（折人民币约540 亿元），同比增长2%；本体加系统集成市场规模约为本体市场的3倍，总计约为260亿美元（折人民币约1600亿元），我们预计2013 年约为1800 亿元。从1994-2013年的工业机器人销量数据我们可以发现，工业机器人市场随全球经济周期而波动，1994 年以来的三次金融危机均对全球工业机器人销量造成冲击，销量稍后随全球经济复苏而得到回升。1997 年亚洲金融危机、2000 年科网泡沫破灭和2008 年全球金融危机对全球工业机器人次年销量产生较大下滑影响，1998 年、2001 年和2009 年全球工业机器人销量增速分别为-16%、-21%、-47%。2008 年全球性金融危机影响最大。截至2013 年底，全球在运行工业机器人保有量在134 万到160 万台之间。自20 世纪60年代末引进工业机器人以来，截至2013 年全球累计销售265 万台。然而，大部分早期的机器人现已停止服务。如果假设使用寿命平均为12 年，则2013 年底全球在运行的工业机器人保有量为134 万台。而试验研究表明，工业机器人的平均使用寿命实际上可能长达15 年，因此，最高库存总量可达160 万台。2013 年，最低库存大幅增加了7%。2009 年机器人安装量出现巨大跌幅，最低存量为102.1 万台，首次出现存量较前一年下跌1%的情况。2010 年，最低存量上升1%达到2008年的水平。自此以后，存量持续增加。

（三）工业机器人销量和存量70%集中在日、中、美、韩、德五国 根据IFR 统计，2013 年全球工业机器人总销量的70%集中在5 个国家，即中国、日本、美国、韩国和德国，2013 年销量分别为3.7 万台、2.6 万台、2.4 万台、2.1 万台、1.8 万台；同比增速分别为60%、-9%、6%、10%、4%；销量占比分别为20%、14%、13%、12%和10%；五个国家中，2001-2013 年期间，中国和韩国销量占比持续上升，日本销量占比持续下降。中国和韩国销量占比分别从2001 年的0.9%和5.2%上升至2013 年的20.4%和12%。日本销量占比从2001 年的36.3%下降至2013 年的15%。2001-2013 年，中国、日本、美国、韩国和德国销量复合增速分别为39%、-1%、7%、15%和3%。

从全球工业机器人保有量分布来看，2013 年48%工业机器人存量集中在日本、美国、德国、韩国和中国，存量占比分别为23%、14%、12%、12%、10%。近十年来，日本工业机器人占比持续下降，从2001 年的48%下降至2013 年的23%。分析原因在于早期服役的机器人使用寿命到期而退出市场。受益于工业自动化进程的加速，中国和韩国存量占比持续提升，分别从2001 年的0.2%和5%上升至2013 年的10%和12%。

（四）汽车和电子电气行业的机器人销量占比分别为40%和21%

汽车、电子电气、金属制品、化工橡胶和食品行业共五个行业是目前工业机器人重要的应用行业，五个行业销量占比接近80%。汽车行业和电子电气行业是工业机器人应用最重要的两个行业，两个行业销量占比超过60%。根据IFR 统计，2012 年全球工业机器人在汽车、电子电气、金属制品、化工橡胶和食品行业销量占比分别为40%、21%、9%、7%、3%，合计接近40%。

从2005-2012年的数据分析，工业机器人在汽车和电子电气等五大行业销量占比保持在70%-80%。2005-2012 年汽车、电子电气、金属制品、化工橡胶和食品行业的工业机器人销量复合增速分别为4%、5%、6%、0%、11%，同期全球工业机器人销量复合增速为4%。

（五）日本为工业机器人第一大生产国，产能全球占比60%

从供应方来看，日本60 年代末从美国引进机器人技术后，已经成为机器人第一大生产国，并且形成了浓厚的机器人文化，工业机器人约占全球66%份额，代表企业有发那科、安川、那智不二越等。欧洲占据全球工业机器人26%的市场份额，代表企业有瑞士的ABB、德国的库卡、意大利的柯马等。

（六）预计2016 年全球工业机器人市场规模约2500 亿元，2014-2016年复合增速10%

IFR 在2012 年销量16 万台的基础上预测到2016 年个全球工业机器人本体销量将达19.2万台，2013-2016 年销量复合增速为6%。我们认为IFR 低估了中国工业机器人的需求增长，IFR 预测2016 年中国销量3.8 万台，而根据最新的数据，2013 年中国工业机器人的销量已经提前3 年完成这个预测。我们认为由于中国和发展中国家工业机器人需求的大幅增长，未来几年工业机器人销量年均增速将至少达到10%以上，到2016 年全球工业机器人将达到24 万台。预计2016 年机器人本体市场规模约为130 亿美元，包括系统集成等整体市场规模总计约400 亿美元（折人民币约为2500 亿元）。预计2014 年到2016年，机器人安装量平均每年增加10%，自动化的趋势将不断增加机器人安装量。工业机器人增长将主要来自新兴市场和美国。汽车行业将继续成为新技术的创新者。然而，汽车行业在2014 和2015 年之间可能将发生投资周期下降。预计最晚在2016 年，传统市场投资新车型生产设施更换也将推动机器人安装量的增加。对于电子产品，新产品和新的生产技术不断增长的全球需求，正在加大电气/电子行业特别是亚洲的现有生产工艺的再加工和产能扩大。

全球竞争要求生产设备现代化。能源效率和新材料，例如碳复合材料，需要更换设备生产。不断增长的消费市场需要扩充产能。降低产品的生命周期和增加产品多样性需要灵活的自动化。工业机器人的技术改进将增加一般行业和中小型企业机器人的使用，例如：更容易使用的机器人，简单的，低价格的机器人简单的应用，机器人与工人协作提高质量需要先进的高科技机器人系统。

（一）四大家族占据工业机器人主要市场份额，全球占比约50% 日本和欧洲是全球工业机器人市场的两大主角，并且实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。

通过满足具有国际性竞争力的汽车、电子/电机产业等企业使用者之严苛的要求，以及销售实绩与专门技能的累积，日本工业机器人产业已经成为全球的领导者。而在经过了日本国内市场激烈的价格竞争后，也获得了国际性的价格竞争力。目前家用机器人也处于优势地位。

欧州工业机器人和医疗机器人领域已居于领先地位。美国积极致力于以军事、航天产业等为背景的开发或创投企业，体现在系统集成领域，医疗机器人和国防军工机器人具有主要优势。

从全球角度来看，目前欧洲和日本是工业机器人主要供应商，ABB、库卡（KUKA）、发那科（FANUC）、安川电机(YASKAWA)四家占据着工业机器人主要的市场份额。2013 年四大家族工业机器人收入合计约为50 亿美元，占全球市场份额约50%。

在机器人系统集成方面，除了机器人本体企业的集成业务，知名独立系统集成商还包括杜尔、徕斯和柯马等。2013 年德国杜尔和意大利柯玛的系统集成业务收入均约为7 亿美元，折人民币100 亿元。

机器人减速机70%以上市场份额由日本纳博特斯克（Nabtesco）和哈默纳科（Harmonic drive）垄断。2013 年纳博的减速器业务收入约为5 亿美元。

（二）四大家族过去10 年PE 估值水平在20-30 倍左右

工业机器人四大家族：ABB、发那科、库卡、安川电机最初起家是从事机器人产业链相关的业务，如ABB 和安川电机从事电力设备电机业务、发那科从事数控系统业务，库卡一开始则从事焊接设备业务，最终他们成为全球领先综合型工业自动化企业，他们的共同特点是掌握了机器人本体和机器人某种核心零部件的技术，最终实现一体化发展。

2013 年ABB、发那科、库卡、安川电机收入分别为418、60、24、38 亿美元；净利润分别为28、15、0.8、0.8 亿美元；工业机器人收入均为10-14 亿美元左右，但收入占比差别较大，分别为3%、23%、42%、34%；2013 年末市值分别为610、300、16、24 亿美元。

四大家族除了发那科综合毛利率接近50%，其余毛利率水平基本在25-30%左右。四家净利润水平相差较大，发那科净利率达25%，ABB 为7%，库卡和安川电机仅为2-3%。从历史数据看，过去十年四大家族PE 水平保持在20-30 倍左右。

（三）ABB 电力和自动化技术的领导企业，机器人收入占比5%

1、ABB 是电力和自动化技术的领导企业，收入规模达418 亿美元 ABB 位列全球500 强，是电力和自动化技术的领导企业。ABB 致力于在增效节能，提高工业生产率和电网稳定性方面为各行业提供高效而可靠的解决方案。ABB 的业务涵盖电力产品，电力系统，离散自动化与运动控制，过程自动化，低压产品五大领域。ABB 由两个历史100 多年的国际性企业－ 瑞典的阿西亚公司(ASEA)和瑞士的布朗勃法瑞公司(BBCBrownBoveri)在1988 年合并而来。它与中国的关系可以追溯到上个世纪初的1907 年。

当时ABB 向中国提供了第一台蒸汽锅炉。1974 年ABB 在香港设立了中国业务部，随后于1979年在北京设立了永久性办事处。

截至2013 年末，公司市值约610 亿美元，收入约为418 亿美元，净利润约为28 亿美元。截至2013 年末电力产品、电力系统、离散自动化与运动控制、低压产品、过程自动化产品收入占比分别为22%、19%、21%、18%、20%，每项业务收入占比均在20%左右。

2、ABB 工业机器人本体收入保持在10-16 亿美元左右，收入占比约5% ABB 机器人业务2009 年收入约为10 亿美元，2005 年-2009 年维持在10-16 亿美元左右，收入占全部收入比重约5%左右。（注2010 年后机器人产品被归类为离散自动化与运动控制。）2005-2008 年公司机器人毛利率约在0%-5%左右，2009 年由于金融危机原因大幅亏损，毛利率-18%。在众多的机器人生产商中，ABB 作为佼佼者之一，致力于研发、1974 年，ABB 公司发明了世界第一台六轴工业机器人，ABB 生产机器人已有40 年的历史，ABB 已经在瑞典、挪威和中国等地设有机器人研发、制造和销售基地。1994 年，ABB 的机器人开始进入中国，早期的应用主要集中在汽车制造以及汽车零部件行业。随着中国经济的快速发展，工业机器人的应用领域逐步向一般行业扩展，如医药、化工、食品饮料以及电子加工行业。2006 年ABB 全球机器人业务总部落户中国上海。机器人产品在中国的本土化生产，更加凸现了这家国际巨商扎根中国的决心。

凭着ABB 公司多年来强大的技术和市场积累，凭着向客户提供全面的机器人自动化解决方案，从汽车工业的白车身焊接系统，到消费品行业的搬运码跺机器人系统，即以汽车、塑料、金属加工、铸造、电子、制药、食品、饮料等行业为目标市场，产品广泛应用于焊接、物料搬运、装配、喷涂、精加工、拾料、包装、货盘堆垛、机械管理等领域。

3、ABB 机器人优势在运动控制、程序可拓展性强

对于机器人自身来说，最大的难点在于运动控制系统，而ABB 的核心技术就是运动控制。运动控制技术是实现循径精度、运动速度、周期时间、可编程、多级联动以及域外轴设备同步性等机器人性能指标的重要手段。通过充分利用这些重要功能，用户可提高生产的质量、效率及可靠性。

ABB 对运动控制技术的重视由来已久。早在1994 年，ABB 就推出了新一代具有TrueMove和QuickMove 功能的机器人。TrueMove 可确保机器人的运动路径与编程路径严格相符，而不论其运行速度及路径几何形状如何。QuickMove 则是一种独具特色的自动优化型运动控制功能，可确保机器人动作任何时候都达到最高的速度和加速度，从而最大程度缩短周期时间。第二代TrueMove 和QuickMove 功能引入了更精确的动态模型以及优化循径速度和加速度的新方法，进一步提升了ABB 机器人性能。

ABB 一直强调机器人本身的柔性化，强调ABB 机器人在各方面的一个整体性，ABB 机器人在单方面来说不一定是最好的，但就整体性来说是很突出的。比如ABB 的六轴机器人，单轴速度并不是最快的，但六轴联动以后的精度是很高的。

（四）发那科（FANUC）是数控系统起家的工业机器人巨头

1、发那科是全球实力最强大的数控机床制造商之一

日本发那科公司（FANUC）是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业之一。1956 年，FANUC 品牌创立。1971年，发那科数控系统世界第一，占据了全球70%的市场份额。1976 年发那科公司研制成功数控系统5，随后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7，从这时起，发那科公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家。掌握数控机床发展核心技术的发那科，不仅加快了日本本国数控机床的快速发展，而且加快了全世界数控机床技术水平的提高。

截至2013 年末，发那科公司市值约300 亿美元（注：2014 年6 月1 日市值为400 亿美元），收入约60亿美元，同比下滑7%，净利润约14 亿美元，同比下滑13%。公司一直保持着较高的盈利能力。长期毛利率在40%以上。截至2013 年末，工厂自动化设备、金属加工机械、机器人本体收入占比分别为40%、36%、24%。

2、发那科工业机器人收入约14 亿美元，收入占比24%

发那科工业机器人业务2013 年收入约为14 亿美元。发那科机器人产品广泛应用在焊接、装配、搬运、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节，满足客户不同需求。

自1974 年，发那科首台机器人问世以来，发那科致力于机器人技术上的领先与创新，是世界上唯一一家由机器人来做机器人的公司。发那科机器人产品系列多达240 种，负重从0.5公斤到1.35 吨，广泛应用在装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节，满足客户的不同需求。2008 年6 月，FANUC 成为世界第一个突破20 万台机器人的厂家；2013 年，FANUC全球机器人装机量已超33 万台，市场份额稳居第一。

3、发那科机器人优势在标准化编程、操作简单 发那科工业机器人的优势在于：

1）、非常便捷的工艺控制，可以实现对喷涂参数的无级调整，在生产过程中也可修改喷涂参数手腕动作灵活，高加速度，对提高小型工件喷涂节拍非常高效和同类型机器人相比，发那科机器人采用独有的铝合金外壳，机器人重量轻，加速快，日常维护保养方便；

2)、和同类型机器人相比，FANUC 机器人底座尺寸更小，为客户采用更小的喷房提供了更好的解决方案；

3）、发那科机器人的空心手腕可以让油管，气管布置更加便捷，大幅减少了喷房保洁工作量，为生产赢得时间；

4）、发那科机器人独有的手臂设计，让机器人可以靠近喷房壁安装，机器人保证高度灵活生产的条件下也不会与喷房壁干涉

（五）库卡（KUKA）是全球汽车工业中工业机器人领域龙头之一

1、库卡是全球汽车工业中工业机器人领域龙头之一，纯工业机器人公司 库卡集团是由焊接设备起家的全球领先机器人及自动化生产设备和解决方案的供应商之一。库卡的客户主要分布于汽车工业领域，在其他领域（一般工业）中也处于增长势头。库卡机器人公司是全球汽车工业中工业机器人领域的三家市场龙头之一，在欧洲则独占鳌头。在欧洲和北美，库卡系统有限公司则为汽车工业自动化解决方案的两家市场引领者之一。库卡集团借助其 30 余年在汽车工业中积累的技能经验，也为其他领域研发创新的自动化解决方案，例如用于医疗技术、太阳能工业和航空航天工业等。

截至2013 年末，库卡公司市值约16 亿美元，收入约24 亿美元，同比增长5%，净利润约0.77 亿美元，同比增长8%。截至2013 年末，公司系统集成业务和工业机器人本体业务收入占比分别为58%、42%。

2、库卡工业机器人本体收入10 亿美元，收入占比42%

库卡为纯工业机器人公司，业务包括工业机器人和系统集成，工业机器人业务2013 年收入为10 亿美元、系统集成为13 亿美元。

2013 年库卡机器人本体营业毛利率约10%，系统集成营业毛利率为5%。KUKA 机器人公司在全球拥有20 多个子公司，其中大部分是销售和服务中心。KUKA 在全球的运营点有：美国，墨西哥，巴西，日本，韩国，台湾，印度和欧洲各国。库卡公司工业机器人产量超过1 万台，至今在全球安装了超过10 万台工业机器人。

库卡工业机器人的用户包括通用汽车、克莱斯勒、福特汽车、保时捷、宝马、奥迪、奔驰（Mercedes-Benz）、大众（Volkswagen）、哈雷-戴维森（Harley-Davidson）、波音（Boeing）、西门子（Siemens）、宜家（IKEA）、沃尔玛（Wal-Mart）、雀巢（Nestle）、百威啤酒（Budweiser）以及可口可乐（Coca-Cola）等众多单位。1973 年KUKA 研发其第一台工业机器人，即名为FAMULUS.这是世界上第一台机电驱动的6 轴机器人。今天该公司4 轴和6 轴机器人有效载荷范围达3–1300 公斤、机械臂展达350–3700mm，机型包括：SCARA、码垛机、门式及多关节机器人，皆采用基于通用PC 控制器平台控制。库卡产品广泛应用于汽车、冶金、食品和塑料成形等行业。KUKA 的机器人产品最通用的应用范围包括工厂焊接、操作、码垛、包装、加工或其它自动化作业，同时还适用于医院，比如脑外科及放射造影。

KUKA 机器人早在1986 年就已进入中国市场，当时是由KUKA 公司赠送给一汽卡车作为试用，是中国汽车业应用的第一台工业机器人。1994 年，当时作为国内汽车龙头企业的东风卡车公司以及长安汽车公司，分别引进了KUKA 的一条焊装线，随线安装的机器人都达数十台，KuKA 机器人开始大批量进入中国。工业机器人在最初进入中国时，作为技术和资金最为集中的汽车制造业可以说是工业机器人的最主要的使用者，进入2000 年后，工业机器人在其他领域的应用才逐渐开始彼接受。近年来，KUKA 机器人在其它制造领域的应用也越来越广泛，行业覆盖了铸造、塑料、金属加工、包装、物流等，如在中国的烟草行业(包装和码垛应用)以及食品与饮料行业(包装和加工应用)，其数量和需求甚至超过了汽车行业。库卡在上海松江新厂建设面积近2 万平方米，在中国的机器人产能从2010 年1000 台/年增加到了2014 年的5000 台/年。该厂总投资1,000 万至1,200 万欧元，初步每年生产3,000台配备KRC4 通用控制器的QUANTEC 系列机器人。

3、库卡机器人优势在标准化编程、操作简单

作为世界领先的工业机器人提供商之一和机器人领域中的科技先锋，库卡机器人在业界被赞誉为“创新发电机”。KUKA 机器人早在1985 年时，就通过一系列的机械设计革新，去掉了早期工业机器人中必不可少的平行连杆结构，实现真正意义上的多关节控制，并从此成为机器人行业的规范。早在1996 年时，KUKA 机器人就采用了当时最为开放和被广泛接受的标准工业PC-Windows 操作系统作为KUKA 机器人控制系统和操作平台，使得KUKA 机器人成为最开放和标准化程度最高的控制系统，而今也正在逐渐成为全球的标准。KUKA独一无二的6D 鼠标编程操作机构，把飞行器操作的理念引入到机器人操作中，使得机器人的操作和示教犹如打游戏一样轻松方便。此外，KUKA 独特的电子零点标定技术、航空铝制机械本体、模块化控制系统及机械结构等都从本质上诠释了以技术突破和不断创新的宗旨。

KUKA 码垛机器人的显著特点是速度快，因为机器人的手臂采用高分子碳素纤维材料制造而成，既满足机器人手臂在高速运行过程中对刚度的特殊需求，又可以大幅度提高机器人本身的动惯性能以及加速能力。机器人控制器采用和标准机器人完全相同的标准，另外，码垛专用的软件功能包KUKA．PalletLayout，KUKA．PalletPro，KUKA．PalletTech可以根据客户要求提供非常轻松的码垛应用和编程环境。

（六）安川电机（Yaskawa）是有近百年历史的专业电气厂商

1、安川电机是有近百年历史的专业电气厂商

安川电机株式会社创立于1915 年，公司是有近百年的历史专业电气厂商。公司AC 伺服和变频器市场份额位居全球第一。安川电机目前主要包括驱动控制，运动控制，系统控制与机器人四个事业部。截至2013 年末，安川电机公司市值约32 亿美元，收入约38 亿美元，同比下滑8%，净利润约0.8亿美元，同比下滑20%。截至2013 年末，公司运动控制、工业机器人、系统工程和驱动控制四项业务收入占比分别为47%、36%、12%和4%。

作为技术创新的倡导者，安川不断把用户需求融合到技术及产品的开发当中，公司秉承i3-Mechatronics，即Integrated(整合)、Intelligent(智能)、Innovated(创新)的企业理念，以机电一体化产品及前沿运动控制技术活跃于全球工业领域的舞台，为超高速、超精密控制做出贡献。“现在一条自动化生产线需要的不仅仅是伺服驱动，同时也需要机器人和变频器，所以安川电机的定位决不是单个产品的供应商，而是在运动控制核心技术和产品的基础上，为客户提供更高附加值的整体解决方案。

安川的运动控制事业部通过丰富的Drive（驱动）、Motion（运动）、Controller（控制）产品组合，为从一般工业机械到高精度机床机械，提供高性能、高生产率的解决方案。其中，变频器占30%，伺服占70%。

世界上最活跃的安川工业用机器人“莫托曼”（MOTOMAN），是在半导体工业中受到高度评价的超级机电产品。公司给它们增加系统工程技术，提供最佳的解决方案。安川的机器人里面的控制用的是伺服，因此具有非常好的性能。截至2011 年，公司机器人累计销售量超过23 万台。

安川是以系统工程开始起家的，是从系统产品发展起来的。安川拥有先进的系统工程技术，可以满足大规模的车间及公共事业设备的时代需求，为当代社会实现便利的生活提供广泛的解决方案。

安川的变频器事业部作为驱动器的专业专家，为客户提供丰富的产品和解决方案。安川变频器拥有从通用到专用的丰富的系列产品，这些产品广泛地活跃在节能以及机械自动化领域。并且能够针对客户从工业到民用的各种各样的需求，提供最佳解决方案。

2、安川电机工业机器人收入13 亿美元，收入占比36%

安川电机工业机器人业务2013 年收入为13 亿美元，同比增长4%，收入占比36%。2013年公司机器人毛利率约为8%，高于公司整体毛利率水平4%。

安川电机自1977年安川电机年研制出第一台全电动工业机器人以来，已有30 多年的机器人研发生产的历史，旗下拥有Moto man 美国、瑞典、德国以及Synetics Solutions 美国公司等子公司。

安川电机具有开发机器人的独特优势，作为安川电机主要产品的伺服和运动控制器是机器人的关键部件。自1997 年，运用安川特有的运动控制技术开发出日本首台全电气式工业用机器人“MOTOMAN”以来，安川电机相继开发了焊接、装配、喷涂、搬运等各种各样的自动化作业机器人，并一直引领着国内外工业机器人市场。其核心的工业机器人产品包括：点焊和弧焊机器人、油漆和处理机器人、LCD 玻璃板传输机器人和半导体晶片传输机器人等。是将工业机器人应用到半导体生产领域的最早的厂商之一。

多功能机器人Motoman 是以“提供解决方案”为概念，不断生机勃勃前进着的安川电机机器人产品系列在重视客户间交流对话的同时，针对更宽广的需求和多种多样的问题提供最为合适的解决方案，并实行对FA.CIM 系统的全线支持。截至2011 年3 月，本公司的机器人累计出售台数已突破23 万台，活跃在从日本国内到世界各国的焊接、搬运、装配、喷涂以及放置在无尘室内的液晶显示器、等离子显示器和半导体制造的搬运搬送等各种各样的产业领域中。安川电机常州工厂于2012 年7 月25 日动工，2013 年6 月投产。起初，常州工厂的生产能力设定为每年6000 台，但是随着市场对产业机器人的需求猛增，安川电机决定把在华产业机器人生产规模倍增至1.2 万台，投资额也从17 亿日元增加至40 亿日元。

（七）机器人核心零部件技术外资被垄断

精密减速机、交流伺服电机及控制器是机器人最核心的零部件，三部分分别占成本比重为30%、25%和10%左右。其中，精密减速器是工业机器人可靠、精确运行不可或缺的零部件。与通用减速器相比，机器人关节减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。目前全球机器人行业，75%的精密减速机被日本的纳博（Nabtesco）和HarmonicDrive 两家垄断（业界俗称RV 减速机和谐波减速机），其中纳博在工业机器人关节领域拥有60%的市场占有率。交流伺服电机目前主要厂商为欧系的伦茨，Lust，博世力士乐等，以及日系的安川、松下、三菱等公司。欧系电机及驱动部件过载能力，动态响应好，驱动器开放性强，且具有总线接口，但价格昂贵。日系品牌其价格相对降低，但动态响应能力较差，开放性较差，且大部分只具备模拟量和脉冲控制方式。2012 年，安川、ABB 等日本品牌占45%份额，欧美品牌占30%份额，台湾和韩国占10%份额。

控制器一般由机器人厂家自主设计研发。控制器最为重要的是其运行的软件模块，通过动力学算法控制机器人的动作和响应各种信号，进行人机交互，实现高精度的运动和定位。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发。目前通用的多轴控制器平台主要分为以嵌入式处理器（DSP、POWER PC）为核心的运动控制卡和以工控机加实时系统为核心的软PLC 系统，其代表分别是Delta Tau 的PMAC 卡和Beckhoff 的TwinCAT系统。

三、中国工业机器人现状：2013 年进入产业元年

（一）2013 年中国工业机器人进入产业元年，销量增速达60%

IFR 统计，2013 年中国市场销售36560 台工业机器人，占全球销售量的五分之一，同比增幅达60%，取代日本成为世界最大工业机器人市场。预计本体产值约90 亿元，本体加集成市场规模约270 亿元。2010 年开始中国工业机器人需求激增，新安装工业机器人为14980 台，2011 年达到22577 台，同比增长50.7%；2001 年至2012 年期间，中国工业机器人的销售量以年均40%左右的速度高速增长，而同期世界机器人市场销量复合增长率为10%。

保有量方面，2001-2013年中国工业机器人年累计安装量几乎都以超过30%的速度增长，从2001年的1630 台发展到2013 年的13万台，即便是受金融危机影响的2009 年，中国工业机器人累计安装量增长率也达到17%。截至2013 年，中国占全世界正在服役工业机器人总量达10%。

（二）全球产业转移助力中国工业机器人快速发展

1、机器人行业发展五个阶段

结合发达国家工业机器人行业发展历程，机器人行业发展可以划分为五个阶段：技术准备期、产业孕育期、产业形成期、产业发展期和智能化时期五个阶段。美日欧机器人产业已完成前四个阶段，目前处于智能化时期，而中国机器人产业还处于孕育期。

2、机器人行业发展与产业升级相关

全球范围内出现过三次较大规模的产业转移事件：

第一次在50 至60 年代，美国将钢铁、纺织等传统产业向日本、德国这些战败国家转移。

第二次在60 至80 年代，日本、德国向亚洲“四小龙”和部分拉美国家转移轻工、纺织等劳动密集型加工产业。

第三次在80 年代初，欧美日等发达国家和亚洲“四小龙”等新兴工业化国家把劳动密集型产业和低技术型产业向发展中国家转移，于是自90 年代开始，中国逐渐成为第三次世界产业转移的最大承接地和受益者。

劳动密集型产业会从成本高的地方转向成本低的地方，伴随着发展中国家人口红利的消失，劳动成本不断增加，机器人替代人工将是大势所趋，而这也可能导致制造业部分回归美国本土。然而，由于很多制造业产业链都在中国，因此很难全部转移出去。产业升级的动力将助力机器人市场发展，未来我国有希望出现几家大型本体机器人企业。

（三）参考日本经验，我国工业机器人需求进入加速临界点 世纪60 年代末日本经济处在高速发展期，年均增长率达到11%，经济的快速发展也加剧了日本劳动力严重不足的困难。1967 年，日本川崎重工从美国引进机器人及其技术，并于1968 年研制出第一台日本产“Unimate”机器人。经过一系列的消化、吸收和创新过程，日本工业机器人很快从60 年代的摇篮期进入了70年代的实用期。1980 年被称为日本的“机器人普及元年”，日本开始在各个领域推广使用机器人，1980-1991年为日本机器人产业的第一次繁荣期，1991 年日本机器人生产额达到其历史第一个峰值6003 亿日元；1992-2000 年为日本机器人产业的平稳发展期，并在90 年代后期由于出口拉动，日本出现历史上第二次机器人热潮，出货额于2000 年达到第二个峰值6475 亿日元；2001 至今，由于日本经济的缓慢复苏以及出口的大幅拉动，日本工业机器人景气度回升，出货额于2006 年达到历史最高值7303 亿日元。

在80 年代初期以前，日本工业机器人处于爆发性增长的初级阶段，1970 年日本工业机器人产量为1350 台，到1980 年产量为19843 台，CAGR在31%，保有量从1974 年的1000台增长至1980 年的14250台，CAGR 在31%。

1980-1991 年为日本工业机器人的内生增长阶段。80 年代前后日本经济高速增长，日本国内制造业劳动力人口供给紧缺（日本制造业就业人数年均增速：1960-1973 年3.30%，1973-1992年0.44%，1992-2002 年-2.47%），制造业工资大幅上涨。在此背景下，日本政府一方面在经济上采取积极的扶持政策，鼓励发展和应用机器人，另一方面也进一步激发了企业从事机器人产业的积极性。日本制造业薪酬在上世纪六十年代开始加速上升，并在七十年代增速达到最高值，之后逐步回落。我们根据制造业薪酬的变化速度，将历史数据分为几个区间，来考察不同时间段内机械行业增速变化与薪酬增速的相关性。按照制造业薪酬增速的不同，我们划分1961 年-1972年、1972 年-1974 年、1974 年-1981 年和1981 年-2008 年四个区间进行考察。我们可以发现从1961-1974 年期间制造业薪酬保持高速增长并超过产出值复合增速，从而对企业利润造成挤压。

在80 年代进入高速发展期，1980-1990 年间，日本工业机器人销量复合增长率接近25%。究其原因我们认为主要有以下几个方面：1）日本从70 年代开始面临严重的劳动力短缺，每年的人口增长率在1.1%左右，而劳动力的增长速度却始终停留在0.7%。为了满足国民经济3%的增长要求，提高生产效率成为日本经济发展必经之路。2）日本自80 年代起就采用推动工业机器人普及和促进研究与发展的多方面鼓励政策。3）工业机器人可以代替劳动者从事可能危害身体健康的劳动，避免了大量的工伤事故和职业病，受到企业的广泛欢迎。

回顾日本工业机器人产业发展历史我们发现，机器人需求加速临界点可能会在制造业劳动力供给紧张导致人工工资持续上涨并超过单位产出增速，造成企业利润侵蚀的时点打开。中国现阶段国情与日本70 年代初期在经济、人口、国家政策、国际环境和市场普及程度上都极为相似。中日两国GDP增速均放缓；中国核心制造业地区人均GDP 约为1 万美元，日本人均GDP 为0.97 万美元；人口增速均低于1%，都面临着劳动力短缺和制造业用人成本上升；两国分别支持、引导和支持、鼓励工业机器人行业发展；均有本币升值的压力，抑制了出口导向型的制造企业；工业机器人在制造业中的平均密度分别为21 台/万人和32 台/万人。

我们预计在“十二五”时期经济结构转型和产业升级的促进下，我国已到达机器人需求加速临界点，企业面临提高生产率以保持竞争力和降低人工成本的双重压力，这为工业自动化装备发展提供了良好契机。

（四）中国工业机器人密度仅为全球2/5 水平，有大幅提升空间 当比较不同国家多用途工业机器人的分布情况时，表示总数的机器人库存量有时造成误导性的度量。考虑到各个国家制造业规模的差异，使用机器人密度指标会更好。机器人密度指标是指在制造业或在汽车行业或在“通用行业”（不包括汽车行业），每雇用10,000 人中多用途工业机器人的数量。

2012 年，韩国再次达到了全球最高的机器人密度。每10,000 名员工中有396 台工业机器人投入营运。其原因是近年来持续大量的安装机器人。日本的机器人密度停滞在332个台，德国持续增加至273 台。在45 个被调查国家中有11 个国家机器人密度在103（加拿大）和164（瑞典）之间，6 个国家在60（捷克）到84（荷兰）之间。

其他国家，特别是新兴市场，机器人密度都低于世界平均水平。2012 年世界机器人密度平均为每1 万名员工有58 台机器人。其中，欧洲为80 台，美洲为68 台，亚洲为48 台。相比发达国家，我国制造业机器人密度（即每万个工人对应的工业机器人安装数量）还非常低，只有21，不仅不能与发达国家相比，还低于全球55 的平均水平，未来有大幅提升空间。

（五）三大驱动因素刺激中国工业机器人需求

参考日本经验，我国工业机器人未来10 年需求进入加速临界点，存在三股力量来驱动这个市场：经济结构转型的“推力”；人口构成造成未来劳动力短缺与制造业用人成本趋势性上升的“拉力”；政府政策扶持的“催化力”。

1、经济结构转型构成工业机器人市场发展基础力量

据经济学家对先行工业化国家工业化进程的研究表明，一国人均GDP 超过 5000 美元时该国家通常进入工业化中后期阶段。2011 年我国人均GDP 已超过5000美元，达到5444 美元，2012 年更是达到6180 美元。2002-2012 年我国人均GDP 的增速保持在10%以上，增速的中位数为17%。根据上述研究，我国目前处于工业化中后期阶段。转变经济增长的动力、提高效率、鼓励技术创新是必然的选择。中国制造业经过改革开放三十年来的发展，已经具备规模优势和技术基础，产业资本也比较充足，涌现出了个别具备国际竞争力行业，如通信业。但是众所周知，中国制造业“大而不强”，为了必然要在经济转型中升级，工业机器人从诞生之来就旨在提高制造业效率、提高产品质量，从而降低整体成本。因此，经济结构转型的“推力”是国内工业机器人市场发展的基础力量。

2、“双拐点”将致劳动力成本快速上升

回顾中国近二十年的经济发展，农村劳动力转移和人口红利相互叠加为制造业提供了大量的廉价劳动力。而今天，刘易斯拐点隐现和人口红利逐渐减弱，导致传统依赖廉价劳动力成本的发展模式受到挑战，从而促进了制造业转型期对机器人的需求：一方面，劳动力价格上升给企业带来直接成本压力，促使企业使用机器替代人工；另一方面，劳动力价格上升预期也推动企业推动机器普及和提升来规避未来劳动力价格继续上升的风险。

3、国家政策支持自动化行业发展

自动化装备产业是为国民经济各行业提供技术装备的战略性产业，是先进制造业的基础，是各行业产业升级、技术进步的重要保障和国家综合实力的集中体现。为此，国家出台了一列扶持该行业发展的重大政策。财政部公示2012 年智能制造装备项目拟支持单位名单，共有64 个项目入围，其中相关的上市公司项目达到9 个。过去一直是口号支持，现在财政部拿出真金白银直接补贴采购智能装备的企业和制造商，将政策落到实处，有利行业发展。工信部12 月30 日发布了《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，主要目标是到2020年，形成较为完善的工业机器人产业体系，培育3-5 家具有国际竞争力的龙头企业和8-10 个配套产业集群；工业机器人行业和企业的技术创新能力和国际竞争能力明显增强，高端产品市场占有率提高到45%以上，机器人密度（每万名员工使用机器人台数）达到100 以上，基本满足国防建设、国民经济和社会发展需要。

（六）中国工业机器人需求由汽车工业向一般工业快速普及

国内工业机器人使用仍较多集中于汽车行业。就全球平均水平来看，汽车行业的应用约占工业机器人总量的40%，随着市场对机器人产品认可度的不断提高，机器人应用正从汽车工业向一般工业延伸。和全球工业机器人市场类似，过去由于机器人造价偏高，很多行业没有进入；然而近年来，电子电气、橡胶、食品饮料等行业的机器人装备率呈上升趋势。我们认为，需求结构中非传统应用行业，尤其是防御性行业（消费）比例的提高，可以在一定程度上减小需求的波动性、增强机器人行业的抗周期性。

我国工业机器人的下游应用中，2012 年，汽车及其零配件占据工业机器人下游行业约46%的份额，达到11870 台，同比小幅增长6%，因此未来汽车及零部件的增长对我国工业机器人的新装机量起重要作用。中汽协预计，至2015 年，自主及合资品牌规划产能将达到2578 万台，较2012 年的1777 万台增长了801万台，而我们认为未来三年汽车固定资产仍能保持15%以上的增速。这为汽车行业工业机器人的需求奠定了良好基础。

目前我国汽车零部件的自动化比例较低，在生产环节还大量使用人工。截止2012 年底生产汽车零部件的产业工人数量达到253.34 万人，远高于生产整车的产业工人107 万人，这说明在汽车零部件生产过程中，机器人使用比率较低。通过我们的调研发现，很多汽车零部件生产商已经开始更换自动化生产线，由于机器人在汽车零部件使用比率较低，未来空间巨大。

随着市场对机器人产品认可度的不断提高，机器人应用正从汽车工业向一般工业延伸。从产品应用领域来看，工业机器人主要应用在汽车工业、电子制造、化学及塑料橡胶、工业机械以及金属制品等领域。汽车工业是国内工业机器人最大的应用市场。

和全球工业机器人市场类似，我国的工业机器人的三大主要种类为焊接、搬运、喷涂，三大应用行业为汽车及零部件、电子电器和化工（塑料和橡胶），只是所占比例略有不同。近几年，除汽车工业外，电子、物流等行业的机器人安装数量增长也很快。电子成为目前增长最快的下游行业，2012 年增速超过30%。随着2013年外部经济环境的温和回升，汽车、电子等下游产业升级的直接拉动，并伴随着市场参与者日益增多，工业机器人这一曾经的概念产品，如今已逐步有迈入爆发季之势，未来三年，工业机器人市场增速将保持在20%的水平。

从下游的应用类型来看，目前国内使用最多的是焊接机器人。销量由2005 年的1287 台增至2011 年的11212 台，复合增长率达43.4%，这表明国内焊接工艺对自动化或智能化装备需求很旺盛。搬运/上下料机器人安装量近几年增长缓慢，主要是因为其下游塑料成型行业的投资逐步下滑，相关需求减少所致。但是搬运类机器人中的码垛机器人需求增长突出，过去5 年的复合增长率超过40%。此外，主要应用于电子电气行业的装配机器人和洁净机器人过去几年的增长也很快。

（一）机器人产业链由上游零部件、中游本体、下游系统集成组成 工业机器人产业链由零部件企业、本体企业、代理商、系统集成商、最终用户构成。通常，本体企业设计本体、编写软件，采购通过代理商销售给系统集成商，系统集成商直接面向终端客户。有的本体企业和代理商也会兼做系统集成商。本体是机器人产业链的核心。

按照提供产品的差异区分，行业内企业可分类为单元产品供应商和系统集成商两类。工业机器人的下游应用领域广泛，需求千差万别。而机器人商业化的前提是产业化、规模化。单元产品供应商负责生产机器人本体，产品具有较高开放性、标准化程度高，可批量化生产。系统集成商则根据下游客户的需要，将单元产品组成可实现的生产系统，起着供需双方桥梁的作用。单元产品是机器人产业发展的基础，系统集成商是机器人商业化、大规模普及的关键。系统集成（软件集成、周边设备、系统工程等）市场规模按照国际经验是机器人本体的3-5 倍。

（二）我国工业机器人产业被国外品牌垄断 2012 年中国工业机器人销量26902 台，其中本土品牌机器人销量仅1112 台，独资及合资品牌销量高达25,790 台，市占率分别为4%和96%。2013 年我国本土品牌市场份额获得大幅提升，2013 年中国工业机器人销量3.7 万台，本土品牌销量达到9000 台，较2012 年增长超过8 倍，本土品牌市场份额达到24%。中国机器人本体制造企业共35 家，其中内资企业26 家。2012 年国内企业年产量均小于500 台。

2012 年，中国工业机器人市场销量占据前十位的仍以国外品牌为主。其中，发那科3900台，安川3850 台，库卡3470台，ABB3200 台，OTC 2000 台，松下1600 台，川崎、那智和现代三家厂商的销量均为1000 台左右。2012 年国内机器人市场表现最佳者为启帆工业机器人有限公司，销量达400 台，紧随其后的依次为安徽埃夫特200 台，上海沃迪200 台，广州数控170台，沈阳新松80 台。

之所以出现这种竞争格局，一方面是因为国内工业机器人生产受制于基础工业的差距，在机器人关键零部件伺服电机、减速器、控制器等上自主生产能力较弱，核心零部件需要进口导致成本优势不明显；另外一方面是因为国内工业机器人大部分用于汽车行业，而大的汽车企业会和特定的国外机器人厂商绑定，导致国内机器人竞争优势不明显。

（三）目前我国已生产出部分关键零部件，形成了一批具备研发和生产能力的企业

我国工业机器人的研究开始于上世纪70 年代，至80 年代初期主要集中在理论研究。80年代中期，发达国家开始大量应用工业机器人，政府开始注重对机器人的研究支持，1985 年将机器人列入科技攻关发展计划。90 我国企事业单位研制出平面关节型装配机器人、直角坐标机器人、弧焊、点焊机器人 及自动引导车等7 种工业机器人产品；90 年代末，建立了9 个机器人产业化基地和7 个可研基地，包括沈阳自动化研究所的新松机器人公司、哈尔滨博时自动化设备有限责任公司、北京机械工业自动化研究所机器人开发中心等，经过20 多年的发展，目前我国已生产出部分关键零部件，开发出了弧焊、点焊、码垛、装配、注塑、冲压和喷涂等工业机器人，也形成了一批具备研发和生产能力的企业。

（四）产业链上游：减速机等核心零部件制约国内机器人成本

从机器人成本上来看，本体的机械结构占比在30%左右，超过50%的部分来自于伺服系统和减速器这种关键零部件，它们决定了产品的性能、质量以及价格。然而受制于基础工业的差距，在机器人关键零部件伺服电机、减速器、控制器等上自主生产能力较弱，需要进口，因而削弱了国产机器人本体的成本优势。工业机器人共4 大组成部分，分别为本体，伺服系统，减速机，控制器。国产机器人本体成本远高于国外同类产品，特别是核心零部件减速机，国内企业购买减速机的价格是国外企业的价格的将近5 倍。伺服电机、控制器等关键零部件价格也显著高于国外同类产品。

工业机器人关键零部件主要包括精密减速机、高性能交直流伺服电机和控制器。机器人产品对零部件的专业性要求强，由于我国在基础工业方面落后，使得在关键零部件上在精度、成本等方面与国外存在一定差距，为了生产符合标准的机器人，必须进口相应的关键零部件，关键零部件的价格制约了国产机器人量产化。国内外技术差距最大的是减速机和伺服电机。关键零部件决定了产品的性能、质量及价格，是机器人产业发展必不可少的一环。2013 年12 月30 日工信部发布《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，强调要在核心技术及零部件上实现突破。

目前全球机器人行业，75%的精密减速机被日本的纳博特斯克（Nabtesco）和哈默纳科（HarmonicDrive）两家垄断（业界俗称RV 减速机和谐波减速机），其中Nabtesco 在工业机器人关节领域拥有60%的市场占有率。国内还没有能够提供规模化且性能可靠的精密减速机的企业。导致国内机器人成本较高，以安川Moto165 公斤点焊机器人为例，6 台精密减速器的总价值约为2.1 万元，占整机成本的12%；而同类型的国内产品，6 台精密减速器的成本约为9.1 万，占整机成本的比例为31%。精密减速器成为制约降低国产工业机器人成本的第一因素。基于此，国内一些企业在精密减速机方面的研发正在稳步推进，江苏绿的、浙江恒丰泰、江苏振康、北京中技克美等都先后推出了自己的机器人关节减速器，秦川发展则在1998 年就研制出了RV 减速器样机。2009年，秦川发展在原有的250AII 减速器基础上进行了优化设计和改进，使产品在性能、可靠性和性价比等方面更具有竞争力。另外，上海机电则通过增资控股日本纳博的方式引进国外先进精密减速器技术。双方将逐步在上海建设研发生产基地，将在中国生产中低端的精密减速器。

伺服电机的主流供应商有日系的松下、安川和欧美系的倍福、伦茨等，国内汇川技术等公司也占据一定的市场份额。控制器的主流供应商包括美国的Delta Tau 和Gail、英国的TRIO和中国的固高、步进等公司。相对于减速器，伺服电机和驱动器市场未形成主要厂商垄断现象，而且几大国际厂商在中国也建立了分工厂，供应充足，产品价格相对合理。另外，国内的一些公司在伺服电机和驱动器领域也有所建树，产品质量正在追赶国际广商，占据了一定的市场份额。国内上市公司中，南京埃斯顿（拟上市）、汇川技术、英威腾、华中数控、新时达等公司的业务覆盖伺服系统产品的生产。在运动控制领域，机器人、锐奇股份、慈星股份、新时达、雷赛智能（拟上市）等上市公司则有所涉足。

（五）产业链中游：本体核心技术外资品牌被垄断

由于关键零部件依赖进口，机器人整体成本很难降下来，这样在和技术成熟的国外厂商竞争时，并不具备价格优势。成本比国际巨头高，而性能却比较差，导致客户的认可度并不是很高，而这也就造成了目前外资品牌在我国机器人市场中占绝对主导地位的现状。

2012 年国内26092 台工业机器人销量中，四大工业机器人巨头销量为14470 台，占比53.8%。外资品牌占据主导地位，使国产机器人企业发展处于被动挨打的地位。2013 年，库卡、ABB 等外资企业突然掀起价格战，将出口至中国的机器人价格调低了20%-30%。这种举措无疑给国内机器人企业带来比较大的打击。与此同时，一些具有一定规模实力的制造企业，比如富士康、比亚迪等企业都自行研发和生产机器人，也给国产机器人企业带来压力。根据工信部《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，到2020 年，要建立完善的智能制造装备产业体系，产业销售收入超过3 万亿元，实现装备的智能化及制造过程的自动化。随着相关投资与补贴的逐步落实，将带动工业机器人产业快速发展。

此外，上海、江苏、浙江、广东、重庆等地都将机器人产业作为重点发展对象。以上海为例，2013 年4 月上海机器人产业园获批，计划实现机器人为主的智能装备制造产业链集群。该园区到2017 年要引进国内外机器人制造相关企业机构600 家，计划招商引资额度达到200亿元，力争成为中国智能装备制造业的示范基地。目前涉足或准备涉足的机器人本体生产的上市公司包括新松机器人、锐奇股份、新时达、软控股份、亚威股份、巨轮股份等，非上市公司则主要有广州数控、安徽埃夫特等。

（六）产业链下游：国内系统集成商依靠本土优势发展迅速

1、国内的机器人企业多为系统集成商

从国内产业链来看，受制于基础工业的差距，机器人关键零部件伺服电机、减速器、控制器等自主生产能力较弱，机器人单元产品技术壁垒较高，处于金字塔顶端，属于卖方市场。目前我国众多企业集中在机器人系统集成这一块。所谓系统集成，就是通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。

相较于机器人本体产品供应商，机器人系统集成供应商还要具有产品设计能力、项目经验，并在对用户行业深刻理解的基础之上，提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。从产业链的角度看，机器人本体（单元）是机器人产业发展的基础，而下游系统集成则是机器人商业化、大规模普及的关键。本体产品由于技术壁垒较高，有一定垄断性，议价能力比较强，毛利较高。而系统集成的壁垒相对较低，与上下游议价能力较弱，毛利水平不高，但其市场规模要远远大于本体市场。

目前，国内的机器人企业多为系统集成商。根据国际经验来看，国内的机器人产业发展更接近于美国模式，即以系统集成商为主，单元产品外购或贴牌，为客户提供交钥匙工程。与单元产品的供应商相比，系统集成商还要具有产品设计能力、项目经验，并在对用户行业深刻理解的基础之上，提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。中国机器人市场基础低、市场大。中国机器人产业化模式较可行的是从集成起步至成熟阶段采用分工模式。即美国模式（集成）-日本模式（核心技术）-德国模式（分工合作）。

2、国内系统集成商拥有渠道优势、产学研合、工程师红利等本土优势 目前，面对国外企业强大的挑战，国内系统集成商拥有本土的许多比较优势，包括渠道优势、产学研合、工程师红利等。

3、受限于项目非标、垫资等四个因素系统集成规模难以做大

但是，系统集成想做大规模并不容易。

首先，系统集成企业的工作模式是非标准化的。从销售人员拿订单到项目工程师根据订单要求进行方案设计，再到安装调试人员到客户现场进行安装调试，最后交给客户使用，不同行业的项目都会有其特殊性，很难完全复制。其次，系统集成企业很难跨行业扩张。如果专注于某个领域，可以获得较高的行业壁垒，然而，这个壁垒也使系统集成企业很难跨行业去扩张，因此其规模也很难上去。

最后，系统集成企业常常会面临垫资的压力。系统集成企业付款一般采用“3331”的方式，即图纸通过审核后拿到30%，发货后拿到30%，安装调试完毕后拿到30%，最后10%为质保金。按照这种付款方式，系统集成企业通常需要垫资，如果几个项目一起做，或者单个项目金额很大，系统集成企业也常常面临资金压力，从而限制其规模的扩张。

4、工业机器人的大规模普及将为国内相关系统集成商带来发展机遇 从产业链角度看，位于工业机器人产业链上的企业依次是机器人单元产品制造商、机器人系统集成商和工业自动化集成商。现在，欧美、日本等一些国际工业机器人公司，在中国不直接提供机器人自动化系统的集成服务，而是将机器人单体销售给系统集成商，由系统集成商再对终端用户。工业机器人的大规模普及将为国内相关系统集成商带来发展机遇。国内机器人应用的快速普及显示出国内生产制造系统正在经历转型升级的过程，由适合于单一品种大批量生产的刚性自动化向多品种小批量的柔性自动化、多品种变批量的综合自动化的发展。在发达工业国家中，机器人自动化生产线成套装备已成为自动化成套装备的主流及未来自动化生产线成套设备的发展方向。从国内机器人市场发展现状看，下游客户对系统集成商的项目经验、研发水平、资金实力要求严苛，行业进入门槛很高。我们认为有两类企业将在未来行业大发展的背景胜出：一类是有很强技术研发底蕴，项目经验丰富的行业企业，如新松机器人、博实股份、天奇股份、华恒焊接（拟上市）、华昌达（收购德梅柯）等；另一类是在某些行业如自身领域有一定的项目经验和了解，拟在自己行业推广工业机器人，如安徽埃夫特（背靠奇瑞汽车）、慈星股份（纺织机械）、锐奇股份（五金行业）、巨轮股份（轮胎行业）、软控股份（轮胎行业）等。

但是，我国工业机器人企业规模小、品牌影响力弱，技术、规模和研发都不能和全球四大企业相比。至今虽然国内涌现出了几家工业机器人领域内的代表企业，如新松机器人、博实股份等，但收入规模约在几亿至10 几亿左右，尚未有单个企业形成产值超过100 亿元的企业。

2012 年4 月，科技部发布的《智能制造科技发展“十二五”专项规划》指出“十二五”期间，我国将攻克一批智能化高端装备，发展和培养一批高技术产值超过100 亿元的核心企业。预计未来国家可能重点培育几家具备实力的工业机器人企业。

我国工业机器人厂商大致可以分为四大类

1、核心零部件厂商：他们原来是生产数控系统、运动控制系统或伺服电机等自动化零部件的厂商，依靠着对工业机器人零部件的了解及丰富的客户资源进行销售。相关上市企业如汇川技术、新时达、华中数控、秦川发展。非上市企业如：南京埃斯顿（拟上市）、雷赛智能（拟上市）、广州数控、深圳固高、苏州绿的、南通振康等企业。

2、行业系统集成商。依靠高校背景或行业积累成长起来的系统集成企业，相关上市公司如：新松机器人、博实股份、天奇股份、华恒焊接、华昌达等。还有在某些行业如焊接、轮胎或食品加工领域有一定的项目经验和了解，在项目中应用自己的机器人，相关上市公司如：软控股份、巨轮股份等。

3、完全的新进入者，从不相关的领域跨入机器人市场，拟通过国内外机器人公司合作，依靠原有业务领域有一定的项目经验和了解在自身行业推广工业机器人。相关上市公司如：慈星股份、锐奇股份、亚威股份等。还有拟通过国内外机器人零部件公司合作进入核心零部件研制的公司，比如：上海机电。