一.工业机器人
1.工业机器人概况
工业机器人是一种在自动控制下,能够重复编程完成某些操作或移动作业的多功能、多自由度的机械装置,是现代制造业中重要的工程自动化设备。工业机器人是一个复杂的作业系统,包括控制系统、驱动系统、机械系统、感知系统等几个部分。
工业机器人一般采用关节型的机械结构,每个关节中独立安装驱动电机,通过计算机对驱动单元的功率放大电路进行控制,实现机器人的操作。工业机器人的构成是一个闭环系统,通过运动控制器、伺服驱动器、机器人本体、传感器等部件完成人们需要的功能。
在我国人口红利减弱的背景下,随着产业转型升级的不断深入,工业机器人应用范围将越来越广,我国工业机器人将迎来战略发展期。
机器人重点产品:
1、焊接机器人
2、搬运机器人
3、喷涂机器人
4、码垛机器人
5、物流机器人
6、加工机器人
7、装配机器人
8、检测机器人
9、洁净机器人
2.我国工业机器人需求旺盛
我国近些年来机器人市场快速发展,已经成为全球工业机器人重要市场。2013年,我国工业机器人销量达到3.7万台,同比增长41%,超越日本成为全球第一大机器人市场。2014年,我国工业机器人销量达到5.7万台,同比增长54%。2015年,我国工业机器人销量达到7.5万台,同比增长32%。
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相对德、日、韩等国而言,我国机器人密度还是很低,2012年我国制造业中每万人工业机器人拥有量仅为23台,远低于世界平均的每万人58台。即使剔除不可比因素,我国机器人密度还存在较大的提升空间,工业机器人市场潜力巨大。2015年,我国工业机器人市场需求量达到7.5万台,保有量达到26.6万台。预计到2020年,我国工业机器人市场需求量将达到15万台,保有量达到80万台。到2025年,我国工业机器人市场需求量将达到26万台,保有量达到180万台。
3.我国工业机器人发展路线图
二.工业机器人轴承
1.工业机器人轴承种类
工业机器人轴承主要有以下四类:
除上述轴承外,工业机器人还应用
深沟球轴承、圆锥滚子轴承、角接触球轴承、转盘轴承、无外圈圆柱滚子轴承、直线轴承、
关节轴承、磁悬浮轴承、气体静压推力轴承等。
2.工业机器人轴承的关键技术
现代工业机器人的发展趋于轻量化,轴承要安装在有限的空间,必须体积小、重量轻,也就是轻量化。但同时,机器人的高载荷、高回转精度、高运转平稳性、高定位速度、高重复定位精度、长寿命、高可靠性的性能,要求配套的机器人轴承必须具备高承载能力、高精度、高刚度、低摩擦力矩、长寿命、高可靠性的性能。轻量化和高性能是一对矛盾。
设计技术:
工业机器人用薄壁轴承不仅要保证有足够的承载能力,而且要求精确定位、运转灵活,因此,轴承设计分析、主参数的确定,不能单以额定动载荷为目标函数,而要以额定动载荷、刚度和摩擦力矩等指标作为目标函数进行多目标优化设计,同时要采用基于套圈和机架变形的薄壁轴承有限元分析方法。
制造技术:
(1)机器人轴承动态质量高精度检测技术;
(2)薄壁轴承套圈微变形热处理工艺;
(3)基于磨削变质层控制的轴承套圈精磨加工工艺;
(4)薄壁轴承负游隙的精确控制技术;
(5)薄壁角接触球轴承凸出量的精确控制技术;
(6)薄壁轴承的精密装配技术;
(7)薄壁轴承套圈非接触测量技术。
3.我国工业机器人轴承市场需求
未来我国机器人轴承市场非常广阔。
随着我国工业机器人的快速发展,必将带来机器人轴承的快速发展。一般的定位型工业机器人(给机床上下料),每台机器人需要轴承36套左右。如果未来中国工业机器人年需求量为15万台,则需要机器人轴承540万套。
6kg机器人售价15万元,160kg机器人售价45万元,设均价为30万元,配套轴承占售价的8%,则年销售15万台,需配套轴承36亿元。