论述工业机器人自动化系统集成

论述工业机器人自动化系统集成

关键词:工业机器人;自动化系统集成;发展趋势

1、工业机器人概述

1.1工业机器人概念

工业机器人是指在工业领域内所应用的机械手或机器人,其具有多关节和多自由度。在实际应用中,通过对工业机器人的运行程序进行预先设定,即可实现自动执行具体工作,并基于自身控制系统和动力系统实现预定功能,从而保证工业机器人的规范操作。工业机器人主要通过本身的动力以及控制能力来完成各种功能,人类可对其进行指挥控制,或按编排好的程序自动运行,并且按照人工智能的技术原则进行活动。

1.2结构类型

工业机器人的主要是由机器人主体、驱动管理、计算机控制系统三大部分组成。

具体而言,机器人主体是机器人所需要的操作机械,例如机械手腕、机械臂部、行走设备等,这是构成机器人运行的主体。驱动管理部件主要功能是将计算机控制命令转化成为机械语言,进而实现。控制系统是按照输入流程,对驱动程序、执行机构发出指令信息,并对其进行信息控制。

2、工业机器人自动化系统集成特点分析

2.1不能批量复制

系统集成项目是非标准化的,每个项目都不一样,不能100%复制,因此比较难上规模。能上规模的一般都是可以复制的,比如研发一个产品,定型之后就很少改了,每个型号产品都一样,通过生产和销售就能大量复制上规模。而且由于需要垫资,集成商通常要考虑同时实施项目的数量及规模。

2.2需要熟悉下游行业的工艺

要熟悉相关行业工艺由于机器人集成是二次开发产品,需要熟悉下游行业的工艺,要完成重新编程、布放等工作。国内系统集成商,如果聚焦于某个领域,通常可以获得较高行业壁垒,生存没问题,但是同样由于行业壁垒,很难实现跨行业拓展业务,通过并购也行不通,因此规模做大很难。机器人系统集成商本来就该是小的,起码现阶段国内集成商规模都不大。

2.3需要专业人才

系统集成商的核心竞争力是人才,其中,最为核心的是销售人员、项目工程师和现场安装调试人员,销售人员负责拿订单,项目工程师根据订单要求进行方案设计,安装调试人员到客户现场进行安装调试,并最终交付客户使用。几乎每个项目都是非标的,不能简单复制上量。

系统集成商实际是轻资产的订单型工程服务商,核心资产是销售人员、项目工程师和安装调试人员,因此,系统集成商很难通过并购的方式扩张规模。

2.4需要垫付资金

系统集成的付款通常采用“361”或“3331”的方式,即图纸通过审核后拿到30%,发货后拿到30%,安装调试完毕拿到30%,最后剩10%的质保金。按照这样一个付款流程,系统集成商通常需要垫资。

一般来讲集成商资金压力不会太大,但是如果几个项目同时进行,或者说单个项目金额太大,就会存在资金压力,毕竟集成商很多业务也是外包,需要付给供应商货款,有的外购件是要求货到付款。

总之,由于硬件产品价格逐年下降、利润也越来越薄,仅靠项目带动硬件产品的销售模式已经成为过去时,同时在基础应用方面,如搬运、码垛、分拣等进入门槛越来越低,竞争就更为激烈。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。

2.5整合潮流难以抵挡

普通的机器人系统集成商难以做大,营收达到1亿左右则面临发展瓶颈。未来的产业整合过程中,工艺是门槛。能够在某个行业中深入发展,掌握客户与渠道,对上游本体厂商有议价权的标的,才能够在未来的发展中成为解决方案或者标准设备的供应商。

2017年中国机器人相关企业已达到6000以上家。目前低端应用的竞争尤其激烈。竞相降价造成的恶性竞争日趋激烈。预计不久即将迎来整个机器人集成产业的整合浪潮。

3、工业机器人自动化系统集成的未来发展

目前,工业机器人已在众多领域得到了应用。其中,汽车、电子产品、冶金、化工塑料、橡胶等行业是中国使用机器人最多的几个行业,未来几年,随着企业转型升级的迫切需要和劳动力成本的不断提高,以及国家的战略需求,中国机器人市场增长潜力会非常巨大。

目前应用最广泛的工业机器人为焊接、喷涂和搬运机器人,其中喷涂领域机器人的应用效果如图1所示。这三种类型的工业机器人主要应用于汽车及汽车零部件制造业。其未来在汽车行业的应用仍将是工业机器人的发展重点,但其应用方向将由提高产能逐渐转向柔性生产和连续生产的系统集成。

图1喷涂机器人

系统集成以零配件和工业机器人为基础,是未来企业提高生产效率、增加产品竞争力的主要方式,其市场潜力巨大。作为系统集成商,一般从方案的制定开始,包括系统设计、目标环境准备、子系统整合、机器人系统整合、测试和现场调试,直到实际运行、验收和售后服务,全过程都由系统集成商承担。

未来系统集成的发展将以精细化操作、人机协同操作、超柔性制造系统和纳米制造系统为趋势。同时,系统集成业务作为一种复杂性、综合性和专业性极强的技术行为,对企业人员的技术能力和综合素质要求较高,因此系统集成商应进一步加大对科研的投入,注重对专业人才的培养,为顺利开展系统集成业务提供有力的保障。

相较于工业机器人和系统集成,零配件和服务机器人的发展并非主要方向,但仍会迎来新的机遇。其中,零配件作为工业自动化产品的基础,将逐步向信息化、智能化、高效化发展,而服务机器人则更加贴近生活,将被主要应用到国家公共安全、医疗康复及家政服务等多个领域。

结束语

综上所述,只有机器人裸机是不能完成任何工作的,需要通过系统集成之后才能为终端客户所用。系统集成方案解决商处于机器人产业链的下游应用端,为终端客户提供应用解决方案,其负责工业机器人软件系统开发和集成,是工业机器人自动作业的重要构成。而随着我国科技的不断进步,工业机器人自动化系统集成行业必将取得长足的发展与进步,应用服务于各个空间领域,从而为我国的发展贡献出一份力量。

参考文献

[1]周伟花.软件构件化技术在工业机器人集成系统的应用研究[D].中南大学,2013.

[2]张文化.视觉系统在工业机器人集成系统中的应用[J].价值工程,2016.

[3]刘焱,明正东.论SCARA工业机器人出厂检验自动化集成系统[J].广东科技,2015.

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