工业机器人及其市场

目录

第一部分：机器人概述 (2)

一、分类 (2)

1、直角坐标机器人 (3)

2、圆柱坐标式机器人 (3)

3、球面坐标式机器人 (4)

4、关节坐标式机器人 (4)

二、组成 (5)

第二部分：需方市场分析（国内） (6)

一、国内机器人使用现状 (6)

二、国内机器人市场增长动力分析 (8)

1、经济结构转型升级 (8)

2、人口老龄化加剧及企业用人成本的增加 (8)

3、政府政策的扶持 (9)

三、国内市场现状 (9)

1、国内市场规模 (9)

2、国内市场份额 (10)

3、行业需求分析（国内） (11)

第三部分：供方市场分析 (12)

一、工业机器人的四大家族 (12)

1、发那科 (13)

2、ABB (14)

3、安川电机 (15)

4、库卡 (16)

二、国内工业机器人制造商 (18)

1、山东鲁能智能技术有限公司 (19)

2、沈阳新松机器人自动化有限公司 (20)

3、常州铭赛机器人科技 (20)

4、广东拓斯达科技股份有限公司 (20)

通常按工作环境分为工业机器人和服务型机器人，本文针对工业机器人及其市场做简要的概述。

第一部分：机器人概述

美国在上世纪60年代发明了机器人，在1967年日本川崎重工引进美国技术，随着日本汽车工业的崛起，工业机器人被应用到汽车产业中。到80年代德国将机器人应用到纺织工业中。随后在90年代，随着技术的进步，机器人被应用到各行各业。如今随着机器人向更深和更广的方向发展，以及机器人的智能化的提高，机器人的应用范围和深度还将不断的发展。

一、分类

工业机器人是一种集电子、机械、控制、计算机、传感器、人工智能等学科先进技术于一体的高端制造业的智能装备。工业机器人详细分类可按坐标形式、驱动方法和控制方式分类，如下：

A、按坐标形式可分为：直角坐标式、圆柱坐标式、球面坐标式、关节坐标式（包括平面关节坐标式）；

B、按驱动方法可分为：气压驱动、液压驱动和电驱动；

C、按控制方式可分为：点位控制和连续轨迹控制。

机械人能准确工作的前提是将机器人周围的空间坐标化。（这有点向地球上的经纬线，人为的规定地球上的每一点都是有一个经纬坐标，这样知道你的经纬坐标就知道你在地球上什么地点了，不同的是经纬坐标是在一个球面上，而机器人坐标是三维的。）所以接下来着重按坐标形式分类介绍机器人。

1、直角坐标机器人

大型的直角坐标机器人也称桁架机器人或龙门式机器人，是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运

动。（3D打印机就是一种典

型的直角坐标机器人。）

右图是一直直角坐标式

机器人的三维数字模型。

直角坐标式机器人有如

下特点：

①、每个运动自由度之

间的空间夹角为直角；

②、自动控制的，可重复编程，所有的运动均按程序运行；

③、成本低廉、系统结构简单；

④、灵活，多功能，因操作工具的不同功能也不同；

⑤、高可靠性、高速度、高精度；

⑥、可用于恶劣的环境，可长期工作，便于操作维修。

2、圆柱坐标式机器人

圆柱坐标机器人主要由垂直

柱子、水平移动关节和底座构成。

水平移动关节装在垂直柱子上，能自由伸缩，并可沿垂直柱子上下运动。垂直柱子安装在底座上，并与水平移动关节一起绕底座转动。这种机器人的工作空间就形成一个圆柱面

上图为一圆柱坐标型机器人的三维数字模型。

3、球面坐标式机器人

球面坐标机器人又称极坐标式机器人。这种机器人像坦克的炮塔

一样。机械手能够做里外

伸缩移动、在垂直平面内

摆动以及绕底座在水平面

内转动。因此，这种机器

人的工作空间形成球面的

一部分，称为球面坐标机

器人。

只找到了极坐标机器人的示意图，如上图。

4、关节坐标式机器人

关节坐标式机器人。这种机器人主要由底座、大臂和小臂构成。大臂和小臂可在通过底座的垂直平面内运动。大臂和小臂间的关节称为肘关节，大臂和底座间的关节称为肩关节。在水平平面上的旋转运动，既可由肩关节完成，也可以绕底座旋转来实现。这种机器人与人的手臂非常类似，称为关节式机器

人。是当今工业领域中最常见的工

业机器人的形态之一。适合用于诸

多工业领域的机械自动化作业，比

如，自动装配、喷漆、搬运、焊接

等工作。

右图是典型的关节式机器人。

关节式机器人有很高的自由度，

5~6轴，适合于几乎任何轨迹或角度

的工作，工作的难度和广度事其他

种类的机器人无法比拟的。

但是关机式机器人价格高，导致初期投资成本大。另外，生产前的准备工作量大，比如，编程和计算机模拟过程的时间耗费长。

二、组成

从零部件组成来分析、工业机器人主要由机械本体、伺服系统、减速机和控制器四个部分组成。本体成本占22%、伺服系统占24%、减速机占36%、控制器占12%。机械主体构成机器人的骨架，即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，甚至是行走机构。

下图为机器人构成示意图。

精密减速机、伺服电机及其控制器是机器人的最核心部件。目前全球机器人行业中75%的精密减速机被日本的Nabtesco和HarmonicDrive两家垄断。（就是他们的主要产品摆线针轮减速机和谐波减速机）其中那博在工业机器人关节领域占有60%的市场份额。而伺服电机及其控制器基本被日本、德国和美国三家控制，代表的企业有日本的安川、松下，德国的西门子和美国的PMAC。