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伺服與運動控制

減速機

 

工業機器人與機器視覺

堡盟電子（上海）有限公司視覺技術銷售經理李智勇先生

注：堡盟電子從1997年開始進軍機器視覺行業，是目前機器人領域僅存的以工業相機和智能視覺系統產品與方案為主打的國際企業。在機器人領域，堡盟電子更偏向基于視覺產品提供專業解決方案。

 

機器人視覺應用剛起步

　　機器視覺應用于工業機器人在國內可以說是剛起步，許多視覺廠家對這一新領域發展非常重視，并且著重提供包括軟件接口與算法在內的解決方案。

　　在產品應用方面，機器人視覺應用分類較多，按照功能，大體主要分為三類，第一類是產品定位；第二類是產品質量判斷，（判斷是否為合格品，直接提升機器人的工作效率）；第三類，機器視覺引導機器人行走路徑，例如切割、涂膠等。總體而言，視覺系統需要包括的硬件有工業相機、智能相機、鏡頭、相關光源及采集卡等。

　　相比普通工業機器視覺應用場合，工業機器人應用場合具有高速運動產生的震動、有的環境相對惡劣等特點，對機器視覺產品封裝、接口方式、成像穩定性、幀率、通訊等要求更為苛刻。

　　以相機封裝與接口為例，堡盟電子在此領域掌握特殊封裝技術，CCD傳感器固定在專門的金屬內核上，并且采用工業級螺紋接口和8- 30V DC的寬電壓范圍供電，確保產品在使用過程中的穩定性和抗干擾性能，不會出現丟幀現象。

　　在實際應用中，我們發現客戶普遍希望相機接口的通用性要好，數據的傳輸距離要更遠。

　　目前堡盟視覺技術產品主推的是千兆以太網技術，即GigE接口。客戶可以根據具體應用選擇工業M12的螺紋接口和RJ45帶有螺絲鎖緊接口兩種方式，確保相機在運動過程中與PC的連接不會松脫，有效抵抗震動的影響。同時GigE相比其他的通訊方式，傳輸距離也更長，最遠可以達到100米。

　　同時，堡盟電子也已經在研發最新的USB3.0技術的工業相機。對于高速圖像采集，堡盟電子也已有成熟產品生產，采用傳統的CameraLink和Dual GigE雙千兆以太網接口，給予用戶更多選擇。就機器人視覺的應用趨勢而言，用戶對相機的防護等級提出了越來越高的要求，另外多相機應用也越來越普遍，還有高分辨率相機等。

真正的工業級相機

　　堡盟電子1997年開始從事工業機器人視覺，具有豐富的現場應用經驗。雖然在國內開始的時間比較短，也就是短短的3年時間，由于堡盟電子的視覺產品一直專注于工業自動化場合應用，針對工業機器人領域研發了眾多應用的優勢獨特，例如有效解決了針對工業現場雜訊的屏蔽，確保視覺檢測的穩定性。

　　堡盟目前在該領域提供的產品主要包括基于PC的工業數字相機和智能相機。其中工業相機因為其接口的豐富多樣性和產品本身分辨率和幀率的優勢，可以滿足用戶大部分需求；

　　針對工業定位、產品有無檢測、尺寸測量、產品輪廓、產品計數等相對標準化的應用，用戶可以選擇Baumer的Verisens智能相機，該系列智能相機具有簡單可編程的軟件界面，用戶可以根據應用實現現場編程，尤其是TCP/IP通訊方式的設計，更容易實現與工業機器人的連接。此外，針對特定客戶需求，堡盟電子還傾向于提供定制開發產品。

邦納：智能相機在工業機器人中的應用

邦納技術應用及視覺產品總監李根良
注：邦納為全球傳感、檢測及自動化技術專家，在機器人領域，目前邦納主要有兩大系列視覺產品：Pro（P3）系列，P4系列，均為智能相機。P3系列為分體式結構，非常適用于隨機器人一起移動的應用場合；P4為一體式設計，適用于固定檢測的應用。

分類

　　從構造上分，有智能相機和板卡式相機兩種，智能相機又分為一體式結構和分體式結構；從分辨率來看，目前常規的有30萬/130萬/200萬/500萬像素的機器視覺產品。對于機器視覺產品與工業機器人的配合，視覺產品主要是用來檢測工件的位置和角度，便于機器人拾取或放下工件。

兩類潛在應用

　　目前隨著國內人工成本的不斷提高，機器人的使用變得越來越普遍。而對于“拾取放下/Pick&Place”這種應用，很大程度上要與機器視覺系統相配合。存在兩種潛在的應用：

　　一是視覺系統對傳送帶上的工件拍照，獲取其位置和方向信息，告訴機器人到哪里來抓取工件以及要旋轉的角度；

　　二是視覺系統要對工件要放到的位置進行確認，以防止工件防錯位置。目前這兩種應用越來越普及。

　　對于與工業機器人的配套使用，首先要考慮視覺系統的軟件功能及相機分辨率是否能滿足需求，分辨率再低的相機，只要能滿足客戶的需要，對客戶來講可能就是最合適的產品。

　　因為分辨率低，往往意味著客戶需要投入的成本會更低；通訊協議是否支持機器人；另外還要考慮相機的尺寸大小，如果需要隨機器人一起移動檢測，則選擇體積較小的相機；如果相機固定不動，在不必過分苛求相機的外形尺寸。

機器視覺衡量指標

　　我不認為機器視覺產品有好壞之分，主要看其性價比的高低，以及是否最適合客戶的應用。分辨率再低的相機，只要能滿足客戶的需要，對客戶來講可能就是最合適的產品。因為分辨率低，往往意味著客戶需要投入的成本會更低。

　　對于與工業機器人的配套使用，首先要考慮視覺系統的軟件功能及相機分辨率是否能滿足需求；通訊協議是否支持機器人；另外還要考慮相機的尺寸大小，如果需要隨機器人一起移動檢測，則選擇體積較小的相機；如果相機固定不動，在不必過分苛求相機的外形尺寸。

邦納最新動向

　　為了滿足更多客戶的需求，這些年來邦納公司一直在持之以恒地研發新產品，繼在推出集觸摸屏和視覺檢測功能于一體的IVU視覺產品外，今年邦納公司將會隆重推出高端的機器視覺產品-EVP系列，此系列產品是“一個控制器+多個攝像頭”的分體式設計，功能非常強大，能滿足眾多客戶在同一個設備上有多個檢測點的需求，最高支持500萬像素的黑白和彩色相機。相信新產品的推出，市場將會對邦納公司的視覺產品有一個全新的認識。

北京三寶興業：機器人用機器視覺越來越注重性價比

北京三寶興業（微視凌志）視覺技術有限公司技術部經理肖星

注：北京三寶興業視覺技術有限公司（原微視凌志圖像），創辦于2003年，是國內圖像處理行業中的資深代理與系統集成商。代理品牌主要有Matrox、Basler、Princeton Ins-truments、UNIQ、e2v、Pentax、東芝TELI、PLEORA等。在機器人領域，目前三寶興業提供全套的機器視覺產品解決方案，涵蓋軟件、硬件。如日本CCS光源，日本Pentax鏡頭，德國Basler相機，加拿大Matrox圖像采集卡和圖像處理軟件等。

工業機器人機器視覺系統特點與關鍵技術

　　工業機器人的視覺系統特點很多，比如有的要求視覺系統高度集成，這時需要擯棄傳統的基于PC的視覺系統方案，轉而用智能相機取代；近年來，由于小型無風扇工控機技術的日趨成熟，也有許多工業機器人轉而采用普通工業相機加小型工業計算機方案，以此獲得系統選型的靈活性和更高的性價比。

　　還有一部分工業機器人需要進行三維定位，這時3D重構技術成為關鍵，這類機器人一般具備“雙目”，即安裝兩臺工業相機，通過兩臺相機同步獲取圖像數據，兩幅二維數據進行合成完成三維數據的計算。

需求越來越高

　　機器視覺產品目前在工業機器人領域有著廣泛的應用，涉及領域包括：汽車零配件檢測、手機外殼檢測，手機零部件檢測、軸承滾珠檢測、藥液藥瓶檢測、膠囊藥片檢測、FPD檢測、SPI檢測等。

　　隨著工業機器人性價比、完成任務的準確程度的提升，人工成本的上漲，未來會有更多的工業機器人使用需求。

更注重性價比

　　工業機器人的視覺系統特點很多，比如有的要求視覺系統高度集成，這時需要摒棄傳統的基于PC的視覺系統方案，轉而用智能相機取代；近年來，由于小型無風扇工控機技術的日趨成熟，也有許多工業機器人轉而采用普通工業相機加小型工業計算機方案，以此獲得系統選型的靈活性和更高的性價比。

　　還有一部分工業機器人需要進行三維定位，這時3D重構技術成為關鍵，這類機器人一般具備“雙目”，即安裝兩臺工業相機，通過兩臺相機同步獲取圖像數據，兩幅二維數據進行合成完成三維數據的計算。

　　總體來說，機器視覺產品在產品品質日臻優化的同時，開始具有越來越高的性價比。

　　比如，現有的工業相機，可以以更快的幀率，更高的分辨率工作，這意味著視覺產品可以適應越來越快的流水線運動速度，并為工業檢測提供更高的精度

　　傳統的圖像采集卡也在進行革命，一方面采集卡可以接收處理的數據量大大增加，以配合相機的數據量的增大；另一方面，在日趨沉重的圖像處理工作量壓力下，高端的圖像采集卡開始具備圖像處理功能，為主機CPU減負，同時穩定圖像處理時間。

　　傳統的圖像數據傳輸方式也在進行變革，新的接口傳世方式，如CoaXPress，可以提供更高的帶寬，更長的傳輸距離，更好的抗干擾性能。

三寶興業工業機器人機器視覺產品特色

　　MVLZ提供全套的機器視覺產品解決方案，涵蓋軟件、硬件。

　　如日本CCS光源，日本Pentax鏡頭，德國Basler相機，加拿大Matrox圖像采集卡和圖像處理軟件等，MVLZ從全球甄選最高業界水平、最好性價比的視覺產品為客戶服務。

工業機器人

代表品牌

歐系：ABB、庫卡、史陶比爾、柯馬、IGM
日韓：FANUC、安川電機、三菱電機、川崎、那智不二越、OTC、松下電器、現代重工
國產：廣數、沈陽新松、埃斯頓、華中數控、新時達、鑫拓、安徽埃夫特、東莞瓦力

精品

歐系
庫卡：QUANTEC系列
ABB：IRB系列
史陶比爾：TX系列
柯馬：Smart系列
IGM：RTi 系列

日韓
FANUC：R- 1000iA系列
安川電機：MOTOMAN系列
三菱電機：MELFA SQ系列
川崎：超大型通用M系列
那智不二越：MC系列
OTC：FD系列
松下電器：TA系列
現代重工：HA系列

國產
廣數：RB系列
沈陽新松：SR系列
埃斯頓：ER系列
華中數控：HNC系列
新時達：SR系列
鑫拓：ST系列
安徽埃夫特：ER系列
東莞瓦力：VP系列

FANUC：資源整合與核心技術占領

上海發那科機器人有限公司機器人汽車產業銷售部部長朱浩翔

注：發那科50年代成立于日本，作為全球影響力最大、技術最領先的機器人及其系統供應商之一，在機器人領域貢獻突出。1997年，上海發那科機器人有限公司成立，成為最早進入中國推廣機器人技術的跨國公司之一；隨后，在北京、深圳、天津、武漢、成都、重慶等城市，都建立了自己的分公司以及辦事機構。

提供機器人解決方案

　　相對于上世紀70年代就已開始發展工業機器人的日、美、德等國家，我國本土企業直到2000年以后才開始真正進入這一產業。由于起步較晚，當前國內機器人研究亟須提升包括電機、減速器、控制器、傳感器等與國外先進技術相比還有很大差距。這些關鍵部件的研發與制造，既包含硬件加工方面的技術提升，又包含軟件方面的升級創新。

　　作為早期進入中國的機器人解決方案專家，FANUC機器人一大優勢是擁有最齊全的機器人產品體系，多達240多種產品系列，負重范圍為0.5～1350kg，能夠最大程度地幫助用戶優化勞動力、降低成本、減少浪費并提高質量與生產效率，提供一個安全的工作環境。

　　區別于其他主要機器人供應商多采用OEM的方式組裝機器人，FANUC自主設計和制造機器人的所有主要部件，從而在產品的兼容性及質量的可回溯性方面有著無可比擬的優勢。同時FANUC還是世界上惟一提供集成視覺系統的機器人企業。在中國，上海發那科擁有針對二次開發的近百余人的研發團隊。

卓越柔性自動化技術

　　發那科由發展控制系統起家，其機床數控系統的應用占據全球50%的市場份額，基于這一優勢，發那科機器人在柔性自動化方面表現尤為搶眼。

　　“發那科自己研發的視覺系統軟件，集成在機器人本身的主板當中，無需第三方設備來運行視覺系統的軟件。從而大大減少了外部設備，在低成本的同時實現靈活的機器人系統。”發那科的視覺系統還可以通過視覺系統補償仿真和現場實際情況的位置偏差，最高效率地使用機器人仿真結果。

　　隨著軟件在機器人技術中的重要性日趨突出，依靠強大可靠的軟件功能實現多臺機器人的協同動作也顯得愈發重要，發那科的Robot- Link軟件可以使機器人保持高度一致性完成工作，如實現搬運更重的工件，取消工裝夾具，代替雪橇臺車等；而Dual- Arm軟件則可以通過一個控制器控制最多4臺機器人，使各機器人間達到無縫配合。

　　如今，機器人技術還在隨著計算機基礎技術的不斷發展而進步。發那科認為，未來機器人技術發展將有三個方向，“首先，視覺傳感器、力覺傳感器的發展將使機器人變得更加智能化；其次，未來的機器人還將逐步加入人工智能，屆時機器人將具備自我學習、自我思考的能力；最后，綠色機器人也將成為主要的發展方向，機器人的本體將向著越來越輕巧、自身耗電越來越少的方向發展。”

鑫拓：中小企業用戶是國內品牌重要突破口

東莞市鑫拓智能機械科技有限公司總經理鄒贊成

注：東莞鑫拓智能機械科技有限公司基于規模化專業精密機械零部件制造平臺，從機械構件，伺服系統，電子元件到軟件程序控制完全實現自主研發生產，創建了SENTEL品牌工業機器人。

中小企業用戶對國外品牌接受度低

　　六軸垂直關節機器人目前國內市場應用非常大，需求旺盛而且迫切，但是用戶對待成本和性能的考慮顯得非常慎重，這個客戶群包括：大、中、小型各類企業，雖然市場需求旺盛，但是大多數企業都處于觀望狀態，因為國產機器人及其主要零部件性能、壽命、可靠性等質量還不穩定，產品不成熟。

　　進口產品價格高、供貨周期長，所以國外品牌不能被廣大中小企業接受，等待國內機器人公司盡快成長起來，使用價廉物美的工業機器人產品，因此國內品牌面臨非常大的機遇和考驗，有廣大的市場前景，國內機器人公司必須抓住機遇，迎接挑戰，真抓實干，切實提高產品質量，盡快占領市場取得巨大成功。

更高效、精準

　　目前技術關注焦點主要有軟件及其控制技術、諧波減速器、電動機等；市場增長重點主要有工業機器人及其自動化、軟件及控制技術、視覺系統、傳感器技術等。

　　同時，用戶越來越關注產品的精準與高效，這需要在諧波減速器設計、制造、裝配等方面達到要求，同時，電動機性能與控制軟件必須高效精準。

鑫拓六軸垂直關節機器人優勢

　　鑫拓工業機器人優勢在于， 核心零部件諧波減速器自主研發制造、控制軟件與國內著名高效研究所合作開發、重要零件CNC高精密加工等，這樣成本降低、性能優越、性價比很高。諧波減速器自主開發，擁有自主知識產權，而且每個零件都是高精度高質量加工制造，這就是鑫拓的優勢。

六軸垂直關節機器人的安全與可靠性

　　1、材料方面：諧波減速器所用材料必須是高合金鋼，及合理的表面熱處理工藝，這樣才能保證諧波減速器才能耐磨、抗疲勞，壽命長；

　　2、潤滑方面：諧波減速器所有潤滑脂必須是行業所通用的半流體諧波潤滑脂；

　　3、技術方面：機器人設計必須遵循有關國家或國際標準的安全規定，對于關鍵零部件設計必須確保結構合理、配合精密、強度韌性硬度足夠，避免變形和振動。

　　4、生產方面：必須使用高精度專用精密鍛床、銑床、車床、磨床等，并確保設計尺寸精度和表面質量。

　　5、檢測方面：所有關鍵零部件必須使用精密測量儀器檢驗合格后才能裝配，關鍵零部件和工業機器人產品必須進入實驗室，按照國家和國際標準，經過嚴格測試， 在壽命、可靠性、強度、剛性、精度等各方面均達到或超過標準要求后，才可以銷售使用。

六軸機器人巨鱷企業發展簡覽

　　在采訪中，許多企業對庫卡、ABB、史陶比爾在中國的發展提出興趣。本期特輯，《伺服與運動控制》也特別整理這幾家巨頭企業在中國的發展特色。

KUKA，重在為中國提供柔性制造

注：庫卡（KUKA）及其德國母公司是世界工業機器人和自動控制系統領域的頂尖制造商，于1898年在德國奧格斯堡成立，2011年3月中國公司更名為：庫卡機器人（上海）有限公司。

　　特色1：攜手業內系統集成商合作開發

　　庫卡機器人（上海）一個非常成功的模式就是攜手業內的系統集成商合作開發各類應用。作為自動化產品的供應商，沒有哪家公司完全了解各個行業應用的工藝細節要求。比如說，焊接有焊接的要求，要多大電流電壓才能焊接成功，每個行業都有著不同的生產標準。在這方面，庫卡通過顧問形式由相應的部門與客戶針對使用、維護等多方面進行咨詢和深入探討，清楚了解客戶需求并做出相關應對，幫助他們達成能夠實現其工藝的自動化要求。

　　特色2：創新發展

　　除了了解行業情況開展合作，庫卡自身進行了多元創新。比如，庫卡在控制方面打造了一個資源共享平臺。在機械結構方面，庫卡機器人手臂通過優化，較之老款纖細很多。

　　庫卡的另一個設計理念是盡量使用較少品種的配件，并盡可能實現通用性。另外，對硬件進行簡化，在一些機器人系統里增還加了待機模式，進行節能。在自動化技術朝智能化方向發展同時，庫卡也著手智能機器人的開發。目前庫卡機器人設有一個專門的實驗室用以開發面向服務行業的下一代庫卡智能機器人。除了大力開發智能化機器人外，庫卡也致力于將其在全球成功的應用經驗帶到中國。

ABB，以汽車行業為例

注：自1994年進入中國市場，ABB機器人在中國的發展已有19個年頭。在這19年里，ABB向中國用戶提供了大量的機器人單體產品。與此同時，ABB還提供任何行業及應用領域的機器人系統集成業務。

　　ABB一直將汽車行業視作重點發展行業。汽車行業中，能夠應用到機器人的環節大致有汽車總裝、沖壓、焊接以及噴涂四個環節。前三者由于技術相對簡單成熟，機器人在這三個環節的應用也較早，而噴涂作為汽車生產中最復雜的環節之一，對機器人的應用只是近幾十年才逐步發展起來。ABB的IRB5500就是專門用作汽車整車車身噴涂的一款機器人產品，不僅能夠替代生產線上的大量人工，更由于其強大的動力加速度，能夠做到連續工作，而不影響噴涂質量。

　　這幾年，隨著機器人企業發展，市場競爭壓力逐漸加大。面對外界壓力，ABB正通過不斷的技術革新來應對各方的競爭。比如，當一條生產線目前需要4- 6臺機器人作業時，ABB已在考慮通過技術手段，力圖用2- 3臺機器人來完成同樣的工作，而這個結果的直接受益者就是用戶。

史陶比爾，不管哪個行業，都有對應方案

　　史陶比爾的優勢在于不管是哪種行業、哪種生產活動，他們都能提出與之相對應的解決方案。比如包裝行業，史陶比爾可以為不同的包裝需求定制不同的產品。除非部分特別復雜的應用或者行業需求，史陶比爾能夠在短時間內為客戶完成解決方案。

　　同時，其是世界上少數自己研發、自己裝配機器人減速器的企業。并且，史陶比爾采用開放性平臺，方便為各行各業進行二次開發，以達到專業定制的效果。

四軸水平關節機器人及機械手

眾為興：四軸多關節機器人瞄準電子市場

深圳眾為興技術股份有限公司市場部經理劉勇

注：深圳眾為興在傳統運動控制領域彰顯實力同時，2010年強勢進軍機器人市場，研發出四軸、六軸多關節機器人，并在多種場合應用。其主流產品四軸水平關節機器人對國外四軸機器人品牌造成一定沖擊。

　　目前國產機器人企業發展存在三大誤區：第一種，將自身產品定位于高端產品，采購與生產成本高，市場基本不認可；第二種，認為工業機器人就是六軸，要做就做六軸，沒有從自身角度出發，難度大，和國外的成熟產品競爭，這樣也得不到市場的認可；第三種，定位六軸，行業上又定位在市場巨大，同時也是攻關難度最大的焊接、打磨等，在實際的推廣中遇到極大的阻力。

　　眾為興經過一段時間的摸索，根據地域與行業特點，最終選定與機器人發展密切相關的珠三角電子行業作為發展方向。電子行業流水線操作、輕物抓取與短距離臂展等特點非常適合四軸水平多關節機器人應用。現在自動化改造領先的電子廠，一般都會采用10臺以上機器人。

　　優勢是，眾為興是目前在此領域真正具有自主控制核心的國內品牌，而國外多集中于六關節。同時，眾為興在電子行業十年的積累，地域上也處于珠三角的中心區域。

　　由于靠近市場，在實際的工作中，能夠快速的相應客戶現場的反饋，比如，之前機器人控制器給用戶造成操作上的不便，一些細節例如按鈕開關設置，在界面設置上與操作人員深入溝通，工程師就可在現場進行改動。工業現場的電磁環境和在公司內部的環境也是不同，也需要機器人去適應與經驗的積累。目前公司正發展高速性能的機器人產品。

福士工業：國產品牌心態可以更開放

深圳市福士工業科技有限公司銷售主管李俊
注：福士08年注冊，10年四軸水平關節機器人開始生產并小規模應用，如今機器人每年保持30-40%增長，吸引我們注意的除了其貿易性企業向實體性企業轉型的特殊發展模型，還有其在發展過程中所表現出的開放心態：注重產學研結合，并與同行相互扶持。

五維度發展

　　從貿易型企業轉向實體型企業，福士工業這幾年一直強調五個方面的發展。第一方面，更開放合作，例如產學研結合，將資源進行整合，彌補之前貿易型企業在研發上的不足；第二方面，產品定制與非標設計相結合，滿足用戶更多元需求；第三方面，采取渠道銷售、終端銷售與嘗試租賃模式相結合的方式；第四方面，注重研發與應用的結合，與同行合作，進行系統集成；第五方面，注重技術服務的質量與及時性。

　　產學研方面，福士工業已與中科院、華南理工等高校院所建立合作關系，對于新型國產機器人而言，資源無疑擺在首位。由于從貿易出身，福士具備一定的市場經驗與優勢，但其對于研發以及新技術的缺乏，確實存在一些障礙，不過強調資源整合確實是非常適合的一條道路。當然，該資源本身也包括技術積累。

　　產品定制與非標設計方面，在標準設計大行其道之時做一些定制化開發，對有需要的企業而言確實具有吸引力。

　　第三方面的租賃銷售是一種傳統的銷售模式，但是對于機器人領域而言，卻表現出“新意”，這一領域客戶主要針對存在波峰與波谷的經濟型市場，其中的企業對產品有一定需求，但是又不具備購買條件。優勢是可以形成較好的市場前期鋪墊，一旦中小型企業成長，這一市場將轉變成購買市場，為后續發展助力。弊端是，租賃本身具有訂單、時長、信用等級、第三方支付等問題，經濟型企業本身也存在經濟上的風險，所以需要多重考慮與決策。

　　與同行合作，是福士開放性心態的又一體現，其在產品發展上不局限于單一產品，更在于對于系統集成的把握與積累。一些產品線中需要多元產品共同搭配時，福士也將與其他企業誠摯合作，共同促進機器人產業發展。

　　技術服務的質量與及時性，一方面是國外品牌在這一領域的局限，另一方面是源于用戶需要。目前福士在北京、上海、寧波等地都有分公司。

未來，重視非標應用

　　在產品開發過程中，福士工業不做全，只做專。其四軸水平關節機器人臂展從300毫米到1.4米，負荷從1公斤到20公斤，這在業界來說是比較少的。主攻方向主要為電子行業，覆蓋括上下料、打螺絲、搬運、噴涂、測試、焊錫等并大力開發氬弧焊焊接市場。

　　未來，福士水平四軸關節機器人將向三個方向發展：一個是產品越來越簡單、智能、易操作；第二個是在原有標準產品基礎上重視非標應用，如：增加擺動旋轉軸，在焊接領域定制等；第三個是采用新的運動控制及關鍵部件以降低成本，增強產品的競爭力并為客戶節省開支。

終端應用

全球機器人市場銷量

　　2012年工業機器人總銷售量超過159000臺，僅比2011年歷史最高銷量略微下降4%。

　　2008年至2012年期間，機器人的年均銷售增長率高達9%。由于世界各國的工業自動化進程都在加速，對工業機器人的需求持續增長。

全球機器人地域分布

　　2012年全球機器人總銷量的70%集中在5個國家，即日本、中國、美國、韓國和德國。日本的機器人購買量繼續小幅上升，達到28700臺，電子工業大幅削減了機器人投資，但汽車工業的機器人訂購量則繼續大幅上升了31%。日本工業機器人的總銷量依然遠低于2005年創出的歷史最高水平44000臺。

全球機器人行業分布

　　在連續三年向工業機器人做出巨額投資后，汽車工業的機器人需求量增長將有所放緩，但是一般工業（工業機器人領域按客戶所在行業劃分為汽車行業和一般工業，一般工業特指除汽車工業之外的所有其他工業行業的機器人購買量將繼續上升。

　　2012年，電子工業的機器人購買量的降低是導致2012年全球工業機器人總銷量略微下降的主要原因。2012年，全球汽車工業的機器人購買量繼續上升，增幅為6%。化學和橡膠工業、塑料工業以及食品工業的機器人訂購量都開始增高，而金屬加工業和機床工業的訂購則略有減少。

工業機器人的應用功能分布

　　具體到實現功能上，工業機器人實現的功能性操作主要包括工件處理、焊接、裝配、潔凈車間、分配和工藝加工等。其中工件處理、焊接和裝配是最核心最常見的三大應用功能。

中國機器人市場銷量

　　2012年，中國已成為僅次于日本的全球第二大機器人市場。盡管中國的機器人購買量在2012年僅有小幅上升，達到23000臺，但中國是全球增長最快的市場。2005年至2012年期間，中國工業機器人的銷售量以年均25%左右的速度高速增長。

中國機器人行業分布

　　與汽車工業緊密相關的焊接是中國市場中應用最廣泛的功能。其次是工件處理和裝配等操作功能。

汽車與鎖螺絲行業

汽車行業：需求放緩，一般工業應用將增多

上海發那科機器人有限公司

注：FANUC機器人在汽車行業一直有著“霸主”地位：是通用集團指定全球唯一的機器人供應商，連續多年獲通用公司“最佳供應商獎”；是德國大眾公司指定的兩家機器人供應商之一，獲得德國大眾集團的“優秀供應商”（全球只有15家）。

　　數據顯示，汽車行業仍是工業機器人的主要應用領域。目前，美國60%的工業機器人用于汽車生產。全世界用于汽車工業的工業機器人已經達到總用量的37%，用于汽車零部件的工業機器人約占24%。目前，發那科焊接、切割、涂膠、搬運及裝配機器人已廣泛應用于汽車風擋、汽車摩托車車燈、底盤零部件、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等零部件的焊接、沖壓、檢測等工序中。

　　但全球機器人的應用統計同時顯示，汽車工業的機器人需求將在未來幾年有所放緩，一般工業機器人的銷售量將持續上升。“經歷了幾輪人工成本上漲之后，中國很多工廠出現了用工荒。隨著經濟的發展，中國制造必然會從勞動密集型轉向高端技術型。”2012- 2013年期間，FANUC針對汽車行業推出了相關機器人新品：弧焊機器人FANUC R- 0iA，適用于在狹小空間內的弧焊作業。

　　針對中國汽車行業亟待升級轉型的現狀，FANUC主要會從以下3點來做出調整：第一是產品多樣化，也就是按需求開發新產品，使得FANUC機器人能夠滿足多種汽車生產商的需要；第二是繼續堅持做機器人專家，保證FANUC機器人產品的品質，加強機器人的穩定性；第三是提供快捷周到的專業服務團隊，靈活響應客戶的定制需求，不斷以創新技術、智能化設備滿足客戶不斷提高的技術要求。

鎖螺絲行業：要求高速高精

東莞市鑫拓智能機械科技有限公司

　　工業機器人可以自動鎖付各種立體空間內的螺絲，如：三維空間內自動吹鎖螺絲、自動吸鎖螺絲、自動吹吸鎖螺絲等，可以廣泛應用在復雜產品結構要求下高速高精度鎖螺絲的需求。該領域一般對工業機器人有以下要求：精確定位、扭力達到規定要求、通用性強、有自檢能力強、可示教編程性強、操作簡便等。

　　研發與設計時需要掌握如下技術點：工業機器人控制技術、工業自動控制技術、視覺定位技術、精密制造技術、機加工和表面熱處理技術等。

　　選型時需注意，如：若螺絲分布在軸線平行的空間內，可以選用四軸工業機器人，若螺絲軸線分布在三維空間內，可以選用六軸關節機器人。

　　在應用時要注意：工業機器人控制技術和工業自動控制技術要自由溝通，做好控制指令和信號一致，確保指令得到及時的執行。

汽車與電子半導體行業

汽車行業：QUANTEC系列

庫卡機器人（上海）有限公司

　　庫卡在德國乃至歐洲的汽車行業，庫卡機器人的市場占有率始終名列前茅。一直以來，汽車行業都是庫卡的強項，這和該企業的歷史不無關系。

　　1956年，KUKA公司向大眾汽車股份有限公司提供了第一條多點自動焊接生產線；1973年，KUKA公司于全球業界第一家推出了由微處理器控制并采用機電六軸驅動的FAMULUS工業機器人，并正式將其投入市場；1981年，KUKA公司開始向美國及歐洲地區市場拓展業務，并在國外建立了生產基地；1996年，KUKA機器人集團的工業機器人研發取得了突破性的進展。

　　當時，第一臺由KUKA公司開發的、采用PC機控制系統的機器人宣布投放市場，KUKA公司由此開創了以機械設備、軟件系統、控制系統完美結合為特征的、“真正的”機電一體化時代。

　　1986年，KUKA機器人進入其重要市場——中國。當時，KUKA公司將一臺機器人產品贈送給了一汽卡車作為試用品，這臺機器人也成為了中國汽車工業應用的第一臺工業機器人；1994年之后，KUKA機器人開始大批量進入中國市場。當時中國國內的汽車龍頭企業東風汽車及長安汽車，分別引進了KUKA公司的一條焊裝線，隨線安裝的機器人都達到了數十臺。

　　目前，庫卡全球15%的市場集中在中國市場，其中汽車工業的比例就占到將近50%。

　　庫卡在汽車領域，正不斷針對中國市場推出合適創新產品。例如QUANTEC系列機器人能夠以最短的作業周期提供最大的產出，是專門為未來緊湊型車身生產車間設計。同時該系列機器人采用模塊化設計，能夠根據結構部件、齒輪以及電動機組進行組合。負荷能力從90至300公斤、最大作用范圍從2500至3100毫米的所有機器人。

　　新款KRQUANTEC機器人系列，在保持庫卡機器人高性能品質的同時，還擁有創新型的低碳環保特性。自身減重最高至160公斤，最高減重達12%，建立了能量供應與負載之間能效的新標準。其次，從制造到處理的每一個環節，機器人系列減少能源消耗多達50%。

電子及半導體行業：要求精準化與高速

深圳威洛博機器人有限公司

　　在電子及半導體行業中，機器人高強度、智能化以及安全性等特點，能夠解決大量的人工需求問題，大大提高生產精度和產品的質量，降低管理成本等；這在工業革命中是不可逆襲的趨勢。由于電子及半導體行業的終端應用要求精準化、高速度等，所以，工業機器人在生產過程中更需突出控制裝置的穩定性、機器人結構的完美性。

　　在選型時，首先著重于需求精度、速度、負載、行程、工作方式等；在應用過程中，由于電子和半導體行業是高新技術產業，在精度、生產環境等方面要求特別嚴格，所以盡量采用全密封式機械手。

包裝物流行業：四軸高速碼垛專用機器

庫卡機器人（上海）有限公司

　　在包裝物流行業，KUKA提供了一系列四軸高速碼垛專用機器人產品，其負載范圍涵蓋40公斤、100公斤、180公斤、270公斤、300公斤、450公斤、470公斤、570公斤、700公斤，以及1300公斤。其中的一部分KUKA機器人還使用了新型碳纖維加強材料 CFK。這種新型材料可以使機器人自身的重量大幅度減輕，進而在保持較低慣性力的前提下可有效確保機器人實現更快、更高的加速和減速進程，使機器人既可滿足高速運行過程中對其剛度的特殊需求，又可大幅度提高機器人本身的動慣性能。所有碼垛機器人控制器采用和標準機器人完全相同的標準。

　　另外，碼垛專用的專家軟件功能包KUKA.PalletLayout、KUKA.PalletPro、KUKA.PalletTech等產品，可以提供非常輕松的碼垛應用編程環境，使復雜的堆、碼垛流程變得簡單易行。通過技術的不斷創新，使得自動化變得簡單輕松，這正是KUKA公司不斷追求的目標。

　　另外，在一些特殊的應用場合，KUKA還提供了一些特殊的機器人，比如KR 180-2 PA Arctic是一款基于標準的4軸180公斤負載的機器人的基礎上經過特殊的處理，該款機器人可在零下 30 度的條件下全負荷工作，而機器人無需防護罩和額外加熱裝置。這樣的話，對于必須在冷藏車間的環境下工作的復雜堆碼垛過程，像冰淇淋、比薩餅、快餐、魚排等的操作-無論貨物凍到何種程度，Arctic機器人在貨盤面前從不會“退卻”。還有，像食品行業需要有衛生標準要求的，KUKA可以提供HO系列的經過特殊密封處理的產品。

搬運行業：強調穩定性

深圳眾為興技術股份有限公司

　　機器人目前主流應用功能有搬運、裝配、噴涂、焊接。其技術難度從搬運到焊接上依次增加。四軸關節機器人，按功能分類主要為搬運與裝配。眾為興四軸關節機器人，主要應用為搬運。

　　眾為興在此領域上主要是和國外的機器人品牌有競爭，國內其他企業在此領域的控制核心部分和關鍵部件上基本不具備優勢。于是，眾為興在此領域的競爭，主要是和國外的品牌競爭。

　　行業間有個比較流行的故事，國外E企業曾兩次通過渠道購買眾為興產品進行分析。第一次時判斷，這樣產品競爭力不夠，過了一段時間，又購買了一臺進行分析第卻詫異起來：還是同樣的價格，其產品卻有具備了一定的市場優勢。也許是刺激了對方，隨后，對方對其產品進行改造，并推出新品。可以說，眾為興在此領域對國外品牌降價做了一定貢獻。

　　目前眾為興正在研發的為總線型機器人。“加強設備之間通訊是機器人重要發展方向。”雖然國內一些企業也自發成立相關總線標準，但還不夠成熟，影響力非常小。比較常見的總線還是歐美常用總線。

　　在行業上，目前眾為興看好設備上下料機器人的應用發展。