直角坐标机器人占工业机器人市场40%

说起直角坐标型机器人，很多人或许并不将其称之为机器人，但从广义上来讲，它也可以算作机器人的一种。根据市场应用情况，直角坐标机器人在中国市场应用占比最大，应用场合也更为广泛。直角坐标型机器人作为工业机器人中系统结构最为简单的一类，因其成本较低，并可以根据不同情况进行灵活组装，而被广泛应用于点胶、注塑、喷涂、码垛、搬运、上下料等常见的工业生产领域。目前，我国使用的工业机器人中40%左右为直角坐标机器人。直角坐标型机器人的应用与优势直角坐标型机器人又称单轴机械手，工业机械臂，电缸等，是以XYZ直角坐标系统为基本数学模型，以伺服电机、步进电机为驱动的单轴机械臂为基本工作单元，以滚珠丝杆、同步皮带、齿轮齿条为常用的传动方式所架构起来的机器人系统，可以完成在XYZ三维坐标系中任意一点的到达和遵循可控的运动轨迹。直角坐标型机器人因末端操作工具的不同，可以非常方便的用作各种自动化设备，完成如焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、（软仿型）喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。应用对象涉及电子、机械、汽车、食品等诸多行业。相对于关节型机器人而言，直角坐标型机器人不仅结构简单，而且成本低廉。直角坐标型组合方式灵活多样，可以组装成单轴到多轴的机械手，如龙门式、悬臂式、壁挂式等，也可根据不同的负载、行程、功能及特殊空间要求，为客户订制所需求产品。同时，X、Y、Z三轴基础上可以扩展旋转轴和翻转轴，构成五自由度和六自由度机器人，或者作为专业自动化机械中的直线定位系统。相较于人工，直角坐标型机器人有无可比拟的优势。直角坐标型机器人运行速度快，重复定位精度高，可有效节省人工成本、快速提升产能，适合大批量生产，可缩短交货周期，能确保产品质量的稳定性、均匀性与一致性，生产制造出来的产品保障性更高。据最新数据统计显示，2014年，大部分直角坐标型机器人厂家的销量都实现了较大程度的增长。去年一年直角坐标型机器人在我国的销售量达1.80万台，总产值1.62亿元，同比增长30%。目前，中国使用的工业机器人中40%左右为直角坐标型，直角坐标型机器人是中国工业机器人市场上销量最大的机器人类型。模仿改进原创直角坐标机器人进化三步骤在中国，直角坐标型机器人的发展史已经有二十余年，基本已经实现了试验、引进到自主开发的转变。国产的直角坐标型机器人的实力虽然还不能与外资的品牌相比，但直角坐标型机器人是目前国产率最高的工业机器人。在中国这个机器人需求大市场中，综合各方因素考虑，对于很多企业，尤其是下游应用企业来说直角坐标型机器人显然是个不错的选择。由于历史的原因，我国的单轴机器人主要经历了三个阶段，模仿改进原创。但现阶段，国内单轴和直角坐标机器人大部分还处于模仿阶段，如果我们不能进行原创性的产品研发和设计，那我们就不可能成长出一流的单轴和直角坐标机器人品牌。深圳银光董事长肖新春对新战略机器人全媒体记者介绍。深圳威洛博总经理吴雪亮也表示了同样的观点：目前，我国的线性机械手主要以模组销售为主，这是产业发展的第一阶段，也是国产品牌立足和努力的阶段，未来，威洛博希望通过品牌塑造走上第二个阶段销售整机坐标机器人及可靠性方案。国产直角坐标机型器人的机遇和挑战现阶段，直角坐标机器人最热门的应用空间在于3C电子市场，直角坐标型机器人在3C行业的销量占据整体销量的半壁江山。除3C行业之外的应用领域，如食品、医药、注塑、机械等领域对直角坐标型机器人的需求亦逐年攀升。国内直角坐标型机器人企业正快速崛起，但受制于成本高、规模小、技术含量不足等因素，与已经有三十余年积淀的外资品牌仍存在差距。中国大部分直角坐标型机器人的速度、精度、稳定性都不及外资品牌，并且其控制系统都需要从国外进口。据有关统计数据显示，2014年中国市场上，直角坐标型机器人国产占比42.22%，其余的57.78%全部为外资品牌占据。在生产加工过程中，由于加工的精度、型材的刚性，以及关键零部件的采购单价等一些硬伤，所以与多关节机器人在实现国产化时所遭遇的尴尬相同，直角坐标型机器人的部分关键零部件也需要依赖进口。由此可见，在赶超外资的道路上，国产的直角坐标型机器人的道路依然困难重重。所幸的是，国产直角坐标机器人企业都已经看到问题，纷纷从多个方面加强自主开发的能力，并立志于打造属于自己的品牌产品，倚重于价格大战的风气逐渐被远离。如深圳银光开始寻求与国产优秀控制器厂商合作；深圳威洛博不搞直销，而是打造国产品牌形象；东莞凯宝也与外资企业合作等。未来直角坐标可朝向模块化发展随着直角坐标机器人的不断发展，未来延伸到模块化机器人。模块化工业机器人由若干功能单元(模块)组成，这些模块之间具有友好的机构连接接口和电气连接接口，可以快速地实现结构样式的变更，功能的转换、重构及扩展。模块化工业机器人主要包含三个阶段。第一阶段是直角坐标机器人，是模块化的初级阶段，主要由X，Y，Z三轴直交组合而成。直角坐标机器人的优点在于：可由单轴模组快速组合和重构；算法简单，通常通过直线差补和圆弧插补即可实现空间曲线和轨迹；精度高，成本低，可直接嫁接到自动化设备和生产线中。不过，直角坐标机器人的缺点在于本体结构缺乏柔性，空间利用率低；工作死角区域大，狭小空间无法进入，容易与周围物体发生干涉和碰撞；行程变更难度大。不可逆转。第二阶段是可扩展串联机器人，一般由三到六个关节模块组成，臂长可以调节或更换。其优点包括可根据现场需要选择轴数和调节臂长；空间利用率高，可深入狭小空间；本体轻型化后，比传统机器人更为轻便。缺点在于仅适用比较轻型的场合，对3C行业是优点；刚性较直角坐标要差。控制趋于复杂；精度控制难度加大。第三阶段是仿生机器人，仿生设计，无限关节与自由度。外形类似蜈蚣和象鼻。其特点主要有自由度更大，更为灵活；可以绕过障碍物，进行精细作业；未来非常有价值的应用。

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