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《中国制造2025》机器人领域技术路线图解读
2015-12-02    来源:    发布者:

导读

机器人是一种半自主或全自主工作的机器,集现代制造技术、新型材料技术和信息控制技术为一体,是智能制造的代表性产品。机器人包括在制造环境下应用的工业机器人和非制造环境下应用的服务机器人两大类。

 

 
 
需求

 

近年来,我国机器人市场快速发展。2014年,中国工业机器人销量达到5.6万台,成为全球第一大工业机器人市场。养老助残、救灾救援、公共安全等多种型号的服务机器人已开始进入示范应用,清洁机器人、两轮自平衡车和模型无人机等家用服务机器人已进入消费市场。预计到2020年工业机器人销量将达15万台,保有量达80万台;到2025年工业机器人销量将达26万台,保有量达180万台。

 

 

 
 
目标

 

2020年,基本建成以市场为导向、企业为主体、产学研用紧密结合的机器人产业体系。自主品牌工业机器人国内市场占有率达到50%,国产关键零部件国内市场占有率达到50%,产品平均无故障时间(MTBF)达到8万小时;服务机器人在养老、康复、社会服务、救灾救援等领域实现小批量生产及应用;新一代机器人的核心技术取得突破;培育出2~3家年产万台以上、产值规模超过百亿元、具有国际竞争力的龙头企业,打造出5~8个机器人配套产业集群。

 

2025年,形成完善的机器人产业体系,机器人研发、制造及系统集成能力力争达到世界先进水平。自主品牌工业机器人国内市场占有率达到70%,国产关键零部件国内市场占有率达到70%,产品主要技术指标达到国外同类产品水平,平均无故障时间达到国际先进水平;服务机器人实现大批量规模生产,在人民生活、社会服务和国防建设中开始普及应用,部分产品实现出口;新一代机器人样机研制成功,并实现一定规模的示范应用;有1~2家企业进入世界前五名。

 

 
 
发展重点

  

重点产品
 

 

 

 

01

 

工业机器人

 

实现多关节工业机器人、并联机器人、移动机器人的本体开发及批量生产,使国产工业机器人在焊接、搬运、喷涂、加工、装配、检测、清洁生产等方面实现规模化集成应用。

 

02

 

服务机器人

 

重点开发养老助残、家政服务、社会公共服务、教育娱乐等消费服务领域的机器人;重点开发医疗康复机器人、空间机器人、救援机器人、能源安全机器人、无人机等特种机器人。

 

03

 

新一代机器人

 

积极研发能够满足智能制造需求,特别是与小批量定制、个性化制造、柔性制造相适应的,可完成动态、复杂作业使命,可以与人类协同作业的新一代机器人。

 

 

 

关键零部件
 

 

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机器人专用摆线针轮减速器

 

传动精度和回差小于1角分,传动效率大于80%,噪音小于75分贝,温升小于45°C,寿命大于6000小时,额定输出转矩100Nm~6000Nm,加速度转矩200Nm~12000Nm,瞬时加速转矩500Nm~30000Nm。

 

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谐波减速器

 

传动精度和回差小于1角分,传动效率大于80%,允许最高输入转速6000转/分,寿命大于10000小时,额定输出转矩4Nm~500Nm,加速度转矩8Nm~1100Nm,瞬时加速转矩16Nm~2200Nm。

 

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高速高性能机器人控制器

 

通讯方式:高速总线接口,控制轴数为8轴,插补周期小于1毫秒。

 

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伺服驱动器

 

供电电压220V~380V,连续输出电流1A~50A,过载能力:2倍过载持续1秒、3倍过载持续0.5秒、5倍过载持续0.3秒,空载速度环带宽:600Hz以上,通讯方式CAN、EtherCAT、PowerLink总线接口。

 

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高精度机器人专用伺服电机

 

供电电压220V~380V,功率0.1KW~15KW,过载能力:2倍过载持续1.5秒、3倍过载持续0.8秒、5倍过载持续0.5秒,转速1500rpm~6000rpm,额定输出扭矩0.32Nm~32Nm,峰值扭矩1.6Nm~160Nm。

 

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传感器

 

重点开发关节位置、力矩、视觉、触觉、光敏、高频测量、激光位移等传感器,满足国内机器人产业的应用需求。

  

关键共性技术
 

 

 

整机技术

 

以机器人的系列化设计和批量化制造,提高机器人产品的控制性能、人机交互性能和可靠性性能,提高机器人负载/自重比、人机协作安全为目标,分阶段开展关键共性技术攻关。

 

 

部件技术

 

以突破机器人关键零部件、满足国内市场应用,满足与人协作型机器人的关键部件需求,满足新型机器人关键部件需求为目标,分阶段开展关键共性技术攻关。

 

 

集成应用技术

 

以提升机器人任务重构、偏差自适应调整的能力,提高机器人在人机共存环境中完成复杂任务的能力,促进机器人融入人类生活为目标,分阶段开展关键共性技术攻关。

 

 

 
 
应用示范工程

 

 
机器人关键零部件研制及应用示范工程
 

 

支持减速器、控制器、伺服电机及驱动器、传感器等关键零部件的研制及产业化应用。

 

 
工业机器人核心技术研究及应用示范工程
 

 

支持工业机器人核心技术、多工业机器人协作技术及智能工业机器人技术研究,并按照细分行业推进示范应用。

 

 
服务机器人技术研究及应用示范工程
 

 

重点支持医疗、康复、养老、助残、救援等社会公共服务机器人的研制,创造良好社会和政策环境,推进国产产品的示范应用。

 

 
机器人人才培养示范工程
 

 

加强机器人相关专业学科建设,加强多学科交叉整合,加强国际交流与学习,

加快引进海外高端人才,设立机器人教学示范点,培养基础人才。

 

 

 
 
战略支撑和保障

 

编制机器人专项规划,支持和推动机器人自主创新能力建设和自主品牌建设,对产业发展具有带动性或突出贡献的企业或项目给予奖励,落实《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2015-2017年)》对工业机器人关键技术产业化项目的支持。

 

建议建立国家机器人协同创新中心,开展机器人共性技术和关键技术研究。

 

建立国家机器人检测与评定中心,实现机器人及其关键零部件性能检测能力,及可靠性和安全性能评价能力,推广机器人评价、认证体系。

 

加强机器人基础共性标准、关键技术标准和重点应用标准的研究制定,积极参与国际标准化工作。

 

(来源:国家制造强国建设战略咨询委员会)

 

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