从技术角度 浅谈工业机器人当前的优劣势

随着人口红利逐渐消失，我国工业机器人市场正处于飞速发展之中，已成为全球最大的工业机器人市场。据工信部透露，至2020年，我国将形成完善的工业机器人产业体系，高端市场占有率将达到45%以上。目前，工业机器人的应用领域主要集中在汽车工业和电子电气工业，如弧焊机器人、点焊机器人和搬运机器人在生产中广泛应用。接下来，我们将从技术角度深入探讨工业机器人的优劣势。

一、灵活多变的应用

工业机器人以其可编程和多自由度运动的特点，展现出惊人的应用灵活性。相较于专为某一特定工业应用或单一客户定制的专机，工业机器人的优势在于其能够轻松应对多种任务。当工业应用需求发生变动时，只需对机器人进行重新编程，而无需在硬件上进行大量投资。

这种灵活性也意味着在效率方面存在一定的相对不足。虽然专机为特定应用定制，牺牲了通用性，但在满足客户需求的生产量上表现卓越。而工业机器人的灵活性正是其在追求效率的同时所付出的某种平衡代价。

二、卓越的机电性能

工业机器人的运动精度可普遍达到低于0.1毫米的标准，同时能够轻松抓取重达一吨的物体，伸展范围可达三四米。这一性能足以满足绝大多数工业应用的需求，即使是对于一些高要求的加工任务，如苹果手机的生产线，机器人也能圆满完成。随着技术的不断进步，以前一些看似不可能完成的任务，如今都能依靠工业机器人的高精度运动来实现，如激光焊接或切割。

与一些传统的高端设备相比，如高精度数控机床、激光校准设备，或是针对特殊环境（高温或低温）的设备，工业机器人的性能尚有一定的差距。

三、人机合作的新时代

传统的工业机器人通常在封闭的环境中工作，因为它们存在潜在的危险。想象一下，一个机器人抓着几百公斤的物体，以四米每秒的速度运动，确实不是闹着玩的。出于安全考虑，机器人在集成时不会过多地考虑外部环境的特殊性。通常的做法是为机器人配备笼子，当笼子门打开时，机器人会自动暂停。这无疑增加了机器人集成的成本，并影响了生产线的布局和效率。

现代的工业机器人正在打破这一传统观念。越来越多的机器人能够安全地与人一起工作，如RethinkRobotics的Baxter和UniversalRobots的PR系列等。随着产业需求的转变，人们不再仅仅追求自动化带来的精度、速度和重量上的优势，人机安全合作已成为当下的重要课题。

四、便捷易用性

传统工业机器人的工作方式本质上是通过一系列路径点进行运动，同时与外部设备如夹具、输送线等进行信号交互。这一过程需要机器人操作者进行编程操作。各大领先公司都有自己的编程语言和环境，因此操作者需要参加相应的培训学习。但随着机器人适用范围的扩大，这一成本逐渐凸显。

尽管有声音呼吁简化机器人编程方式的声音越来越高涨，但传统厂家仍然坚守自家的编程环境。然而也有一些新兴企业敢于挑战现状。他们从零开始探索创新技术并取得成功案例的企业也获得了市场的认可与赞誉。例如RethinkRobotics和UniversalRobots推出的简易编程方案正是对传统工业机器人操作方式的一种颠覆与革新证明了在颠覆性技术领域中为何颠覆性技术往往会在敢于挑战的后起之秀中成功发扬壮大即使他们拥有的资源可能并不领先他们仍然能够凭借其创新精神开辟新的市场领域并取得成功这正是工业机器人行业的活力所在也是其不断向前发展的动力源泉之一。随着领先者在颠覆性技术上的每一步前进，他们离自己的稳定地位似乎越来越远，面临的内外挑战也愈发严峻。在这个变革的时代，机器人的易用性正受到前所未有的关注。如何让普通人无需经过长时间的培训，便能像操作iPhone一样轻松驾驭机器人，已成为各大厂商争相投资的研究方向。

谈及成本，机器人的价格从小型几万到大型数百万人民币不等。虽然这个价格相较于高端专业制造设备显得亲民，但与国内小集成商的自动化方案相比仍可能较高。但从全球工业界的广泛欢迎程度来看，机器人自动化的经济优势似乎已经普遍达到了一个临界点，超越了其他替代方案如人工或专用设备。这一成本投入，似乎正逐渐变得值得。

要降低传统机器人的硬件成本，空间已不大。工业机器人作为一个开环的运动机构，依赖于电机和齿轮箱的高精度配合。领先厂商的关键零部件大多源于日本几家厂商。国内厂商即便采购相同零部件，成本也不会大幅度降低。要想真正促进国内机器人厂商的发展，需要中国零部件制造商迎头赶上，以价格优势打破垄断。

一些企业选择另辟蹊径，寻求其他技术和市场。例如，RethinkRobotics曾考虑使用塑料齿轮箱来降低成本，并通过视觉技术来弥补运动精度的损失。虽然Baxter机器人在精度和速度上暂时无法与传统机器人相比，但在物料处理应用中已足够应对。随着Rethink的持续努力，通过软件的智能化弥补硬件差距，或许真能达到与传统工业机器人一较高下的程度。

至于智能性，尽管现在市场对机器人的主流需求是力量、速度和准确性，但智能性同样重要。企业需要投资让机器人更好地理解人的指挥意图，自主规划任务，适应环境变化，通过多感官判断零部件的装配质量等。美国在这方面做得较好，ROSIndustrial和RethinkRobotics等公司都在进行前沿的探索。

随着工业机器人的普及，行业对人才的需求也日益增长。培训机构的发展却跟不上市场的步伐。一方面，机器人厂商、系统集成商以及汽车加工制造业急需人才；另一方面，现有的高校和职校培训资源不足，课程设置滞后。虽然一些机器人厂商提供培训，但存在诸多短板，难以满足市场需求。这导致许多有志于投身机器人行业的人难以找到合适的培训机会。