工业机械手设备研究报告.docx

工业机械手的行业的行业分析
第一章、工业机械手的行业发展状况
第一节、工业机械手行业概况
1、工业机械手的发展历史
机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它是机器 人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造 和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。在现代生产 过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械手虽然目前还不如人手那样 灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量 比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到 了应用。
机械手首先是从美国开始研制的。195年8美国联合控制公司研制出第一台 机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机 构，控制系统是示教形的。196年2，美国联合控制公司在上述方案的基础上又 试制成一台数控示教再现型机械手。商名为 （即万能自动）。运动系统
仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存 储装置。不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年，美国机械 制造公司也实验成功一种叫 机械手。该机械手的中央立柱可以回转、
升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。这两种出现在六十年代初的机械手， 是后来国外工业机械手发展的基础。 年美国 公司和斯坦福大学，
麻省理工学院联合研制一种 型工业机械手，装有小型电子计算
机进行控制，用于装配作业，定位误差小于土 毫米。联邦德国 公司还生
产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。
目前，机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；改进的方向主 要是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算控 制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感 觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。第三代机械手则能独立完成工作中过
程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系
统 和柔性制造单元 中的重要一环节。
、机械手产品链及产业链构成
羟错商
]0I
中游：工业机器人制造
销售渠道
下游I工业机器人应用行业
贸易商
代理商
直舞
工程商
汽车
电子电箕
檄腕壁料
但工
盒展瘠I1昂
机器人本体制造
中国工业机器手上游零部件行业主要是减速机、伺服电机、变频器、控制器

变频器
同能电机
臧速机
控制器
其他
上游：工业机器人零部件制造

等，其中减速器、伺服电机及伺服系统在工业机器人成本中所占比重比较大，分 别为39，%28，%本体制造占比为22。%
虽然减速机、伺服系统在工业机器人成本中所占比重比较大，但国内减速机、 伺服电机等关键部件发展相对滞后，技术水平较低，产品稳定性差，与国外产品 相比存在不少的差距，导致国内工业机械手减速机、伺服电机等零部件主要依赖 进口，国内企业工业机器人生产成本较高，争力较弱。其中进口减速机主要有
B住友等品牌，伺服电机主要有安川，三菱，西门子等品牌。
3、中国工业机械手近年发展状况
当前，我国进口的工业机器人主要来自日本，但是随着诸如“机器人”类似 的具有自有知识产权的企业不断出现，越来越多的工业机器人将会由中国制造。
我国在自动化领域今年来的发展也非常快速，近年来国内的工业机器人又在实践 中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛 等各种用途的工业机器人。
然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明 显。从市场占有率来说，更无法相提并论，但是国内工业机器人的发展将逐渐在 缩短这样的距离，这就是环境造就的，相信未来几年，将会越做越好。就比如近 年来，工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、便于操作和维修），而单机价 格不断下降;加上工业机器人的机械结构向模块化、可重构化发展;控制系统向基 于 机的开放型控制器方向发展 工业机器人逐渐向更深更广方向的发展
以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范周还在不断地扩大，已从汽车制 造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系 统维护维修机器人等各种非制造行业。
第二章、行业产品需求及预测
我国工业机器人行业近几年增速在30以%上。
世界机器人联合会发布的201年4世界机器人统计数据报告显示，201年7中 国生产使用的机器人总量将由现有的16机万2部增加到42机万8部，而北美地区预 计总使用量为29机万2部，欧洲最大的五个经济体总计为34机万3部，中国将成为 世界工业机器人第一使用大国。
前瞻产业研究院发布的《2015-年2中0国2工0业机器人行业产销需求预测与 转型升级分析报告》显示，201年3，我国共销售3机万7台工业机器人，占全球 销量的20机，6已7超%越日本成为全球最大的工业机器人市场。201年4，工业机 器人行业销售收入占 的比重由上年的 上升至 ，行业在国民经
济中的地位愈发重要。
和全球工业机器人市场类似，我国的工业机器人的三大主要种类为焊接、搬 运、喷涂。现阶段，我国工业机器人一般运用在制造、安装、检测、物流等生产 环节，应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、 装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业。近几年，除 汽车工业外，电子、物流等行业的机器人安装数量增长也很快。
工业机器人使用成本仅为人工的23。%工业机器人产品按十年使用寿命折旧 （含维护费用）每年成本约5万元，而三个成熟的焊接技工每年的成本达到7. 万元*3=2万1元.6。从这个比较可以直观看出，一台工业机器人在产生相同效益 时，投入的成本是使用人工成本的23。%这个比例将大大降低企业的制造成本， 为企业盈利提供广阔空间，也提高了企业的价格竞争优势。或者从另外一个角度 看，也就意味着企业投资工业机器人2-年3即可收回成本。
回顾中国近二十年的经济发展，农村劳动力转移和人口红利相互叠加为制造 业提供了大量的廉价劳动力。而今天，刘易斯拐点隐现和人口红利逐渐减弱，导 致传统依赖廉价劳动力成本的发展模式受到挑战，从而促进了制造业转型期对机 器人的需求：一方面，劳动力价格上升给企业带来直接成本压力，促使企业使用 机器替代人工；另一方面，劳动力价格上升预期也推动企业推动机器普及和提升 来规避未来劳动力价格继续上升的风险。工业机器人及成套设备的应用能将工人 从繁重或有害的体力劳动中解放出来，解决当前劳动力短缺问题，提高生产效率 和产品质量。此外，工业机器人动作准确性高、具有可控的生产能力，可以提高 产品稳定性，实现多品种、小批量生产，加快产品更新周期。
中国版的“工业4.0”的背景下，在制造业面临升级压力和人口红利消失的 情况下，我国工业化和信息化融合进入快车道。机器人成本的下降，加之人工成 本的上升，使得“剪刀差”出现，越来越多的行业将加快推进“机器人替代人” 的过程，工业自动化将是重要的产业发展方向。作为先进制造业中不可替代的重 要装备和手段，工业机器人的应用和普及自然成为企业较理想的选择。据 IFR 统计显示，2005-2年01期4间，中国工业机器人的销售量以年均25左%右的速度 高速增长。随着产业转型升级的需求，人力成本的上升，以及国家政策的扶持， 我国工业机器人未来的增速可达30%以上。
第三章、 机械手的应用意义及发展趋势
1、 机械手应用意义
在机械工业中，机械手的应用具有以下意义：
1 .可以提高生产过程的自动化程度
应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的 装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业
生产机械化和自动化的步伐。
2.可以改善劳动条件、避免人身事故
在高 温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒 性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。 而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动 条件。同时，在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工 作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
3.可以减少人力，便于有节奏的生产
应用 机 械 手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由 于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机 床和综合加工自动生产线上目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制 生产的节拍，便于有节奏地进行生产。
第四章.总结
目前 我国机械手的研发和应用还处在一个发展的阶段，跟美国日本等发达国 家相比还有很大的差距，很多产品还需进口，特别是高灵活、高精度的机械手。 要使我国机械工业更进一步在发展壮大，就必须提高其自动化程度和生产效率， 将人手操作变为机械手操作。同时，国家应加大对机械手及机器人的研发投入， 积极开发出拥有自主知识产权的产品，从根本上解决对国外产品的进口需求。