21世紀機器人及其電機的市場展望
唐蘇亞(漣水縣技術改造辦公室 江蘇223400)
摘 要 闡述機器人及其電機的發展概況、市場前景,指出機器人將成為21世紀又一世界性的支柱產業,機器人電機具有廣闊的開發前景。
敘 詞機器人電機市場前景
1 機器人
1.1 機器人的發展概況
機器人是一種集機械、電子、傳感技術、控制技術等多種現代技術于一體的機電一體化產品。進入80年代,隨著自動生產流水線以及柔性生產系統(fms)和柔性自動化(fa)在工業生產中的大量應用,機器人發揮著越來越重要的作用。
開發產業用機器人最早國家是美國,1961年,美國公司研制成功世界上第一臺機器人,但由于忽視應用,機器人在美國發展緩慢,直至70年代未才開始迅速發展,到1988年已擁有2.5萬臺機器人。日本在1968年開始研制機器人,比美國晚了7年,但由于日本注重引進美國的先進技術,在機器人的開發速度和實用化方面大大超過了美國。目前,日本的機器人擁有量世界第一,普及率也是世界第一據國際機器人聯盟提供的資料表明,1993年世界產業機器人的工作臺數約61萬臺,其中日本約為37萬臺,占百分之60,美國5方臺,占百分之8,西歐10萬臺,占百分之17,俄國及東歐7萬臺,占百分之12。
1.2機器人的市場概況
在世界產業用機器人市場中,日本、美國和德國共占4/5。從1985年到1990年,每年增長率約百分之20,近幾年增長率有所下降。由于今后企業對自動化、合理化的投資并不會大量減少,所以,產業用機器人的高速發展趨勢不會改變。以日本為例,在產業機器人工業協會成立當初的1972年,產業機器人的年產值大約50億日元,1981年為1 000億元,1985年達3 000億日元,以后逐年增加,1991年達到6 000億日元,1995年達到9 000億日元。預測,2 000年將上升到1.5萬億日元,2005年可達到1.8萬億日元,其中每年的出口額將達到百分之20。
產業機器人普及率****的是日本,每萬名職工擁有312臺,其中****機器人251臺。其次是瑞典、新加坡等。從用途來看,焊接方面使用量****,其次是機床制造和電子裝配。從行業來看,使用機器人最多的是汽車工業,其次是電子工業,尤其是日本和臺灣地區的電子工業使用機器人的比例****。美國的行家們分析,日本生產的汽車之所以成本比美國、歐洲的低百分之5~10,其中一個重要原因在于日本的汽車業大量使用丁機器人。
歐洲的abb機器人公司近幾年發展很快,年產機器人多達3.3萬臺,約占世界市場的2026。德國是歐洲****的機器人市場,年產機器人約5000臺,進出口量各占生產量的百分之30,其機器人生產廠家多達200個,職工2萬多人,產品的百分之45用于汽車等運輸裝配;意大利目前擁有約2.5萬臺機器人,年產機器人約3 000臺,出口量約5 000臺,焊接機器人約占總產量的百分之36。原蘇聯使用的機器人約6.4萬臺,其中百分之80用于程序控制。韓國擁有機器人5 000臺,其中****機器人約為4 000臺。
1.3機器人的技術發展趨勢
目前,產業用機器人的百分之70用于電子、機器制造業以及汽車工業,在整個機器人應用領域,百分之97面向制造業,非制造業僅占百分之3。今后,機器人的應用領域將向食品加工業、橡膠工業以及造船工業方面發展。另外,建筑業、礦業、原子力產業、海洋開發、運輸通信業、醫療福利領域、農業宇宙產業也將是機器人應用發展的重點。非產業用機器人,如家庭自動化用機器人、對高齡者、殘疾人進行生活支援的社會福利用機器人以及休閑用機器人,將在21世紀得到快速發展。預測,非產業機器人的生產比例,2000年將擴大到百分之25,2005年將增至百分之30。同時,隨著機器人智能化的進步,現代機器人的智能化率約為百分之30,2000年將達到百分之40,2005年將增至百分之50,到21世紀下半葉,非產業機器人將實現和汽車產業同步發展,成為又一世界性的支柱產業。
2機器人用電機
2.1機器人對電機的基本要求
機器人一般是由機槭本體、計算機控制系統和伺服驅動系統等三部分組成。機器人接受計算機的指令,按預定的速度和軌跡運動到預定的位置上,或完成~系列復雜的操作。這些動作都是由伺服驅動系統完成的。而伺服驅動系統離不開伺服驅動電機。由于機器人工作環境復雜、控制精度要求高,因此對其伺服驅動電機的基本要求是:
(1)機械時間常數要小,轉矩慣量比要大,以滿足快速反應的要求。
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