机器人大时代初现端倪——CIMT2013机器人展品综述

本刊记者/Reporter 余捷/YU Jie

随着劳动力成本的逐年上升，行业内的竞争又愈演愈烈，国内众多企业都不堪重负纷纷裁剪员工数量，生产线上也陆陆续续出现了众多机器人的身影。从国家层面上来说，2011年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中也指出，中国在“十二五”期间将加快发展战略性新型产业，包括高端装备制造产业、新材料产业、新能源产业以及节能环保产业等。而作为高端装备制造产业的重要组成部分，工业机器人在未来几年内也必将得到更多的政策扶持，实现进一步增长。CIMT2013展会期间，笔者参观了众多机器人制造商的展台，并对此次展会的机器人产品概述如下。

FANUC

CIMT2013上，最夺人眼球的机器人系列之一非FANUC莫属，FANUC仍然以黄色为主色调布置展台，向来自全国乃至世界的观众展示其在机器人方面的最新产品，其参展的机器人展品主要分为4大类。

（1）发那科拳头机器人2号Robot M-2iA

FANUC Robot M-2iA是可搬运质量为3 kg的高速搬运、装配机器人。根据用途的不同可以进行FANUC Robot M-2iA/3S与FANUC Robot M-2iA/3SL等2种机型的选择。采用了完全密封的构造（IP69K），从而可对应高压喷流清洗。可选用对应食品卫生的材料、表面处理及润滑油。为食品领域的自动化生产做出了贡献。通过和iRVision（内置视觉功能）或者力觉传感器进行配套使用，可以使用最新的智能化功能。M-2iA拳头机器人通过视觉和编码器对运行的输送线上杂乱摆放的冲压金属小盒进行视觉定位跟踪，并高速拾取工件对其进行码垛工作。其特长为:4轴控制，最大负载3 kg，重复定位精度±0.1mm，机身自重120 kg；是FANUC开发的一款高速搬运机器人，独特的并联结构和轻量化设计保证了其高速性和加速性；配合FANUC 2D视觉和线性跟踪系统，对运行的工件进行动态定位和抓取。

发那科拳头机器人2号Robot M-2iA

（2）新款弧焊机器人Robot R-0iA

新款弧焊机器人R-0iA搭载STT焊接电源，完成薄钢板平、立两种焊接位置的对接和搭接试验。利用STT焊接电源，焊接熔滴表面张力过渡方式，减小薄板焊接变形。其特长为:专为弧焊而设计，手臂极致轻量和紧凑；高精度，重复精度±0.08mm，同时具有高速、高可靠性等性能；以最新的伺服技术，实现弧焊应用最优化高速动作；该机器人搭配林肯公司生产的新款焊机，完成无飞溅高品质焊接工艺，最适合薄板焊接。（3）智能机器人M-20iA智能机器人M-20iA主要展示了以下内容:FANUC New 3D Area Sensor Bin Picking及iRivison 2D工件位置补正技术展示；新的3D视觉系统使用了新型高分辨率数字相机和结构光技术，增强了Bin Picking的应用能力和提高了应用速度；单次检测的检测范围可覆盖整个料框，并可检测出多个工件的3D位置信息；密封机构，可适应各种严酷的生产场所（相当于IP65）；选用高亮度LED光源，可满足长期连续使用的要求；R-30iB内藏式iRvision控制软件直接控制，无需附加计算机。

新款弧焊机器人Robot R-0iA

智能机器人M-20iA

广州数控

依托20年工业控制技术研发和制造经验，广州数控研发生产了具有独立知识产权的工业机器人，机器人控制器、伺服电动机和驱动等关键功能部件均由公司自主研发。GSK工业机器人实现了工业机器人技术的创新，并攻克了多项技术难关，拥有多项核心技术的自主知识产权，开发出国内领先的GSKRbus工业机器人通信总线。采用了国内最先进的GSKRC机器人控制器，具有高效、精准、稳定、经济、易保养等一系列领先优势。产品家族的类别包括搬运机器人、码垛机器人、焊接机器人、喷涂机器人、并联机器人等，功能涵盖弧焊、搬运、打磨、机床上下料、涂胶、自动装箱、智能检测、喷涂、切割、科研及教学等。

机器人的关键功能部件:专用交流伺服电动机及驱动，减速机，控制器，变位机。专用交流伺服电动机及驱动的特点:采用优化的电磁设计，电磁噪声低，运行平稳，效率高；低速特性好，过载能力强，高转矩惯量比，快速响应能力强；具有位置控制、速度控制、速度试运行、JOG运行、开环运行等5种控制方式；可监视电动机状态，异常状态检测和保护。

减速机的特点为:减速比大，体积小，重量轻，刚性好，传动精度高；零件外加工要求精度高，工艺复杂；国外进口减速机价格昂贵，导致整机产品成本难以降低；正在开展减速机产品技术攻关研究。

机器人控制器的特点为:采用国内最先进的GSKRC控制系统，机器人始终能够根据实际载荷对加减速进行优化，尽可能缩短操作周期时间；该机器人通过内置服务信息系统（SIS）监测自身运动和载荷情况并优化服务需求，持续工作时间更长；嵌入式机器人控制器:基于ARM+DSP+FPGA硬件结构，可控制6～8轴，运算速度达到500MIPS，具有高速运动控制现场总线/以太网RS232/RS485/CAN任一接口，可实现连续轨迹示教和在线示教，具备远程监控和诊断功能；机器人现场总线（GSK-Rbus）具有高速实时特性，突破带宽与实时性的矛盾，兼顾通讯速率和实时控制的特点，解决不同模块间数据实时交互问题；动力学自适应辨识控制技术，综合考虑机器人运动过程中重力、哥式力、离心力等外力干扰运动自适应辨识控制技术提高机器人的动态性能。

广州数控机器人

变位机的型号有单轴焊接变位机（HBD250-1/HBD500-1），双周焊接变位机（HBS150-1），特点为:采用广州数控自主开发的减速机和伺服电动机控制，能将焊接工件的各类焊缝转动到最佳位置，避免立焊、仰焊，进一步提高焊接质量及生产效率。机器人控制系统不仅可以控制机器人本体的运动，而且还可对变位机进行自动控制发出焊接开始指令，自动控制和调整焊接参数（电压、电流），可自动检测起弧成功与否。

此次CIMT2013展会，广州数控阐释的内容是机器人移动对接装配生产线单元，主要由一台GSK RB50机器人抓取工件后移动到设定位置，再由一台GSK RB08机器人抓取定位销，通过机器人之间的信号交互，进行协调动作，实现了机器人对接功能，完成工件与定位销的装配工作。该单元示范适用于机器人服务多台CNC机床自动上下料、零部件装配等作业。该生产线单元的主要特点为:自动化，由机器人去替代人工长时间、重负荷、重复性的操作，实现自动化生产；适应性，通过增加移动导轨，实现一台机器人配多台生产设备，使机器人更适应生产线；对接功能，各机器人控制系统能收集处理交互信号，指挥机器人协调运动，实现机器人与机器人对接功能；装配功能，完成零部件在组装。

宁夏巨能机器人系统有限公司

宁夏巨能机器人系统有限公司是国内零部件加工领域规模最大的工业机器人研发和制造基地，能为用户提供最优的零部件加工自动化单元、自动化生产线以及少人化、无人化加工工厂的解决方案。产品具有高可靠性、短交货期、高性价比的优势，并且还承担了国家发改委十二五战略新兴产业——工业机器人示范项目。

宁夏巨能机器人

此次CIMT2013公司隆重展出了桁架工业机器人系列产品和生产线运行管理总控系统。除巨能机器人公司单独展台外，还联合了重庆机床、大连机床、大河机床、韩国斗山机床、美国哈挺机床、四川长征机床、小巨人机床、新瑞长城共计8家机床主机厂商，共同成功展出10种覆盖全系列的自动化产品；从单机自动化到多台联机生产线，从2轴桁架机器人到4轴多自由度桁架机器人，从磨床、珩磨设备到数控车床、加工中心，巨能机器人以实际应用的案例，向客户展现了自动化领域先进技术。新产品GSF400四轴高速桁架机器人为四轴配置，特别适合多台主轴中心不在同一轴线的机床布局。双工位手爪，自动90°翻转；配备物流料道实现自动化生产。应用领域主要为高铁轴承行业、环类、轴类产品的零部件加工自动线。

安川首钢机器人有限公司

安川首钢机器人有限公司展出的MOTOMAN高速机器人视觉搬运系统，主要配置为:新型高速搬运机器人MPK2；机器人视觉系统；传送带。主要技术特点为:MOTOMAN机器人MPK2是一款适合于小件高速搬运的新型机器人，该系统根据机器人视觉传感器对传送带上的工件进行位置检测，实现机器人对工件的同步跟踪、拾取、高速搬运，该视觉检测系统对工件的定位精度可达0.2mm，最高可满足生产节拍0.5 s/次；该系统具有高可靠性、高速性、高柔韧性等优良特点，现广泛应用于食品、电子、医药等行业。

YASKAWA能够提供短流程的总体方案，发挥世界级水平的潜能，丰富的产品阵容，构筑了完美的设备体系。主要体现在:省空间能源，性能为同级别最高，结构及功能的不断优化有助于生产设备尺寸的减小和能源节约；轻松的操作仿真，示教和仿真的操作性提高，大大缩短系统集成所需要的时间；简单的维修故障诊断:MOTOMAN不断追求监控、故障诊断及构造上的改善，从而缩短维修时间与故障发生后的恢复时间。

安川机器人1

安川机器人2

嘉兴瑞宏精密机械有限公司

嘉兴瑞宏精密机械有限公司成立于2008年，是一家主要从事专业工业机器人制造、集成销售及自动化生产线规划设计的企业。公司通过自主研发，提供一系列的工业机器人产品，从6 kg到60 kg所有载重范围可供客户选择。另外提供自动化末端手指及零件夹具的设计及生产制造。公司产品的特点:高精度及性能稳定；采用垂直多关节串联结构，具有宽广的工作范围，采用高刚性、轻量化的手臂壳体，再配合大功率的AC伺服马达，使其产品精度及运行速度大大提高；具有最佳的重复定位精度，并且在长时间工作状态下，机器人高精度不受任何影响，确保零件生产品质的稳定性。

此次展会，嘉兴瑞宏精密机械有限公司展出了两款机器人产品。一款是RHO66 kg工业机器人，展示内容为:6轴机械手臂搭配视觉辨识系统，可以扫描辨识出物件大小、形状、方向并分析出精准的抓取位置，反馈给机械手臂调整姿态，抓取物件。其特点为:产品外观辨识检查；制程改变弹性应对；机械手臂灵活抓取物件。另一款是RH1212 kg工业机器人，展示应用内容为:六轴机械手臂配合快换模具及手指系统，实现弹性制造，两气爪互换配合，剩下换爪及上下料时间。其特点为:快速换爪；快速上下料；快速换模；弹性制造。

嘉兴瑞宏机器人1

嘉兴瑞宏器人2

上海众拓机器人技术有限公司

上海众拓机器人技术有限公司是一家专业研发、生产桁架机械手、直角坐标机械手和刘自由度机械手系统集成的高新技术企业，系德国工业机器人系统商BAHR公司在中国的战略合作伙伴，所有技术均来源于德国。公司产品及服务涉及:高速冲压机上下料系统、机床上下料机器人，码垛、搬运机器人，检测机器人，光伏行业机器人，机器人自动化生产线，烟草机械机器人，医疗设备机器人，汽车工业机器人，焊接机器人等。此次公司参展的展品为数控机床高速上下料机械手，主要分为4种用途。

上海众拓机器人

（1）为加工管接头的车床配备上下料机器人及上下料自动单元。主要特点:节约人力成本，一个工人可以看管4台机床；速度快，相比人工上下料，机器人上下料效率比人工要快一倍；自动上下料单元采用通用卡具，适合不同大小的管接头，与机器人形成自动上料和自动下料。

（2）棒类料自动生产线，上下料机器人及上下料自动单元。主要特点:双Z轴手爪，可以有效解决因加工节拍快单Z轴效率低的问题；自动上下料单元采用单根轨道方式，与棒料卡具相连接，快速地完成棒料的上料和下料。

（3）一台上下料机械手为一台数控剃齿机提供上下料服务。工作时，一个Z坐标轴末端安装一个可以集成的抓手机构，两个抓手成90°分布，同时安装在一个旋转轴上，旋转轴和Z轴成45°角安装。一个抓手负责将加工好的工件从机床上取下来，另外一个抓手将待加工的工件装配在机床上。

（4）两台上下料机械手为一台冲压机床提供上下料服务。上料机械手和下料机械手分别是固定在冲压机的两侧，上料料片温度900 ℃，下料料片温度200℃，该应用填补了冲压机上下料机械手技术的空白。

沈阳莱茵机器人有限公司

沈阳莱茵机器人有限公司是德国百格拉公司在国内的独家合作伙伴，从1995年在国内开始推广直角坐标机器人，并与2007年在沈阳创建中德合资企业——沈阳百格机器人有限公司，在国内组装和推广百格拉直角坐标机器人。能为用户提供的生产自动化和及其自动化提供最先进的方案和设备。

其供应的直角坐标机器人由控制系统、直线运动单元、驱动电动机、减速机、传感器和手爪末端工具组成。控制系统可选德国Trimeta公司通过多轴多通道控制系统、德国Engelhardt公司的4轴4联动控制系统、GUNDA公司控制系统、多种PLC和HMI或用户自选的控制系统。直线运动单元由中德合资企业沈阳百格机器人公司生产的齿形带传动式直线运动单元、丝杠传动式直线运动单元和齿轮齿条传动式直线运动单元及其各种形式的组合，它们完全按照德国百格拉公司的工艺要求和标准生产，在可靠性、降噪声、承载力、易维护方面均达到国际最高标准。驱动电动机可选百格拉生产的步进电动机或伺服电动机，或第三方驱动电动机，垂直轴还可选配制动抱闸。减速机选用德国Neugart公司产的各种型号和减速比的高精密行星减速机。手爪可选用德国产或其他国家产的洗盘、气动或电动手爪。视觉系统选用德国VC公司的只能相机及配套软件。

沈阳莱茵机器人

智能供料机器人主要由一些不同形式的直角坐标机器人、托盘传送机构、控制系统、大量安全监测传感器等组成。自动化生产线根据任务不同，其组成也不同，主要由智能供料机器人、检测单元、装配单元、直角坐标机器人、气动单元、传送带等组成。

那智不二越

那智不二越株式会社是从原材料产品到机床的全方位综合制造型企业。在切削刀具、机床领域的机械加工、无人自动化机器人、轴承，液压件以及其他功能零部件、原材料，热处理、涂层等材料等4大事业方面积累的各种技术为基础，充分发挥其综合优势，为制造业的发展作出了自己的贡献。通过不断丰富精度高、功能强、可靠性优异的产品系列，努力打造世界级NACHI品牌。不二越的机器人事业以从创业开始的机床自动化技术和液压控制技术为背景，于1968年开始启动。一直以来，依靠强大的技术能力和丰富的设想，连续投入切实满足市场需求的产品。现作为汽车生产线上不可缺少的伙伴，和作为支撑产业机械领域的领头羊逐渐成长并走向成熟。

此次参展的展品有强大紧凑的多功能机器人MC35/50/70，其特点为:灵活处理各种环境，可通过选项选择IP65规格和IP67规格，在各种环境条件下，都能通过机器人大大提高生产率；大的动作范围和强有力的手臂，最大工作半径2050mm等级最大；强有力的手腕可自由搬运各式各样的工件。其独有的视觉传感器NV-Pro可在示教盒上显示相机图像，可通过示教盒进行所有设置，其特点为:在控制装置中内置视觉功能，可通过示教盒进行简单操作；通过自动曝光功能将环境适应性提高至4倍；通过提高硬件性能、高速I/O控制，大幅缩短测量时间（与其先前机型相比，2D加速60%，3D加速83%）。

那智不二越

结语

虽然较其他发达国家来说，但此时此刻，中国正面临着机器人大发展的时代，而国产机器人的技术水平也一直在不断提升，与发达国家之间的差距也越来越小。今年4月21日，在国家发改委、工信部和科技部的指导下，由中国机械工业联合会牵头的“中国机器人产业联盟”在北京正式成立，联盟的成员覆盖了目前国内机器人产业链骨干企事业单位及主要研究机构等，代表了我国机器人产业的中坚力量。同时，这也给所有国内企业散播出了提升我国机器人产品水平、进一步提高生产线自动化的最强音，相信在国家和行业协会的共同推动下，我国机器人产业一定会在发展之路上越走越远，相信在今后国内外知名展会上也会有更多国产机器人的身影，笔者也深切期待其破茧成蝶。