21世紀(jì)機(jī)器人及其電機(jī)的市場(chǎng)展望
唐蘇亞(漣水縣技術(shù)改造辦公室 江蘇223400)
摘 要 闡述機(jī)器人及其電機(jī)的發(fā)展概況、市場(chǎng)前景，指出機(jī)器人將成為21世紀(jì)又一世界性的支柱產(chǎn)業(yè)，機(jī)器人電機(jī)具有廣闊的開發(fā)前景。
敘 詞機(jī)器人電機(jī)市場(chǎng)前景
1 機(jī)器人
1.1 機(jī)器人的發(fā)展概況
機(jī)器人是一種集機(jī)械、電子、傳感技術(shù)、控制技術(shù)等多種現(xiàn)代技術(shù)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。進(jìn)入80年代，隨著自動(dòng)生產(chǎn)流水線以及柔性生產(chǎn)系統(tǒng)(fms)和柔性自動(dòng)化(fa)在工業(yè)生產(chǎn)中的大量應(yīng)用，機(jī)器人發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
開發(fā)產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人最早國(guó)家是美國(guó)，1961年，美國(guó)公司研制成功世界上第一臺(tái)機(jī)器人，但由于忽視應(yīng)用，機(jī)器人在美國(guó)發(fā)展緩慢，直至70年代未才開始迅速發(fā)展，到1988年已擁有2.5萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人。日本在1968年開始研制機(jī)器人，比美國(guó)晚了7年，但由于日本注重引進(jìn)美國(guó)的先進(jìn)技術(shù)，在機(jī)器人的開發(fā)速度和實(shí)用化方面大大超過(guò)了美國(guó)。目前，日本的機(jī)器人擁有量世界第一，普及率也是世界第一據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟提供的資料表明，1993年世界產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的工作臺(tái)數(shù)約61萬(wàn)臺(tái)，其中日本約為37萬(wàn)臺(tái)，占百分之60，美國(guó)5方臺(tái)，占百分之8，西歐10萬(wàn)臺(tái)，占百分之17，俄國(guó)及東歐7萬(wàn)臺(tái)，占百分之12。
1.2機(jī)器人的市場(chǎng)概況
在世界產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人市場(chǎng)中，日本、美國(guó)和德國(guó)共占4/5。從1985年到1990年，每年增長(zhǎng)率約百分之20，近幾年增長(zhǎng)率有所下降。由于今后企業(yè)對(duì)自動(dòng)化、合理化的投資并不會(huì)大量減少，所以，產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的高速發(fā)展趨勢(shì)不會(huì)改變。以日本為例，在產(chǎn)業(yè)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)成立當(dāng)初的1972年，產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的年產(chǎn)值大約50億日元，1981年為1 000億元，1985年達(dá)3 000億日元，以后逐年增加，1991年達(dá)到6 000億日元，1995年達(dá)到9 000億日元。預(yù)測(cè)，2 000年將上升到1.5萬(wàn)億日元，2005年可達(dá)到1.8萬(wàn)億日元，其中每年的出口額將達(dá)到百分之20。
產(chǎn)業(yè)機(jī)器人普及率****的是日本，每萬(wàn)名職工擁有312臺(tái)，其中****機(jī)器人251臺(tái)。其次是瑞典、新加坡等。從用途來(lái)看，焊接方面使用量****，其次是機(jī)床制造和電子裝配。從行業(yè)來(lái)看，使用機(jī)器人最多的是汽車工業(yè)，其次是電子工業(yè)，尤其是日本和臺(tái)灣地區(qū)的電子工業(yè)使用機(jī)器人的比例****。美國(guó)的行家們分析，日本生產(chǎn)的汽車之所以成本比美國(guó)、歐洲的低百分之5～10，其中一個(gè)重要原因在于日本的汽車業(yè)大量使用丁機(jī)器人。
歐洲的abb機(jī)器人公司近幾年發(fā)展很快，年產(chǎn)機(jī)器人多達(dá)3.3萬(wàn)臺(tái)，約占世界市場(chǎng)的2026。德國(guó)是歐洲****的機(jī)器人市場(chǎng)，年產(chǎn)機(jī)器人約5000臺(tái)，進(jìn)出口量各占生產(chǎn)量的百分之30，其機(jī)器人生產(chǎn)廠家多達(dá)200個(gè)，職工2萬(wàn)多人，產(chǎn)品的百分之45用于汽車等運(yùn)輸裝配；意大利目前擁有約2.5萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人，年產(chǎn)機(jī)器人約3 000臺(tái)，出口量約5 000臺(tái)，焊接機(jī)器人約占總產(chǎn)量的百分之36。原蘇聯(lián)使用的機(jī)器人約6.4萬(wàn)臺(tái)，其中百分之80用于程序控制。韓國(guó)擁有機(jī)器人5 000臺(tái)，其中****機(jī)器人約為4 000臺(tái)。
1.3機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
目前，產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的百分之70用于電子、機(jī)器制造業(yè)以及汽車工業(yè)，在整個(gè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，百分之97面向制造業(yè)，非制造業(yè)僅占百分之3。今后，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑾蚴称芳庸I(yè)、橡膠工業(yè)以及造船工業(yè)方面發(fā)展。另外，建筑業(yè)、礦業(yè)、原子力產(chǎn)業(yè)、海洋開發(fā)、運(yùn)輸通信業(yè)、醫(yī)療福利領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)宇宙產(chǎn)業(yè)也將是機(jī)器人應(yīng)用發(fā)展的重點(diǎn)。非產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人，如家庭自動(dòng)化用機(jī)器人、對(duì)高齡者、殘疾人進(jìn)行生活支援的社會(huì)福利用機(jī)器人以及休閑用機(jī)器人，將在21世紀(jì)得到快速發(fā)展。預(yù)測(cè)，非產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)比例，2000年將擴(kuò)大到百分之25，2005年將增至百分之30。同時(shí)，隨著機(jī)器人智能化的進(jìn)步，現(xiàn)代機(jī)器人的智能化率約為百分之30，2000年將達(dá)到百分之40，2005年將增至百分之50，到21世紀(jì)下半葉，非產(chǎn)業(yè)機(jī)器人將實(shí)現(xiàn)和汽車產(chǎn)業(yè)同步發(fā)展，成為又一世界性的支柱產(chǎn)業(yè)。
2機(jī)器人用電機(jī)
2.1機(jī)器人對(duì)電機(jī)的基本要求
機(jī)器人一般是由機(jī)槭本體、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等三部分組成。機(jī)器人接受計(jì)算機(jī)的指令，按預(yù)定的速度和軌跡運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的位置上，或完成～系列復(fù)雜的操作。這些動(dòng)作都是由伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)完成的。而伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)離不開伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于機(jī)器人工作環(huán)境復(fù)雜、控制精度要求高，因此對(duì)其伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基本要求是：
(1)機(jī)械時(shí)間常數(shù)要小，轉(zhuǎn)矩慣量比要大，以滿足快速反應(yīng)的要求。
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