21世紀機器人及其電機的市場展望
唐蘇亞(漣水縣技術(shù)改造辦公室 江蘇223400)
摘 要 闡述機器人及其電機的發(fā)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(chǎn)業(yè)，機器人電機具有廣闊的開發(fā)前景。
敘 詞機器人電機市場前景
1 機器人
1.1 機器人的發(fā)展概況
機器人是一種集機械、電子、傳感技術(shù)、控制技術(shù)等多種現(xiàn)代技術(shù)于一體的機電一體化產(chǎn)品。進入80年代，隨著自動生產(chǎn)流水線以及柔性生產(chǎn)系統(tǒng)(fms)和柔性自動化(fa)在工業(yè)生產(chǎn)中的大量應(yīng)用，機器人發(fā)揮著越來越重要的作用。
開發(fā)產(chǎn)業(yè)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(yīng)用，機器人在美國發(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(shù)，在機器人的開發(fā)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(jù)國際機器人聯(lián)盟提供的資料表明，1993年世界產(chǎn)業(yè)機器人的工作臺數(shù)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(chǎn)業(yè)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(yè)對自動化、合理化的投資并不會大量減少，所以，產(chǎn)業(yè)用機器人的高速發(fā)展趨勢不會改變。以日本為例，在產(chǎn)業(yè)機器人工業(yè)協(xié)會成立當初的1972年，產(chǎn)業(yè)機器人的年產(chǎn)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(yù)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(chǎn)業(yè)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(yè)來看，使用機器人最多的是汽車工業(yè)，其次是電子工業(yè)，尤其是日本和臺灣地區(qū)的電子工業(yè)使用機器人的比例****。美國的行家們分析，日本生產(chǎn)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(yè)大量使用丁機器人。
歐洲的abb機器人公司近幾年發(fā)展很快，年產(chǎn)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(chǎn)機器人約5000臺，進出口量各占生產(chǎn)量的百分之30，其機器人生產(chǎn)廠家多達200個，職工2萬多人，產(chǎn)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(chǎn)機器人約3 000臺，出口量約5 000臺，焊接機器人約占總產(chǎn)量的百分之36。原蘇聯(lián)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(shù)發(fā)展趨勢
目前，產(chǎn)業(yè)用機器人的百分之70用于電子、機器制造業(yè)以及汽車工業(yè)，在整個機器人應(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)也將是機器人應(yīng)用發(fā)展的重點。非產(chǎn)業(yè)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(fā)展。預(yù)測，非產(chǎn)業(yè)機器人的生產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)業(yè)機器人將實現(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(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)等三部分組成。機器人接受計算機的指令，按預(yù)定的速度和軌跡運動到預(yù)定的位置上，或完成～系列復(fù)雜的操作。這些動作都是由伺服驅(qū)動系統(tǒng)完成的。而伺服驅(qū)動系統(tǒng)離不開伺服驅(qū)動電機。由于機器人工作環(huán)境復(fù)雜、控制精度要求高，因此對其伺服驅(qū)動電機的基本要求是：
(1)機械時間常數(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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