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机器人:服务未来的全民公友 | 钕铁硼:驱动电机的最佳拍档

产业前沿讯,日前,为期3天的2015世界机器人大会在北京国家会议中心开幕,中国科学技术协会、工业和信息化部、北京市人民政府主办,举办论坛、博览会、邀请赛三项活动。

国家副主席李源潮在2015世界机器人大会开幕式上宣读了李克强的批示并致辞,欢迎世界机器人领域的专家学者和企业家来华交流合作,为推动世界机器人技术和产业发展,为人类文明进步作出更大贡献。

李克强指出,世界机器人大会在北京召开,对促进中国和全球机器人技术与产业发展具有重要意义。中国正在实施创新驱动发展战略,大力推动大众创业、万众创新和“互联网+”、“这将有力促进机器人新兴产业的成长,创造世界上最大的机器人市场。希望各国科学家企业家携手加强合作,推动机器人科技创新和产业发展实现更大突破,为全球经济注入新动力,为开创人类社会的智能时代作出新贡献。

众所周知,电机和微特电机都是机器人的核心部件,发展潜力巨大,尤其是稀土永磁电机。

工业机器人产业-全球发展现状

自20世纪60年代开始,经过近六十年的迅速发展,随着对产品加工精度要求的提高以及人力成本的逐渐提升,关键工艺生产环节逐步由工业机器人代替工人操作。另外,由于某些高危、有毒等恶劣的工作环境也要求由工业机器人进行替代作业,工业机器人的市场需求进一步提升。工业机器人已逐渐成为现代生产工艺的重要组成部分及未来发展趋势。

据IFR(InternationalFederationofrobotics)统计数据,2004到2014年间,除了2009年全球工业机器人销量有明显下滑之外,整体呈逐渐上升趋势。2014年,全球工业机器人销量达到了约225000台,同比增长高达26%。

在地域方面,亚洲/澳大利亚地区工业机器人销量提升显著,欧洲与北美工业机器人销量增长平稳,中国已经成为了工业机器人第一大市场。从应用领域来看,汽车、电气电子、金属制品、橡胶与塑料、食品、制药与化妆品等行业占据了工业机器人的主要份额。

美国

美国工业机器人的发展重点是立足于机器人核心技术实现产业化。2011年,奥巴马总统提出了NRI国家机器人发展计划,2013年提出了美国机器人发展路线图,将发展重点放在了强适应性和可重构的装配、仿人灵巧操作、非结构化环境的感知、教育训练、机器人与人共事的安全性等方面。

日本

日本的机器人产业和技术都很发达。在日本的机器人路线中,新世纪工业机器人、服务机器人、特种机器人成为其重点发展的三个领域。围绕着“世界机器人创新基地-彻底巩固机器人产业的培育能力”,“世界第一的机器人应用社会-机器人随处可见”以及“迈向领先世界的机器人新时代”三大机器人核心战略,日本制订了机器人发展五年计划,旨在巩固其在机器人领域的世界领先地位。

欧洲

欧盟第七研发框架计划已经投入了高达6亿欧元的经费于工业机器人的研究制造,未来研究经费投入将达到140亿欧元。于此同时,2002-2022年欧洲机器人研究路线图的提出为未来工业机器人研究提出了方针指导。

韩国

韩国在工业机器人产业方面也投入了大量的精力。2009年,韩国政府提出了第一个智能型机器人基础计划,计划在2013年前投入1万亿韩元于机器人研究。2014年韩国发布了第二个智能机器人开发五年计划,目标是到2018年,不断扩大机器人产业市场规模,从当前的22亿美元增加到79亿美元,机器人公司数量从402家增加到600家。


机器人-入列国家发展战略规划

工业机器人作为高端制造装备的重要组成部分,拥有极高的技术价值。世界各国都将工业机器人的研发放在了很重要的地位,纷纷推出了本国的机器人国家发展战略规划。

在美国,IT行业巨头苹果、谷歌、微软、英特尔、脸谱(Facebook)在内的一系列公司都在人工智能和机器人领域投入巨大财力物力。

而中国的政策支持以及市场的巨大需求,吸引了一大批跨国公司在中国的投资布局。比如,发那科、ABB、库卡、安川与柯马等外资品牌都加大了在中国投资设厂的力度;同时,来自装备制造产业链上游的一大批德国、瑞士企业更是闻风而动,它们主要集中在广东、江苏、上海、北京等地。

中国的企业也在行动之中布局机器人产业,比如家电巨头美的、海、尔格力都投资了机器人领域。在政策方面,工信部已向全国发布了智能制造试点示范实施方案,这种示范预计要持续三年,2016年继续扩大,到2017年准备全面推广。

稀土永磁-机器人电机-最佳拍档

驱动电机是机器人核心部件,永磁同步伺服电机是主流,伺服电机、减速机、控制器和传感器是机器人的控制系统和自动化产品的核心部件。机器人的关节活动是靠驱动电机来实现,要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。特别是像机器人末端执行器(手爪),应采用体积、质量尽可能小的电动机;尤其是要求快速响应时,驱动电机必须具有较高的可靠性和稳定性,并且具有较大的短时过载能力,这是驱动电机在工业机器人中应用的先决条件,稀土永磁电机最适合不过。


有资讯可查,目前机器人用电机主要分为同步交流伺服电机、直流伺服电机、步进式电机,其中同步交流伺服电机在工业机器人领域是主流产品、全部使用稀土永磁,其它两种电机也都有使用稀土永磁的产品类型(例如;大、小惯量永磁直流伺服电动机等)。由此可见,稀土永磁同步伺服电机是当前机器人市场主流产品,钕铁硼则是永磁同步电机中的磁钢。

在目前制造业转型升级的大背景下,工业机器人具备巨大的成长潜力。据IFR统计和预测,2015年-2017年,中国工业机器人年均增长率将达25%,2017年销量将达10万台;到2017年末,中国机器人保有量将超过40万台。按照目前中国工业机器人的增长速度,中国工业机器人保有量有望在2018年达到世界第一水平。而专业服务机器人、家用服务机器人用来代替人工或直接成为人的小伙伴,更有无限遐想的发展空间。作为目前性价比最优良的电机磁材,钕铁硼于机器人电机的应用前景广泛。

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