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分拣机器人码垛系统,工业机器人产业链及发展趋势

字号+作者:admin 来源:激光焊接机 2023年06月10日

现阶段正在通用行业部门范畴,工业机器人使用开展疾速,海内机器人制造企业存在绝对劣势。从细分产物看:正在中国市场,现阶段国产工业机器人市场份额只有约32.8%,排名靠前的海...

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工业机器人市场

机器人包罗了工业机器人、效劳机器人跟特种机器人。2019年工业机器人市场范围189亿美元,占机器人整体营收的54%。中国工业机器人销售额为57亿美元,约占寰球市场的1/3。

2015-2019年,海内工业机器人行业销售额均匀增速高于寰球程度。2015-2019年寰球工业机器人市场的均匀增速为12%,而中国市场的均匀增速到达17%。次要缘故原由是分歧市场所处的开展阶段分歧,现阶段海内机器人行业密度近低于次要发达国家,可是跟着中国生齿盈余的渐渐消失,出产制造加倍依附技巧先进,工业机器人密度晋升成为必然趋势。

行业存在较着的周期性,2019Q4-2020H1工业机器人产量增速企稳上升。2018年以来,寰球实体经济增加乏力,中国汽车行业、中小企业景气度不高,减弱了汽车工业、通用工业企业的固定资产投资筹划,自动化本钱收入下滑。我国工业企业产成品周期持续时间约为3-4年,每轮周期均匀下行1-2年、下行2年。

寰球工业机器人市场集中度较下,四大家族借助汽车产业进级,奠基寰球领先地位。寰球机器人市场次要以工业机器人“四大家族”为代表的欧、日系企业占据,包罗发那科、安川、ABB、库卡,市场份额共计到达50%以上。发那科建立于1956年,为日本企业,主营专业数控系统出产,其工业机器人精度高,工艺节制灵敏,小型化劣势较着。安川机电建立于1915年,一样为日本企业,以要害零部件伺服跟运动控制器发迹。ABB为瑞士企业,其出产的工业机器人普遍使用于焊接、拆卸、锻造等良多范畴。库卡为德国企业,其工业机器人使用普遍,波及到汽车、自动化、金属加工、食物跟塑料等产业。汽车跟3C市场依然是工业机器人的次要市场,占整体范围60%以上。以工业机器人四大家族为代表的欧、日系工业机器人产物现阶段次要以汽车工业机器人为主。缘故原由是汽车跟电子制造行业标准化程度较高,属于单件大批量制造,是比力得当机器人的使用场景。依据四大家族的产业链供应环境,除库卡的伺服电机借须要外购中,其余均可以实现伺服电机、控制系统的自产,从而大幅降低整机本钱,晋升毛利率,终极缔造公司的焦点竞争力。

工业机器人应用领域

工业机器人正在汽车、电子、金属制品、塑料及化工产品等行业曾经失掉了普遍的使用。汽车、3C范畴之外的行业,因为产物非标准化水平下,自动化率遍及不高,国内外企业处于统一起跑线。现阶段正在通用行业部门范畴,工业机器人使用开展疾速,海内机器人制造企业存在绝对劣势。因为客户范围小,非标准化严峻,绝对于汽车、3C市场而言,巨子暂未充足涉足,海内企业面对的竞争压力绝对较小。2017年海内金属加工机器人销量同比增加99%,从海内的市场份额来看,内资企业占领劣势。2017年非金属矿物、塑料跟化学制品业、金属加工业国产化率离别到达86%、74%、52%。

工业机器人产业链

全部工业机器人产业链包罗上游焦点零部件、中游整机制造和卑鄙系统集成。工业机器人焦点零部件包罗减速器、伺服电机与控制器,离别约占整机本钱的30%、20%跟20%。本体包罗枢纽型机器人、并联型机器人、直角坐标机器人跟SCARA机器人。

正在工业机器人范畴,从焦点零部件、本体到系统集成,中国皆具有必然的实力。

控制器

2018年中国运动控制器市场范围超20亿元,工业机器人控制器行业比力特别,节制须要跟工业机器人本体亲密关系,国际主流的工业机器人本体厂商普通自行开辟控制器,从而保障机器人的稳定性跟技巧系统。是以,控制器市场与机器人本体市场高度关系。控制器跟伺服系统关系慎密,运动节制一体化是将来使用趋向,但需联合本体利用,本体企业正在到达必然体量后,皆会偏向于自立出产运动节制,单纯做运动节制很难生计。

减速器

减速器是工业机器人最为要害的核心部件,寰球市场高度集中,CR3高达85%。此中日本纳博特斯克市场占比60%,日本哈默纳科市场占比15%。GGII数据显现,海内机器人减速器70%以上的市场份额被外资减速器企业把持,国产化率缺乏30%。

减速器厂商阅历了2017年“求过于供”的黄金时代,2018年“供过于求”的白银时代,2019年“求生存”的青铜时代。传统中带着“高精尖”的外套光环,过来始终吸引着浩繁企业跟本钱伎痒。市场变更的速率远远超越想象,量价齐跌的当下,减速器行业作为重资产投资的典范代表,浩繁已入局的企业面对骑虎难下的地步。

新增的工业机器人需要一定能动员减速器产业的快捷开展。同时,减速器本身有额外的使用寿命,须要按期改换。工业机器人的事情寿命普通为8-10年,时代减速器作为传动、承重部件,磨损不可避免,其使用寿命平常正在两年摆布,因此,以后保有的工业机器人维修保养亦须要大批的减速器替代。GGII估计,2020-2023年,工业机器人用减速器需求量超360万台。

从产物类型来看,国产谐波减速器先进绝对较着,现阶段曾经涌现如绿的、来福、富家周详等厂商,从品牌度跟市场份额上均有较大的晋升;国产RV减速器开展绝对迟缓,虽然具有量产才能的厂商不在少数,可是从市场占比跟品牌度来看,稍显弱势,国产厂商中尚无综合劣势较为突出的厂商代表,年产销量正在2万台摆布的厂商寥寥可数,尚难以对外资巨子组成间接威逼。从另一方面来看,RV减速器市场格式的不确定性强于谐波减速器市场,RV减速器的高技术跟下投资是次要的门坎,正在必然水平上对入局者提出更下的要求。

海内企业正在减速器范畴有所突破,上市公司中,中鼎力德、巨轮智能、秦川机床、昊志电机等皆正在研发。绿的谐波正在谐波减速器范畴有所技巧冲破,胜利登岸科创版。南通振康现阶段也具有了年产3万台的产能,并已向海内工业机器人厂商埃夫特等供货。整体来说,国产减速器有所突破,但知名度跟市占率仍有待进一步提高。

伺服器

2018年海内伺服系统市场范围60亿元,我国工业机器人伺服电机次要被国外品牌把持,此中日系品牌约占50%、西欧品牌约30%、中国台湾品牌约10%,大陆企业约10%。日系企业包罗安川、三菱、三洋、欧姆龙、松下等公司,次要是小型功率跟中型功率产物;西欧系品牌包罗西门子、博世力士乐、施耐德等公司,正在大型伺服存在劣势位置;国产品牌次要包罗汇川、台达、埃斯顿等公司,次要为中小型伺服。

虽然工业根本盘的投资连续上升,但短期内需要传导仍然面对必然的阻碍,没有肯定危险因素仍然存在,特别是汽车行业,处于产业厘革的少周期内,GGII认为,将来几年工业机器人整体年夜暴发的可能性微不足道,细分范畴下增加则是年夜概率事宜。从细分产物看:

正在中国市场,现阶段国产工业机器人市场份额只有约32.8%,排名靠前的海内机器人公司包罗广州启帆、埃夫特、新松、埃斯特、广州数控、新时达等。

多枢纽机器人

多枢纽机器人由于与汽车行业的下关联度,受汽车行业不景气的影响较大。相比之下,轻小负载产物的市场增速高于中年夜负载产物。但同时,轻小负载产物同质化严峻,价格竞争愈演愈烈,系内外资工业机器人厂商较劲的主战场;中年夜负载产物国产厂商起头侧重结构,但与外资差异尚存差异,针对细分范畴的定制化开辟本体或有较大时机。

SCARA

SCARA机器人是受3C行业动员的市场。从新品跟价钱看竞争,GGII统计显现,2019年国内外合计13家企业接踵推出了新功用或新型号的SCARA机器人产物。2019年年头,市场上呈现了售价仅为15000元的SCARA机器人单品。可以看出SCARA本体企业之间的竞争日益严酷,正在必然水平上加剧了行业内的“白热化”。2020年受益于3C行业需要动员,增加较着,2020H1市场增速正在30%以上,部门头部厂商增速跨越50%。新入局者的连续增长,特别是六轴机器人玩家的入局,无疑增长了SCARA机器人范畴的热度,正在本钱日益通明的当下,过来单纯的产物销售策略会逐渐生效,体系解决方案的才能将是各厂商皆须要长时间补足跟晋升的才能因素。

并联机器人

2019年,中国并联机器人厂商数目跨越60家,并联机器人市场的开展速率堪比其事情运转速率。并联机器人因为正在航空、金属加工、食物、医疗等行业的需要日益不变,始终显现快速增长的态势。

曾的“小众”市场渐渐走向“潮水”,虽然各玩家相互的差异尚小,但以勃肯特为代表的国产厂商曾经正在产物翻新上取得较大先进,如针对芯片、珠宝、腕表等周详部件的理料分拣,推出微米级直线驱动机器人,可以知足更多高精度、高速度、下刚度的使用要求;另外另有协作并联机器人,可以知足多机协作的要求。

正在并联机器人细分赛道,国产的市场张力进一步凸显,市场份额稳步晋升。蓝皮书数据显现,2017-2019年国产并联机器人市场份额离别为55.00%、68.22%跟75.32%。

系统集成

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汽车跟3C电子范畴,依然是外资为主的市场。而正在须要非标定制化、充足明白跟打仗卑鄙行业客户的市场,曾经呈现海内厂商主导的局势。

工业机器人体系集成商颠末多年的开展,行业属性与工艺属性特点较着,同时也正在不休的穿插渗入,由于这个群体呈较为较着的“长尾”特性。

正在硬件日趋趋同的当下,各厂商渐渐聚焦正在软件实力的比拼上。如果说硬件是集成商的根底课程,那么软件则是集成商的进阶课程,此中最大的难点在于将各行业各种技巧工艺机理模子的树立,并终极转化为数字化的模子。

发展趋势

工业机器人更小、更沉、更灵巧

以后,工业机器人的使用场景越发普遍,苛刻的出产情况对机器人的体积、重量、灵巧度等提出了更下的要求。与此同时,跟着研发程度不休晋升、工艺计划不断创新,和新资料接踵投入使用,工业机器人正向着小型化、轻型化、柔性化的标的目的开展,类人精细化操作能力不休加强。例如,日本SMC致力于为机器人研制高品质的末尾执行器,研发的新型汽缸体积缩小了40%以上,质量最高加重了69%,耗气量最高削减了29%。日本爱普生首款新型折叠手臂六轴机器人N2,可正在现有同级别机器臂60%的工位空间内实现灵巧操纵;折叠手臂六轴机器人N6采取外部走线计划,其折叠手臂可天然进入高层设备、机械、架子等狭小空间;T3紧凑型SCARA机器人将控制器内置,制止了正在设置跟保护进程中停止庞大的布线,大大提高了本钱服从并连结较低的总运转本钱。德国费斯托的新型齐气动驱动机器臂,将刚性的“抓取”变化为柔性的“围取”,能实现灵巧抓取分歧巨细部件的使命。

人机协作成为紧张开展标的目的

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跟着机器人易用性、稳定性和智能程度的不休晋升,机器人的应用领域渐渐由搬运、焊接、拆卸等操纵型使命向加工型使命拓展,人机协作正在成为工业机器人研发的紧张标的目的。传统工业机器人必需阔别人类,正在护卫围栏或许其他屏蔽之后,以制止人类遭到损伤,那极大的限定了工业机器人的使用后果。人机协作将人的认知才能与机器人的服从联合正在一路,从而令人可以平安、轻便的停止利用。例如,瑞士ABB的双臂人机协作机器人YuMi可与工人一路协同工作,正在感知到人的触碰后,会连忙加快速率,终极终止运动。德国库卡的协作机器人LBRiiwa可以以每秒10毫米或50毫米的速率抵近物体,并正在遇到障碍后连忙终止运动。优傲e-Series协作式机器人可设定机器臂保护性终止的终止工夫跟终止距,并内置力传感器进步精度跟灵敏度,知足更多使用场景的需要。

工业机器人与工业互联网的联合日益慎密

跟着新一代信息技术与制造业进一步加速融会,制造业越发显著天显示出网络化、智能化的前沿发展趋势,机器人龙头企业纷繁落子工业互联网,例如,库卡机器人可与基于云技巧的库卡Connect相连,实现机器人与设备的联网,及时检查跟剖析工业机器人的运转形态,削减体系停机工夫、停止预测性保护等,并经由过程年夜数据分析连续进步生产率、质量跟灵活性。ABB推出ABBAbility工业云平台,并与华为开展协作结合研发机器人端到真个数字解决方案,实现机器人近程监控、设置跟年夜数据使用,进一步晋升出产服从跟勤俭本钱。发那科设立FanucIntelligentEdgeLinkandDrive平台,能实现自动化体系中的机床、机器人、周边设备及传感器的毗邻并停止数据分析,进步出产进程中的出产质量、服从、灵巧度和设备的可靠性。

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硬件技巧趋于成熟,难有倾覆翻新。海内厂商迎来追逐良机

联合巨子开展履历跟产业近况,把握运动节制核心技术,晋升本体附加值的头部企业劣势会愈来愈年夜。

卑鄙用户企业渐渐转型自供机器人

因为洽购范围增加跟企业转型需要,产业链卑鄙重点范畴的龙头企业起头放慢并购跟研发历程,进一步向上游延长。例如,美的集团经由过程收买库卡公司疾速结构机器人范畴的中游总装环节,堆集卑鄙使用履历,树立起较着的竞争劣势,并正在收买德国库卡公司后,与以色列运动控制系统解决方案提供商Servotronix告竣策略协作,进一步加强正在工业机器人范畴的研发实力。碧桂园集团建立子公司博智林机器人,进军机器人范畴,开辟研制使用于建筑业、餐饮、物业管理、医疗、农业等范畴的机器人产物。娃哈哈新建立了一家人工智能机器人公司,加大智能机器人研发力度,已实现对集团外部子公司的自立供货,并展开对外发卖。

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参考资料

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