所謂國產(chǎn)機器人發(fā)展到什么水平,主要是指技術(shù)水平,。
簡單的做出相差多少年的判斷是不切實際的。事實上,,關(guān)于機器人發(fā)展水平的問題應(yīng)該從這以下幾個方面進行分析,。
一、控制系統(tǒng)方面
1.控制芯片以及基礎(chǔ)軟件方面
從使用的控制系統(tǒng)芯片和基礎(chǔ)軟件來講,,全世界的機器人,,甚至擴大到控制產(chǎn)品都沒有多大不同,甚至中國的控制系統(tǒng)開發(fā)廠家使用的系統(tǒng)芯片和基礎(chǔ)軟件還要優(yōu)于國外品牌所采用的芯片或基礎(chǔ)軟件,。原因很簡單,,因為國外的產(chǎn)品開發(fā)比較早,國產(chǎn)品牌起步晚使用的技術(shù)都會比較新,。
2.機器人操作系統(tǒng)方面
國外的機器人經(jīng)過若干年的技術(shù)積累,,往往都形成了自己的底層機器人操作系統(tǒng)(基于硬件的機器人控制軟件系統(tǒng))。國外很多二線品牌也不一定,,很多也是基于通用的實時操作系統(tǒng)的,比如VxWorks,、linux+rtruntime等,。國內(nèi)在這方面沒有能夠完成技術(shù)突破,基本上都是使用的第三方的實時內(nèi)核操作系統(tǒng),,以裁剪linux最為普遍,。這一點說明國內(nèi)的機器人研發(fā)廠家的積累還不是非常充分,但是,,并不能說,,使用的技術(shù)落后。
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3.機器人算法及底層驅(qū)動軟件
在這方面全世界使用的基礎(chǔ)理論完全相同,。但是,,隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,國外的廠家很多已經(jīng)將人工智能技術(shù)應(yīng)用于機器人產(chǎn)品,,但是,,我們還沒有達到這一步。從純技術(shù)的角度,,機器人的斷代分為三個階段(請參見蔣新松院士在《機器人》雜志第一卷第一期的文章):第一代叫做示教再現(xiàn)機器人,;第二代是結(jié)合了感知技術(shù)的機器人;第三代是認知機器人。
國內(nèi)的機器人技術(shù)基本覆蓋了第一代工業(yè)機器人,;當國產(chǎn)的工業(yè)機器人已經(jīng)可以通過視覺,、力覺等技術(shù),讓機器人具備傳感器感知能力后,,便可稱為第二代工業(yè)機器人,。國產(chǎn)的工業(yè)機器人基本處于這個斷代;國外比如fanuc的機器人已經(jīng)能夠使用深度學(xué)習(xí)的算法,,自動對機器人本身的行為進行學(xué)習(xí),,并不斷的調(diào)整自己的行為,這就是認知技術(shù)在機器人上的運用,。關(guān)于這方面的技術(shù),,國產(chǎn)機器人還沒有能夠觸及到。
4.在機器人工藝軟件開發(fā)的方面
機器人事實上是個軟件產(chǎn)品,,與工藝相關(guān)的軟件開發(fā)是決定機器人是否好用的關(guān)鍵,。
什么是工藝相關(guān)的軟件呢?打個比方,,人都是有頭有腦有四肢的,,人與人究竟什么不同呢?是我們的頭腦不同,,有的人學(xué)習(xí)了焊接技術(shù),,懂得焊接工藝,就成為了焊接技師,;有的人這些都不懂,,但是,他會搬磚頭,,就成為搬運工,,這就是人的工藝適應(yīng)性。對于機器人來講,,這些工藝的適應(yīng)性是通過軟件來表達的,。也就是工藝軟件,對于工業(yè)機器人就是焊接軟件等等,。
工藝相關(guān)軟件的開發(fā)是國產(chǎn)機器人最大的劣勢,,原因很簡單,國外主要的機器人品牌經(jīng)過了半個世紀的積淀,,對于工藝的理解和功能的優(yōu)化不是我們說趕上就趕上的,。所以,我們看到即便是國外的二線品牌,,比如OTC,、柯馬,、杜爾等也主要是在某個工藝領(lǐng)域贏得市場。所以,,談起中國機器人品牌的突圍之道,,我一直強調(diào),要在某個工藝領(lǐng)域有所突破,,占領(lǐng)某個行業(yè)才能找到出路,。
二、驅(qū)動系統(tǒng)方面
驅(qū)動系統(tǒng)方面國產(chǎn)機器人最大的問題是沒有能夠和控制系統(tǒng)形成一體化的設(shè)計和實現(xiàn),,做驅(qū)動的賣驅(qū)動給機器人廠家,,機器人廠家控制器往往也是買來的,從驅(qū)動,、控制一體化設(shè)計的角度,,很多控制通道和數(shù)學(xué)模型難以實現(xiàn)。
這不是控制設(shè)備和驅(qū)動設(shè)備本身的問題,,是控制方法的問題,,這些問題也是軟件方面的。仍然歸結(jié)為軟件問題,。
三,、所謂減速機問題
我認為這方面沒有問題,即便是國際上最大牌的機器人也用納博特斯克的減速機,。
如果全世界都用納博特斯克的減速機,,并沒覺得自己沒掌握機器人核心技術(shù),那么國產(chǎn)機器人也沒有必要糾結(jié)這個問題,。
四,、電機的問題
這并不是國產(chǎn)機器人的問題,對于國產(chǎn)機器人廠商來講,,是機器人產(chǎn)量的問題。由于機器人的產(chǎn)量小,,國產(chǎn)機器人廠商往往還不具備像主流大廠商根據(jù)機器人對動力的要求定制電機的條件,,因為,當批量小的時候,,定制電機成本太高了,。
使用通用電機時,電機的慣量,、電流,、扭矩輸出響應(yīng)能力等參數(shù)往往不能做到最優(yōu)化,于是我們看到國產(chǎn)的機器人為了滿足最大負載和速度參數(shù),,使用的電機都比國外的電機選型要大一些,。
這樣做的另一個缺點是,,機器人的負載自重比會進一步增大。
五,、機械本體
機械本體部分主要要分析兩個方面,。
1.材料。現(xiàn)在使用材料的牌號都基本相似,,比如鑄鋁一般都采用美標A356,,或?qū)?yīng)的國標牌號,如ZL101或ZL101A等,;大機器人關(guān)節(jié)臂一般采用球墨鑄鐵,。并且除了funac,其他大品牌的機器人已經(jīng)基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,;
2.設(shè)計和機加工工藝,。機械設(shè)計是看得見的部分,通過模仿研究基本上能夠解決,。但是還有一些knowhow的問題要搞清楚,。比如機械方面最常見的幾個問題:漏油、油封設(shè)計,、傳動間隙,、機械剛度等。
六,、機器人生產(chǎn)工藝和質(zhì)量管控
這是國內(nèi)機器人企業(yè)相對來講的短板,,由于批量尚小,很難實現(xiàn)流水線,、標準化生產(chǎn)模式,,工藝可靠性主要依賴于技術(shù)工人的技術(shù)水平。現(xiàn)在我們的大國工匠少了,,一線生產(chǎn)的都是年輕人,,在標準化生產(chǎn)流程和工藝不十分健全的情況下,質(zhì)量一致性會差一些,。