産業用ロボットは先進的な製造業の重要な支持装備である。産業用ロボット産業の発展に力を入れることは、中国製造の新たな優位性を構築し、工業のモデルチェンジとグレードアップを推進し、製造強国の建設を加速させることに重要な意義がある。
産業用ロボットを発展させるには、6種類のシンボル製品、5種類のキー部品、4種類の基本能力を重点的に構築しなければならない。今回は、高精密減速機、高性能ロボット専用サーボモータとドライバ、高速高性能コントローラ、センサ、エンドエフェクタの5つの重要な部品を紹介します。
一、高精密減速機
精密減速機は、機械伝動分野では動力源とアクチュエータとの間を接続する中間装置であり、通常、モータ、内燃機関などの高速運転の動力を入力軸上のピニオンギアを通過させ、出力軸上のピニオンギアを噛合し、回転数を下げ、トルクを増加させる目的を達成する。
減速機がなければ、ロボット関節アームは正常に動作しません。
精密減速機は精度によって標準精度と高精度に分けることができる、用途によって軍用と民用に分けることができる、運転環境によって標準環境、低温環境、クリーンルーム環境、真空環境に分けることができる。
現在、国際的に大規模な生産能力を持ち、製品性能が信頼できるRV減速機製造企業は少なく、世界のほとんどの市場シェアは日本企業に占有されている。国産減速機の価格は安く、供給期間は短いが、製品の性能は海外製品と大きな差がある。そのため、国産減速機の多くは中・低端ロボットにしか供給できず、ハイエンドロボット市場の需要を満たすことができない。
そのため、『ロボット発展計画』は、高強度耐摩耗材料技術、加工技術最適化技術、高速潤滑技術、高精度組立技術、信頼性を発展させ、寿命検出技術及び新型伝動機構を探索し、ロボット応用に適した高効率、低重量、長期メンテナンスフリーのシリーズ化減速機を発展させることを明らかにした。
二、高性能ロボット専用サーボモータとドライバ
サーボモータは制御システムにおける実行要素として、ロボットの動作性能に影響を与える主要な要素の1つである。ロボットサーボシステムはサーボモータ、サーボドライバ、指令機構の3つの大部分から構成され、サーボモータは実行機構であり、それによって運動を実現するものであり、サーボドライバはサーボモータの電力電源であり、指令機構はパルスまたは速度をサーボドライバに合わせて正常に動作するために用いられる。
現在、高始動トルク、大トルク、低慣性量の交、直流サーボモータは産業用ロボットに広く応用されている。国産サーボモータは以下の点で突破する必要がある：
第一に、外形が一般的に長く、外観が粗雑で、一部の高級ロボットに応用するのは難しい。
第二に、信号接続プラグインの信頼性を改善する必要があり、しかも小型化、高密度化及びサーボモータ本体との集積設計の方向に最適化する必要があり、設置、調整、交換が容易である。
第三に、もう一つの核心技術である高精度のエンコーダ、特にロボットに用いられる多周絶対値エンコーダは、輸入に大きく依存し、我が国の高級ロボットの発展を制約する大きなボトルネックである。
第四に、絶対値エンコーダ技術、ハイエンドモータの産業化製造技術などを含む基礎的な研究が不足している。
第五に、サーボシステムの各部分の産業協同が不足しているため、サーボモータと駆動システム全体の性能を発揮しにくい。
サーボモータは国内ロボット企業の市場競争力に直接関係するだけでなく、長期的に見れば、中国ロボット産業全体の発展に戦略的意義がある。このため、「ロボット発展計画」は特に、高磁性材料の最適化、一体化最適化設計、加工組立プロセスの最適化などの技術の研究を通じて、サーボモータの効率を高め、電力損失を下げ、高電力密度を実現することを強調した。高トルク直接駆動モータ、ディスク中空モータなどのロボット専用モータを発展させる。
三、高速高性能コントローラ
ロボットの仕事を指揮しているのは人間ですか。いいえ、コントローラです。産業用ロボットコントローラは、主に作業空間におけるロボットの運動位置、姿勢、軌跡、操作順序、動作の時間などを制御する。
コントローラは命令を出す「意思決定機構」であり、自動化工場の脳である。コントローラの主導権を握ることは、ロボットの性能を制御することに相当します。中国では、4大家族のコントローラ市場が53%を占めており、そのうち、シナ科が16%、クーカが14%、ABBロボットが12%を占めている。国産ブランドコントローラ市場の割合は16%に満たず、中国コントローラ分野では国産度が低いことが分かった。
現在、国産コントローラ市場には主に以下の問題が存在する：
1、国産コントローラの制御可能なロボットのタイプはそろっているが、操作精度、安定性、応答速度、使いやすさなどの面で大きな進歩の余地がある。
2、ロボット本体と部品の結合効果が強く、一般的に成熟したロボット企業は本体とコア部品の自主研究開発と制御を実現することができるため、国産の単純なコントローラを作る企業は包囲を突破することが難しい。
3、国産コントローラの価格比が高く、これは優位であり劣勢であり、優位はロボットの精度に対する要求が高くない中低端市場と新興分野を占領できることである、劣勢は主にハイエンド市場に対して、道が長く立ちはだかっていることに表れている。
そのため、『ロボット発展計画』は特に、高性能関節サーボ、振動抑制技術、慣性量動態補償技術、多関節高精度運動計算及び計画などの技術の発展を通じて、高速変負荷応用過程における運動精度を高め、動態性能を改善することを強調した。オープンコントローラソフトウェア開発プラットフォーム技術を発展させ、把握し、ロボットコントローラの拡張性、移植性、信頼性を高める。
四、センサー
センサは測定された情報を感じ、一定の規則に従って電気信号または他の測定可能な信号出力に変換して、情報の伝送、処理、保存、表示、記録、制御などの要求を満たす検出装置である。
産業用ロボットの正確な操作は、自身の状態、操作対象及び作業環境の正確な認識に依存し、この認識はセンサによって実現される。
業界のスタートが遅く、競争圧力が大きいため、我が国のセンサーの発展は依然として3つの苦境に直面している。
まず肝心な技術がまだ突破されていないことだ。センサーの設計技術は多種の学科、理論、材料と技術の知識を網羅し、突破するのは非常に困難で、現在、人材が不足し、研究開発コストが高く、企業の悪性競争が激しい状況の下で、我が国はセンサーのいくつかの共通性の鍵となる技術を突破していない。
次に産業化能力が不足している。国内のセンサー製品はセットになっておらず、シリーズになっておらず、繰り返し生産され、悪性競争が多発しているため、製品の信頼性が悪く、ローエンドのオフセットが深刻で、長期的に海外からの輸入に頼るしかない。
再びリソースが集中していない。現在、我が国のセンサー企業は1600社余りあるが、大部分は中小企業を主とし、収益力が強くなく、技術がリードする先導企業が不足し、最終的に資金、技術、企業配置、産業構造、市場などの面で分散した状態になり、資源が有効に集中できず、産業発展も遅れて成熟に向かうことができない。
そのため、『ロボット発展計画』は特に関節位置、モーメント、視覚、触覚などのセンサーの重点的な開発を強調し、ロボット産業の応用需要を満たす。
五、エンドエフェクタ
エンドエフェクタとは、ロボットのエッジ（関節）に接続されている機能を持つツールのことです。これには、ロボットグリップ、ロボット工具速交換装置、ロボット衝突センサ、ロボット回転コネクタ、ロボット圧力工具、コンプライアンス装置、ロボットスプレーガン、ロボットバリクリーニングツール、ロボットアーク溶接ガン、ロボット電気溶接ガンなどが含まれている可能性があります。ロボットエンドエフェクタは通常、ロボットの周辺機器、ロボットの付属品、ロボットツール、アームエンドツール（EOA）と考えられています。
産業用ロボットの急速な発展に伴い、エンドエフェクタも膨大な応用と発展空間を獲得した。そのため、『ロボット発展計画』は特に、把持と操作機能の多指器用な手と高速交換機能を持つグリップなどのエンドエフェクタを重点的に開発し、ロボット産業の応用ニーズを満たすことを強調した。
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