工業(yè)機器人是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。

已知最早的工業(yè)機器人，符合ISO定義是由“條例”格里菲斯P?泰勒于1937年完成并出版的Meccano雜志，1938年3月。

幾乎完全是用吊車狀裝置建成的Meccano件和動力由單個電動機。運動五軸是可能的，包括搶而搶旋轉。自動化是用穿孔紙帶通電螺線管，這將有利于起重機的控制桿的運動來實現(xiàn)的。該機器人可以在預先設定的圖案疊積木。需要為每個所需的運動馬達的轉數(shù)，第一次繪制在坐標紙上。然后這個信息被轉移到紙帶上，從而也推動了機器人的單個馬達。

現(xiàn)在工業(yè)機器人技術仍基本集中在日本和歐洲。

在日本，機器人的關鍵性部件—減速器是遙遙領先的，并且已經形成了技術壁壘;德國則在原材料、本體零部件具有很大的優(yōu)勢;

中國現(xiàn)在處于產業(yè)鏈的下游，主要是系統(tǒng)集成、二次開發(fā)、定制性部件和售后服務。

機器人的應用相對來說主要集中在汽車這樣一些高端產業(yè)，現(xiàn)在機器人幾乎是遍布制造業(yè)各個領域。2017年國產工業(yè)機器人已服務于國民經濟37個行業(yè)大類，102個行業(yè)中類，從銷量看，汽車制造業(yè)、計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)、通用設備制造業(yè)以及電氣機械和器材制造業(yè)使用工業(yè)機器人的數(shù)量最多。

經過20多年的發(fā)展，我國工業(yè)機器人已經初具規(guī)模，目前我國已生產出部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機器人。一批國產工業(yè)機器人已服務于國內諸多企業(yè)的生產線上、一批機器人技術的研究人才也涌現(xiàn)出來、某些關鍵技術已達到或接近世界水平。

2015年中國工業(yè)機器人產量為32996臺，同比增長173.83%;2016年中國工業(yè)機器人產量為72436臺，同比增長19.50%。2017年中國工業(yè)機器人產量超過13萬臺，同比增長81%。

工業(yè)機器人原材料成本構成

1、減速機

已經成熟并標準化的減速器有：圓柱齒輪減速器、渦輪減速器、行星減速器、行星齒輪減速器、RV減速器、擺線針輪減速器和諧波減速器等。

80-90年代以來，在新興產業(yè)如航空航天、機器人和醫(yī)療器械等發(fā)展的需求下，需要結構簡單緊湊、傳遞功率大、噪聲低、傳動平穩(wěn)的高性能精密減速器，其中RV減速器和諧波減速器是精密減速器中重要的兩種減速器。

RV減速機，作為一種小體積，大傳動比，零背隙，超高傳動/體積比的減速機，是精密機械工業(yè)的一個巔峰之作，減速機里面完全是由高精度的元件，齒輪相互嚙合，對材料科學，精密加工裝備，加工精度，裝配技術，高精度檢測技術提出了極高的要求。

2、伺服電機

工業(yè)機器人的必不可少的關鍵零部件機器人電動伺服驅動系統(tǒng)是利用各種電機產生的力矩和力，直接或間接地驅動機器人本體以獲得機器人的各種運動的執(zhí)行機構，通常由伺服電機以及伺服驅動器組成。除了可以進行速度與轉矩控制外，伺服系統(tǒng)還可以進行精確、快速、穩(wěn)定的位臵控制。

目前國內高端市場主要被國外名企占據，主要來自日本和歐美，未來國產替代空間大。

目前國外品牌占據了中國交流伺服市場近80%的市場份額，主要來自日本和歐美。其中，日系產品以約50%的市場份額居首，其著名品牌包括松下、三菱電機、安川、三洋、富士等，其產品特點是技術和性能水平比較符合中國用戶的需求，以良好的性價比和較高的可靠性獲得了穩(wěn)定且持續(xù)的客戶源，在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優(yōu)勢。

圖表：國內工業(yè)機器人用伺服電機價格情況

數(shù)據來源：中研普華產業(yè)研究院

3、控制器

機器人控制器是根據指令以及傳感信息控制機器人完成一定的動作或作業(yè)任務的裝置，它是機器人的心臟，決定了機器人性能的優(yōu)劣，從機器人控制算法的處理方式來看，可分為串行、并行兩種結構類型。新型機器人控制器比較突出的優(yōu)點是它的網絡通訊功能利用網絡通訊的功能，便于實現(xiàn)資源共享或多臺機器人協(xié)同工作。

4、其他

(1)機械臂

市面上最常見的工業(yè)機器人應用領域就是搬運，點焊，噴涂和弧焊。工業(yè)機器人由主體、驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。主體即機座和執(zhí)行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。不同的構件需要采用不同的材料。

機器人手臂重了負載及慣量大，輕了機械強度又會有問題，現(xiàn)在多是采用的鋁鎂合金、碳纖維。

工業(yè)機器人機械臂材料涉及到設計，工藝，選型，加工，裝配，鈑金，模具，液壓，各種層面，還有機械臂電纜壽命這些都是在選材時需要考慮的問題。

而不同應用場景下的機器人會有不同的材料需求，有些的需要防止腐蝕，有些的要能夠耐高壓，高溫，所以要根據實際的使用場景來靈活選擇。而且現(xiàn)在3D打印技術越來月成熟，制造技術也很快會有跨越式的發(fā)展。

圖表：工業(yè)機器人機械臂市場詢價情況

數(shù)據來源：中研普華產業(yè)研究院

(2)傳感器

圖表：工業(yè)機器人傳感器主要類型

數(shù)據來源：中研普華整理

從結構上來看，工業(yè)機器人由控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和執(zhí)行機構組成，分別對應控制器、伺服電機和減速器等核心零部件。從成本上來看，核心零部件占工業(yè)機器人成本大頭，約72%左右。

多軸工業(yè)機器人的成本構成中，機械本體約占22%;伺服系統(tǒng)約占24%;減速器系統(tǒng)約占36%;控制系統(tǒng)約占12%;其他外設約占6%。

圖表：工業(yè)機器人成本構成

數(shù)據來源：中研普華產業(yè)研究院

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