2020年工業機械臂行業市場重點發展方向研究預測

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工業機械臂是擬人手臂、手腕和手功能的機械電子裝置，主要指高精度、高速點膠機器手，機械臂是一個多輸入多輸出、高度非線性、強耦合的復雜系統。因其獨特的操作靈活性,已在工業裝配,安全防爆等領域得到廣泛應用。機械臂是一個復雜系統，存在著參數攝動、外界干擾及未建模動態等不確定性。因而機械臂的建模模型也存在著不確定性，對于不同的任務,需要規劃機械臂關節空間的運動軌跡，從而構成末端位姿。機械臂根據國家標準：工業機械臂定義為“其操作機是自動控制的，可重復編程、多用途，并可以對3個以上軸進行編程。

機械臂在工業裝配，安全防爆等領域得到了廣泛應用，尤其是在汽車組裝和重型物體搬運方面特別顯著。各大汽車制造廠商，對于工業機械臂肯定不會陌生，到今天為止，國內機械臂的最大采購商就是來自汽車制造業。無論是國企還是合資企業，對于整車以及發動機的裝配、運輸都采用了具備高度自動化機械手和協作機器人，結合人工和生產流水線能夠更好地提高工廠的生產效率。

產品分類及應用：工業機械臂目前還沒有統一的分類標準。根據不同的要求可進行不同的分類。

（1）按驅動方式分：

1、液壓式：液壓驅動機械臂通常由液動機（各種油缸、油馬達）、伺服閥、油泵、油箱等組成驅動系統，由驅動機械臂的執行機構進行工作。

通常它具有很大的抓舉能力（高達幾百公斤以上），其特點是結構緊湊，動　作平穩，耐沖擊，耐振動，防爆性好，但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能，否則漏油將污染環境。

2、氣動式：其驅動系統通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機組成，其特點是氣源方便，動作迅速、結構簡單、造價較低、維修方便。但難以進行速度控制，氣壓不可太高，故抓舉能力較低。

3、電動式：電力驅動是目前機械臂使用得最多的一種驅動方式。其特點是電源方便，響應快，驅動力較大（關節型的持重已達400公斤），信號檢測、傳遞、處理方便，并可以采用多種靈活的控制方案。

驅動電機一般采用步進電機，直流伺服電機以及交流伺服電機（其中交流伺服電機為目前主要的驅動形式）。由于電機速度高，通常采用減速機構（如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋行動和多桿式機構等）。

目前，有些機械臂已開始采用無減速機構的大轉矩、低轉速的電機進行直接驅動（DD），這既可以使機構簡化，又可提高控制精度。

工業機械手是在工業生產中使用的機械手的總稱，主要用于完成工業生產中的某些作業。依據具體應用目的的不同，又常常以其主要用途命名。

（1）焊接機械手，是到現在為止應用最多的工業機械手，包括點焊和弧焊機械手，用于實現自動化焊接作業；

（2）裝配機械手，比較多地用于電子部件或電器的裝配；

（3）噴涂機械手，代替人進行各種噴涂作業；

（4）搬運機械手，功能是根據工況要求的速度和精度，可用來搬運物體以完成在各個不同環境中工作；

（5）助力機械手，由于具有無重力化、精確直觀、操作便捷、安全高效等特點，助力機械手廣泛應用于現代工業中的物料轉移、高頻率搬運、精確定位、部件裝配等場合。

（6）上下料機械手，主要實現機床制造過程的完全自動化，并采用了集成加工技術，適用于生產線的上下料、工件翻轉、工件轉序等；

（7）碼垛機械手，能將不同外形尺寸的包裝貨物，整齊、自動地碼（或拆）在托盤上（或生產線上等）；

（8）另外還有其他用途的機械手，如將金屬溶液澆到壓鑄機中的澆注機械手等。

國內外行業及產品應用：目前，國外機械臂制造企業有日本的YAMAHA、安川、發那科、那智不二越、Denso德國的KUKA、瑞士的ABB、意大利的Comau、丹麥的UR，中國的沈陽新松機器人、安徽埃夫特、廣州數控、遨博智能。

在國內外市場：機械臂的應用領域較為廣泛。例如：給無人機裝配可折疊機械臂后，無人機獲得了能在狹窄溝渠撿拾東西的能力，單獨的無人機是無法做到的;而在天宮二號中也有機械臂的應用，空間機械臂可以代替航天員進行一系列艙外活動，降低了人類在艙外工作的風險。生活中，機械臂假肢不僅能為截肢者提供便利，還可以作為孩子們的娛樂玩具，進行自由組合或客制化。美國舊金山一家名為Cafe?X的咖啡店，每小時能做100-120杯咖啡，而店中已經完全不需要人類幫助，而用機械臂沖泡咖啡;Miso?Robotics和Cali?Group兩家美國公司合作開發了Flippy雙臂協作機器人，用于漢堡制作。而在醫療行業，如今的機械臂可以用來進行精密手術，第三代國產骨科手術機器人“天璣”，最高操作精度甚至可達0.1mm。

中國機械臂發展現狀：我國工業機器人起步于20實際70年代初，其發展過程大致可分為四個階段：70年代的萌芽期；80年代的開發期；90年代的實用化期。而今經過20多年的發展已經初具規模。

目前，中國已生產出部分機器人關鍵元器件，開發出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業機器人。一批國產工業機器人已服務于國內諸多企業的生產線上；一批機器人技術的研究人才也涌現出來。一些相關科研機構和企業已掌握了工業機器人操作機的優化設計制造技術；工業機器人控制、驅動系統的硬件設計技術；機器人軟件的設計和編程技術；運動學和軌跡規劃技術；弧焊、點焊及大型機器人自動生產線與周邊配套設備的開發和制備技術等。某些關鍵技術已達到或接近世界水平。

隨著國內工廠招工日益困難，這就要求工廠必須提高自動化程度。工業機械臂技術作為工廠自動化的重要部件，人們對這種技術的研究和認識逐步深入，己在工業的各個領域內得到了廣泛的應用。

在工業領域內，人們對裝卸機器人、碼垛機器人、搬運機器人、焊接機器人等的應用己經很廣泛和成熟。在當前的機器人技術領域內，應用最廣泛的自動化機械裝置當屬機械臂，除了在工業領域內，在其他諸如娛樂服務、醫療醫學、軍事等領域都能用到械臂，機械臂通常是指一系列相互鉸接或相對滑動的構件所組成的具有模仿人類手臂功能并可完成各種作業的自動控制設備，它可把物件或工具按空間位姿的變化要求進行移動，從而完成某一工業生產的作業要求，機械臂技術不僅可以提高生產效率，還可以節省人工成本。因此，機器人產業將會成為在汽車以及計算機之后的又一個大型的高新技術產業，我國工業機械臂產業增長潛力巨大。

產品市場規模及銷量：據中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國工業機械臂行業市場發展分析及投資戰略前景預測報告》統計數據顯示：2017年我國工業機械臂市場規模為150.43億元，2018年我國工業機械臂市場規模為149.19億元。其中國產品牌市場規模從2014年的6.51億元增長至2018年的22.83億元；國外品牌市場規模從2014年的72.45億元增長至2018年的126.36億元。

2014-2018年中國工業機械臂市場不同品牌市場規模分析

單位：億元

數據統計：中金企信國際咨詢

2014年我國工業機械臂銷量為3.60萬臺，其中國產品牌銷量為0.36萬臺，國產品牌占比為10.00%；到2018年我國工業機械臂銷量增長至9.72萬臺，其中國產品牌銷量增長至1.88萬臺，國產品牌占比從2013年的10.00%增長至2018年的19.34%。

2014-2018年中國工業機械臂產品市場銷量分析

數據統計：中金企信國際咨詢

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目前，國內工業機械臂行業客戶主要是汽車產業和3C產業，其他行業還有金屬加工及塑料加工等行業。2018年國內工業機械臂安裝量約9.72萬臺，其中汽車領域約3.69萬臺，3C領域?1.36萬臺。

2014-2018年中國不同領域對工業機械臂需求量分析

單位：萬臺

數據統計：中金企信國際咨詢

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工業機械臂市場發展前景：國內的工業機械臂技術起步較晚，但隨著國內人工成本的不斷是上升，工業機械臂對制造業顯得越來越重要，并且國內正處于企業轉型升級的關鍵時期,作為先進制造業不可替代的重要設備,工業機械臂的應用和普及勢必會成為企業的優先選擇。

國內工業機械臂的發展十分迅速，政府頒布的政策支持也起到了很大的幫助作用。政府相繼頒布了《中國制造2020》、“十三五規劃”和《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》等政策扶持機器人產業的發展。有了政策支持，再加上機械臂的產品優勢和廣闊的市場需求，工業機械臂在國內的發展前景不可估量。

隨著關鍵崗位機器人替代工程、安全生產少（無）人化專項工程、智能制造工程和新的應用示范政策的不斷落實，工業機械臂的應用領域將不斷拓展。3C制造業、汽車制造業依然是國內產工業機械臂的主要市場，并有望延伸到勞動強度大的紡織、物流行業，危險程度高的國防軍工、民爆行業，對產品生產環境潔凈度要求高的制藥、半導體、食品等行業，和危害人類健康的陶瓷、制磚等行業。

根據中國制造2025的發展規劃，未來制造業將形成新一代信息技術和制造業相融合的新模式，力求實現中國由制造大國向制造強國轉變。而智能制造是中國制造2025的核心，工業機械臂的應用更是其關鍵，以工業機械臂為核心的智能制造已經成為推動我國制造業轉型升級的重要手段。未來，隨著工業機械臂應用的不斷擴展和智能制造的轉型，我國工業機械臂發展潛力巨大。?