摘要：现阶段， 我国的工业化进程有了很大进展，对工业机器人的应用也越来越广泛。从需求端来看，新冠肺炎疫情影响下国内外消费复苏叠加安全生产等考虑，工业机器人装机规模不断提升，应用场景向新能源、医疗器械、生物医药等领域拓展；从供给端看，工业机器人产量仍处于高速增长阶段，核心零部件国产化率不断提升。同时，要注意工业机器人行业潜在风险，包括毛利率下滑风险、原材料供应风险及下游市场波动风险。本文首先分析了工业机器人结构，其次探讨了工业机器人行业运行情况，最后就工业机器人核心环节发展趋势进行研究，以供参考。 关键词：工业机器人；国产替代；机器换人
引言
“机器换人”这一说法由来已久，工业机器人应用对劳动力市场的影响受到了学者们的广泛关注。目前中国正处于制造业转型升级的关键时期，同时也面临人口红利窗口逐渐关闭带来的劳动力成本上升以及劳动力技能水平偏低引起的劳动力供求结构不匹配等一系列问题。基于
此背景，如何在充分发挥工业机器人应用对制造业转型升级的推动作用、实现制造业强国目标的同时尽可能避免工业机器人应用对劳动力市场产生负面冲击就显得格外重要。
1工业机器人结构分析
我国工业行业在研发工业机器人的过程中，主要是利用交流电机和减速器两种构件，并且是由回转机体、腕部、大臂和小臂等几个部分组成。从工业机器人结构上来看，第一结构为数值的方向旋转，这也是工业机器人运行的核心，并且在底部底座安装电视;第二环节相当于任意的肩关节，其整个轴线应当处于水平的方向，并且将大臂缠绕在该轴线上面;第三环节就是工业机器人的小臂和手腕;然而第四环节正是为带动第三环节所设置的;第五环节为工业机器人在俯仰的运用;第六环节主要是工业机器人旋转运用。
2工业机器人行业运行情况
（1）消费端：下游应用场景不断丰富。汽车制造与3C电子行业是工业机器人使用量最高的两大行业。但近年来对工业工业机器人新增需求有所降低。以汽车制造业为例，2020年汽车制造业工业累计安装量较2019年降低21.46%。但随着科学与技术的发展，机器人的
应用场景在不断丰富，整体呈现出在下游应用行业领域间不断延伸拓展的趋势。据中国机器人产业联盟（CRIA）统计，2020年我国自主品牌机器人在食品制造、塑料和化学制品、非金属矿物制品和汽车行业市场份额上升且自主品牌工业机器人应用行业继续扩大，已涵盖国民经济56个行业大类和171个行业中类，释放出更多的市场需求。（2）供给端：工业机器人国产化自主进程提速。近年来，工业机器人减速器、控制器、伺服电机等核心零部件逐渐取得突破。部分企业以下游的系统集成作为切入点，依靠深入的业务及场景理解能力，逐步开展机器人中上游技术研发和产品开发，与国外先进技术的差距不断缩小。但三大核心零部件中的国产控制器产品在软件方面较国际一流水准仍有差距，具体表现为响应速度、易用性和稳定性方面的不足，而国产控制器硬件平台在处理性能和长时间稳定性方面已经与国外产品水平相当。除控制器外，在国外企业原来占据较大优势的伺服系统和减速器领域，国内企业经过多年积累和技术沉淀，已经逐步获得国际市场认可，产品竞争力及销售量不断上升。 0402封装
3工业机器人核心环节发展趋势
3.15G通信技术
首先，5G通信技术具有更高速率、更低延时以及云智能的特点，能够实现万物互联，从而同时连接并控制更多的工业机器人；其次，能够简化制造业企业的布局，通过5G技术实现实时大量传送新型三次元测量传感器获取的数据信息，实现对工业机器人的无线控制，从而取代传统工业机器人控制的有线线路，简化工厂布局及装配线的配置难度；第三，实现更全面的控制。5G通信速度的提升能够加快并简化数据收集、分析的时间，从而实现对工业机器人的全面、可持续甚至是云端的实时控制；第四，实现个性化的定制控制。5G通信技术能够将工厂、客户及工业机器人无缝对接起来，工业机器人能够实时接收订单信息，并按订单要求完成个性化定制生产。 3.2鼓励国内工业机器人研发
智能制造是实现制造业强国的必经之路，工业机器人是智能制造的重要内容，中国要大力支持工业机器人应用于社会各个层面，鼓励工业机器人引进，从而实现制造业强国战略目标;还要鼓励国内工业机器人研发，加大工业机器人研发投入力度，突破技术屏障。
3.3核心零部件之控制系统
控制系统负责控制整台机器人的运动，主要任务是接收来自视觉、力觉等传感器的检测信号，驱动伺服电机，从而实现控制机器人在工作空间中的位置、姿态、速度。据智研咨询测算，2019年我国工业机器人控制器市场规模为15.32亿元，同比增长23.6%；2020年我国工业机器人控制器市场规模为19.02亿元，同比增长24.2%。为保证系统稳定性，控制系统一般由机器人本体制造商自主研发。因此，从市场份额来看，工业机器人控制系统的市场份额与本体制造市场份额基本保持一致，发那科、库卡、ABB、安川分别占据前四名。绑定机器人本体的运控一体化将是本土企业突围的必要趋势和选择。以广州数控、埃斯顿等拥有数控技术基础的代表性企业已经开始研制运动控制一体化产品，其中机器人专用运动控制产品也逐步向行业推广并走向成熟，并以此为契机进入机器人行业。
3.4PLC通信技术的应用
首先，能够实现对作业过程的单独控制。PLC技术的应用能够控制工业机器人单独实现不同的作业，操作人员只需按既定的控制程序操作，工业机器人就能够按程序要求开展直线、垂直及旋转等运行；其二，能够配合开展运动编程。以“ABB工业机器人与西门子PLC的PROFIBUS通信”单元为例，在创建PROFIBUS的I/O信号后，科学配置PLC、系统输入
输出与I/O的关联后，进行PLC编程，并实现对工业机器人的通信控制。PLC通信应用系统是一种极具灵活性的逻辑控制器，通过科学编程能够实现对工业机器人定位、定点的准确控制，而若干个硬件控制单位同时下达指令则能让工业机器人开展连续的动作。PLC技术的合理有效应用能够控制并保障工业机器人系统性动作的灵活性与准确性，这就要求PLC编程完成后必须进行相应的测试，通过后才能应用于工业机器人的实际控制之中。
3.5系统集成
工业机器人系统集成商处于工业机器人产业链的下游应用端，为终端客户提供应用解决方案，并负责工业机器人应用二次开发和自动化。系统集成商主要参与者主要有机器人本体制造商、机器人贸易企业、自动化设备企业、应用企业自动化部门。机器人本体制造商与自动化设备企业在该领域中有较强竞争力。本体制造商对机器人本体性能较为了解且具有机器人定价权的优势，自动化设备企业则在工程项目方面有经验积累，集成能力较强。相对来说，机器人贸易企业与应用企业自动化部门对机器人产品熟悉度低且集成能力较弱。
结语
随着我国机械强国战略的实施及深化，工业机器人在工业生产中的作用不断凸显，成为现代工业发展中的重要内容之一。工业机器人的应用既能够提高工业生产效率、降低人工成本，还能够助推信息产业的快速发展。而这一切都离不开控制系统这一工业机器人发展的基础。
imerj参考文献
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