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機器人

盤點工業(yè)機器人四大家族的前世今生和技術優(yōu)劣

來源:汽車制造網2017-08-02 我要評論(0 )   

在世界工業(yè)機器人業(yè)界中,以瑞士的ABB、德國的庫卡、日本的發(fā)那科和安川電機最為著名,并稱工業(yè)機器人四大家族。

在世界工業(yè)機器人業(yè)界中,以瑞士的ABB、德國的庫卡、日本的發(fā)那科和安川電機最為著名,并稱工業(yè)機器人四大家族。

它們在亞洲市場同樣也是舉足輕重,更占據(jù)中國機器人產業(yè)70%以上的市場份額,幾乎壟斷了機器人制造、焊接等高階領域。下面我們來揭開這四大家族的神秘面紗吧。



不管是歷史原因還是文化差異,亦或者是理念的影響, 從這四大主力的機器人企業(yè)的產品中我們可以看到一個企業(yè)在面對市場的變化而選擇的發(fā)展路徑,而誰能夠走得更遠,同樣由市場決定。

那么,對比發(fā)那科、ABB、安川、庫卡的機器人,它們的機器人產品都有哪些各自的特點,優(yōu)劣勢分別是什么?

一、瑞士ABB

ABB是一家由兩個歷史100多年的國際性企業(yè)(瑞典的ASEA和瑞士的BBC Brown Boveri)在1988年合并而成,名列全球500強,總部坐落于瑞士蘇黎世。

ABB的業(yè)務涵蓋電力產品、離散自動化、運動控制、過程自動化、低壓產品五大領域,以電力和自動化技術最為著名。ABB擁有當今最多種類的機器人產品、技術和服務,是全球裝機量最大的工業(yè)機器人供貨商。

ABB強調的是機器人本身的整體性,以其六軸機器人來說,單軸速度并不是最快的,但六軸一起聯(lián)合運作以后的精準度是很高的。


1、核心領域
ABB的核心技術是運動控制系統(tǒng),這也是對于機器人自身來說最大的難點。掌握了運動控制技術的ABB可以輕易實現(xiàn)循徑精度、運動速度、周期時間、可程序設計等機器人的性能,大幅度提高生產的質量、效率以及可靠性。

2、盈收情況
ABB的股票分別在蘇黎世、斯德哥爾摩及紐約的股票市場上市買賣。而營收中有一半以上是來自歐洲市場,五分之一來自亞洲、中東和非洲,四分之一來自北美和南美洲市場。截至2016/3/8公司市值約415億美元(yahoo財經),收入約為355億美元,凈利19億美元。

3、技術:算法最好,但略貴
以“專業(yè)嚴謹,實用至上”著稱的ABB最早是從變頻器開始做起的,傳承了瑞士嚴謹?shù)钠髽I(yè)精神,在世界占據(jù)著重要的位置,在中國,大部分的電力站和變頻站都是ABB做的。

對于機器人自身來說,最大的難點在于運動控制系統(tǒng),而ABB的核心優(yōu)勢就是運動控制。可以說,ABB的機器人算法是四大主力品牌中最好的,不僅僅有全面的運動控制解決方案,產品使用技術文檔也相當專業(yè)和具體。

據(jù)悉,ABB的控制柜隨機附帶Robot Studio軟件,可進行3D運行模擬以及聯(lián)機功能(復制文件、編寫程序、設置系統(tǒng)、觀察I/O狀態(tài)、備份及恢復系統(tǒng)等多種操作)。與外部設備的連接支持多種通用的工業(yè)總線接口,也可通過標注輸入輸出接口實現(xiàn)與各種品牌焊接電源、切割電源、PLC等的通訊。此外,ABB的控制柜還可以自由設定起弧、加熱、焊接、收弧段的電流、電壓、速度、擺動等參數(shù),可自行設置實現(xiàn)各種復雜的擺動軌跡。

ABB還講究機器人的整體特性,在重視品質的同時也講究機器人的設計,但眾所周知是,配備高標準控制系統(tǒng)的ABB機器人價格都很貴。此外,有不少的企業(yè)反應在四大主力品牌中,ABB的交貨期是最長的。


二、德國庫卡(KUKA)


德國庫卡于1898年在德國奧格斯堡建立,最初主要專注于室內及城市照明,不久后開始涉足其他領域。1973年研發(fā)了名為FAMULUS的第一臺工業(yè)機器人。

庫卡公司主要客戶來自汽車制造領域,同時也專注于向工業(yè)生產過程提供先進的自動化解決方案,更涉足于醫(yī)院的腦外科及放射造影。其橙黃色的機器人鮮明地代表了公司主色調。

1、涉足領域
庫卡機器人可用于物料搬運、加工、點焊和弧焊,涉及到自動化、金屬加工、食品和塑料等產業(yè)。

使用庫卡機器人的用戶群體包括:通用汽車、克賴斯勒、福特、保時捷、BMW、奧迪、奔馳、福斯、法拉利、哈雷、波音、西門子、宜家、施華洛世奇、沃爾瑪、百威啤酒、BSNMedical、可口可樂等著名大咖級企業(yè)。

不僅如此,庫卡的機器人還被廣泛用于食品工業(yè)、物流運輸、建筑產業(yè)、玻璃制造業(yè)等。

2、盈收情況
截至2016/3/8,庫卡公司市值約35億美元,收入約31億美元,凈利率3%。公司系統(tǒng)集成業(yè)務和工業(yè)機器人本體業(yè)務收入占比分別約為58%、42%。

3、技術:操作簡單,但故障率較高
去年,美的收購庫卡的事件可謂讓庫卡火了一把。如果說ABB是汽車中的奔馳,那么庫卡就是汽車中的寶馬,雖說同是高端汽車,但是寶馬的返修率要高于奔馳。據(jù)悉,相對于ABB、發(fā)那科等機器人,庫卡機器人的返修率是較高的。有知情人士反應,曾使用過庫卡的機器人,幾乎每天都有一臺機器人出故障。

庫卡在國內銷售的優(yōu)勢在于它的二次開發(fā)做的好 ,就是一個完全沒有技術基礎的小白,甚至文化水平只是初等的學生用庫卡的軟件,一天之內就可以上手操作;在人機界面上,為了迎合中國人的習慣,庫卡做得很簡單,就像玩游戲機一樣好用,相比較之下,日系品牌的機器人的控制系統(tǒng)鍵盤很多,操作略顯復雜。

值得一提的是,庫卡在重負載機器人領域做的比較好,在120KG以上的機器人中,庫卡和ABB的市場占有量居多,而在重載的400KG和600KG的機器人中,庫卡的銷量是最多的。


三、日本發(fā)那科(FANUC)


FANUC公司創(chuàng)建于1956年,三年后首次推出了電液步進電機,進入70年代,得利于微電子技術、功率電子技術,尤其是計算技術飛速發(fā)展,F(xiàn)ANUC公司毅然舍棄了使其發(fā)家的電液步進電機數(shù)控產品而開始轉型。

1976年FANUC公司研制成功數(shù)控系統(tǒng),隨后又與SIEMENS公司聯(lián)合研制了具高水平的數(shù)控系統(tǒng),從那時起,F(xiàn)ANUC的產品日新月異,年年翻新,成為當今世界上數(shù)控系統(tǒng)、設計、制造、銷售實力最強的企業(yè)之一。


1、核心領域
FANUC公司是全球專業(yè)的數(shù)控系統(tǒng)生產廠,F(xiàn)ANUC工業(yè)機器人與其他企業(yè)相比獨特之處在于:工藝控制更加便捷、同類型機器人底座尺寸更小、更擁有獨有的手臂設計。

2、盈收情況
截至2016/3/8 FANUC公司市值約235 億美元,收入約61億美元,凈利率約27%。公司一直保持著較高的盈利能力,長期毛利率在40%以上。

3、技術:精度非常高,但過載不行
被稱為當今世界數(shù)控系統(tǒng)科研、設計、制造、銷售實力最強大的企業(yè),發(fā)那科關于數(shù)控系統(tǒng)的研究可以追溯到1956年,具備前瞻性的日本技術專家預見到3C時代的到來,并組建了科研隊伍。

歷史的沉淀造就了發(fā)那科在精度上的優(yōu)勢,因為在數(shù)控機床的加工過程中,其所加工的零部件的精度直接影響產品的質量,部分機械零部件和精密設備的零部件對加工精度的要求非常高。

而將在數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢用于機器人身上,發(fā)那科的工業(yè)機器人精度也很高,據(jù)悉,發(fā)那科的多功能六軸小型機器人的重復定位精度可以達到正負0.02mm。此外,發(fā)那科工業(yè)機器人與其他企業(yè)相比獨特之處在于:工藝控制更加便捷,同類型機器人底座尺寸更小、更擁有獨有的手臂設計。

值得一提的是,發(fā)那科更將數(shù)控機床精加工的刀片補償功能應用在機器人身上,從算法上植入了刀片補償?shù)墓δ?,這使得機器人在精加工切割的過程中可以實現(xiàn)一圈一圈往里邊走,而安川的機器人本體本身不具備這個功能,要實現(xiàn)這一功能只能通過二次開發(fā)進行功能補償,而這也是很有些客戶反映安川機器人不太方便的地方。

據(jù)悉,在精加工按照部件邊緣進行切割的過程中,切割的刀一般是圓柱形的,就像銑刀一樣,在銑了10個件之后,可能會磨損一點點,銑的量越多,磨損就會越大,如果再按照原來的數(shù)據(jù)去銑,就會有偏差,這個時候就需要有一個補償值,比如說這把刀加工100個件之后,需要補償1毫米,加工200個件之后就需要補償2毫米,而本身數(shù)控系統(tǒng)就有這個刀片補償?shù)墓δ堋?br />
但是,發(fā)那科在機器人的穩(wěn)定性上,做得還不是最好,據(jù)悉,在滿負載運行的過程中,當速度達到80%的時候,發(fā)那科的機器人就會報警,這也說明了發(fā)那科機器人的過載能力并不是很好。所以發(fā)那科的優(yōu)勢在于輕負載、高精度的應用場合,這也是發(fā)那科的小型化機器人(24KG以下的)暢銷的原因。


四、安川電機( YASKAWA )

創(chuàng)立于1915年,是日本最大的工業(yè)機器人公司,總部位在福岡縣的北九州島市。

1977年,安川電機運用自己的運動控制技術開發(fā)生產出了日本第一臺全電氣化的工業(yè)用機器人,此后相繼開發(fā)了焊接、裝配、噴漆、搬運等各種各樣的自動化作用機器人,并一直引領著全球產業(yè)用機器人市場。

截至2015年9月, 安川電機累計出售機器人臺數(shù)已突破28萬臺,成為全球機器人銷量冠軍!


1、核心領域
安川電機主要生產的伺服和運動控制器都是制造機器人的關鍵零件。安川電機之所以可以掌握核心科技與其有著近百年專業(yè)電氣的歷史密不可分,這讓安川電機在開發(fā)機器人方面有著獨特優(yōu)勢。

安川電機相繼開發(fā)了焊接、裝配、噴涂、搬運等各種各樣的自動化作業(yè)機器人,其核心的工業(yè)機器人產品包括:點焊和弧焊機器人、油漆和處理機器人、LCD 玻璃板傳輸機器人和半導體芯片傳輸機器人等,是將工業(yè)機器人應用到半導體生產領域最早的廠商之一。

2、盈收情況
截至2010/3/8安川電機公司市值約35 億美元,收入約37億美元,凈利率約6%。公司運動控制、工業(yè)機器人、系統(tǒng)工程和驅動控制四項業(yè)務收入占比分別為47%、36%、12%和4%。

3、技術:穩(wěn)定性好,但精度略差
傳承了近百年的電氣電機技術,安川的AC伺服和變頻器市場份額穩(wěn)居世界第一,1977年,安川研發(fā)出日本首臺全電氣式產業(yè)用機器人MOTOMAN。

安川是從電機開始做起的,因此它可以把電機的慣量做到最大化,所以安川的機器人最大的特點就是負載大,穩(wěn)定性高,在滿負載滿速度運行的過程中不會報警,甚至能夠過載運行。因此安川在重負載的的機器人應用領域,比如汽車行業(yè),市場是相對較大的。

但相比較發(fā)那科的機器人來說,安川機器人的精度沒有那么高,在同等價格的基礎上,如果客戶要求精度高的話,往往會選擇發(fā)那科的機器人。

但好在安川機器人價格優(yōu)勢明顯,可以說是四大品牌中價格最低,性價比較高的,安川的焊接機器人包括焊接包,報價才13/14萬,與松下的焊接機器人相比較,安川走的是批量化的道路。


與知名企業(yè)連手,相輔相成

工業(yè)機器人本體中最好的當屬歐洲產品,以庫卡最為頂級。而當四大家族進入亞洲市場后,ABB機器人國產化的質量有所下降,日本的安川、發(fā)那科與歐美產品相比則CP值較高,更加符合在華的客戶需求。

如今,機器人廠商通常更喜歡與知名品牌車廠進行合作綁定,如福斯汽車只用庫卡、通用主要用發(fā)那科、歐系品牌更鐘情于ABB等等,這與產業(yè)四大家族的策略調整息息相關。

四大家族的起家皆是從事機器人產業(yè)鏈相關的業(yè)務,如ABB和安川電機從事電力設備電機業(yè)務,發(fā)那科研究數(shù)控系統(tǒng),庫卡最初從事焊接設備。最終他們能成為全球領先的綜合型工業(yè)自動化企業(yè),都是因為掌握了機器人本體及其核心零件的技術,并致力投入研究而最終實現(xiàn)一體化發(fā)展,這才有了今日工業(yè)機器人四大家族的美譽。 

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