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洛阳市机器人与智能装备产业发展分析_苏建新
导读：洛阳市机器人与智能装备产业发展分析，苏建新1刘燕聪2陈强3，本文主要针对洛阳市机器人与智能装备产业的发展现状及其SWOT分析等做了介绍，并提出了洛阳市发展机器人与智能装备产业的重要研究领域以及需要解决的关键技术，【关键词】机器人，随着信息技术与先进制造技术的高速发展，我国智能装备的发展深度和广度日益提升，全面开展智能制造技术研究，将是发展高端装备制造业的核心内容，而工业机器人将会成为我国智能装
◇科技之窗◇2014年36期
洛阳市机器人与智能装备产业发展分析
2．洛阳市科技局
苏建新1刘燕聪2陈强3
(1.河南科技大学机电工程学院河南洛阳471000；河南洛阳.常州驰轮齿轮齿条有限公司江苏
【摘要】在大量查阅资料和调研的基础上，本文主要针对洛阳市机器人与智能装备产业的发展现状及其SWOT分析等做了介绍，并提出了洛阳市发展机器人与智能装备产业的重要研究领域以及需要解决的关键技术。
【关键词】机器人；智能装备；SWOT；RV减速器
随着信息技术与先进制造技术的高速发展，我国智能装备的发展深度和广度日益提升，全面开展智能制造技术研究，将是发展高端装备制造业的核心内容，是促进我国从制造大国向制造强国转变的必然之路。而工业机器人将会成为我国智能装备制造发展的主力。以工业机器人为代表的智能装备是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的战略性新兴产业，是衡量一个国家或地区工业化和科技水平的重要标志，与计算机、网络技术一样，正在日益改变着人类的生产和生活方式。工业机器人及智能装备产业竞争力强、成长性好、关联度高，对于工业转型升级、提高生产效率、增强地区综合竞争力具有重要的促进作用。我国未来对机器人产业的发展需求在世界范围内,现代制造业正朝着数字化工厂的方向发展,而数字化工厂的核心制造装备正向着机器人自动化柔性制造系统方向发展,这是社会和经济发展的必然趋势[1]。
近年来，洛阳市积极推进信息化与工业化融合，将发展机器人及智能装备产业作为经济转型的重要方向之一，以寻求新的经济增长点、对接洛阳智慧城市建设，打造升级版的洛阳装备制造业。鼓励支持机器人及智能装备制造技术研发，不断加大技术攻关和产业培育力度，在机器人和智能装备技术基础、制造、基础部件研究、应用和产业园规划建设方面取得一些成效。
1．洛阳市机器人及智能装备产业发展现状与发展态势
1.1洛阳市机器人及智能装备产业发展现状
近年来，洛阳市焊接机器人、装备机器人、桁架机器人及护理机器人等机器人操作器的开发工作不断加快。如河南沃福德集团公司正在建设机器人用RV减速机主要零部件生产线、谐波柔轮生产线、谐波减速机装配线、机器人主要零部件加工生产线、电器控制系统装置生产线和工业机器人装配线，准备生产小批量工业机器人，近期将达到产业化生产标准；一拖（洛阳）开创装备科技有限公司与广州数控设备有限公司签订战略合作协议，双方在机器人的研发、生产等事项开展合作，现已研制了液压缸自动化柔性生产线；一拖（洛阳）汇德工装有限公司与宁夏巨能机器人公司合作研制了自动加工线桁架机器人；凯迈（洛阳）机电有限公司自主研制的DXDC10型七轴联动智能包装机，可以实现自动下料、充填、双囊内袋纸传送及内袋成型、硬标签纸传送成型以及包装成品分组计数、异物入侵保护、茶袋检测剔除等功能，其整机技术指标和性能参数达到国内领先水平，部分技术指标已达到国际领先水平；洛阳浮法玻璃集团与沈阳新松机器人自动化股份有限公司合作，攻克了超薄玻璃洁净搬运机器人本体设计技术、平稳控制技术和真空吸附技术，研制出了直角坐标型超薄玻璃洁净搬运机器人；洛阳中冶重工机械有限公司研制的六轴联动新型墙材装备工业机器人，是目前国内最高端的新型墙材装备，在新型墙材生产线中，可以完全代替人工码放砖坯。洛阳圣瑞机电技术有限公司针对老年人、残疾人行动不便的特点，利用智能控制、人机工程学等技术设计研究开发了国内首台个人卫生护理机器人。
1.2洛阳市机器人及智能装备产业发展态势
洛阳市智能装备制造呈现较快的发展态势。如中信重工筹建的高端电液智能控制装备制造项目，将形成年产540套重型矿山装备液压润滑成套系统、545套重型矿山装备电气自动控制成套系统、115套高性能液压防爆型煤炭设备的生产能力，形成先进的电液智能控制产品研发、产业化基地。中信重工筹建的重装高科基地项目，将年产重型装备732台套。其自主研发的新一代矿井提升机智能恒减速电液制动设备，在制动控制原理及方法上具有国际领先水平，填补了国内空白。该
设备已在神华宁煤、焦煤集团成功运行，实现了大型提升机机电成套及新型智能闸控设备国产化零的突破。洛阳中收机械装备有限公司筹建的大型智能自走式玉米联合收割机产业化项目，预计年产大型智能自走式玉米联合收割机13000台，产品主要用于农业生产，市场前景广阔。洛阳方智测控有限公司研发的清除棉花中三丝的异性纤维清除机和全自动智能验布机，产品质量及性能处于国际领先水平。其研发的智能锥形滚动体分拣机，采用最新图像处理系统和计算机信息系统，能够高效分拣出锥形轴承滚子生产过程中产生的各种瑕疵滚子。凯迈（洛阳）机电有限公司自主研制了国内首条全自动动力锂电池生产线。洛阳卡瑞起重设备有限公司是国内第一家致力于新型智能起重机研发与制造的公司，其ZLW型智能起重机在国内起重机领域处于领先地位。洛阳泰斯特探伤技术有限公司研发的电梯钢丝绳智能安全监测系统，利用变量补偿传感器技术和计算机信息系统，通过全程探测、监测、维护等管理系统，极大地提高电梯钢丝绳设备的安全系数，为电梯的安全运行提供有效的预防手段和安保措施。
同时，洛阳市涌现出一批智能控制领域的中小企业。如洛阳新思路电气股份有限公司、洛阳源创电气公司、洛阳智超机电、洛阳八佳电气公司等，先后与哈尔滨工业大学、北京机电研究所、河南机械研究所、河南科技大学等国内多家实力雄厚的高等院校合作，研发出一批工业自动化控制设备；矿井排水、通风、压风自动化控制系统；冶金、有色自动化控制系统；高压开关柜智能测控装置等，受到市场青睐，提高企业的竞争力。
2.洛阳机器人及智能装备产业SWOT分析
应用SWOT分析法，全面把握洛阳机器人及智能装备产业内部条件因素―――优势和劣势因素（SW）和外部环境因素―――机会和威胁因素（OT）两部分。将有助于制定符合机器人及智能装备产业未来发展的战略，以发挥优势，克服不足，抓住机遇，迎接挑战。
2.1优势（S）
2.1.1区位优越，资源丰富
洛阳位于中原腹地，是东引西进的枢纽地带，陇海和焦柳铁路两大动脉在此交汇，高速公路网络初步形成，民用航空和通信方便快捷，为机器人及智能装备产业发展提供了物流和信息流优势[2]。同时，洛阳有着发展机器人及智能装备产业的丰富资源。洛阳是我国北方少有的几个富水城市之一，地下水资源丰富，境内有黄河小浪底水库和陆浑水库向市内供水，为洛阳机器人及智能装备产业提供充足的水源；洛阳位于豫西煤海，毗邻山西、陕西煤炭基地，市内火力和水力发电装机容量充足，西气东输管道穿过境内，结合市内强大的石油加工能力，为洛阳发展机器人及智能装备产业提供了充足的煤、电和油、气资源；洛阳金属和非金属矿储量丰富，钼储量居全国之首，黄金产量居全国第三，铝矾土、白钨、硅石等储量也十分丰富，有色金属矿开采业十分发达，有着得天独厚的资源和原材料条件[3]。
2.1.2工业基础雄厚
洛阳是国家重点建设的老工业基地之一，有着50余年的现代工业发展历史，积累了巨大的存量资产和生产能力。逐步形成了工业门类齐全，产业互补性强的从科研到生产配套完善的现代工业体系，成为以机械装备、石油化工、冶金建材、有色金属及能源电力为支柱的重要工业基地。特别是“十一五”以来，洛阳市实施了以改造提升老国有企业为主的新一拖、新重机、新洛铜、新洛轴、新河柴等工程，形成了大型矿山设备、大型干法水泥设备、余热发电设备、有色金属加工设备、玻璃深加工设备、工程机械、航空航天轴承、数控机床电主轴等一大批
基金项目：洛阳市科技计划资助（1401021A）。
期◇科技之窗◇
市场占有率较高的重大标志性产品和技术装备[4]。
洛阳工业的结构先进，重工业比重大，在重工业中装备制造业所占比重也较大。2011年全市规模以上装备制造企业575家，其中超百亿企业2家（一拖集团、中信重工），规模以上装备制造业实现销售收入1373亿元，同比增长33%。实现工业增加值346.2亿元，同比增长30.1%，增速高于全市工业10.3个百分点，占全市工业的比重达到23.2%。拥有一拖集团、中信重工、LYC轴承、机车厂、北玻公司、中色科技、河柴重工、轴研科技、北企集团、北方易初、中收机械等众多在国际国内市场具有较强竞争力的大型企业或企业集团。形成了农业机械产品链、工程机械产品链、大型成套装备产品链（大型矿山、节能环保、新能源）、动力机械产品链、轴承及基础件产品链。
2.1.3科技实力雄厚，劳动力素质高
洛阳科技实力雄厚，拥有各类科技机构600多家，其中国家级科研院所14家，国家级企业技术中心10个，国家工程实验室1个，国家重点实验室4个，省级工程技术（企业）研究中心61个，省级重点实验室6个，省级工程实验室1个，18个省认定企业技术中心。另外，还拥有省级院士工作站3家、省级创新团队11家，有很强的研发实力。研究领域涉及机械、化工、冶金、材料等十几个行业。先后被命名为“全国制造业信息化示范城市”、“国家‘十一五’振兴装备制造业重点城市”、“中国制造业名城”、“新材料国家高技术产业基地”、“国家硅材料及光伏高新技术产业化基地”和“节能环保装备国家新型工业化产业示范基地”等。
截至2011年年底，洛阳市拥有各类专业技术人才16.4万人，其中，高级专业技术人员1.86万人，政府特殊津贴专家548人，每万名职工拥有1488名专业技术人员，科技人才密度高于全国平均水平。同时，洛阳健全的工业体系，雄厚的工业基础培育了大量高素质、低成本的技术工人，为发展机器人及智能装备产业提供了技术人才支撑。
2.1.4具备一定的协作条件
基础零部件制造方面。拥有大型及精密铸锻件（大型核电设备铸锻件、大型火电机组铸锻件、风电铸锻件、重型容器锻件、大功率液压铸件等）、关键基础零部件（大飞机轴承、高速重载轴承、电主轴、高可靠密封件、高可靠液压元件、高强度紧固件、中高档传感元器件）加工能力。
配套产业方面。配套加工能力较强，拥有加工辅具（大型精密型腔模具、精密冲压模具、高档模具标准件、高档精密磨料磨具等）、特种优质材料（耐高温耐高压耐腐蚀电站用钢、直线导轨专用钢材、高性能复合密封材料、高端焊接材料）配套检测（轴承检测机构、发动机检测机构等）等支撑产业。
成套设备方面。以中信重工、中色科技、洛阳北玻、兰迪玻璃机器、双瑞风电叶片、中冶重工等企业为龙头，形成了煤炭矿山设备（矿用磨机、提升机、褐煤提质成型机）、建材设备（绿色水泥成套设备、低辐射镀膜玻璃机组、全自动液压成型机等）、节能环保设备（纯低温余热发电设备、污泥垃圾处理设备、尾矿脱水处理设备）生产能力。
2.2劣势（W）
2.2.1自主创新能力薄弱
洛阳机器人及智能装备产业以政府为主导、以市场为导向、以企业为主体、以科研机构和高校为两翼的，产、学、研紧密结合的技术创新体系不健全，致使自主创新能力薄弱，关键技术和核心技术自给率低。而且，在技术引进、使用过程中，重引进、轻开发；重使用，轻研制；重模仿，轻创新的现象依然存在。同时，企业对科技创新投入不足，研发机制落后，产品的技术含量低，市场竞争力不强，使洛阳在机器人及智能装备技术竞争和产品竞争中至今没有摆脱亦步亦趋，苦苦追赶的境况。
2.2.2缺乏一流企业和品牌产品
洛阳机器人及智能装备产业集中度过低，缺乏龙头企业，行业排头兵企业规模只相当于发达国家或国内同行业巨头的几分之一到几十分之一。由于缺乏自主品牌，特别是国际知名品牌，我们只能依靠廉价的劳动力赚取微薄的生产利润。
2.3机会（O）
2.3.1政策支持的机遇
为贯彻落实《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，加快智能制造装备的创新发展和产业化，推动制造业转型升级。自2009年5月《装备制造业调整和振兴规划》出台以来，国家对机器人及智能装备产业研发和生产的政策支持力度不断加大。
2010年10月，国务院发布《关于加快培养和发展战略性新兴产业的决定》，明确提出加大培育高端装备制造产业等七大战略性新兴产业，并要求强化基础配套能力，积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备，将智能装备制造列为高端装备制造产业的重点方向。
2011年3月，中国机械工业联合会发布《“十二五”机械工业发展总体规划》，提出“十二五”期间机械工业将主攻五个重点领域，实施五大发展战略。其中，高端智能装备被列为五大重点领域首位。2011年4月，工信部发布《“高端数控机床与基础制造装备”科技重大专项2012年度课题申报指南》，首次将高档数控系统作为独立项目，同时将功能部件和数字化工具系统、关键部件的研发位置提前。
2012年1月，工信部颁布《智能制造装备产业“十二五”发展路线图》；4月，科技部出台《智能制造科技发展“十二五”专项规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》；国家发改委、财政部、工信部三部委下发《对于组织实行2012年智能制造装备发展专项的通知》；5月，工信部组织制订并实施《智能制造装备工业“十二五”发展规划》。国家部委制订的计划和专项政策的陆续出台，使得机器人及智能装备产业的发展轮廓得到进一步的清晰；11月，国务院批准了《中原经济区规划》，提出要以洛阳为中原经济区建设副中心城市，支持洛阳加快建设国家创新型城市，推动洛阳成为具有重要影响力的产业创新中心，同时提出要积极发展智能制造装备，建设中西部地区重要的高端装备制造业基地。
洛阳市委、市政府已经确定把机器人及智能装备产业作为“十二五”全市重点培育和发展的战略性新兴产业，全市上下加快发展的氛围正在形成。目前，重点骨干企业已制定了发展规划，谋划了一大批重大建设项目，发展的积极性和主动性明显增强。
2.3.2产业变迁的机遇
经济全球化迅猛发展，世界范围内经济结构调整不断向纵深推进，国际、地区之间的生产要素重组和产业转移步伐加快，发达国家的制造业正在加快向发展中国家转移，国家《关于中西部地区承接产业转移的指导意见》的贯彻落实，将促进东部沿海地区产业向中西部地区转移加快步伐。有利于我们充分发挥资源丰富、工业基础雄厚要素成本低、市场潜力大的优势，引进资金、技术、人才，利用两个市场，拓展发展空间，促进机器人及智能装备产业的跨越式发展。
2.3.3市场需求的机遇
我国目前正从劳动密集型向现代化制造业方向发展，振兴制造业、实现工业化是我国经济发展的重要任务。从制造业的发展历程看，生产手段必然要经历机械化、自动化、智能化、信息化的变革。随着国民经济的快速发展以及生产技术的不断进步和劳动力成本的不断上升，如何进一步提高生产率、提高产品质量、降低劳动强度、改善劳动条件已经成为不少企业不得不考虑的问题。作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人及智能装备的应用和普及自然成为企业较理想的选择。因此，各行业对机器人及智能装备的需求持续旺盛。
据国际机器人联合会（IFR）预测，到2014年，中国可能成为世界上使用工业机器人最多的国家。至2020年，我国工业机器人的保有量将达到约60万台，2020年前行业的复合增速有望达到25.1%。预计至2020年我国工业机器人的产业规模约1000亿元至1300亿元，保守估计未来8年销售额复合增速超36.7%。目前，中国制造业机器人密度只有21，距离全球55的平均水平还有很大差距。相比较于目前不到10万台的装配量，还有巨大的发展空间。此外，我国逐渐步入老龄化社会，残疾人口数量庞大，客观上都将给医疗、服务以及教育等家用机器人，带来巨大的市场机会。
据投资领域的权威报告称：智能制造装备产业在未来5到10年内将获得高速成长，其中，未来5年有望实现年均25%以上的增长。预计到2015年，我国智能装备产业销售收入将达到1万亿元，国民经济重点产业所需高端智能装备及基础制造装备国内市场占有率达到50%，2020年智能装备行业销售收入达到2万亿元，国内市场占有率达到70%。
2.3.4桁架机器人的发展潜力
桁架机器人相对关键机器人而言，进入门槛较低，关节机器人的控制系统及减速器是制约其大面积推广的瓶颈，而桁架机器人的机械结构较为简单，很容易发展成规模。而且桁架机器人很容易将传统数控机床改造成自动流水线，形成无人化加工车间，对传统工业改造具有较大意义。
洛阳市是大型机械制造企业较多的工业城市，这些大型企业不但有桁架机器人的应用市场，同时也具有加工装备的设计制造能力，他们对桁架机器人的制造有着强烈的愿望。比如一拖公司汇德工装，前
◇科技之窗◇2014年36期
身是原一拖工具处，从一拖建厂之初就已成立，并专业从事拖拉机、发动机、汽车等产品零部件的加工、装配所需的工装、夹具、附具的配套供应，对关键零件如曲轴、缸体等的加工工艺方案有深入的研究和制定工艺路线的经验，因此对桁架机械手的抓取方案和工艺流程制定有独特的优势。拥有多年工装设计、加工、装配、调试的技术沉淀，拥有资深的工装设计师和相应的制造专业技术人员，技术力量雄厚。有众多的固定客户需求，如一拖公司内部各专业部件制造厂随着技术更新步伐加大，他们对传统数控机床自动上下料改造迫切需要，对公司自动化、信息化技术的普及有深远意义。拥有大型精密坐标磨床、龙门铣床、加工中心等关键设备，可以保证桁架机器人的机械传动部件安装基准面的加工精度，拥有专业的机械加工和装配技师，这些是生产桁架机械手的重要设备和人员保证。
但是，这些企业缺乏现代新技术方面的人才，如计算机技术、数控技术、传感器、系统集成技术等。如果能将现代计算机、传感器、自动控制为代表的先进制造技术和这些老企业结合起来，必将在桁架机器人的发展方面取得大的突破。
桁架机器人主要是由本体、控制系统、电机、减速器四大部分组成。目前国内大多数工业机器人研制企业除本体能够自己制造外，其他3个关键部分主要还依赖外购，进口比重高达80％。洛阳拥有较多的高校和科研院所，在机械制造和先进控制、轴承、齿轮等各个方面人才汇集，在机器人控制系统、伺服系统、视觉系统、本体研制、检测试验等方面，已有一定的优势，部分产品已具备国际领先水平。这些研究成果和企业的加工能力结合在一起，形成产学研一体化，将会对桁架机器人的发展产生较大助推作用。比如河南科技大学在齿轮、行星减速器、轴承、控制技术方面有较为雄厚的研究实力，将其研究成果转化为企业的应用技术，攻克桁架生产的关键技术难题。
2.4威胁（T）
2.4.1产业面临竞争的日益激烈
机器人及智能装备市场面临国内外品牌的竞争压力。目前全球各大机器人及智能装备供应商都已紧紧抓住中国市场。瑞典的ABB公司、日本的FANUC、德国的KUKA及奥地利的IGM公司等世界著名机器人生产厂，沈阳机床、大连机床、新松机器人、三一重工、中联重科、瓦轴集团、沈鼓集团等一批具有国际竞争力的龙头企业，以及山河智能装备集团、聚光科技、天瑞仪器、威尔泰等各具特色的智能制造装备企业，都大力进军洛阳市场。
2.4.2国外厂商的技术封锁
国外厂商不仅将机器人及智能装备的一些关键技术和核心技术控制在手中，通过严加封锁，以保持其技术垄断地位，而且严格限制高技术装备（如高档数控机床）出口。这已经成为制约洛阳机器人及智能装备产业发展的关键瓶颈。
2.4.3相关行业经济技术发展水平的制约
机器人智能装备产业关联度高，需要电子、微电子、信息、自动化、材料和零部件等相关产业的支撑，而这些相关行业和领域经济、科技发展水平的不平衡和局部相对滞后对洛阳机器人智能装备产业发展的牵制作用是不可低估的。
2.4.4高层次人才的争夺
高层次人才为了追求更好的发展，流动日趋频繁，范围不断扩大。地处中原的洛阳市，由于在人才创业、工作、生活环境、文化环境、信息环境等方面优势不明显，在高层次人才引进和留用方面，竞争力不够，面临人才引进困难和人才流失的严重威胁。这会进一步加剧洛阳机器人及智能装备领域高层次人才总量不足，特别是掌握原始核心技术的领军人才缺乏的状况。
通过SWOT分析表明，洛阳机器人及智能制造装备产业发展优势与劣势并存，机遇与挑战同在。应利用强大的技术研发优势，抓住国家大力发展机器人及智能装备产业的机遇，提高产业集中度，促进集群化发展，强化产学研合作，加大科技创新力度，提高产业人员素质，优化产业结构，积极拓展国内和海外市场，提高市场占有率，壮大产业规模。
3.洛阳市机器人与智能装备产业发展的重要研究领域
工业机器人主要包括本体、控制系统及伺服电机、减速器等四大部分，其中机器人轴承、齿轮、减速器、控制系统及伺服电机等是影响国内机器人产业发展的关键零部件。我市要在机器人关键零部件实现突破，并在重点领域进行机器人集成应用示范，带动智能制造产业发展。
3.1机械结构本体
3.1.1机械结构本体的设计
机械结构本体占机器人价格的25%左右。研发技术路线：在对目
前先进机械结构分析对比的基础上，确定六关节的配置方案和机械结构的整体方案，可以以重载搬运机器人（搬运重量大，夹持能力大于100Kg）为研发对象；利用Pro/E三维软件建立机器人机械结构的三维实体模型；利用有限元法对各关节进行静力和动态力分析，对关键零件进行强度和刚度分析，实现本体结构的优化设计；对电机以及减速器进行计算和选择。对建立的机器人三维实体模型，利用ADAMS软件对其进行运动学与动力学仿真分析，对理论推导进行验证。
3.1.2机械结构本体的加工制造
在材料选择上，小臂和腕部采用高强度铝合金精铸成型，体现质量轻和外形美观的要求。大臂采用组合焊件，用薄壁钢板围成空腔，在保证强度和刚度的前提下，追求重量轻、加工周期短，用材少。基座采用铸铁，吸振和成型好。
3.2RV减速器
减速器占机器人价格的30%左右。机器人关节要求所用的减速器要重量轻，减速比大，通常在100左右。所使用的减速器通常有2种：谐波齿轮减速器和RV摆线针轮减速器。通常1、2、3轴采用RV减速器，突出刚性和扭矩的要求；4、5、6轴采用谐波减速器，突出质量轻和精度高的要求。
目前，谐波齿轮减速器产品基本成型，国内已有较多的厂家可以生产，我市部分轴承、齿轮企业可以生产谐波减速器用轴承、齿轮，为国内企业实现配套。但RV减速器世界上主要由日本的帝人、Nabtesco公司提供，国内还没有实现根本性突破，我市具有很大的发展空间。
3.2.1RV减速器的整体设计
RV减速器的传动系统、机械结构复杂，摆线轮与针轮的啮合轨迹曲线特殊。整体设计时必需考虑其承载啮合特性、受载时的静/动力学特性，同时要兼顾加工工艺的因素，因此，对设计人员要求高，必须有很深功底的齿轮及机构设计能力的企业、研究所和高校的设计团队来承担RV减速器的整体设计任务。
3.2.2RV减速器的加工制造
必须在完成RV减速器整体设计的基础上，才能进行零部件的加工制造。由于曲柄轴孔偏心误差和摆线轮齿廓误差对RV减速器的传动精度影响最大，所以凸轮轴的精密加工，尤其是摆线轮的精密加工是RV减速器制造的关键技术，目前精密加工难度最大的是摆线轮，需要开发专用的加工装备[5-6]。角接触薄壁轴承、圆锥轴承、滚针轴承等可以由我市研发，是最容易取得突破的部分。
3.3伺服电机和传感器
伺服电机占机器人价格的15%左右。伺服电机主要使用的是交流伺服电机，传感器主要用的是光电编码器、六维力觉传感器和视觉传感器。目前我市没有该方面的生产制造基础，可以通过招商引资来实现。
3.4机器人控制技术与系统[7-8]
3.4.1机器人控制系统的硬件电路
机器人控制系统的硬件电路占机器人价格的15%左右。在控制系统的硬件方面，采用的是IPC（工业计算机）+运动控制卡构建开放式多轴运动控制系统。我市没有该方面的生产制造基础，可以通过深圳固高科技公司与我市合作来实现。
3.4.2机器人控制系统的软件编程技术
软件编程技术占机器人价格的15%左右。在软件编程控制技术方面，设计机器人逆运动学实时求解算法；设计机器人笛卡尔空间和关节空间的轨迹规划方法；研究基于动力学模型的位置输出反轨迹跟踪控制算法，提高机器人的运动速度与位置控制精度。软件编程控制技术含量较高，利润空间最大，是厂商的核心技术。
3.5桁架机器人[8]
该种类型的机器人是直角坐标系，加工制造和控制的难度远远小于6自由度关节式机器人，可以在短期内掌握整体技术，具有自主知识产权，形成较大的产品利润空间。目前在我市应用范围较大，通过研发可以实现示范应用。
3.6康复训练机器人[9-10]
康复机器人是目前世界机器人研究中的一个热点，国外已经开发了各种类型的康复机器人，但产品价格昂贵，不适合我国的国情。在国内，康复机器人的研究还处于起步阶段，清华大学、上海交通大学、哈尔滨工程大学等高校在该方面做了一些研究工作，制作出了实验样机。国内康复训练器材厂家仅能提供电动训练装置，还没有具有自主知识产权的康复训练产品开发出来。
3.7机器人公共技术服务平台
期◇科技之窗◇
基于机器人及智能装备产业，开展运动控制技术、工业机器人产业化技术和先进装备技术的研究与开发，建立运动控制技术应用中心、伺服驱动技术应用中心、机器视觉应用技术中心、机械优化设计技术应用中心、机器人轴承检验检测中心等，为机器人及智能装备产业技术发展提供服务。
线轮的齿廓曲线；利用有限元软件对传动件、箱体结构进行结构优化设计，确保减速器的最优功率密度。
4.2.2关键部件的精密加工技术的开发
综合考虑材料、热处理，研究齿轮传动的关键部件的精加工技术，尤其是摆线轮的精密制造工艺方法，曲轴的精密制造技术，针轮盘的精密制造工艺等，控制零件的热处理变形；保证关键齿轮传动件的最终制造精度。
4.发展机器人与智能装备需要攻克的关键技术
4.1机器人轴承关键技术的研究4.1.1机器人轴承设计方法研究
器人用薄壁轴承的接触特性研究；机器人用薄壁轴承的瞬态特性研究；支承结构弹性对机器人用薄壁轴承特性的影响研究；疲劳寿命研究。
4.2.3精密加工关键设备开发
基于现有的渐开线磨齿机、凸轮磨床，通过对关键零部件成形方法的深入研究，利用虚拟样机技术，开发专用的摆线轮数控成形砂轮磨齿机、凸轮轴精密磨削机床。
4.2.4摆线轮检测技术的开发[11]
确定摆线轮的检测标准，研究摆线轮齿面的拓扑结构，求解摆线轮齿面坐标点的数值解，基于现有的齿轮检测中心，开发摆线轮的检测软件，实现摆线轮齿面偏差和齿距误差的误差检测。确定曲轴的检测标准，在现有的齿轮检测中心上完成曲轴误差的检测。
通过上述对摆线轮、凸轮精密加工技术的攻关，可实现其产业化。科
4.1.2机器人用薄壁轴承制造技术研究
通过加工工艺方法的研究分析，着重研究不同加工工艺对薄壁轴承产品质量精度的影响，关键是选材、热处理工艺质量控制和薄壁轴承装配工艺研究。薄壁轴承精度考核指标是：直径公差、最大径向圆跳度、径向游隙，从以上三个指标考核轴承精度。滚动体与内外圈配合可产生径向预加载荷，径向预加载荷可消除径向和轴向游隙，减少载荷弯曲，改善润滑性能，提高摩擦力矩，适用于对系统刚性和位置精度要求较高的机器人用薄壁轴承。
【参考文献】
［1］王杰高.加大研发力度,发展我国工业机器人产业[J].机器人技术与应用,2010,
4.1.3机器人用薄壁轴承检测和试验技术研究
试制样品，针对样品，确定检测设备，制定机器人用薄壁轴承专用检测规范。改造现有滚动轴承实验装备，增加有关柔性支撑薄壁轴承的试验功能和测试能力；以小型薄壁轴承为实验对象，在完整前期基础研究和分析基础上，进行静态变形协调导致轴承内部载荷再分配的试验检测、瞬态性能试验、润滑性能试验、加速寿命试验和分析等，进行失效模式和瞬态特性验证，制定相关试验规范，为完善有关模型、发展高性能薄壁轴承理论提供依据，并为相关基础研究成果的工程化应用提供坚实基础。
4.1.4机器人用薄壁轴承产业化技术研究
结合相似结构轴承的产业化经验及国外先进的技术，制订机器人轴承行业标准，建立一条完善的机器人用薄壁轴承的示范生产线，替代国外进口轴承，产品精度、技术指标不低于国外同类产品，达到国际先进水平。
4.2机器人齿轮关键技术的研究
4.2.1RV减速器传动系统的优化设计
根据摆线轮的运动规律，考虑承载静/动力学特性，轮系的传动误差，齿轮的弯曲强度、接触强度与润滑条件，优化减速器传动系统、摆
［2］刘道文，孙娟．洛阳策论．香港科教文出版有限公司，.［3］张纯检主编．洛阳旅游发展战略研究．中州古籍出版社，2000：3.［4］孟令俊著．洛阳古今．中州古籍出版社，1991：1.
［5］XuYangsheng.Intelligentrobotsleadinghigh-techdevelopment.ChinaScienceDaily,August，12,2010.
徐扬生，智能机器人引领高新技术发展，科学时报，.
［6］何卫东,李力行.高精度RV减速器中摆线轮齿形的优化修形[J].大连铁道学院学报,):54-58.
［7］庄严,王伟,恽为民等.基于网络的机器人控制技术研究现状与发展[J].机器人,):276-282.
［8］周大威,高学山,王炎等.全方位移动清扫机器人控制技术的研究[J].高技术通讯,):65-67,87.
［9］李伟,奚春彦.基于OpenCASCADE的桁架机器人数控加工生产线的仿真设计与实现[J].组合机床与自动化加工技术,-11,14.
［10］吴常铖,宋爱国,李会军等.一种上肢康复训练机器人及控制方法[J].仪器仪表学报,):999-1004.
［11］曲云霞,徐安平.摆线轮齿廓修形精度的计算机辅助测量[J].振动、测试与诊断,):63-67.
（上接第106页）3.2.1速度、精度、效率的提高
速度、精度及效率是电气工程及其自动化的关键指标。在电力系统中采用智能高速处理器芯片，同时采用交流数字伺服系统，能够改善电力系统的动态特性和静态特性，提高系统的速度、精度和效率。
3.2.2柔性化
柔性化主要包括群控系统和数控系统这两个方面。对于群控系系统，必须按照生产流程的具体要求设计系统，使系统能够发挥最大的作用，完成信息流和物料流的动态调控。对于数控系统，其强大的可裁剪性和覆盖面可以满足客户的具体要求。
3.3功能方向
在功能方向上，主要包括设计用户图形界面、可视化计算、多媒体技术方面的发展。目前的操作系统一般都采用图形界面，具有良好的人机交互性。在智能化系统中采用图形化界面，通过窗口和菜单实现编程、图像显示、图像模拟、仿真等功能，能够降低操作者的门槛，方便非专业人士操作。通过可视化技术，信息的表达不再是呆板的文字和数据。将数据转化成图表，能方便操作者分析数据，也可以高效地处理和解释数据。同时，采用无图纸设计、虚拟样机技术等技术，将可视化和虚拟环境相结合，能够更加有效地提高产品质量、缩短产品开发周期。多媒体技术一般是将声音、文字、图像、视频等融合在一起传输，如果将多媒体技术应用于智能化系统，可以更加综合化、智能化地处理信息，能带来很大的经济效益。
3.4体系结构
通过集成化、模块化、网络化实现智能化技术在体系结构方面的发展和完善。可以使用高集成度的处理器、大规模集成电路FPGA、
CPLD等提高软硬件运行速度。器件的高度集成化能够提高电路密度，减小器件体积，更加方便安装和使用。将智能化技术模块化，各模块之间通过接口通信，这样有助于技术的标准化和集成，也可以运用模块的增减将智能化产品分级别销售。将智能化系统联网使得人们能够对系统进行远程监控，随时掌握系统状况，使电气工程的控制不受地域限制。也可以实现在一台设备上控制其他设备，进行编程等操作。对于较小的电力系统，远程控制能够节约电缆的增加数，材料以及安装费用，并且可靠性高、灵活性强；但是在通讯量大的系统中远程控制会比较困难。
人工智能为智能化技术奠定了理论基础，具有自动化的特征，因此，智能化技术在电气工程及其自动化领域能够发挥巨大的作用，甚至会带来控制系统的革命。智能化技术有着广阔的发展前景，需要结合实际，稳扎稳打，不断总结经验，将智能化产品集成化、模块化、网络化，推动电气工程的长远发展。科
【参考文献】
［1］闫书畅.基于电气工程自动化的智能化技术应用探讨[J].科技创新导报,.［2］林集武.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].城市建设理论研究’
2012(19)．
［3］郝俊华，李春丽.基于人工智能技术的电气自动化控制研究[J].中国新技术新产品,8.
［4］宋翠萍.浅析智能化技术在电气工程自动化中的应用[J].电源技术应用,.
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