高檔數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)智能化 新一代機(jī)器人示范應(yīng)用
日期：2015/12/18
中研普華報(bào)道 我國(guó)機(jī)器人和高檔數(shù)控機(jī)床取得新突破。
《<中國(guó)制造2025>重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖(2015版)》近日發(fā)布。路線圖圍繞經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全重大需求，選擇10大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破，力爭(zhēng)到2025年處于國(guó)際領(lǐng)先地位或國(guó)際先進(jìn)水平。作為10大領(lǐng)域之一，高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的發(fā)展目標(biāo)、方向及重點(diǎn)領(lǐng)域明晰。
按照《路線圖》，在高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備領(lǐng)域，到2020年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)70%;到2025年，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)80%，總體進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)行列。
在機(jī)器人領(lǐng)域，到2020年，自主品牌工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%，國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵零部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%，新一代機(jī)器人的核心技術(shù)取得突破;2025年，形成完善的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，機(jī)器人研發(fā)、制造及系統(tǒng)集成能力力爭(zhēng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，新一代機(jī)器人樣機(jī)研制成功，并實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的示范應(yīng)用。
高檔數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)智能化
高檔數(shù)控機(jī)床是指具有高速、精密、智能、復(fù)合、多軸聯(lián)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)通信等功能的數(shù)控機(jī)床，基礎(chǔ)制造裝備是制造各種機(jī)器和設(shè)備的裝備之總稱。高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備包括金屬切削加工機(jī)床、特種加工機(jī)床、鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工工藝裝備、增材制造裝備等，具有基礎(chǔ)性、通用性和戰(zhàn)略性的特征。
我國(guó)已連續(xù)多年成為世界最大的機(jī)床裝備生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó)。未來(lái)10年，電子與通訊設(shè)備、航空航天裝備、軌道交通裝備、電力裝備、汽車(chē)、船舶、
工程機(jī)械與
農(nóng)業(yè)機(jī)械等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及新材料、新技術(shù)的不斷進(jìn)步將對(duì)數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)裝備提出新的戰(zhàn)略性需求和轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)。對(duì)數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備的需求將由中低檔向高檔轉(zhuǎn)變、由單機(jī)向包括機(jī)器人上下料和在線檢測(cè)功能的制造單元和成套系統(tǒng)轉(zhuǎn)變、由數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)變、由通用機(jī)床向量體裁衣的個(gè)性化機(jī)床轉(zhuǎn)變，電子與通訊設(shè)備制造裝備將是新的需求熱點(diǎn)。
為適應(yīng)市場(chǎng)需求，《路線圖》提出的發(fā)展目標(biāo)是，到2020年，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)70%，數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型、智能型國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率分別達(dá)到60%、10%，主軸、絲杠、導(dǎo)軌等中高檔功能部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%;到2025年，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)80%，其中用于汽車(chē)行業(yè)的機(jī)床裝備平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到2000小時(shí)，精度保持性達(dá)到5年;數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型、智能型國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率分別達(dá)到80%、30%;主軸、絲杠、導(dǎo)軌等中高檔功能部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到80%;高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備總體進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)行列。
按照《路線圖》，在重點(diǎn)產(chǎn)品上，將重點(diǎn)針對(duì)航空航天裝備、汽車(chē)、電子信息設(shè)備等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，開(kāi)發(fā)高檔數(shù)控機(jī)床、先進(jìn)成形裝備及成組工藝生產(chǎn)線。包括：電子信息設(shè)備加工裝備、航空航天裝備大型結(jié)構(gòu)件制造與裝配裝備、航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造關(guān)鍵裝備、船舶及海洋工程裝備關(guān)鍵制造裝備、軌道交通裝備關(guān)鍵零部件成套加工裝備、汽車(chē)關(guān)鍵零部件加工成套裝備及生產(chǎn)線、汽車(chē)四大工藝總成生產(chǎn)線、大容量電力裝備制造裝備、工程及農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)線等產(chǎn)品。
在增材制造裝備領(lǐng)域，將重點(diǎn)突破具有系列原創(chuàng)技術(shù)的鈦合金、高強(qiáng)合金鋼、高強(qiáng)鋁合金、高溫合金、非金屬工程材料與復(fù)合材料等高性能大型關(guān)鍵構(gòu)件高效增材制造工藝、成套裝備、專(zhuān)用材料及工程化關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)展激光、電子束、離子束及其它能源驅(qū)動(dòng)的主流工藝裝備;攻克材料制備、打印頭、智能軟件等瓶頸，打造產(chǎn)業(yè)鏈。
在高檔數(shù)控系統(tǒng)方面，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)多軸、多通道、高精度插補(bǔ)、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和智能化編程、具有自監(jiān)控、維護(hù)、優(yōu)化、重組等功能的智能型數(shù)控系統(tǒng);提供標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)平臺(tái)，允許開(kāi)發(fā)商、不同軟硬件模塊介入，具有標(biāo)準(zhǔn)接口、模塊化、可移植性、可擴(kuò)展性及可互換性等功能的開(kāi)放型數(shù)控系統(tǒng)。
在高性能功能部件方面，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)20000～40000r/min高速電主軸、多軸聯(lián)動(dòng)主軸頭、精密光柵、高速高精度主軸軸承、1~2級(jí)滾珠絲杠導(dǎo)軌、定位精度小于6”的轉(zhuǎn)臺(tái)等，研發(fā)高性能功能部件精密加工、成形、檢測(cè)、裝配成套裝備。
在關(guān)鍵共性技術(shù)上，重點(diǎn)攻克數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)及3D/4D全制造流程仿真技術(shù)、精密及超精密機(jī)床的可靠性及精度保持技術(shù)、復(fù)雜型面和難加工材料高效加工及成形技術(shù)、100%在線檢測(cè)技術(shù)。
在應(yīng)用示范工程方面，將開(kāi)展國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”智能化升級(jí)工程、航空航天高端制造裝備應(yīng)用示范工程、汽車(chē)輕量化材質(zhì)關(guān)鍵部件及總成新工藝裝備應(yīng)用示范工程、艦船平面/曲面智能化加工流水線應(yīng)用示范工程。
在戰(zhàn)略支撐與保障方面，《路線圖》建議，一是組建國(guó)家數(shù)控機(jī)床共性技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，集中解決數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)、動(dòng)靜熱特性試驗(yàn)技術(shù)以及可靠性、精度保持性等制約性關(guān)鍵技術(shù)。二是組建國(guó)家先進(jìn)成形工藝創(chuàng)新中心、推進(jìn)制造工藝與制造裝備的緊密結(jié)合。
新一代機(jī)器人示范應(yīng)用
機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器，集現(xiàn)代制造技術(shù)、新型材料技術(shù)和信息控制技術(shù)為一體，是智能制造的代表性產(chǎn)品。機(jī)器人包括在制造環(huán)境下應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下應(yīng)用的服務(wù)機(jī)器人兩大類(lèi)。其中，服務(wù)機(jī)器人根據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同又分為應(yīng)用于家庭或直接服務(wù)于人的個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人和應(yīng)用于特殊環(huán)境的專(zhuān)業(yè)服務(wù)機(jī)器人。
近年來(lái)，我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)快速發(fā)展。2014年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量達(dá)到5.6萬(wàn)臺(tái)，成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。養(yǎng)老助殘、救災(zāi)救援、公共安全等多種型號(hào)服務(wù)機(jī)器人已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入示范應(yīng)用，清潔機(jī)器人、兩輪自平衡車(chē)和模型無(wú)人機(jī)等家用服務(wù)機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)。預(yù)計(jì)到2020年工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量將達(dá)到15萬(wàn)臺(tái)，保有量達(dá)到80萬(wàn)臺(tái);到2025年工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量將達(dá)到26萬(wàn)臺(tái)，保有量達(dá)到180萬(wàn)臺(tái)。
按照《路線圖》設(shè)定的發(fā)展目標(biāo)，2020年，我國(guó)基本建成以市場(chǎng)為導(dǎo)向、企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系。自主品牌工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%，國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵零部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%，產(chǎn)品平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)達(dá)到8萬(wàn)小時(shí);服務(wù)機(jī)器人在養(yǎng)老、康復(fù)、社會(huì)服務(wù)、救災(zāi)救援等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn)及應(yīng)用;新一代機(jī)器人的核心技術(shù)取得突破;培育出2~3家年產(chǎn)萬(wàn)臺(tái)以上、產(chǎn)值規(guī)模超過(guò)百億元、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)，打造出5~8個(gè)機(jī)器人配套產(chǎn)業(yè)集群。
到2025年，形成完善的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，機(jī)器人研發(fā)、制造及系統(tǒng)集成能力力爭(zhēng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。自主品牌工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上，國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵零部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%，產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類(lèi)水平，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)大批量規(guī)模生產(chǎn)，在人民生活、社會(huì)服務(wù)和國(guó)防建設(shè)中開(kāi)始普及應(yīng)用，部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)出口;新一代機(jī)器人樣機(jī)研制成功，并實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的示范應(yīng)用;有1~2家企業(yè)進(jìn)入世界前五名。
工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人及新一代機(jī)器人是下一步發(fā)展的重點(diǎn)。其中，在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，要實(shí)現(xiàn)多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人的本體開(kāi)發(fā)及批量生產(chǎn)，使國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人在焊接、搬運(yùn)、噴涂、加工、裝配、檢測(cè)、清潔生產(chǎn)等方面的實(shí)現(xiàn)規(guī)?；蓱?yīng)用。
在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)養(yǎng)老助殘、家政服務(wù)、社會(huì)公共服務(wù)、教育娛樂(lè)等消費(fèi)服務(wù)領(lǐng)域機(jī)器人;重點(diǎn)開(kāi)發(fā)醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人、空間機(jī)器人、救援機(jī)器人、能源安全機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等特種機(jī)器人。
在新一代機(jī)器人領(lǐng)域，要積極研發(fā)能夠滿足智能制造需求，特別是與小批量定制、個(gè)性化制造、柔性制造相適應(yīng)的，可以完成動(dòng)態(tài)、復(fù)雜作業(yè)使命，可以與人類(lèi)協(xié)同作業(yè)的新一代機(jī)器人。
在關(guān)鍵零部件上，要重點(diǎn)研發(fā)機(jī)器人專(zhuān)用擺線針輪減速器、諧波減速器、高速高性能機(jī)器人控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、高精度機(jī)器人專(zhuān)用伺服電機(jī)、傳感器等產(chǎn)品。在傳感器上，要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)關(guān)節(jié)位置、力矩、視覺(jué)、觸覺(jué)、光敏、高頻測(cè)量、激光位移等傳感器，滿足國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求。
在關(guān)鍵共性技術(shù)方面，一是攻克整機(jī)技術(shù)，以機(jī)器人的系列化設(shè)計(jì)和批量化制造，提高機(jī)器人產(chǎn)品的控制性能、人機(jī)交互性能和可靠性性能，提高機(jī)器人負(fù)載/自重比、人機(jī)協(xié)作安全為目標(biāo)，分階段開(kāi)展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。二是部件技術(shù)，以突破機(jī)器人關(guān)鍵零部件、滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用，滿足與人協(xié)作型機(jī)器人的關(guān)鍵部件需求，滿足新型機(jī)器人關(guān)鍵部件需求為目標(biāo)，分階段開(kāi)展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。三是集成應(yīng)用技術(shù)，以提升機(jī)器人任務(wù)重構(gòu)、偏差自適應(yīng)調(diào)整的能力，提高機(jī)器人在人機(jī)共存環(huán)境中完成復(fù)雜任務(wù)的能力，促進(jìn)機(jī)器人融入人類(lèi)生活為目標(biāo)，分階段開(kāi)展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。
在應(yīng)用示范工程方面，要推進(jìn)機(jī)器人關(guān)鍵零部件研制及應(yīng)用示范工程，支持減速器、控制器、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、傳感器等關(guān)鍵零部件的研制及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)研究及應(yīng)用示范工程，支持工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)、多工業(yè)機(jī)器人協(xié)作技術(shù)及智能工業(yè)機(jī)器人技術(shù)研究，并按照細(xì)分行業(yè)推進(jìn)示范應(yīng)用。推進(jìn)服務(wù)機(jī)器人技術(shù)研究及應(yīng)用示范工程，重點(diǎn)支持醫(yī)療、康復(fù)、養(yǎng)老、助殘、救援等社會(huì)公共服務(wù)機(jī)器人的研制，創(chuàng)造良好社會(huì)和政策環(huán)境，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的示范應(yīng)用。推進(jìn)機(jī)器人人才培養(yǎng)示范工程，加強(qiáng)機(jī)器人相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)科建設(shè)，加強(qiáng)多學(xué)科交叉整合，加強(qiáng)國(guó)際交流與學(xué)習(xí)，加快引進(jìn)海外高端人才，設(shè)立機(jī)器人教學(xué)示范點(diǎn)，培養(yǎng)基礎(chǔ)人才。
在戰(zhàn)略支撐和保障上，《路線圖》建議，編制機(jī)器人專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，支持和推動(dòng)機(jī)器人自主創(chuàng)新能力建設(shè)和自主品牌建設(shè)，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有帶動(dòng)性或突出貢獻(xiàn)的企業(yè)或項(xiàng)目給予獎(jiǎng)勵(lì)，落實(shí)《增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃(2015~2017年)》對(duì)工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的支持。建立國(guó)家機(jī)器人協(xié)同創(chuàng)新中心，開(kāi)展機(jī)器人共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)研究。建立國(guó)家機(jī)器人檢測(cè)與評(píng)定中心，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人及其關(guān)鍵零部件性能檢測(cè)能力，及可靠性和安全性能評(píng)價(jià)能力，推廣機(jī)器人評(píng)價(jià)、認(rèn)證體系。同時(shí)，還要加強(qiáng)機(jī)器人基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的研究制定，積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。
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