工业机器人行业研究报告

工业机器人行业研究报告

工业机器人作为智能制造的重要组成部分，近年来在全球范围内得到了快速发展。本文将从工业机器人的定义、分类、构成、优势、生产流程、产业链、国内外市场情况以及行业展望等多个维度，全面解析这一前沿技术领域的发展现状与未来趋势。

一、工业机器人行业简介
1、什么叫工业机器人？
工业机器人是一种自动控制、可编程的多功能操纵器。工业机器人能够在三个或更多轴上移动，它广泛应用于电子、物流、化工等多个工业领域，它能够接受人类指挥或按照预先编排的程序运行，现代工业机器人甚至可以根据人工智能技术制定的原则行动。

2、工业机器人的分类
1）按机器人结构坐标系统特点方式分类可分为:直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型机器人(球面坐标型)、关节坐标机器人、SCARA型水平关节机器人。
2）工业机器人按用途可分为:装配机器人、焊接机器人、搬运机器人、喷涂机器人。
3）工业机器人的控制方式主要有四种:点位控制方式、连续轨迹控制方式、力矩控制方式、智能控制方式。
3、工业机器人的构成
1）主体：这是机器人的机械本体，包括支撑机构和执行机构。执行机构进一步分为臂部、腕部和手部，有些机器人还配备有行走机构。工业机器人通常拥有3到6个运动自由度，其中腕部通常有1到3个运动自由度。
2）驱动系统：这部分包括动力装置和传动机构，负责使执行机构产生相应的动作。动力源可以分为液压、气动和电动三大类，目前主流的是电动驱动系统。
3）控制系统：控制系统按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。这使得工业机器人能够按照预定的要求进行动作。
4）传感器：工业机器人可以配备各种传感器，以感知周围环境和自身的状态，从而做出相应的反应。
5）输入/输出系统接口：这是机器人与外部设备进行通信的接口，用于输入指令和输出数据。
其中，工业机器人的主体结构如下图所示：

4、工业机器人的优势
工业机器人的自动化生产流程相比传统的人工生产具有以下几个优势：
1）提高生产效率：机器人可以24小时连续工作，不受时间和疲劳的限制，从而大大提高了生产效率。
2）提高产品质量：机器人的操作精度高，不受人为误差的影响，从而提高了产品的质量和一致性。
3）降低生产成本：机器人的一次性投资虽然较高，但其长期运行成本相对较低，可以降低人力成本和生产中的废品率。
二、工业机器人生产流程
1、准备工作
在开始工业机器人的装配之前，首先需要做好一些准备工作。这些准备工作包括准备所需的工具和设备，确保操作区域安全，并清理工作台以便进行装配。
1）准备所需的工具和设备
装配工具包括螺丝刀、扳手、钳子等。此外，还需要一些特殊的工具，如对焊机和气动工具等。确保这些工具和设备齐全，并处于良好的工作状态。
2）确保操作区域安全
工业机器人装配的过程需要一定的空间，因此需要确保操作区域没有杂物，并且地面平整、无滑倒物等危险因素。
3）清理工作台
清理工作台是为了确保工业机器人装配时有足够的空间，并能够清楚地看到和操作各个部件。清理工作台也可以减少误操作和装配错误的可能性。

2、机器人装配的步骤
工业机器人装配的步骤可以分为以下几个主要阶段：底座组装、机械结构组装、电气系统组装和调试。下面将对每个步骤进行详细介绍。
1）底座组装
底座是机器人的基础，起到支撑和固定机器人各个部件的作用。底座组装的主要步骤包括搭建底座框架、安装底座电机和调整底座平衡等。
2）机械结构组装
机械结构是机器人的骨架，包括机械臂、关节和末端执行器等。机械结构组装的主要步骤包括搭建机械臂框架、安装关节和连接执行器等。
3）电气系统组装
电气系统是机器人的控制中枢，包括电路板、传感器和控制器等。电气系统组装的主要步骤包括安装电气设备、布置电源线和连接控制器等。
4）调试
机器人装配完成后，需要进行调试工作以确保其正常运行。调试的主要步骤包括检查机器人的连接和平衡性、测试机械臂的运动和执行器的工作、以及调整控制器的参数等。
三、工业机器人上下游产业链
1）上游：为核心零部件厂商，如减速机、伺服电机、控制器。三大核心零部件的成本，合计占工业机器人制造成本的比重达到70%，是整个产业链的咽喉赛道。涉及的上市公司包括Nabtesco、发那科、安川电机、ABB、汇川技术等。
2）中游：为本体制造商，涉及的上市公司包括库卡、ABB、发那科、埃斯顿、埃夫特等。
3）下游：系统集成制造商，涉及的上市公司包括库卡、ABB、发那科、天奇股份。
四、国内外工业机器人行业情况
1、2019-2024E中国工业机器人市场规模情况

2、2017-2023中国工业机器人出货量情况
3、2023年世界及主要国家工业机器人使用密度情况
4、2022年中国工业机器人应用市场分布情况
5、2023年中国工业机器人成本结构情况

五、中国主要工业机器人企业
2022年，工业机器人四大家族（ABB、发那科、库卡、安川电机）在中国工业机器人市场占据了约40%的份额，虽然我国的工业机器人市场仍以外资品牌机器人为主，但是随着国产机器人进一步提升性能及扩大应用领域，内资品牌的市场份额逐年增加，国产替代进程在显著加速。

六、工业机器人行业展望
1、中国工业机器人密度将持续提升
我国工业机器人的应用时间还比较短，工业机器人密集度还远低于美日等国家，国内机器人市场基本被进口机器人占据。在国产机器人起步较晚的情况下，长远来看，国家将继续执行机器人国产化的保护政策，打造国产机器人品牌，逐渐实现技术门槛的跨越，让工业机器人企业拥有核心竞争力，最终可自行发展。
2、中国工业机器人相关人才需求将暴增
工业机器人等自动化技术使得制造业对劳动力的技能要求越来越高，高技能人才短缺是行业发展面临的一大关键问题。
3、中国工业机器人的性能将得到极大的提升
随着新一代信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术与机器人技术的不断融合，机器人的功能和性能将得到极大的提升，将进一步推动工业机器人的应用和发展。