摘要:拋光打磨機器人作為智能制造時代的關(guān)鍵支撐,對于現(xiàn)代制造業(yè)具有重要意義。其高效率和高精度的特點,使得拋光打磨操作更加精確、穩(wěn)定且高效。相比之下,傳統(tǒng)人工打磨存在工作效率低、打磨質(zhì)量不穩(wěn)定、受人工體力及情緒影響大等問題,同時打磨過程中產(chǎn)生的粉塵、噪音等會對工人身體健康造成一定的危害。隨著我國老齡化趨勢的加速推進、勞動力成本的持續(xù)上升,以及機器人技術(shù)不斷發(fā)展,拋光打磨機器人正逐步成為市場的焦點,行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大。據(jù)統(tǒng)計,2018年以來中國拋光打磨機器人行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)上漲,2024年行業(yè)市場規(guī)模達到136.5億元,同比上漲19.74%。
一、定義及分類
拋光打磨機器人是一種用于拋光打磨的機器人系統(tǒng),它利用伺服電機多關(guān)節(jié)模仿人的手臂關(guān)節(jié)動作,實現(xiàn)操作工件的表面打磨、棱角去毛刺、焊縫打磨、內(nèi)腔內(nèi)孔去毛刺等工作。機器人可以對不同的工件進行拋光打磨,既可以對工件進行整體打磨也可以進行局部的打磨。拋光打磨機器人可以替代人工進行拋光打磨工作,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,降低勞動強度和成本。
拋光打磨機器人由機器人系統(tǒng)、恒力傳感裝置、磨頭組件、夾持工裝、磨削處理裝置、安全保護裝置和整站控制系統(tǒng)等部分組成。其中,機器人系統(tǒng)是整個拋光打磨系統(tǒng)中的主要執(zhí)行者,恒力傳感裝置是自適應補償功能的保證者,磨頭組件是拋光打磨的末端工具,夾持工裝是整個系統(tǒng)相對位置的定位者,磨削處理裝置是整個系統(tǒng)的環(huán)境保護者,安全保護裝置是整個系統(tǒng)的安全保護者,整站控制系統(tǒng)是工作站內(nèi)各組件相互通信邏輯判斷和調(diào)度者。目前拋光打磨機器人主要分為三類:工具型打磨機器人、工件型打磨機器人、機器人與磨床的結(jié)合。
二、行業(yè)政策
1、主管部門和監(jiān)管體制
拋光打磨機器人行業(yè)主管部門為國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等。國家發(fā)展改革委主要負責擬訂并組織實施國民經(jīng)濟和社會發(fā)展戰(zhàn)略、中長期規(guī)劃和年度計劃。牽頭組織統(tǒng)一規(guī)劃體系建設。負責國家級專項規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃、空間規(guī)劃與國家發(fā)展規(guī)劃的統(tǒng)籌銜接。起草國民經(jīng)濟和社會發(fā)展、經(jīng)濟體制改革和對外開放的有關(guān)法律法規(guī)草案,制定部門規(guī)章等。工業(yè)和信息化部負責擬定工業(yè)發(fā)展行業(yè)規(guī)劃、計劃和產(chǎn)業(yè)政策,提出優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、結(jié)構(gòu)的政策建議,起草相關(guān)法律法規(guī)草案,制定規(guī)章,擬訂行業(yè)技術(shù)規(guī)范和標準并組織實施,指導行業(yè)質(zhì)量管理工作;擬訂并組織實施工業(yè)、通信業(yè)的能源節(jié)約和資源綜合利用、清潔生產(chǎn)促進政策,參與擬訂能源節(jié)約和資源綜合利用、清潔生產(chǎn)促進規(guī)劃,組織協(xié)調(diào)相關(guān)重大示范工程和新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設備、新材料的推廣應用等。
行業(yè)自律性組織是指中國機械工業(yè)聯(lián)合會機器人分會,其成立于2021年6月,是我國機器人產(chǎn)業(yè)全國性產(chǎn)、學、研、用行業(yè)協(xié)同工作平臺,目前已有會員單位520余家。分會以國家產(chǎn)業(yè)政策為指導,以市場為導向,以企業(yè)為主體,搭建政、產(chǎn)、學、研、用平臺,提升機器人企業(yè)研究開發(fā)、生產(chǎn)制造、集成應用和維修服務水平,提升機器人在各個領(lǐng)域的應用水平,完善我國機器人產(chǎn)業(yè)鏈,不斷增強中國機器人產(chǎn)業(yè)的競爭力,促進我國機器人產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。
2、行業(yè)相關(guān)政策
近年來,為推動拋光打磨機器人發(fā)展,我國政府出臺了一系列政策和措施,如2021年12月發(fā)布的《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,其中在機器人創(chuàng)新產(chǎn)品發(fā)展行動中提到研制可在轉(zhuǎn)運、打磨、裝配等工作區(qū)域內(nèi)任意位置移動、實現(xiàn)空間任意位置和姿態(tài)可達、具有靈活抓取和操作能力的移動操作機器人。2025年3月發(fā)布的《輕工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實施方案》,其中提出支持企業(yè)開展設備更新,推廣應用可編程邏輯控制器(PLC)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)等工控系統(tǒng)和工業(yè)機器人、智能檢測裝備、計算機輔助設計(CAD)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、供應鏈管理系統(tǒng)(SCM)等智能裝備和工業(yè)軟件。
三、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
拋光打磨機器人需要具備高精度的定位和穩(wěn)定的打磨效果,這對機器人的控制系統(tǒng)、傳感器以及執(zhí)行機構(gòu)等提出了很高的要求。同時,拋光打磨機器人技術(shù)的發(fā)展需要長期的技術(shù)積累和創(chuàng)新。企業(yè)需要不斷投入資源進行技術(shù)研發(fā)和升級,以保持產(chǎn)品的競爭力和市場地位。而新進入者往往難以在短時間內(nèi)積累足夠的研發(fā)設計經(jīng)驗和能力,從而面臨較高的技術(shù)壁壘。
2、人才壁壘
拋光打磨機器人企業(yè)的研發(fā)實力、產(chǎn)品性能及質(zhì)量、技術(shù)服務及銷售的專業(yè)性與員工的素質(zhì)密切相關(guān)。如在研發(fā)方面,由于工業(yè)機器人涉及的專業(yè)學科領(lǐng)域廣泛,對研發(fā)團隊的綜合素質(zhì)要求較高,一方面需要研發(fā)人員掌握自動化技術(shù)、機器人控制技術(shù)等一系列知識,另一方面還需要研發(fā)人員充分了解下游市場的需求變化,開發(fā)順應市場需求的產(chǎn)品,以及對原有產(chǎn)品的經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫等進行更新、升級。因此,先進入的企業(yè)往往花費大量的時間和資金培養(yǎng)高素質(zhì)的人才,在人才方面具有一定的競爭優(yōu)勢,這對新進入者形成了較高的人才壁壘。
3、品牌壁壘
拋光打磨機器人對產(chǎn)品安全性、可靠性、穩(wěn)定性等要求較高,因此下游行業(yè)用戶和經(jīng)銷商在選擇拋光打磨機器人設備供應商時非常注重該企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的品牌和聲譽。品牌影響力是行業(yè)內(nèi)對企業(yè)綜合能力和長期業(yè)績累積的認可,是企業(yè)核心競爭力的集中體現(xiàn)。具有良好品牌影響力的企業(yè)通常容易獲得用戶和經(jīng)銷商的信賴,可以在眾多的競爭對手中處于優(yōu)勢地位。一般地,先進入的企業(yè)在這一方面會形成明顯的先發(fā)優(yōu)勢,而新進入的企業(yè)很難與其競爭。
四、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
從產(chǎn)業(yè)鏈來看,拋光打磨機器人行業(yè)上游為減速器、控制器、伺服電機等零部件生產(chǎn);中游為拋光打磨機器人的生產(chǎn)制造;下游是指拋光打磨機器人的主要應用領(lǐng)域,包括3C、家電、衛(wèi)浴、船舶、汽車、醫(yī)療器械、航天航空等領(lǐng)域。


















2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)武漢華中數(shù)控股份有限公司
武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)立于1994年,是國產(chǎn)中、高檔數(shù)控系統(tǒng)研究和產(chǎn)業(yè)化基地,國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)首家上市公司。主營業(yè)務包括數(shù)控系統(tǒng)配套、工業(yè)機器人及智能制造、工程職業(yè)教育、新能源汽車配套、紅外人體測溫設備等。在工業(yè)機器人方面,華中數(shù)控對標行業(yè)龍頭,重點研制針對細分領(lǐng)域的專用機器人、創(chuàng)新性新結(jié)構(gòu)機器人、工業(yè)級協(xié)作機器人、有特色的重載機器人。目前,公司工業(yè)機器人主要產(chǎn)品系列包括BR雙旋機器人系列、JR六軸機器人系列、JM打磨機器人系列、JH焊接機器人系列、HC沖壓機器人系列、scara機器人系列、Delta并聯(lián)機器人系列等,廣泛應用于消費電子、家電、新能源汽車、光伏等相關(guān)行業(yè)。2024年上半年,公司機器人與智能產(chǎn)線領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)收入2.04億元,同比下降57.82%。
(2)大連譽洋工業(yè)智能有限公司
大連譽洋工業(yè)智能有限公司是專業(yè)為制造企業(yè)提供智能制造解決方案的綜合服務商,是集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務為一體的高新技術(shù)企業(yè)。在鑄件自動化打磨領(lǐng)域,公司智能所用的技術(shù)和產(chǎn)品處于世界領(lǐng)先水平。公司以自動化打磨設備、機器人為核心,為鑄造企業(yè)提供自動化解決方案,并針對不同的工業(yè)應用場景,以客戶需求為導向,定制安全、高效、柔性的自動化生產(chǎn)線,以實現(xiàn)企業(yè)智能化革新。經(jīng)過多年深入研發(fā)與廣泛市場應用,公司突破了行業(yè)多年難以解決的鑄鋼、鑄鋁等高粘、高熱、高硬、耐磨有色金屬鑄件,以及超大工件的切割打磨的技術(shù)瓶頸,并且在幾十個國內(nèi)外企業(yè)中成功應用,為客戶創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。
五、行業(yè)現(xiàn)狀
拋光打磨機器人作為智能制造時代的關(guān)鍵支撐,對于現(xiàn)代制造業(yè)具有重要意義。其高效率和高精度的特點,使得拋光打磨操作更加精確、穩(wěn)定且高效。相比之下,傳統(tǒng)人工打磨存在工作效率低、打磨質(zhì)量不穩(wěn)定、受人工體力及情緒影響大等問題,同時打磨過程中產(chǎn)生的粉塵、噪音等會對工人身體健康造成一定的危害。隨著我國老齡化趨勢的加速推進、勞動力成本的持續(xù)上升,以及機器人技術(shù)不斷發(fā)展,拋光打磨機器人正逐步成為市場的焦點,行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大。據(jù)統(tǒng)計,2018年以來中國拋光打磨機器人行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)上漲,2024年行業(yè)市場規(guī)模達到136.5億元,同比上漲19.74%。
2018-2024年中國拋光打磨機器人行業(yè)市場規(guī)模及增速
六、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)國家政策的支持
國家和地區(qū)政府都出臺了相關(guān)政策來支持機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如《“機器人+”應用行動實施方案》《工業(yè)機器人行業(yè)規(guī)范條件(2024版)》《關(guān)于規(guī)范中央企業(yè)采購管理工作的指導意見》等。這些政策為拋光打磨機器人行業(yè)的快速發(fā)展提供了有力保障。隨著拋光打磨機器人行業(yè)的不斷發(fā)展,相關(guān)行業(yè)標準與規(guī)范也逐漸完善。這些標準和規(guī)范為企業(yè)的生產(chǎn)提供了指導,同時也促進了行業(yè)的健康發(fā)展。
(2)機器人技術(shù)的不斷進步
機器人技術(shù)的進步使得拋光打磨機器人能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的運動控制和力控制。通過先進的傳感器和控制系統(tǒng),機器人能夠?qū)崟r監(jiān)測和調(diào)整打磨工具的位置、速度和力度,確保打磨過程的一致性和穩(wěn)定性。這種高精度的控制不僅提高了打磨質(zhì)量,還顯著提升了生產(chǎn)效率。此外,機器人技術(shù)進步還能進一步提高自適應能力,使機器人更好地適應不同工件和工藝的需求,提高了生產(chǎn)線的靈活性和通用性。
(3)人口老齡化嚴重
隨著人口老齡化的加劇,勞動力市場的供需矛盾愈發(fā)突出。許多傳統(tǒng)制造業(yè)崗位,尤其是那些需要高強度體力勞動或長時間重復作業(yè)的崗位,面臨著嚴重的人力短缺問題。拋光打磨工作就是其中之一,它往往要求工人具備高度的耐心和精細的操作技巧,同時工作環(huán)境可能較為惡劣,對工人的身體健康構(gòu)成潛在威脅。因此,在勞動力資源日益緊張的背景下,企業(yè)急需尋找一種能夠替代人工、提高生產(chǎn)效率并保障工人健康的解決方案。拋光打磨機器人的出現(xiàn),恰好迎合了這一需求。這些自動化設備不僅能夠以更高的精度和穩(wěn)定性完成拋光打磨任務,還能在惡劣的工作環(huán)境中持續(xù)作業(yè),大大減輕了工人的勞動強度。
2、不利因素
(1)宏觀經(jīng)濟波動
拋光打磨機器人行業(yè)下游市場的發(fā)展與宏觀經(jīng)濟密切相關(guān)。當經(jīng)濟處于繁榮時期時,消費需求旺盛,制造業(yè)訂單增加,企業(yè)對拋光打磨機器人的需求也隨之上升。此時,拋光打磨機器人行業(yè)可能迎來發(fā)展機遇,市場需求增長,企業(yè)生產(chǎn)和銷售規(guī)模擴大。但當經(jīng)濟處于衰退時期時,消費者減少非必要消費支出,制造業(yè)訂單減少,企業(yè)面臨生產(chǎn)壓力,可能縮減投資或延期采購計劃。這會導致拋光打磨機器人市場需求下降,企業(yè)面臨銷售困難和庫存積壓的問題。
(2)核心零部件依賴進口
拋光打磨機器人的核心零部件,如伺服電機、精密減速器、伺服驅(qū)動器、控制器等關(guān)鍵核心部件主要依賴于進口。這些零部件的價格往往較高,且受到國際市場價格波動、匯率變動等因素的影響,進一步增加了成本控制的不確定性,導致拋光打磨機器人制造商生產(chǎn)成本的上漲。同時,核心零部件依賴進口還可能導致供應鏈風險。國際政治經(jīng)濟環(huán)境的變化、貿(mào)易政策的調(diào)整、運輸延誤或中斷等因素都可能影響零部件的進口,進而導致生產(chǎn)中斷或延誤。這種供應鏈的不穩(wěn)定性可能對制造商的生產(chǎn)計劃和交貨期造成嚴重影響,損害客戶信任和品牌形象。
(3)市場競爭加劇
隨著拋光打磨機器人市場的不斷發(fā)展,越來越多的企業(yè)進入該領(lǐng)域,市場競爭日益激烈。在這樣的市場環(huán)境下,企業(yè)如果未能形成自己獨特的競爭優(yōu)勢,將可能面臨市場份額下降、利潤率下降的風險。一方面,在激烈的市場競爭中,消費者有著更多的選擇,他們更傾向于選擇那些具有獨特賣點和優(yōu)勢的產(chǎn)品和服務。如果企業(yè)無法提供與眾不同的價值,就很難吸引和留住客戶,從而導致市場份額的流失。另一方面,在市場競爭激烈的情況下,企業(yè)為了爭奪市場份額,可能會采取降價等促銷手段。然而,這種策略往往會導致利潤率的下降,甚至可能引發(fā)價格戰(zhàn),進一步壓縮整個行業(yè)的利潤空間。
七、競爭格局
拋光打磨機器人行業(yè)的競爭格局呈現(xiàn)出多元化和激烈化的特點。在國際市場上,發(fā)那科(Fanuc)、ABB、庫卡(KUKA)、安川電機(Yaskawa)等國際知名企業(yè)在拋光打磨機器人領(lǐng)域占據(jù)主導地位。這些企業(yè)擁有先進的技術(shù)、豐富的經(jīng)驗和完善的銷售網(wǎng)絡,在全球市場上具有強大的競爭力。在中國市場,雖然國外企業(yè)仍占有一定的市場份額,但本土品牌的市場份額正逐年提升。目前,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)主要包括廣東利迅達機器人系統(tǒng)股份有限公司、大連譽洋工業(yè)智能有限公司、沈陽新松機器人自動化股份有限公司、武漢華中數(shù)控股份有限公司、湖南全宇工業(yè)設備有限公司等。
八、發(fā)展趨勢
1、應用領(lǐng)域不斷拓展
隨著技術(shù)的不斷進步,拋光打磨機器人的應用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣?。例如,在新能源領(lǐng)域,機器人可以用于鋰電池、太陽能電池板等產(chǎn)品的表面處理;在醫(yī)療器械領(lǐng)域,機器人可以用于手術(shù)器械、精密儀器的拋光打磨,提高產(chǎn)品的精度和安全性。在生物科技領(lǐng)域,拋光打磨機器人可以應用于生物實驗器材、微流控芯片等微小器件的制造,為生物科技研究提供有力支持。
2、國產(chǎn)替代空間較大
拋光打磨機器人屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),具有較高行業(yè)門檻和技術(shù)壁壘。國外拋光打磨機器人行業(yè)起步早,發(fā)展時間長,在研發(fā)能力、生產(chǎn)技術(shù)等方面具有較強競爭優(yōu)勢。我國拋光打磨機器人行業(yè)起步晚,發(fā)展時間短,經(jīng)過一段時間的發(fā)展,整體生產(chǎn)水平獲得較大進步,但與國外先進水平相比仍有一定差距,市場對進口產(chǎn)品依賴性較強,行業(yè)仍有較大發(fā)展空間。
3、推動行業(yè)智能化發(fā)展
在未來,拋光打磨機器人將與人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)進一步融合。通過收集和分析大量的打磨數(shù)據(jù),機器人可以實現(xiàn)自我學習和優(yōu)化,自動調(diào)整打磨策略以適應不同的鑄件。同時,智能化的機器人還可以與企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成,實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、質(zhì)量控制、設備維護等方面的智能化管理,提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和競爭力。
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