2023装配机器人行业市场全面分析

一、装配机器人行业概况

装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备，由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成。其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等;控制器一般采用多CPU或多级计算机系统，实现运动控制和运动编程;末端执行器为适应不同的装配对象而设计成各种手爪和手腕等;传感系统用来获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。

常用的装配机器人主要有可编程通用装配操作手即PUMA 机器人最早出现于1978年，工业机器人的祖始)和平面双关节型机器人即SCARA机器人两种类型。与一般工业机器人相比，装配机器人具有精度高、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套使用等特点，主要用于各种电器的制造行业。

自工业机器人诞生以来，其度用和种类不断得到扩展，其中装配机器人在工业制造领域获得了广泛应用，主要用于电器、汽车、电子等产品及其组件的装配任务。随着计算机、通信、材料等学科的发展，装配机器人也获得了长足的发展，从早先的操作型、程控型到示教型，再到现在的智能型，装配机器人的精细化和智能化程度越来越高，使得应用范围也得到了很大扩展，例如借助电子显微镜，微装配机器人能够操作和装配数十微米的微机系统零部件、通过多机器人协调作业实现大型构件的装配任务等。

二、装配机器人行业发展现状分析

从我国装配机器人销售应用领域来看，数据显示，2020年电子、锂电与光伏领域是装配机器人主要应用领域，销量分别占比60%、15%与9%，其他领域销量占比16%。

装配机器人的大量作业是轴与孔的装配，为了在轴与孔存在误差的情况下进行装配，应使机器人具有柔顺性。主动柔顺性是根据传感器反馈的信息而从动柔顺心则利用不带动力的机构来控制手爪的运动以补偿其位置误差。例如美国Draper实验室研制的远心柔顺装置RCC，一部分允许轴作侧向移动而不转动，另一部分允许轴绕远心(通常位于离手爪最远的轴端)转动而不移动，分别补偿侧向误差和角度误差，实现轴孔装配。

根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国装配机器人行业市场全面分析及发展趋势调研报告》显示：

装配机器人具有负载小、速度快的产品特点，主要被应用在3C行业、食品行业、半导体行业和医疗行业等，从市场销量来看，数据显示，2014-2020年我国装配机器人销量整体呈增长趋势，截至2020年销量达4.63万台，同比增长59.1%。工业机器人主要包括：垂直多关节机器人、SCARA机器人、协作机器人及DELTA机器人，据统计，2020年我国工业机器人销量中，这四种类型的工业机器人占比分别为63%、30%、4%、3%。

PUMA 机器人，美国 Unimation 公司1977年研制的PUMA是一种计算机控制的多关节装配机器人。一般有 5或6个自由度，即腰、肩、肘的回转以及手腕的弯曲、旋转和扭转等功能。其控制系统由微型计算机、伺服系统、输入输出系统和外部设备组成。采用VALⅡ作为编程语言，例如语句“APPRO PART，50”表示手部运动到PART上方50mm处。PART的位置可以键入也可示教。VAL具有连续轨迹运动和矩阵变换的功能。

SCARA机器人，大量的装配作业是垂直向下的，它要求手爪的水平(X，Y)移动有较大的柔顺性，以补偿位置误差。而垂直 (Z)移动以及绕水平轴转动则有较大的刚性，以便准确有力地装配。另外还要求绕Z 轴转动有较大的柔顺性，以便于键或花键配合。日本山梨大学研制出SCARA机器人，它的结构特点满足了上述要求(图2)。其控制系统也比较简单，如SR-3000机器人采用微处理机对θ1、θ2、Z 三轴(直流伺服电机)实现半闭环控制，对s 轴(步进电机)进行开环控制。编程语言采用与 BASIC相近的SERF。最新版本Level4具有坐标变换、直线和圆弧插补、任意速度设定、以文字命名的子程序以及检错等功能。SCARA机器人是目前应用较多的类型之一。

2021年8月，国内首台建筑构件装配机器人在江苏格雷特重工制造基地下线，填补了我国装配式建筑施工装备领域的一项空白。该台装备将用于广州地铁11号线赤沙车辆段的建设。这台机器人长80米，自重460吨，有效跨度达69米，可架设最重120吨的梁体。机器人安装了72个传感器、50个摄像头，采用北斗差分定位纠偏系统和变频调速技术，测量精度可达10毫米，操作仅需1名司机和1名指挥员。

装配机器人主要用于各种电器制造(包括家用电器,如电视机、录音机、洗衣机、电冰箱、吸尘器)、小型电机、汽车及其部件、计算机、玩具、机电产品及其组件的装配等方面。装配机器人生产成本方面，减速器、伺服驱动、伺服电机是主要核心零部件，成本结构分别占比30%、15%、15%，控制器占比10%，其他成本占比30%。

三、装配机器人市场未来发展趋势预测

随着装配机器人的规模化生产，我国装配机器人销售单价呈下降趋势，数据显示，截至2020年我国装配机器人销售单价为37977元/台，未来随着装配机器人国产替代的加速，销售单价有望进一步下降。

专家表示，近年来，城市建筑采用现场浇筑的传统施工方式已不能满足政府越来越严格的要求,装配式施工方式因其用工少、工期短、效率高、环境影响小等优势，符合绿色、节能、环保、智能的时代要求而具有广阔的市场前景。

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