依据ISO8373定义，工业机器人是指具有3轴及3轴以上、可重复编程、多用户的自动控制操作机。在其60多年的发展历史中，欧、美、日、韩等发达国家长期控制着工业机器人市场的主导权。随着我国产业结构的调整和人口红利的逐渐消失，中国目前已经成为工业机器人的最大应用市场，提高工业生产过程中的自动化率成为降低中国企业成本的必经之路。当前，国外工业机器人巨头已经在工业机器人核心技术领域以及汽车、半导体、冶金、橡胶等外围应用领域编织了一张张层层封锁的“专利大网”，国内工业机器人产业总体水平与国外差距较大，工业机器人中高端市场的进口替代空间大。但是，在国外巨头短板的产业应用端，如3C产业、纺织产业、食品药品产业等应用领域，近年来由于国内工业机器人企业的不断发力和自主创新，出现了与国际巨头“同台竞争”的机会。尤其在3C应用产业，来自市场的高性价比要求和满足本土化服务的需求，为国内工业机器人企业带来了全新的发展机遇。3C产品是指计算机（Computer）、通信（Communica⁃tion）和消费类电子产品（ConsumerElectronics），3C产业具有生命周期短、成本持续降低及弹性的全球运筹等特性，制造过程涉及装配、喷涂、工件搬运、加工、检验检测等环节，流程和步骤非常复杂，是目前发展最为迅速的一种产业。据统计，当前全球70%以上的3C产品在中国生产，广东省更是3C产品制造企业的集聚地，代表性企业有中兴、华为、富士康等。在持续增长的3C市场带动下，深圳、广州、佛山、顺德、东莞等地涌现了一大批初具创新能力的工业机器人制造企业，对这些企业来说，当务之急不仅仅是把应用技术做好，而且要结合企业的技术创新需求，以专利信息分析为手段，在专利布局方面提前做好充分的布局规划。
1工业机器人的应用现状
1.1焊接机器人的应用
在现代工业生产中，焊接作业属于常见的一种作业方式，并且在很多生产中均有着广泛的应用，而焊接机器人的应用主要就是承担焊接工作。在实际工业生产过程中，对于不同工业类型而言，在实际需求也存在较大差异，因而焊接机器人也就存在各种不同类型，比较常见的主要包括弧焊机器人、点焊机器人以及激光机器人等。目前，焊接机器人应用最为广泛的行业就是汽车制造行业，相比于人工焊接方式而言，焊接机器人在焊接数量、焊接难度及焊接质量等方面均表现出十分明显的优势。对于焊接机器人而言，其操作比较便捷，只需要一个人便能将多个机器人的维护管理工作完成，对于企业而言可实现成本有效节约。同时，由于汽车制造行业对于产量质量有着较高要求，而焊接机器人由于具备精细焊接能力及较强感知水平，并且具有较高工作效率，在汽车制造行业中也就越来越受到欢迎。
1.2装配机器人的应用
在现代工业生产活动中，零件装配属于十分重要的一项工程，需要耗费较大劳动力，对于以往人力装配方式而言，由于很容易出现错误，并且效率比较低，已经被工业机器人取代。对于装配机器人研发而言，其中包含多种不同技术，主要涉及自动控制技术、通讯技术以及微电子技术，还有光学原理。在实际研发过程中，研发技术人员依据装配流程，对适当程序进行编写，在具体装配工作中进行应用。对于装配机器人而言，其在实际应用中表现出的最明显优势就是具有较高安装精度，并且具有较强灵活性，同时具备较高耐用程度。另外，由于装配工作的精细复杂特点，可利用装配机器人安装电子零件及汽车中的一些精细部件。
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23C应用产业工业机器人总体申请趋势分析
全球3C应用产业工业机器人专利申请开始于1973年。在上世纪70年代，为适应工业高度自动化的需要，国外迅速发展起一种新的程序控制自动化装置——工业机器人，随着工业机器人和早期的家庭电脑和电视的发展，此阶段开始出现3C应用产业工业机器人专利申请，但是数量增长基本处于停滞状态，直到1982年才突破10件的申请量。国内专利申请始于1993年，时间上落后国外20年，这是因为从上世纪90年代开始，以电脑、手机、彩电为代表的传统3C产品才开始走进中国家庭。从1993年到2001年，国内3C应用产业工业机器人技术仍然处于理论研究阶段，申请人主要为科研院所和通过PCT途径进入中国的国外申请人，专利数量增长非常缓慢。2001~2009年全球专利申请处于平稳增长期，此时国内申请主体绝大部分仍然为科研院所和高校，专利申请维持着较低的数量，仅仅几十件，此阶段为技术萌芽期。2010年至今，随着新兴的3C产品包括智能可穿戴设备、VR/AR设备终端、消费级无人机、娱乐机器人等消费电子产品迅速增长，3C领域逐渐成为汽车以外工业机器人第二大的应用领域。全球、中国和广东专利申请均迎来一个快速增长期，且增长趋势线十分相近，究其原因在于此阶段的增长主要源于中国专利申请量的带动，我国在该领域累积申请2286件专利，80%以上的专利为2010年以后申请，从技术萌芽期直接进入快速增长期。广东省专利申请量在2015年之后迅速增加，其中2016年和2017年专利申请量均突破百件，广东省专利申请总量的全国占比超过25%，在国内各省市专利申请量中排名第一位。因此，未来在“3C产品”生产中采用专用的工业机器人，可能是广东工业机器人发展的焦点。
3技术热点及发展方向分析
3.13C应用产业工业机器人领域专利申请的聚类
全球申请人的申请技术热点集中在机械臂、传送、搬运和焊接等技术上，而目前国内3C应用产业对工业机器人的需求主要为加工制造环节的上下料操作、产品测试的上下料操作、装配、外观检测和功能检测、传送设备等方面，这说明国内3C应用产业工业机器人的专利申请热点是针对实际的生产场景进行技术改进。典型的专利申请有：一种基于工业机器人的笔记本外壳抛光工装设备，申请号CN201710178915.5、手机HOME键自动装配系统及装配方法，申请号CN201611207511.6、3C电子芯片封装自动连续注塑成型系统，申请号CN201610769532.0等等。3.2C应用产业工业机器人领域专利IPC技术类别国际专利分类号（IPC）是我国目前采用的专利分类系统，也是世界通用的专利分类系统。早期专利申请集中在B25J9/16（程序控制），近几年G05D1/02（二维的位置或航道控制）、B25J13/00、B25J11/00、B25J9/00（均为机械手相关IPC号）等技术类别的专利申请量也迅速增加，说明该领域的技术热点从程序控制技术逐渐向实施具体操作如抓取、堆垛等动作的机械手进行演进。
结语
从总体趋势来看，我国在工业机器人3C应用产业虽然起步较晚，但是专利数量增长很快，这与我国快速增长的3C应用产业应用需求有关，并且在快速、大量的专利增长势头之下，各方的专利合作意识较高，但是跨区域的合作有待加强。
参考文献
［1］赵凤娇，李彬，张彦云.机器人技术在3C产业中的应用［J］.机器人技术与应用，2016（01）：24-26.
［2］杨铁军.专利分析实务手册［M］.北京：知识产权出版社，2012.
论文作者:王海勇
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
标签：机器人论文; 工业论文; 专利申请论文; 产业论文; 专利论文; 技术论文; 较高论文; 《中国西部科技》2019年第24期论文;