【顶辉视点(四)】中国喷涂机器人市场空间及竞争格局(一)

发表时间:2024-01-22 08:15

高喷涂质量和材料使用率、易于操作和维护、设备利用率高等优势,现已广泛应用在汽车制造、家具、3C、家电、工艺品、家装等行业。 2018 年我国喷涂机器人在喷涂设备中的渗透率还仅有 10%左右,未来随着喷涂机器人星际比的提升,渗透率还有非常大的提升空间。2019年喷涂机器人销量 1.03 万台,喷涂系统集成市场规模达 60.2 亿元。 GGII 预计,到 2023 年喷涂机器人销量有望达 1.78 万台,市场规模达91.5 亿元。目前国内喷涂机器人主要市场被 ABB、杜尔、发那科、安川、史陶比尔、川崎等外资品牌占据,ABB 于 1969 年开发喷涂机器人,随后分别推出高效旋转式雾化器 Robobel II 和数字化 Ability 互联雾化器-RB1000i,显著提升降低整体能耗,提高喷涂精度;杜尔集团在 20 世纪 90 年年代开发喷涂机器人,杜尔喷涂机器人在汽车工业占有 50%以上的市场份额。国产厂商多数以代理外资品牌或系统集成为主,具备喷涂机器人生产能力的企业很少。埃夫特是我国喷涂机器人的龙头企业,在 2015 年收购了全球领先的喷涂机器人企业 CMA 后,目前已经完成了 CMA 喷涂机器人的消化吸收,未来有望开启我国喷涂机器人的进口替代之路。 

性价比凸显,应用领域不断扩大 

喷涂机器人又叫喷漆机器人(spray painting robot),是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人,1969 年由挪威 Trallfa 公司(后并入 ABB 集团)发明。喷涂机器人主要包括三部分:机器人本体、雾化喷涂系统、喷涂控制系统。其中雾化喷涂系统包括:流量控制器、雾化器和空气压力调节器等。喷涂控制系统包含了空气压力模拟量控制、流量输出模拟量控制和开枪信号控制等。 



与普通人工以及往复机相比,喷涂机器人具备多重优势:(1)喷涂机器人可精准按照轨迹进行喷涂,无偏移并完美地控制喷漆的启动,确保指定的喷镀厚度,将偏差量控制在最小;(2)喷涂机器人能减少喷涂和喷剂的浪费,延长过滤寿命,降低喷房泥灰含量,显著加长过滤器工作时间,减少喷房结垢;(3)喷涂机器人具高可靠性,平均无故障时间极长,可每天多班连续工作;(4)使用喷涂机器人进行喷涂,可以喷涂具有复杂几何结构或不同大小和颜色的产品,简单的编程系统允许自动操作小批量的工件生产;(5)在初次投产以后,机器人喷涂生产线可以在任何时候进行更新。 



喷涂机器人的迅速发展主要因为解决一下技术难点:(1)精确控制流量。早期的喷涂机器人无法在一个喷涂程序中间随时更改流量,而今流量的控制直接在机器人的控制系统中进行控制,使流量控制更加准确和便捷。(2)解决机器人防爆问题。在机器人防爆方面,目前广泛采用气体正压防爆方式,就是将机器人手臂上的电机等电器原件封闭在壳体内,工作时壳体通入高于外界压力的 25pa 的阻燃气体,以防止工作环境可燃气体的进入,而且对壳体内气压进行实时的监测,这使得喷涂机器人的安全级别是很高的。(3)实现离线编程。为了减少现场轨迹编程的时间,机器人离线编程技术得到了应用,通过计算机编程软件的轨迹画面就可以生成机器人的轨迹指令,节约了在机器人示教的中的时间。(4)机器视觉技术的发展。同时机器人视觉的发展也给企业带来了福音,同样的工件配合机器视觉就不用担心工件在挂具上摆放的不一致,摆放凌乱的工件也同样可以进行喷涂,因为偏差会让机器人实时地矫正自己的轨迹位置,从而让工件获得好的喷涂效果。 
机器人喷涂线投资回收期约为 2-3 年。喷涂企业把传统的自动化设备更换为机器人生产线,造价一般为数百万元。以一条机器人喷涂生产线来看,需要 6 台机器人及其配套设备,总成本 300 万元。按照节省的喷枪数量、减少的压缩空气量、电能消耗量、节约的涂料和人工来看,1 年的支出减少近 113.7 万元,即回收期为 2.6 年。 

涂机器人已经广泛应用在汽车、家具等行业。上世纪 90 年代,汽车工业开始引入喷涂机器人,并迅速扩展到各个行业。目前喷涂机器人应用较为广泛的领域主要包括汽车制造、家具、3C、家电、工艺品、家装等。在汽车制造行业中,喷涂机器人可以减少涂料以及辅料的消耗,显著降低涂装成本。 


喷涂机器人汽车领域应用:按工艺划分,汽车智能制造装备包括冲压、焊装、涂装、总装四大类,各自的投入占比一般为 20%、25%、35%、20%,2016 年我国汽车涂装装备市场规模约为 304.36 亿元。目前汽车喷涂工艺均采用喷涂机器人,一般单条汽车生产线的喷涂工艺需要使用 40-60 台机器人,如长安 CS75 的喷涂线就使用日本发那科的 44 台机器人。 


喷涂机器人家具领域应用:家具行业的喷涂工作中,一直面临着工件标准化程度低、自动化程度低的问题,仍然需要依靠人工喷涂。但喷涂工作环境存在污染物,会危害工人健康。另外,人工喷涂劳动强度大,也难以保证喷涂质量的一致性,造成良品率降低。埃夫特发现江西南康家具产业集聚区内众多企业面临产业升级、安全环保升级等多重压力,需要提升喷漆质量和降低生产成本以满足国际市场和国内市场多元化需求,急需投资建设喷涂机器人生产线推动家具产业转型升级。但是对于大多数中小企业来说,自建喷涂机器人生产线的投资门槛比较高,后期运营维护也会面临一定的困难。因此埃夫特在国内首创智能工厂,为中小家具企业集中进行喷涂工作。

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