人工智能机器人的发展对铝材料的需求影响

现代工业的发展，劳动力成本的增加，众多制造业、物流业等企业都在迫切寻找使用机器人替代人力的方案。它们只要在固定的环境中精确地完成各种重复性的工作，证明自身的价值即可。随着技术的日新月异，机器人的种类和应用领域不断拓展，正在向各个行业普及开来。

机器人的应用现状及发展

据悉，2016年，中国工业机器人的保有量达到30万台，与先进的制造业国家相比，我国工业机器人使用密度还有不少差距，工业机器人的保有量仍有巨大上升空间。据有关部门预测，随着产业转型升级的需求，人力成本的上升，以及国家政策的扶持，2017-2022年我国工业机器人未来的增速可达30%以上，到2022年我国工业机器人年销售量超过27万台。

图：工业机器人

目前，机器人除了在制造业中涉及的冲压、焊接、自动化装配流水线等工艺上得到了广泛使用外，还可用于替代传统上需人工完成的打磨、复杂焊接、抛光等复杂动作的工作。随着机器人发展的不断成熟，在信息技术、控制技术、人工智能和传感技术等迅速发展的支持下，机器人的应用已从最早的制造领域不断扩大到医疗卫生、生活服务、空间及海洋探索、军事和娱乐等非制造领域。非制造领域应用机器人已成为当今国际自动化技术的重要发展方向。目前国际上对非制造领域机器人（也称为Advanced Robot，我国称为特种机器人）的研究和开发非常活跃。特种机器人是替代人在高温、有毒、有害、粉尘、噪音、爆炸、射线等恶劣环境下作业中必不可少的工具。

我国在《中国制造2025》将“高档数控机床和机器人”作为10个重点发展领域之一，提出“围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人，以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人的应用需求，积极研发新产品，促进机器人标准化、模块化发展”。

在我国制造业面临产业升级换代、老龄化社会转型等背景下，在未来十几年甚至几十年内，传统的工业机器人和新型家政服务机器人的需求将持续上升，机器人市场应用潜力十分显著。而伴随之机器人技术将不仅推动制造业进入一个新的阶段，同时也将迎来非制造业自动化技术的快速发展。

机器人用材及其轻量化趋势

工业机器人的制造材料与使用环境有很大关系，并且通常都需要承受较大的工作压力，所以对制造材料的选择是比较苛刻的。

制造工业机器人选用最多的还是金属材料，金属材料强度比较大，不易磨损。目前，各种牌号的金属材料是各类机器人结构零部件材料的首选，如铸铁、合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金等。以传统工业机器人为代表的专业机器人在设计和使用时首先考虑的是需要具有足够的强度，因此，其结构部件多为各类铸铁、合金钢等材料，亦有部分部件采用铝合金、复合材料等。

图：机器人围栏铝型材

传统机器人庞大的自身重量为其安全性带来了一定的隐患，另外，机器人自重太大会制约其在某些对质量有很严格限制场合中的应用。因此，若要提高机器人的安全性能，机器人的轻量化是需要解决的重要问题。同时，轻量化可以提升机器人的运动性能，可以节约材料、节约能源、降低成本。为适应机器人向更加轻巧、高效率及操作便捷性等需求，除了结构设计轻量化外，材料轻量化更为重要。

目前，应用在轻量化方面的主流材料有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维以及其他复合材料等。

制造机器人常用的金属材料是铝合金，因其耐酸耐碱性强，用不锈钢的比例较小，因为铝合金比不锈钢更方便加工。工业机器人大部分零部件会选用6061和7075这两个型号的铝合金，以6061为代表的6000系列铝合金，其主要合金元素为镁与硅，这种铝合金强度中等，具有良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。而以7075型号为代表的7000系列铝合金主要含有锌元素，是铝镁锌铜合金，属于超硬铝合金，也是可热处理合金，有良好的耐磨性，也有良好的焊接性，但耐腐蚀性较差，多应用于航空环境。6061的硬度虽然没7075高，但抗腐蚀比较好，所以市面上机器人手臂大多使用这种铝合金材质。兴发铝业生产6061等牌号工业铝型材，并为机器人生产线会使用大量的围栏、支架和线槽等提供铝型材，是各类工业铝型材实力供应商。

图：桁架机器人铝型材主体

图：机器人生产线会大量使用铝质围栏、支架、线槽等