智能制造（亦称之谓人机一体化智能系统）环节中，智能制造装备技术是其中的一个核心部分，各国政府高度重视智能制造装备的研发和应用，我国政府也在2015年政府工作报告提出，要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。

作为制造业最为耀眼的“明星”，工业机器人应成为智能制造的有效抓手。工业机器人的推广应用，能提升工业制造的自动化和智能化水平，降低人工成本上升和人口红利减少的影响，提高效率质量、降低成本消耗，是智能制造的突破口。

同时，工业机器人的技术也在不断地发展，满足不同产品需求的新的机器人构型，如具有力觉、视觉及多种传感器的机器人运动控制技术，满足机器人负载能力越来越高的控制系统，新的机器人驱动及传动器件等技术都在发展，TiPLab此次研究着眼于从专利中发现有价值的信息，从中梳理出工业机器人的关键技术及技术路线。

在工业机器人领域，各企业专利申请量的排名在一定程度上反映了企业技术创新能力，但是也和企业专利布局和重视程度等因素密切相关，本文以专利申请排名在第一位（近3000篇专利申请）的安川电机公司作为研究对象，通过分析安川电机的专利布局及其重要技术，给业内以及关注智能制造的企业以启迪。

*本研究自完成至今，细节数据虽有变化，但并不影响本文中涉及的观点。

本研究通过对安川电机在中国的专利申请进行检索并梳理，发现其专利主要布局在伺服控制系统及工业机器人这两个领域（作为第一个提出“机电一体化”概念的公司，安川电机的重点研发投入、产品及主要营收点仍在于伺服控制系统及工业机器人这两大部分）。虽然自2008年之后安川也在车辆控制、风力发电、电梯控制等方面亦有诸多专利申请，但基本上也是其伺服电机系统及逆变器在该些产品上实际应用的解决方案。因此，本文中集中对安川电机的伺服电机控制系统及工业机器人两部分专利进行了分析和梳理。

安川的伺服电机控制系统

伺服系统是指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。

本研究将安川的伺服电机系统分为控制、电源、编码器及伺服电机，其中，在伺服电机本体部分，安川在旋转电机和直线电机上均有持续的创新，特别是近几年尤其关注了直线电机的研究，在旋转电机方面，安川的持续关注的技术点主要在于转子及定子的优化设计，散热性能的提升、组装效率的提高，制动精度及小型化，以及漏磁、密封和绝缘问题的解决方案等。电机作为整个伺服系统中最基本的执行部件，凭借其多年的经验积累及核心优势安川针对伺服电机的改进做出持续创新实属正常，因此，重点将集中在伺服控制、电源及编码器这三个层面的研究，而所涉及这三个层面的技术分别为控制及驱动技术、电力变换技术和编码器技术。

我们分析了安川电机上述技术近10年来的技术创新及技术路线，在伺服控制及驱动方面，安川重点关注了转动惯量辨识、抑制机械振动、磁极位置估计、转速及转矩控制等技术；在电力变换方面，安川重点关注了矩阵变换技术、滤波、逆变器以及DC-DC变换等技术，在编码器方面安川重点关注了编码器精度、分辨率及可靠性的提升，编码器结构的小型化设计等方面。

安川电机作为伺服电机领域领先的企业，其运动控制领域的相关产品表现尤为突出，其伺服电机主要分Σ-Ⅰ，Σ-Ⅱ，Σ-Ⅲ，Σ-V四大系列，最近几年又开发出Σ-7系列，目前Σ-Ⅰ和Σ-Ⅱ（除大容量以外）已停产。安川较为经典的Σ-V系列在国内受众最为广泛，另有简易型伺服产品骏马系列。该Σ-Ⅴ系列特别是在振动抑制功，跟随性能提高及更短的整定时间等方面均有不俗的表现，安川在近几年开发出的Σ-7系列伺服系统更加优越，在这一系列伺服系统中，实现了伺服的增益免调整功能，最大可承受30倍负载不发生震动，即使运行中负载发生变化也能够稳定运行。安川针对这些产品的优化、升级、改进及相关问题的研究与成效，均能在其公开的专利上找到线索。

安川的工业机器人

安川机器人作为全球四大品牌（ABB、FANUC、KUKA和YASKAMA）之一，常年保持的较高的销售量，安川机器人“YASKAWA”活跃在汽车零部件、机器、电机、金属、物流等世界各个产业领域中。特别是近几年安川研发了可实现困难组装等复杂工作的莫托曼新世纪双臂机器人，其在工业机器人市场上的一举一动更为引人注目。

安川公司近十年来仅在中国申请的发明专利也高达400项之多，下图是从工业机器人技术的角度分析安川在近十年来在该领域的研发重点，通过其重要专利的布局分析安川关注的技术问题及重点研发路线。

在上图中，仅显示了安川专利申请量较多的分支点，比如，上图中针对安川机器人的应用仅显示了搬运、焊接、涂装三个领域，其实从安川在工业机器人应用方面拓展的领域并不局限与此。不但在机器人的应用，在其他技术问题的研究上，安川在很多领域都有探索和触及。作为一篇概述，本文只能选捡一两个方面予以简述。

近些年来，安川在人机协作方面投入了重点研发，最具代表性的产品是安川在2015年12月2日开幕的“2015国际机器人展”上公开的可与人协作的多关节机器人“MOTOMAN-HC10”（如下图），该机器人可与人在没有安全栅的同一空间内工作，其所有轴都配备有力觉传感器，一检测到与人接触，就会自动停止工作，机械臂外面裹着用来吸收碰撞的蓝色柔软材料。

从近几年来安川披露的专利信息可以看出，其研究较为集中在机器人与人的协作这一技术层面，比如保障人机协作中的安全性提升、节拍控制及优化、提高协调度、更加智能化等方面，尤其是自2012年后更是如此，仅在中国就公开了近20篇相关专利。

另外，在机器人的3D视觉及工件辨识方面，安川的研究较为集中在工件形状识别、位置及姿态辨识、辨识速度提升等方面，在本次专利梳理的过程中发现，安川仅在晶圆领域提出的专利就多达上百件，这也一定程度上反应有意将其工业机器人更多的应用到精密产品或设备的制造领域中，自2015 年始，安川的专利信息开始出现在医药制备领域，比如液体及药剂的运送及转移等。

专利江湖中，是否身不由己？

本研究从专利情报分析角度，以智能制造领域的标杆企业——安川电机为例，重点研究了其近十年来在中国的专利布局情况，通过其专利申请情况来分析其研发的重点及技术路线，给国内优秀企业以启发及参考。

除了标杆企业的专利布局研究之外，正所谓“知己知彼，百战不殆”。在专利江湖闯荡，无论处于竞争的哪个具体阶段，做出理智决定的必要前提一定是尽可能客观地对现有技术进行划界并了解所面临的风险。一方面，能够客观地对现有技术进行划界，就能够尽量准确地对自己的技术进行定位，合理地进行价值评估（能带来多少价值？权利要求的范围是否与发明对现有技术做出的贡献相匹配？值得进行多大投入？）。另一方面，能够清楚自己面临的风险，就可以理性权衡并提前采取一系列预防措施，不至于届时手足无措。如果有意识地把工作做在前面，人在专利江湖就未必身不由己。

* 以上文字仅为个人意见，不代表本公司观点，亦不构成法律意见或咨询建议。