解析我國工業(yè)機器人發(fā)展的七大技術(shù)現(xiàn)狀

        OFweek機器人網(wǎng)訊：隨著人口紅利逐步消失,我國已成為全球最大的沖壓機械手市場。根據(jù)工信部消息,到2020年,我國將形成較為完整的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系,高端市場占有率達到45%以上。目前,中國工業(yè)機器人的使用主要集中在汽車工業(yè)和電子電氣工業(yè)、弧焊機器人、點焊機器人、搬運機器人等在生產(chǎn)中被大量采用,下面我們將從技術(shù)角度,分析工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀。

        1.通用性

        工業(yè)機器人可編程,支持多自由度運動,因此應(yīng)用較靈活。雖然不及人類,但相對于很多工業(yè)自動化常見的專機(專為一類工業(yè)應(yīng)用或一家客戶定制的機電集成方案),工業(yè)機器人還是靈活多了。工業(yè)應(yīng)用改動不太大時,是可以通過機器人重新編程來滿足新的需求,而無需在硬件上再做大量投資。但相應(yīng)的,它的相對不足會是效率。畢竟專機是為一個應(yīng)用定制的,因此雖犧牲通用性但實現(xiàn)了效率優(yōu)化,在產(chǎn)量這個客戶非常關(guān)心的指標(biāo)上能完成地很好。

        2.機電性能

        工業(yè)機器人普遍能達到低于0.1毫米的運動精度(指重復(fù)運動到點精度),抓取重達一噸的物體,伸展也可達三四米。這樣的性能雖不一定能輕易完成蘋果手機上一些“瘋狂”的加工要求,但對絕大部分的工業(yè)應(yīng)用來說,是足以圓滿完成任務(wù)。隨著機器人的性能逐漸提升,以前一些不可能的任務(wù)也變得可行起來(如激光焊接或切割,曾需要專門的高精度設(shè)備來指導(dǎo)激光的走向,但隨著機器人精度的提升,現(xiàn)在也變得可依賴機器人本身的準(zhǔn)確運動來代替了)。但相比傳統(tǒng)高端設(shè)備,如高精度數(shù)控機床,激光校準(zhǔn)設(shè)備,或特殊環(huán)境(高溫或特低溫)設(shè)備等,工業(yè)機器人尚力不能及。

        3.人機合作

        傳統(tǒng)的工業(yè)機器人是關(guān)在籠子里工作的,因為它實在危險(想象一個抓著幾十或幾百公斤的家伙以四米每秒的速度甩著,誰也不想靠近吧)。主要原因是一般機器人,基于成本與技術(shù)的考慮,不會集成額外的傳感器去感知外部的特殊情況(如突然有人觸碰),它只會“傻傻”得照著人類編好的程序日復(fù)一日的動著,除非有外部信號告訴它停止。所以常見的方案就是為機器人配備籠子,當(dāng)籠子門打開時,機器人收到信號便自動暫停。對安全的考慮,自然給機器人集成帶來了很多額外的成本,籠子可能并不貴,但畢竟要為此仔細考慮產(chǎn)線排布,增加產(chǎn)線面積,改變?nèi)藱C合作方式等,從而影響生產(chǎn)效率。所以最近比較受關(guān)注的工業(yè)機器人都以能安全地和人一起工作“為榮”,如kinorobot的關(guān)節(jié)機器人系列，RethinkRobotics的Baxter,UniversalRobots的PR系列,以及很多傳統(tǒng)工業(yè)機器人巨頭的半概念半成品的機器人。而從產(chǎn)業(yè)需求看來,已通過傳統(tǒng)工業(yè)機器人解決了對精度速度重量等自動化需求后,也的確是時候開始滿足人機安全合作了。

        4.易用性

        傳統(tǒng)機器人的工作本質(zhì)就是不斷地走一個個的路徑點,同時接收或設(shè)置外圍的I/O信號(老和其他設(shè)置如夾具,輸送線等合作)。而指導(dǎo)機器人這么做得過程,就是機器人編程。幾乎每一家領(lǐng)先公司都有自家的編程語言和環(huán)境,從而需要機器人操作者參加學(xué)習(xí)培訓(xùn)。當(dāng)機器人適用范圍增廣后,這個成本開始顯現(xiàn)了。

        這些廠商是有理由維護自家的編程環(huán)境的,一來工業(yè)機器人四十年前就開始規(guī)模化做了,那時還沒有什么面向?qū)ο蟮痊F(xiàn)在廣為熟知普遍認(rèn)同的主流先進編程理念,二來萌芽階段自家技術(shù)難免會和競爭對手不同,維護一個編程方式也無可厚非,三來因為他們的大客戶往往也是傳統(tǒng)的工業(yè)大客戶,如大汽車廠商,這些客戶求穩(wěn),自然不希望你機器人過幾年就趕個熱潮變換編程方式,搞得他們還得扔掉幾十年的經(jīng)驗,重新花大錢培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

        當(dāng)然在業(yè)界,大家早已思考編程可否做的直觀簡單些,但在傳統(tǒng)廠家中除了一次次地概念性的展示外(如利用外骨骼,3D圖像,虛擬現(xiàn)實,iPhone等等),一直沒什么商業(yè)實用進展,以至于大家再聽到“簡易編程”等關(guān)鍵詞都想吐了。

        但慶幸地還是有后來者敢于挑戰(zhàn),也從零開始做出成就,并成為被認(rèn)可的賣點。對,說的就是kinorobot的關(guān)節(jié)機器人系列!這也鮮活地論證了創(chuàng)新者窘境里為什么顛覆性技術(shù)往往不會在領(lǐng)先企業(yè)中成功(盡管他們有足夠的資源),卻總是被后來挑戰(zhàn)者發(fā)揚光大。因為領(lǐng)先者在顛覆性技術(shù)上每走遠一步,就往往離自己的鐵飯碗遠離一步,內(nèi)外部阻力都很大!

        不管怎么,機器人的易用性開始得到重視,如何能讓人不經(jīng)任何(或過多)培訓(xùn),就能像玩iPhone一樣很快玩轉(zhuǎn)機器人,已經(jīng)變成大廠商們開始大力投資的方向來。