机器人系统
从技术角度看工业机器人当前的优劣势
2024-02-15
从技术角度看工业机器人当前的优劣势

  跟着人口盈余慢慢消逝,我国已成为环球最大的工业机器人市场。凭据工信部新闻,到2020年,我国将构成较为完备的工业机器人财产体系,高端市场占有率到达45%以上。现阶段,中国工业机器人的运用首要集合正在汽车工业和电子电气工业、弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人等正在生产中被大批采纳。下面我们将从手艺角度,谈一谈工业机器人当前的优劣势。

  1.通用性

  工业机器人可编程,撑持多自由度活动,是以使用较灵动。虽然没有及人类,但相对良多工业自动化普遍的专机(专为一类工业使用或一家客户定制的电机集成计划),工业机器人照样灵动多了。工业使用修改没有太大时,是能够经过机器人从头编程来满意新的需求,而无需正在硬件上再做大批投资。但相应的,它的相对没有足会是服从。究竟专机是为一个使用定制的,是以虽就义通用性但实现了服从优化,正在产量这个客户很是关怀的指标上能完成地很好。

  2.电机性能

  工业机器人广泛能到达低于0.1毫米的活动精度(指反复活动到点精度),抓取重达一吨的物体,舒展还可达三四米。如许的性能虽不一定能随意马虎完成苹果手机上一些“猖獗”的加工规定,但对绝大部分的工业利用而言,是足以圆满完成义务。跟着机器人的性能逐步提拔,从前一些不太可能的义务还变得可行起来(如激光焊接或切割,曾须要专门的高精度设备来指点激光的走向,但跟着机器人精度的提拔,此刻还变得可依附机器人自己的精确活动来替代了)。但相比传统高端设备,如高精度数控机床,激光校准设备,或刻殊环境(高温或刻高温)设备等,工业机器人尚力不从心。

  3.人机协作

  传统的工业机器人是关在笼子里事情的,由于它实在危险(设想一个抓着几十或几百千克的家伙以四米每秒的速度甩着,谁还不愿接近吧)。关键原因是一样平常机器人,基于本钱取技能的斟酌,不容易集成分外的传感器往感知外部的特殊情况(如倏忽有些人触碰),它只会“傻傻”得照着人类编好的步伐年复一年的动着,除非有外部旌旗灯号报告它中断。所以普遍的计划便是为机器人装备笼子,当笼子门翻开时,机器人收到旌旗灯号便主动停息。对平安的斟酌,自然为机器人集成带来了良多分外的本钱,笼子还许并不贵,但毕竟要为此细致斟酌产线排布,增加产线面积,转变人机互助体式格局等,进而危害出产效力。所以近来比拟受存眷的工业机器人都以能平安地和人一同事情“为荣”,如RethinkRobotics的Baxter,UniversalRobots的PR系列,和良多传统工业机器人巨子(abb,kuka,Yaskawa等)的半观点半成品的机器人。而由家产需求看来,已经由过程传统工业机器人办理了对精度速度重量等主动化需求后,还的确是时辰开端知足人机平安互助了。

  4.易用性

  传统机器人的事情实质便是持续地走一个个的途径点,与此同时领受或设置外围的I/O旌旗灯号(老和其他设置如夹具,输送线等互助)。而指点机器人这么做得进程,便是机器人编程。几近每一家抢先公司都有自家的编程语言和环境,进而须要机器人操作者加入进修培训。当机器人适用范围增广后,这个本钱最先闪现了。

  这一些厂商是有理由保护自家的编程环境的,一来工业机器人四十年前就最先规模化做了,当时还没有什么面向工具等目下当今广为熟知广泛认同的主流进步前辈编程理念,二来抽芽阶段自家手艺难免会和竞争对手分歧,保护一个编程体式格局还无可非议,三来由于他们的大客户常常还是传统的工业大客户,如大汽车厂商,这一些客户求稳,自然没有希望你机器人过几年就赶个高潮变更编程体式格局,搞得他们还得扔掉几十年的履历,从新花大钱培训进修。

  当然在业界,大师早已思索编程能否干的直观简朴些,但在传统厂家庭中除一次次地概念性的展现外(如使用外骨骼,3D图象,虚拟现实,iPhone等等),一向没有什么贸易有用进度,以至于大师再听到“简略单纯编程”等关键词都想吐了。

  但高兴地照样有厥后者勇于挑衅,还从零开始做出造诣,并成为被承认的卖点。对,说的便是RethinkRobotics和UniversalRobots!这还新鲜地论证了立异者逆境里为何颠覆性技能常常不会正在抢先企业中乐成(只管他们有充足的资源),却老是被厥后挑衅者踵事增华。由于抢先者正在颠覆性技能上每走远一步,就常常离本身的铁饭碗阔别一步,内外部阻力皆很大!

  不管怎么,机器人的易用性起头获得器重,若何能让人不经任何(或过量)培训,就可以像玩iPhone一样很快玩转机器人,曾经酿成大厂商们起头鼎力投资的方素来。

  5.本钱

  机器人的本钱从小型号的几万RMB到大型的上百万RMB都有。这个本钱自然低于高端专业制作设备,但也可能会高于海内小集成商们拼凑出的自动化计划来。但从一向来西方工业界及近几年海内制作业对机器人的接待水平看来,阐明机器人自动化的经济上风遍及到了一个临界点,超过了其他替换计划(人工,或专机),看来这个本钱照样值得的。

  实在要走传统机器人的老路,那硬件本钱下降空间不大。工业机器人基本是一个开环的活动机构,靠的便是机电和齿轮箱的高精度合营。而绝多数抢先厂商的这一些枢纽零部件全是由日本几家厂商那买的,(这还是海内公司自身制作的机器人,买一样的零部件,还不容易自制几何,由于日本厂商不容易为了您这点量为几何打折)。除非中国零部件制作商能静下心来,勤奋追赶上日本人的手艺,由而以价格优势冲破多年来的把持,能力真正增进海内机器人厂商的开展。

  另一个便是另辟蹊径,寻求其他技能和市场。如RethinkRobotics其时乃至斟酌用塑料的齿轮箱来降低成本,而经由过程视觉来补充活动精度损失,就像人的眼睛来辅助手的精微操纵一样。但毕竟不可以平步青云,所以Baxter机器人临时正在精度和速度上完整没法取传统机器人相比,但正在它能处置惩罚的物料抓放的运用中,却也足够了。大概跟着Rethink的勤奋,会正在硬件较差的情况下,经由过程软件的智能化补充,来到达取传统工业机器人竞争的水平(那便是真推翻这一些传统大厂商了)。

  6.智能性

  之所以将智能型放在末了一点,由于相对目前市场对机器人的主流需求(即强,快,准),它临时还并不是最急迫的。这也表现了传统工业机器人的上风(不敢告劳,保质保量,是个“干活”的妙手)和缺乏(但很“笨”,老得让人教)。

  但不代表智能型不重要,相反企业曾经最先干手艺投资了。好比若何让机械人更好的明白人的批示企图,相对自立的往明白并计划义务,而不需一个点一个点得让人告知它若何走;若何让机械人在外围环境发生变化下(光芒变暗危害图像识别,传送带上物品有破坏须要特别处置)主动顺应;若何经由过程触觉视觉听觉等感知分辨零部件的装配质量,等等。

  这层面美国人干的比较好(自然他们也是避实就虚,由于传统工业机器人硬件上的手艺和市场已根基被日本欧洲企业统治),ROSIndustrial,RethinkRobotics等皆在干有抢先的实验。

  7.人才匮乏

  工业机器人顺应时代进展,行业远景辽阔,然而,该行业人才供需失衡的冲突正日趋凸显。一方面是机器人厂商、体系集成商和汽车加工制造业求贤如渴,另一方面是人才供应不敷,难以知足企业用人需求。

  究其原因,主如果相对近年来中国机械人财产所表现出来的爆发性进步态势,高校、职校等培训机构的课程设置仍旧滞后,只管一些机械人厂商供应相干培训,却存在品牌针对性过强,推行力度缺乏、配套设备缺乏和培训网点有限等短板,难以告竣体系的讲授步骤,尚不能与全国各地修业者的须要很好地符合,招致浩瀚有志投身机械人行业者修业无门。