從技術角度看工業(yè)機器人當前的優(yōu)劣勢.doc

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1、從技術角度看工業(yè)機器人當前的優(yōu)劣勢  隨著人口紅利逐步消失,我國已成為全球最大的工業(yè)機器人市場。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中被大量采用。下面我們將從技術角度,談談工業(yè)機器人當前的優(yōu)劣勢。      1.通用性  工業(yè)機器人可編程,支持多自由度運動,因此應用較靈活。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)應用或

2、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。但相應的,它的相對不足會是效率。畢竟專機是為一個應用定制的,因此雖犧牲通用性但實現(xiàn)了效率優(yōu)化,在產量這個客戶非常關心的指標上能完成地很好?!   ?.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)應用來說,是足

3、以圓滿完成任務。隨著機器人的性能逐漸提升,以前一些不可能的任務也變得可行起來(如激光焊接或切割,曾需要專門的高精度設備來指導激光的走向,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確運動來代替了)。但相比傳統(tǒng)高端設備,如高精度數(shù)控機床,激光校準設備,或特殊環(huán)境(高溫或特低溫)設備等,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,基于成本與技術的考慮

4、,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線排布,增加產線面積,改變人機合作方式等,從而影響生產效率。所以最近比較受關注的工業(yè)機器人都以能安全地和人一起工作“為榮”,如RethinkRoboTIcs的Baxter,UniversalRobot

5、s的PR系列,以及很多傳統(tǒng)工業(yè)機器人巨頭(abb,kuka,Yaskawa等)的半概念半成品的機器人。而從產業(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?!   ?.易用性  傳統(tǒng)機器人的工作本質就是不斷地走一個個的路徑點,同時接收或設置外圍的I/O信號(老和其他設置如夾具,輸送線等合作)。而指導機器人這么做得過程,就是機器人編程。幾乎每一家領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習培訓。當機器人適用范圍增廣后,這個成本開始

6、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)?;隽?,那時還沒有什么面向對象等現(xiàn)在廣為熟知普遍認同的主流先進編程理念,二來萌芽階段自家技術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驗,重新花大錢培訓學習。  當然在業(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,3

7、D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”等關鍵詞都想吐了?! 〉珣c幸地還是有后來者敢于挑戰(zhàn),也從零開始做出成就,并成為被認可的賣點。對,說的就是RethinkRoboTIcs和UniversalRobots!這也鮮活地論證了創(chuàng)新者窘境里為什么顛覆性技術往往不會在領先企業(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。因為領先者在顛覆性技術上每走遠一步,就往往離自己的鐵飯碗遠離一步,內外部阻力都很大!  不管怎么,機器人的易用性開始得到重視,

8、如何能讓人不經任何(或過多)培訓,就能像玩iPhone一樣很快玩轉機器人,已經變成大廠商們開始大力投資的方向來?!   ?.成本  機器人的成本從小型號的幾萬RMB到大型的上百萬RMB都有。這個成本自然低于高端專業(yè)制造設備,但也可能會高于國內小集成商們拼湊出的自動化方案來。但從一直來西方工業(yè)界及近幾年國內制造業(yè)對機器人的歡迎程度看來,說明機器人自動化的經濟優(yōu)勢普遍到了一個臨界點,超過了其他替代方案(人工,或專機),看來這個成本還是值得的。  其實要走傳統(tǒng)

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