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工业应用已经分布在大部分工厂,正文为各位读者详细介绍工业机器人的6个技术特征。
1、工业机器人管道封装技术性能特征——智能性
把智能型放在Z后面是因为Z比当前市场对机器人管线包的主流需求(即强、快、准)不迫切。这也体现了传统工业机器人的优越性(不辞辛苦、不抱怨、保持品质和量、做好“工作”)和不足(但是“愚笨”,上了年纪就能教)。
但是,并不是说智能型不重要,相反企业开始了技术投资。例如,要更好地理解机器人的管线包,相对地自主地理解人的指挥意图,计划任务,不需要一点一点地告诉别人怎么去。自动适应使机器人的管线包在周围环境中变化的方法(光线变暗会影响图像识别,传送带的物品有损坏时需要特殊处理)。通过触觉视觉听觉等感知来判断零件的组装品质的方法等。
2、工业机器人管线封装技术性能特征——机械电气性能
工业机器人管线包一般可以达到小于毫米的运动精度(指从反复运动到点的精度),可以捕获重量达到1吨的物体,即使伸长也可以达到3、4米。这样的性能未必能简单地达到苹果手机“疯狂”的加工要求,但是对于大多数工业应用来说,足以圆满完成任务。随着机器人管线包性能的提高以前不可能的任务也可以执行了(激光焊接和切割等,为了指导激光的进行需要专业的高精度设备,但是随着机器人的精度的提高,现在可以依靠机器人自己的正确运动来代替)。
但是,与以往的高端设备相比,高精度数字控制机床、激光校准设备、特殊环境(高温或低温)设备等仍力不从心。
3、工业机器人管道封装技术性能特征——人性机器合作
传统的工业机器人管包被关在笼子里工作。那是因为真的很危险(想象着捉到几十公斤或几百公斤的家伙在摆动4米每秒,谁也不想靠近吧)。主要原因是一般的机器人管线包,基于成本和技术的考虑,不集成额外的传感器以感知外部特殊情况(突然有人接触的情况),只要外部信号不停止,就每天只根据人类创建的程序运行。
因此,一般方案是在机器人的管线包上配备笼子,当笼子的门打开时,机器人的管线包收到信号后会自动暂停。考虑到安全,自然会给机器人的管线包的集成带来很多额外的成本,虽然笼子可能不高,但也会因此好好考虑生产线的配置,增加生产线面积,改变人机的合作方式等,影响生产效率。因此,Z受到关注工业机器人的是,Rethink Robotics的Baxter、UNIversalRobots的PR系列,以及很多以前的工业机器人大型abb、kuka、Yaskawa等)半概念半成品的机器人管线包等,能够安全地和人一起工作,我感到很自豪。
4.工业机器人管道封装技术性能特征——易用
传统的机器人管线包的操作的本质是总是在一个路径点上行走,同时接收或设定周围的I/O信号(与钳子、载波线等其他设定协作)。指导机器人管线包的过程是机器人管线包的编程。大部分的领导企业都有自己的编程语言和环境,需要机器人管线的操作者参加学习训练。机器人的适用范围扩大的话,这个成本就会开始出现。
这些制造商有理由维持本公司的编程环境,一工业机器人管线包装从40年前开始规模化,那时还不适合对象等,熟悉现在广泛认可的主流先进的编程理念。像大型汽车制造商一样,这些客户追求稳定,所以不希望多年来包着机器人管线乘着潮流改变编程方式。他们必须丢掉几十年的经验,再花大钱学习。
但是,在业界能不能进行编程,直觉上认为很简单,但以前的制造商除了概念性的展示之外(利用外部骨骼、3D图像、虚拟现实、iPhone等),商业没有实际的进展,想听“简易程序设计”等关键词。
但是,幸运的是后者挑战了,从零开始取得了成果,成为了被认可的卖点。这生动地论证了为什么在革新者的困境中颠覆性技术的企业不成功(尽管拥有充足的资源),但总是闪耀着后来的挑战者的光辉。因为领导者在颠覆性的技术上每走一步就离自己的茶碗远一步,内外的抵抗力很大。
不管怎样,机器人的易用性开始被重视,怎么做什么训练也不接受,像iPhone那样马上就能玩机器人,成为大制造商们开始投资的方向。
机器人的管线包装成本从小型模型的数万RMB到大型的数百万RMB。这个成本当然比高端专业制造设备低,但可能比国内小型集成业者总结的自动化方案还要高。但是,从西方工业界和近几年国内制造业对机器人管线包的欢迎程度来看,机器人管线包自动化的经济优势一般达到了临界点,超过了其他替代方案(人工或专用机),这个成本似乎有价值。
实际上,要走传统的机器人管线包的老路,硬件成本的削减空间不大。工业机器人配管包组件基本上是开环的运动机构,是电机和齿轮箱的高精度配合。大部分的领导厂家的这些重要零部件都是从日本的几个厂家买来的(这也是国内公司自己制作的机器人管线包,即使买同样的零件也不便宜。因为日本的制造商不会给你打多少折。)。只要中国的零部件制造商能冷静下来,努力赶上日本人的技术,不以价格优势打破多年的垄断,就可以真正促进国内机器人管线包装厂商的发展。
另一种是开拓其他技术和市场追求的另一条路。Rethink Robotics当时,虽然也考虑用塑料齿轮箱来降低成本,但是通过视觉来弥补运动精度的损失,使得人眼辅助手的细微操作。但是,因为不能一步登天,Baxter机器人管线包与以往的机器人在精度和速度上完全无法相比,但是在可处理的材料把持的应用中也足够了。随着Rethink的努力,如果硬件较差,通过软件的智能化来补充,可能会达到和以往的工业机器人管线包竞争的程度(那就是颠覆这些传统的大厂商)。
6.工业机器人管线封装技术性能特征——通用性
工业机器人可编程,支持多自由度运动,应用灵活。虽然不及人类,但是与很多工业自动化中常见的专用机(工业应用和面向客户定制的电气机械集成案)相比,工业机器人管道封装更灵活。工业应用的变更不太大的情况下,不需要对硬件进行大量投资,通过机器人的再编程可以满足新的需求。
但是,相对的不足是效率。专用机是为一个应用程序而定制的,即使牺牲通用性也能实现效率的优化,以生产量这个客户非常关心的指标来完成。