隨著人口紅利逐步消失,我國已成為全球{zd0}的工器人市。根據工信部消息,到2020年,我國將形成較為完整的工器人產體系,gd市占有率達到45%以。目前,中國工器人的使用主要集中在汽車工和電子電氣工、弧焊器人、點焊器人、搬運器人等在生產中被大量采用。
下面我們將從技術角度,談談工器人當前的優(yōu)劣勢。
1 . 通用性
工器人可編程,支持多由度運動,因此應用較靈活。雖然不及人類,但相于很多工動化常見的專(專為一類工應用或一客戶定的電集成方案),工器人還是靈活多了。工應用動不太大時,是可以通過器人重編程來滿足的需求,而無需在硬再做大量投資。但相應的,它的相不足會是效率。竟專是為一個應用定的,因此雖犧牲通用性但實現了效率優(yōu)化,在產量這個客戶非常關心的指標能完成地很好。
工器人普遍能達到低于0.1毫的運動精度(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。這樣的性能雖不一定能輕易完成蘋果一些“瘋狂”的加工要求,但絕大部分的工應用來說,是足以圓滿完成任務。隨著器人的性能逐漸提升,以前一些不可能的任務也變得可起來(如激光焊接或切割,曾需要專的高精度設備來指導激光的走向,但隨著器人精度的提升,現在也變得可依賴器人本身的準確運動來替了)。但相比傳統(tǒng)gd設備,如高精度數控床,激光校準設備,或特殊環(huán)境(高溫或特低溫)設備等,工器人尚力不能及3 . 人合作
傳統(tǒng)的工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公斤的伙以四每秒的速度甩著,誰也不想靠近吧)。主要原因是一般器人,基于成本與技術的慮,不會集成額外的傳感器去感知外部的特殊況(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器人配備籠子,當籠子時,器人收到信號便動暫停。安全的慮,然給器人集成帶來了很多額外的成本,籠子可能并不貴,但竟要為此仔細慮產線排布,增加產線面積,變人合作方式等,從而影響生產效率。所以最近比較受關注的工器人都以能安全地和人一起工作“為榮”,如RethinkRobotics的Baxter,UniversalRobots的PR系列,以及很多傳統(tǒng)工器人巨頭(ABB,kuka,Yaskawa等)的半概念半成品的器人。而從產需求看來,已通過傳統(tǒng)工器人解決了精度速度重量等動化需求后,也的確是時候始滿足人安全合作了。
4 . 易用性
傳統(tǒng)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)。而指導器人這么做得過程,就是器人編程。幾乎每一{lx1}公司都有的編程語言和環(huán)境,從而需要器人操作者參加學習培訓。當器人適用范圍增廣后,這個成本始顯現了。
這些廠商是有理由維護的編程環(huán)境的,一來工器人四十年前就始規(guī)?;隽耍菚r還沒有什么面向象等現在廣為熟知普遍認同的主流先進編程理念,二來萌芽階段技術難免會和競爭不同,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)的工大客戶,如大汽車廠商,這些客戶求穩(wěn),然不希望你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,重花大錢培訓學習。
當然在界,大早已思編程可否做的直觀簡些,但在傳統(tǒng)廠中除了一次次地概念性的展示外(如利用外骨骼,3D圖像,虛擬現實,iPhone等等),一直沒什么商實用進展,以于大再聽到“簡易編程”等關鍵詞都想吐了。
但慶幸地還是有后來者敢于挑戰(zhàn),也從零始做出成就,并成為被認可的點。,說的就是RethinkRobotics和UniversalRobots!這也鮮活地論了創(chuàng)者窘境里為什么性技術往往不會在{lx1}企中成功(盡管他們有足夠的資源),卻總是被后來挑戰(zhàn)者揚光大。因為{lx1}者在性技術每走遠一步,就往往離己的鐵飯碗遠離一步,內外部阻力都很大!
不管怎么,器人的易用性始得到重視,如何能讓人不經任何(或過多)培訓,就能像玩iPhone一樣很玩轉器人,已經變成大廠商們始大力投資的方向來。
5 . 成本
器人的成本從小型號的幾萬RMB到大型的萬RMB都有。這個成本然低于gd專造設備,但也可能會高于國內小集成商們拼湊出的動化方案來。但從一直來西方工界及近幾年國內造器人的歡迎程度看來,說明器人動化的經濟優(yōu)勢普遍到了一個臨界點,超過了其他替方案(,或專),看來這個成本還是值得的。
其實要走傳統(tǒng)器人的老路,那硬成本降低空間不大。工器人基本是一個環(huán)的運動構,靠的就是電和齒輪箱的高精度配合。而大部分{lx1}廠商的這些關鍵零部都是從日本幾廠商那買的,(這也是國內公司己造的器人,買同樣的零部,也不會便宜多少,因為日本廠商不會為了你這點量給多少折扣)。除非中國零部造商能靜下心來,努力追趕日本人的技術,從而以價格優(yōu)勢破多年來的壟斷,才能真正促進國內器人廠商的展。
另一個就是另辟蹊徑,追求其他技術和市。如RethinkRobotics當時甚慮用塑料的齒輪箱來降低成本,而通過視覺來彌補運動精度損失,就像人的眼睛來輔助的精操作一樣。但竟不能一步登天,所以Baxter器人暫時在精度和速度wq無法與傳統(tǒng)器人相比,但在它能處理的物料抓放的應用中,卻也足夠了。也許隨著Rethink的努力,會在硬較差的況下,通過的智能化彌補,來達到與傳統(tǒng)工器人競爭的程度(那就是真這些傳統(tǒng)大廠商了)。
6 . 智能性
之所以將智能型放在{zh1}一點,因為相現在市器人的主流需求(即強,,準),它暫時還不是最迫切的。這也體現了傳統(tǒng)工器人的優(yōu)勢(任勞任怨,保質保量,是個“干活”的好)和不足(但很“笨”,老得讓人教)。但不表智能型不重要,相企已經始做技術投資了。比如怎么讓器人更好的理解人的指揮意圖,相主的去理解并規(guī)劃任務,而不需一個點一個點得讓人告訴它怎么走;如何讓器人在外圍環(huán)境生變化下(光線變暗影響圖像識別,傳送帶物品有損壞需要特殊處理)動適應;如何通過觸覺視覺聽覺等感知判斷零部的裝配質量,等等。