隨著人口紅利逐步消失,我國(guó)已成為全球{zd0}的工器人市。根據(jù)工信部消息,到2020年,我國(guó)將形成較為完整的工器人產(chǎn)體系,gd市占有率達(dá)到45%以。目前,中國(guó)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(diǎn)焊器人、搬運(yùn)器人等在生產(chǎn)中被大量采用。
下面我們將從技術(shù)角度,談?wù)劰て魅水?dāng)前的優(yōu)劣勢(shì)。
1 . 通用性
工器人可編程,支持多由度運(yùn)動(dòng),因此應(yīng)用較靈活。雖然不及人類,但相于很多工動(dòng)化常見(jiàn)的專(專為一類工應(yīng)用或一客戶定的電集成方案),工器人還是靈活多了。工應(yīng)用動(dòng)不太大時(shí),是可以通過(guò)器人重編程來(lái)滿足的需求,而無(wú)需在硬再做大量投資。但相應(yīng)的,它的相不足會(huì)是效率。竟專是為一個(gè)應(yīng)用定的,因此雖犧牲通用性但實(shí)現(xiàn)了效率優(yōu)化,在產(chǎn)量這個(gè)客戶非常關(guān)心的指標(biāo)能完成地很好。
工器人普遍能達(dá)到低于0.1毫的運(yùn)動(dòng)精度(指重復(fù)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)精度),抓取重達(dá)一噸的物體,伸展也可達(dá)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(yīng)用來(lái)說(shuō),是足以圓滿完成任務(wù)。隨著器人的性能逐漸提升,以前一些不可能的任務(wù)也變得可起來(lái)(如激光焊接或切割,曾需要專的高精度設(shè)備來(lái)指導(dǎo)激光的走向,但隨著器人精度的提升,現(xiàn)在也變得可依賴器人本身的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)來(lái)替了)。但相比傳統(tǒng)gd設(shè)備,如高精度數(shù)控床,激光校準(zhǔn)設(shè)備,或特殊環(huán)境(高溫或特低溫)設(shè)備等,工器人尚力不能及3 . 人合作
傳統(tǒng)的工器人是關(guān)在籠子里工作的,因?yàn)樗鼘?shí)在危險(xiǎn)(想象一個(gè)抓著幾十或幾公斤的伙以四每秒的速度甩著,誰(shuí)也不想靠近吧)。主要原因是一般器人,基于成本與技術(shù)的慮,不會(huì)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(huì)“傻傻”得照著人類編好的程序日復(fù)一日的動(dòng)著,除非有外部信號(hào)告訴它停止。所以常見(jiàn)的方案就是為器人配備籠子,當(dāng)籠子時(shí),器人收到信號(hào)便動(dòng)暫停。安全的慮,然給器人集成帶來(lái)了很多額外的成本,籠子可能并不貴,但竟要為此仔細(xì)慮產(chǎn)線排布,增加產(chǎn)線面積,變?nèi)撕献鞣绞降?,從而影響生產(chǎn)效率。所以最近比較受關(guān)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(chǎn)需求看來(lái),已通過(guò)傳統(tǒng)工器人解決了精度速度重量等動(dòng)化需求后,也的確是時(shí)候始滿足人安全合作了。
4 . 易用性
傳統(tǒng)器人的工作本質(zhì)就是不斷地走一個(gè)個(gè)的路徑點(diǎn),同時(shí)接收或設(shè)置外圍的I/O信號(hào)(老和其他設(shè)置如夾具,輸送線等合作)。而指導(dǎo)器人這么做得過(guò)程,就是器人編程。幾乎每一{lx1}公司都有的編程語(yǔ)言和環(huán)境,從而需要器人操作者參加學(xué)習(xí)培訓(xùn)。當(dāng)器人適用范圍增廣后,這個(gè)成本始顯現(xiàn)了。
這些廠商是有理由維護(hù)的編程環(huán)境的,一來(lái)工器人四十年前就始規(guī)?;隽?,那時(shí)還沒(méi)有什么面向象等現(xiàn)在廣為熟知普遍認(rèn)同的主流先進(jìn)編程理念,二來(lái)萌芽階段技術(shù)難免會(huì)和競(jìng)爭(zhēng)不同,維護(hù)一個(gè)編程方式也無(wú)可厚非,三來(lái)因?yàn)樗麄兊拇罂蛻敉彩莻鹘y(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(guò)幾年就趕個(gè)熱潮變換編程方式,搞得他們還得扔掉幾十年的經(jīng)驗(yàn),重花大錢培訓(xùn)學(xué)習(xí)。
當(dāng)然在界,大早已思編程可否做的直觀簡(jiǎn)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(xiàn)實(shí),iPhone等等),一直沒(méi)什么商實(shí)用進(jìn)展,以于大再聽(tīng)到“簡(jiǎn)易編程”等關(guān)鍵詞都想吐了。
但慶幸地還是有后來(lái)者敢于挑戰(zhàn),也從零始做出成就,并成為被認(rèn)可的點(diǎn)。,說(shuō)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(shù)往往不會(huì)在{lx1}企中成功(盡管他們有足夠的資源),卻總是被后來(lái)挑戰(zhàn)者揚(yáng)光大。因?yàn)閧lx1}者在性技術(shù)每走遠(yuǎn)一步,就往往離己的鐵飯碗遠(yuǎn)離一步,內(nèi)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(jīng)任何(或過(guò)多)培訓(xùn),就能像玩iPhone一樣很玩轉(zhuǎn)器人,已經(jīng)變成大廠商們始大力投資的方向來(lái)。
5 . 成本
器人的成本從小型號(hào)的幾萬(wàn)RMB到大型的萬(wàn)RMB都有。這個(gè)成本然低于gd專造設(shè)備,但也可能會(huì)高于國(guó)內(nèi)小集成商們拼湊出的動(dòng)化方案來(lái)。但從一直來(lái)西方工界及近幾年國(guó)內(nèi)造器人的歡迎程度看來(lái),說(shuō)明器人動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)普遍到了一個(gè)臨界點(diǎn),超過(guò)了其他替方案(,或?qū)#?,看?lái)這個(gè)成本還是值得的。
其實(shí)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(gè)環(huán)的運(yùn)動(dòng)構(gòu),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(guān)鍵零部都是從日本幾廠商那買的,(這也是國(guó)內(nèi)公司己造的器人,買同樣的零部,也不會(huì)便宜多少,因?yàn)槿毡緩S商不會(huì)為了你這點(diǎn)量給多少折扣)。除非中國(guó)零部造商能靜下心來(lái),努力追趕日本人的技術(shù),從而以價(jià)格優(yōu)勢(shì)破多年來(lái)的壟斷,才能真正促進(jìn)國(guó)內(nèi)器人廠商的展。
另一個(gè)就是另辟蹊徑,追求其他技術(shù)和市。如RethinkRobotics當(dāng)時(shí)甚慮用塑料的齒輪箱來(lái)降低成本,而通過(guò)視覺(jué)來(lái)彌補(bǔ)運(yùn)動(dòng)精度損失,就像人的眼睛來(lái)輔助的精操作一樣。但竟不能一步登天,所以Baxter器人暫時(shí)在精度和速度wq無(wú)法與傳統(tǒng)器人相比,但在它能處理的物料抓放的應(yīng)用中,卻也足夠了。也許隨著Rethink的努力,會(huì)在硬較差的況下,通過(guò)的智能化彌補(bǔ),來(lái)達(dá)到與傳統(tǒng)工器人競(jìng)爭(zhēng)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(diǎn),因?yàn)橄喱F(xiàn)在市器人的主流需求(即強(qiáng),,準(zhǔn)),它暫時(shí)還不是最迫切的。這也體現(xiàn)了傳統(tǒng)工器人的優(yōu)勢(shì)(任勞任怨,保質(zhì)保量,是個(gè)“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(jīng)始做技術(shù)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(wù),而不需一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)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(shí)別,傳送帶物品有損壞需要特殊處理)動(dòng)適應(yīng);如何通過(guò)觸覺(jué)視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)等感知判斷零部的裝配質(zhì)量,等等。