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协作机器人仅仅整个工业机器人工业链中一个十分重要的细分类别,有它共同的优势,但缺陷也很明显:为了操控力和磕碰才干,协作机器人的运转速度比较慢,一般只要传统机器人的三分之一到二分之一。

本文将测验回答以下问题:为什么需求协作机器人?协作机器人的来历?协作机器人与传统机器人有什么区别?

为什么需求协作机器人?

协作机器人的鼓起意味着传统机器人必定有某种程度的缺乏,或许无法习惯新的商场需求。

总结一下,首要有几点:

传统机器人布置本钱高

其实相对来讲,工业机器人自身的价格并不高。干流场合运用的机器人,依据负载才干不同,价格区间在¥10w~¥40w。一般状况下一台机器人的运用运用寿命在5~8年,作为比较高端的工业设备来讲并不算贵。

传统机器人贵在其布置(将机器人装置到工厂并正常运转)本钱上,原因有两个:现在的工业机器人首要担任工厂中重复性的作业,这依靠于其十分高的重复定位精度(重复抵达空间某些固定方位的才干,一般机器人能够做到0.02mm以下),以及依靠固定的外界环境。

为了确保这一点,除了机器人自身的规划要求之外,还需求待加工的产品放在固定的方位,以便机器人每次都能够到同一个当地精确的拿取或许履行某项操作。关于现代杂乱的流水线作业来讲,在整个产线上为每一个运用机器人的工序都规划这些固定的外界环境需求消耗许多的资源,占用大片名贵的车间面积以及长达数月的施行时刻。机器人的运用难度较高,只要经过训练的专业人士才干娴熟运用机器人完结装备、编程以及保护的作业,普通用户很少具有这样的才干。

将之前以工人操作为主的流水线,变为由机器人和主动化设备为主的出产线,是一个体系工程,绝大多数终端工厂客户并不具有这样的才干,因而就需求一个第三方的人物来完结这部分作业,这个第三方即体系集成商,来依据客户现场的实际状况,来完结机器人的终究布置。

体系集成商的作业至少包含:出产线的主动化改造方案(流程、设备布局、人员装备等)机器人外围支撑设备的规划、制作、装置。契合工艺要求的机器人编程、调试。客户技能团队的训练。以及后续的售后保护作业。

依据许多业界组织和长辈计算的数字,整个机器人布置/集成运用的费用大概是机器人价格的3~4倍。近几年跟着国内集成商的敏捷扩军,竞赛越来越剧烈,全体价格有所下滑,但也根本在2~3倍。

以常见的弧焊作业站为例,收购一台进口品牌的弧焊机器人价格约在11~15w之间,可是经过体系集成商这一层之后,全体报价不会低于30w,单个夸大的乃至能签到100w。在薪酬相对较高的长三角和珠三角区域,一名娴熟焊工的薪酬大概在5k~7k,1台机器人替代1~2名工人,ROI不会少于2年,许多中小企业主对机器人会挑选犹疑和张望。

假如运用机器人的机器人比较多,则大部分状况下需求对原有的出产线进行改造,乃至从头建造,不只需求巨大的出资,或许还触及到停产改造,这也是许多工厂迟迟不上机器人的原因之一。

除此之外,因为每一条出产线上的大部分设备(结尾东西、非标机械、操控流程等)都是针对特定的产品规划的,假如触及到半途改变出产需求,很大概率上之前的出产线无法直接满足新产品出产的需求,这就触及到机器人体系的从头规划和布置,这部分的作业量有时会挨近初次布置。

简而言之,独自的机器人无法直接用于工厂的出产线上,还需求许多外围设备的支撑。尽管机器人自身是一种高柔性、高灵敏性的设备,但整个出产线不是,一旦触及出产线变化,费用很高。

无法满足中小企业需求

中小企业是现在机器人新式商场的首要客户,现在传统的工业机器人无法很好的满足SME的需求。传统工业机器人的方针商场是能够进行大规模出产的企业。

大规模出产是20世纪最盛行的资本主义出产方式,以出产过程的分化、流水线拼装、标准化零部件、大批量出产和机械式重复劳作等为首要特征。

有才干进行大规模生成的企业,对机器人体系高额的布置费用相对不灵敏,因为在产品定型之后,在满足长的时刻内出产线能够不做大的变化,机器人根本不需求从头编程或许从头布置,能够最大化运用机器人标准化、高功率的特色,完结出资价值最大化。

汽车职业是大规模出产的典型代表,世界上第一台工业机器人也布置在通用汽车的工厂中,担任冲压零件的转移作业。到今日,汽车职业依然占有了全球机器人出货量的40%以上:

一款新车从发布到退出商场,一般会阅历3~6年时刻。这期间,即便有改款,也仅仅对外观、内饰进行微调,这些变化一般不会影响到机器人的作业(车身焊接、喷漆、首要零部件转移),因而在机器人的整个生命周期根本上不需求对现已完结的出产线进行改动或许对机器人进行从头布置,只需求正常的保护即可,发挥了机器人的长处,避开了它的缺陷。

而中小企业则不相同,它们的产品一般以小批量,定制化,短周期为特征,没有太多的资金对出产线进行大规模改造,而且对产品的ROI更为灵敏。

这要求机器人具有较低的归纳本钱、快速布置/重布置才干、简略上手的运用办法,而这些,传统机器人很难满足。

此外,在某些机器人运用的新式职业中,即便是大企业也面对与中小企业相同的问题,3C工业是这个方面的典型代表。

3C商场中如手机、平板、可穿戴设备等干流产品的更新换代速度十分快,根本上生命周期只要1~2年,短的乃至只要几个月。假如选用传统机器人方案,投入许多资源,消耗数月建造的出产线或许连本钱的零头还没回收,所出产的产品就该退市了。而假如对出产线再进行改造,又要投入巨大的资源,这是不可承受的。

除了资金投入,3C职业许多时分更关怀时刻,常见机器人主动化改造方案耗时1个月到数个月不等,但3C产品无法在每一次换代都等候这么久。那儿苹果说“下个月开端出产iPhone7的外壳”,你这边说“先等我1个月把出产线改造一下”,显然是不现实的,这些状况下仍是人靠谱,训练3天,立马上岗。

无法满足新式的协作商场

工业机器人一直以来都是高精度、高速度主动化设备的模范,可是因为前史和技能原因,与人在一同时的安全性不是机器人开展的要点,因而在绝大多数工厂中出于安全性考虑,一般都要运用围栏把机器人和人员进行阻隔。

幸亏关于大部分之前机器人所从事的作业来讲,并不需求人的参加,机器人能够独立完结。

可是人力本钱的上升,许多其他曾经没有或很少运用机器人的职业开端寻求机器人主动化解决方案,例如之前说到的3C职业,还有医药、食物、物流等职业。

这些新式职业中的特色是产品品种许多、体积遍及不大、对操作人员的灵敏度/柔性要求高。现有的机器人很难在本钱可控的状况下给出功用满足的解决方案,那怎么办?

机器人不可的,人来弥补嘛,咱们搞人机结合。

由人类担任对柔性,触觉,灵敏性要求比较高的工序,机器人则运用其快速、精确的特色来担任重复性的作业。

比方拼装键盘,能够由机器人把键帽放置到位,人来进行卡扣的作业;再比方拼装手机/电脑,机器人担任把首要零配件、螺丝放到适宜的方位,人来担任排线装置,卡扣,拧螺丝的作业。

可是假如二者要协作,中心还要隔一个栅门就太不方便了,人和机器人之间要进行交互,还要先经过安全门,全体功率还不如独自运用人来得高。这个时分就需求一些额定的技能来确保机器人与人类能够安全的在同一个区域作业,而不需求栅门这样妨碍的东西挡在中心,即要求机器人具有安全协作的特性。

各大机器人厂商的机器人都配备有各自的安全技能,例如ABB的SafeMove,Fanuc的DCS,KUKA的KUKA.safe,但其安全功用自身还比较初级,例如将物理的围栏换成了虚拟围栏、检测到有人接近时主动中止,依然不算是完好的协作安全技能。

协作机器人的来历

为了精确界说协作机器人,先看两个名词。协作区域指机器人和人类能够一同作业的区域,协作机器人指被规划成能够在协作区域内与人直接进行交互的机器人。

前面现已说过,中小企业SMEs是协作机器人的十分重要的客户群,而协作机器人的鼓起也与SMEs密不可分。

在2005年,开端于2005年,由EUFP6项目赞助,参加的企业包含ABB、KUKA、Reis、Comau、Güdel等,其意图是寻觅防止劳作力离岸(offshore)输出到低劳作本钱国家的办法。其首要的观点是,假如经过机器人技能增强SMEs的劳作力水平,降低本钱,进步竞赛力,就能够防止劳作力外包的状况(将作业时机留在国内)。因而,协作机器人(co-bots)开端的商场便是中小企业(SMEs)。

同年Esben.stergaard,KasperSt.y和KristianKassow在南丹麦大学一同做研讨时创办了UniversalRobot,现在的CEOEsben.stergaard其时是南丹麦大学的助理教授,三个人发现了中小企业对机器人的新需求(也与其时丹麦政府主导的一项机器人方案有关),并在2009年推出了第一款协作机器人UR5。

在UR5之前的绝大多数协作机器人都是在传统机器人的根底上改造的,UR5是第一个从产品规划伊始就以协作机器人的要求进行开发的机器人。

之后不久(2008)年,Rodney Brooks创办了Rethink,其开端的意图也是为了协助美国本乡的SMEs进步出产功率,降低本钱,削减离岸外包。开端推出的双臂Baxter并不是很成功,渐渐开端落后于UR,上一年秋天推出了新款的单臂Sawyer机器人,商场承受度怎么还有待调查。

在UR和Rethink之后,成长出一大批新创建的协作机器人公司,商场上的协作产品也越来越多,协作机器人的概念开端渐渐被咱们所知道和承受。

协作机器人与传统机器人有什么不同?

实质上讲,协作机器人与传统机器人之间并没有十分大的不同,仅仅根据不同的规划理念出产的工业机器人产品,在协作机器人开展初期,许多都是从传统机器人的根底上改造的。

假如非要找不同,第一个不同是这两种机器人所面向的方针商场不相同,这个前面现已解说过,不再赘述。

第二个不同点是二者替代的方针不相同。以传统机器人为主的主动化改造是用出产线替代出产线,机器人做为整个出产线中的组成部分,很难独自拿出来,假如某个环节的机器人坏了,在没有规划备份的状况下,整个产线或许要罢工。而协作机器人的独立性很强,它替代的是独自的人,二者之间能够交换,一个协作机器人坏了,挪开找个人替代就好了,整个出产流程的灵敏性十分高。

讲了这么多满是说长处,已然协作机器人这么好,那是不是能够替代传统机器人了?

当然不是,协作机器人仅仅整个工业机器人工业链中一个十分重要的细分类别,有它共同的优势,但缺陷也很明显:为了操控力和磕碰才干,协作机器人的运转速度比较慢,一般只要传统机器人的三分之一到二分之一;为了削减机器人运动时的动能,协作机器人一般分量比较轻,结构相对简略,这就形成整个机器人的刚性缺乏,定位精度比较传统机器人差1个数量级;低自重,低能量的要求,导致协作机器人体型都很小,负载一般在10kg以下,作业范围只与人的手臂适当,许多场合无法运用。

借用Rethink Baxter的一句宣传语,协作机器人的方针运用场合能够归纳为:协作机器人终究将变成一个过渡概念,跟着技能的开展,未来一切的机器人都应该具有与人类一同安全的协同作业的特性。实质安全应该是抱负机器人的必备且根底的特征。就像咱们现在不再区别黑白电视和彩色电视而统称为电视,不再区别功用机和智能机而统称为手机,未来一切的机器人也将不再区别协作与非协作,而统称为机器人。

来历:新战略机器人

END

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