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                            傳統工業機器人VS協作機器人

                            工業機器人的發展公元前3世紀已經開始,時至今日,機器人深入到不同的行業、不同的領域,也開始有焊接機器人或者是并聯機器人等細分,而近幾年協作機器人也開始逐漸發展。

                            觀察機器人發展的幾個階段,可以看到機器人的需求在不斷變化。

                            在機器人發展的開始階段,工業機器人可能是自動化改造所需要的一個產品,所以它的結構上甚至沒有做到全球產品化統一的標準。而到第二個階段,產品全球化的特征非常明顯,結構的種類相對已經穩定了,并且結構的形態也趨于基本上以6軸、4軸碼垛、Scara幾種形式為主。應用行業也比較集中,絕大部分集中在汽車行業上。

                            第三個階段,行業的應用越來越細分、越來越分化。在它的產品結構趨于穩定的前提下,硬件的發展趨勢已經趨同了,計算能力大部分都夠用,同時導致應用軟件非常豐富化,可以開發出各種針對應用場景而不同的功能模塊。

                            機器人行業目前處在第三階段,在未來進化到第四階段,會加入一些人工智能的應用,比如神經網絡算法等等,會逐漸讓機器人的使用越來越智能化。

                            但需求方想要的是什么樣的協作機器人?節卡在最近一次報告中表示,曾針對一些終端客戶和系統集成商都做了一些調研后發現,隨著機器人的應用程度加深,企業對于機器人的理解和要求也在提升。

                            集成商其實更多顧慮的是幾點:

                            能是通用機器人,尤其是零部件通用;

                            備貨沒有什么壓力;

                            安裝簡單,無需大量的重型設備就可以安裝;

                            調試工程師需求更少;

                            集成商的成本利潤空間更大。

                            終端用戶想要的更多是:

                            產品代次數穩定,投資壓力??;

                            維護成本低;

                            安全且占地面積小。

                            因此大多數企業都開始根據用戶需求考慮,機器人能否做到,對終端用戶不同的人員希望多用途和移動工位,能遠程操控,傻瓜式編程,無需專業,安全,不會碰到人、不會傷人,資金成本低、部署時間低,切換產品的產線可以重復利用,降低最終用戶的成本。

                            因此協作機器人開展了新一輪的自動化發展的方向,并逐漸開始跟傳統的工業機器人有更大的差異。

                            具體相較工業機器人和協作機器人,協作機器人與之差距還是存在,例如跟Scara機器人對比,Scara機器人工作半徑比較小,編程量比較大,適用三關節快速的旋轉,通用的自動化設備,一次性的投入也相對比較大。并聯機器人跟協作機器人相比,它的編程門檻比較高,它主要用來分揀,速度比較快,但是它的局限有一些,比如編程、輕負載的、需要可移動工位的就受限。另外一些比較常見的,例如可能應用于焊接、噴涂、加工、打磨、拋光、檢測等等應用領域,但很多廠家都有自己的編程語言,工業機器人編程門檻比較高,需要經過培訓。

                            從工業機器人軟件的體系來講,大概分為三個大的部分:

                            第一部分,核心的算法。比如運動學的控制與動力學的控制,力的感知。

                            第二部分,功能實現。就是行業的功能應用,比如焊接、碼垛噴涂、打磨這些行業的應用功能。

                            第三部分,使得應用更加便利的軟件化的東西,比如人機交互、3D仿真、其他的配套軟件的使用等等。

                            對此,工業機器人老牌企業都在致力于,發展軟件、發展算法,使得工業機器人的使用更為便捷、更為容易一些,例如配天機器人等大多數工業機器人企業就大多做了三個方面的改變:

                            第一個,在控制系統從硬件、到軟件、到算法做到自主研發;

                            第二個,發展更多行業的工業應用軟件包;

                            第三個,發展3D的離線仿真軟件、離線編程系統。

                            不斷拓展工業機器人領域后,配天機器人也在工業領域做到了:

                            1.絕對的路徑保持更強。對于工業機器人來講要求很過的一點是對軌跡精度的要求,實際我們機器人在示教的時候往往是在低速情況下示教的,在高速情況下有可能偏離原來示教的軌跡,因此需要可以保持在低速和高速情況下軌跡是一致的。

                            2.更高軌跡精度的快速軌跡生成。比如針對一個機器人能夠針對三個甚至四個工位的時候,只要示教其中一個工位的軌跡,其他三個工位的軌跡可以通過平移或者是旋轉就可以得到機器人的軌跡,這個是有利于快速去部署機器人、快速生產的一個算法。

                            3.焊接等主流工藝更豐富。

                            不斷拓展的工業機器人工業包,形成了壓鑄、折彎、打磨、碼垛、焊縫跟蹤等協作機器人無法完成和取代的核心領域,同時使得每個工業領域的功能更豐富。

                            但另一方面,部分領域確實需要人機協作,因為工業機器人大多數時候確實需要一些圍欄的隔蔽,一次性的產線投入成本也比較高。

                            協作機器人除了他們之前有一些特定的場合需要用到工業、Scara等等,還有一些特定場合需要協作的、需要人機互動的,協作機器人就可以作為一些人機互動的打磨、噴涂、拋光,還有一些人機協作的搬運,還有更小面積的領域,比如有些碼垛企業也需要減少占地面積,協作機器人也可以做一些占地面積小的改變,因為協作機器人本身小,又安全,可以占地面積小,無需人機隔欄,這些場景的需求就會有協作機器人的產生。

                            同時協作機器人在3C行業的應用也證明了其有效性。3C行業像電子產品的點膠,協作機器人末端裝上一個視覺,大多數傳統企業前端是有一個人在工作,需要人把前端的組裝好,后端通過流水線流過來,機器人才能完成抓取,點膠,識別定位。主要問題在于工位機器人和人只能緊挨著隔了大概不到1米的間隙,也會有人員的操作或者機器人的操作,這樣就需要一個柔性的機器人,同時電子行業需要占地面積更小,因此更需要做一個更小的工位。

                            還有電子設備的組裝,協作機器人也更加符合,協作機器人和人在產線上可以做成人機協作,也可以做成移動工位,在某一個工位需要的時候切換,隨時可以推過去,同時做過兩個小時的調試馬上就可以上產線去用,效率極高。

                            因此協作機器人大多在針對用戶的需求進行創新,例如節卡機器人等企業都在致力于發展無線示教、圖形化編程技術、視覺安全防護等技術,并逐漸形成優勢。還有一些拖拽示教技術、一體化關節技術、碰撞保護技術、機器人控制技術、高精度關節伺服控制技術、力控技術,協作機器人也在形成自身的技術優勢。

                            從市場數據上來看,現在國內機器人的市場仍然還在逐步變大。國內機器人2015年的時候僅僅1.5億人民幣,但到2019年各企業的數據卻都在翻番,基本上做了40余億。而協作機器人在2025年將會突破百億,2017年協作機器人才占到總機器人的4%,單從數據增長趨勢來看,2025年預計會占到34%,這樣的增長是翻倍的增長。在2014年到2017年,協作機器人的需求也是在全球范圍內占到15%和22%,需求量都在增長。

                            相較而言,因為發展更加完善,工業機器人仍然是我們智能制造產業非常急需的產品,工業機器人和協作機器人各具優勢,只要能夠將各自領域的長處發揮到極致,同時找到合適的客戶,在穩定的市場環境下,增長仍然不是問題。


                                                                                                                                                                                        轉載自激光制造網

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