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深入了解协作机器人


时间:2020-02-27

应用领域:机器人


协作机器人是什么?

  协作式机器人是在1996年由伊利诺州西北大学的教授J. Edward Colgate和Michael Peshkin所发明的。有一份1997年的美国专利描述协作式机器人是“人类和电脑控制的通用机器人之间的直接物理互动的设备及方法。”



  1994年时通用汽车机器人中心的通用汽车计划,以及1995年通用汽车基金会的研究资助计划,目的都是想找让机器人(或类似的设备)有足够安全性,可以和人类协同工作的方式,其结果就是协作式机器人。第一个协作式机器人确保人体安全的方式是它没有原动力,其原动力是靠工作人员提供。第一个协作式机器人是用转动酬载的方式和工作人员协同作业,来用电脑控制运动。后来的协作式机器人也只提供少量的原动力。

  通用汽车用“智能协助装置”(Intelligent Assist Device,IAD)一词来代替协作式机器人,特别是在物料搬运以及汽车组装作业中会使用此一词语。2002年时提出了智能协助装置安全性标准的草稿。2016年时发行了更版的安全性标准。

  一般意义上,协作机器人(Collaborative Robot) ,指被设计成可以在协作区域内与人直接进行交互的机器人。

  为什么要做协作机器人

  协作机器人的兴起意味着传统机器人必然有某种程度的不足,或者无法适应新的市场需求。总结一下,主要有三点:

  1、传统机器人部署成本高

  其实相对来讲,工业机器人本身的价格并不高。主流场合使用的机器人,根据负载能力不同,售价区间在¥10w~¥40w。一般情况下一台机器人的使用寿命在5~8年,作为比较高端的工业设备来讲并不算贵。传统机器人贵在其部署(将机器人安装到工厂并正常运行)成本上,原因有两个:

  (1)目前的工业机器人主要负责工厂中重复性的工作,这依赖于其非常高的重复定位精度(重复到达空间某些固定位置的能力,一般机器人可以做到0.02mm以下),以及依赖固定的外界环境,占用了较多的空间。

  (2)机器人的使用难度较高,只有经过培训的专业人士才能熟练使用机器人完成配置、编程以及维护的工作,普通用户很少具备这样的能力。

  2.灵活性差

  每一条生产线上的大部分设备(末端工具、非标机械、控制流程等)都是针对特定的产品设计的,如果涉及到中途变更生产需求,很大概率上之前的生产线无法直接满足新产品生产的需求,这就涉及到机器人系统的重新设计和部署,这部分的工作量有时会接近首次部署。

  简而言之,单独的机器人无法直接用于工厂的生产线上,还需要很多外围设备的支持。虽然机器人本身是一种高柔性、高灵活性的设备,但整个生产线不是,一旦涉及生产线变动,费用很高。

  3、无法满足新兴的协作市场需求

  工业机器人一直以来都是高精度、高速度自动化设备的典范,但是由于历史和技术原因,与人在一起时的安全性不是机器人发展的重点,因此在绝大多数工厂中出于安全性考虑,一般都要使用围栏把机器人和人员进行隔离。

  幸好对于大部分之前机器人所从事的工作来讲,并不需要人的参与,机器人可以独立完成。但是人力成本的上升,很多其他以前没有或很少使用机器人的行业开始寻求机器人自动化解决方案,例如之前提到的3C行业,还有医药、食品、物流等行业。

  这些新兴行业中的特点是产品种类很多、体积普遍不大、对操作人员的灵活度/柔性要求高。现有的机器人很难在成本可控的情况下给出性能满意的解决方案。

  新松怎么做协作机器人?

  中科新松有限公司是新松机器人集团在上海设立的国际总部,是新松集团“2+N+M”战略布局中两大总部机构之一。

  中科新松以协作机器人为主导产品获得工信部“专精特新”小巨人企业称号,中科新松围绕协作机器人的定位来开展技术攻关,在细节上精益求精,形成具有特色的机器人产品,并且与更多产业结合,颠覆原有的生产方式与制造模式,开发新的适应性机型。其中,中科新松智能机器人板块包含了协作机器人、特种机器人等系列产品的研发与制造。

  依据新松智能机器人研发路线图的规划,中科新松成功研发了多可?协作机器人全系列产品,包括单臂协作机器人、双臂协作机器人、复合机器人,拥有自主知识产权与多项专利。同时,通过将机器人技术与人工智能技术相结合,庞伯特?乒乓球机器人开创了智能机器人的新纪元。

  在2015年工博会中科新松的展台上,通过太极之“柔”和机械舞之“刚”,将第一台国内协作机器人的灵活、姿态的多变与安全体现地淋漓尽致。在之后的三年里,通过技术路线的规划和反复的产品测试与迭代,中科新松共推出了3-20KG不同负载的8款协作机器人系列产品,重复定位精度高至±0.02mm,达到国际一线协作机器人产品水准,末端速度TCP最高可达2M/S,有效提升了协作机器人的工作效率。

  智能制造板块运用新松丰富的机器人产品系列以及强大的机器人系统技术,为客户提供集核心制造技术开发、工艺流程研究及系统规划于一体的数字化工厂自动化系统解决方案的设计与实施。创新发展板块以星智汇创业孵化平台作为载体,自2015年以来每年举办星创师?智能创业大赛,为智能领域创业团队提供技术、市场、资本、宣传等多方面的创业资源,助力智能领域新星的快速成长。