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机器人下一个发展方向是什么?

提到机器人,可能一般人都在脑子里想到的是美国大片里的机器人模样,能走会跑会说话,这是日常生活中的机器人形象。而在工业机器人的世界里,经常被讨论和使用的是单臂机器人,因为,最早研发和推广的也是单臂机器人。不过,笔者认为,根据目前劳动生产状况、市场的需求、单臂机器人自身的局限性及人类本身的因素,双臂机器人很可能就是机器人的下一个发展方面。

繁重的劳动需要双臂机器人

单臂机器人的应用领域在工厂流水线居多,比如喷涂油漆,汽车零部件安装等等。不过在很多繁重的物流活动领域,单臂机器人无法完成这样的工作。在货运码头、大型物流仓库地方,往往需要组装、拆卸、分拣、搬运、包装等多重程序,单是搬运这一简单的程序,单臂机器人就无法胜任了。原因很简单,搬运需要两只手,而它只有一只手。企业需要雇大量搬运工人,支付高额的工资。

这种情况下就需要双臂机器人来代替人工,帮助企业节省不必要的费用了。而作为全球著名的自动化设备生产商柯马注意到了这一点。在前年的德国慕尼黑机器人自动化展览上,该公司推出了一款名为RML的双臂机器人,据介绍,RKL双臂机器人可有效负载10kg的货物,最大工作半径为4124毫米,重复精度0.05,。这款RML机器人而且用途广泛,包括组装、拆卸、分拣、搬运包装、机床上下料、测量测试、木制品和玻璃制品加工。更值得关注的是,强大的双臂负载不但稳定安全,而且灵活多变,双臂同时操作的程序精准有序,高效率,“不打架”。

无独有偶,日本安川电机也研制的一款工业机器人MOTOMAN ,它是一款能通过7轴驱动再现人类肘部位的双臂型机器人,该机器人很好地实现了人类双臂的动作及构造要求,因此跟柯马的RML相比,这种机器人不但可以稳定搬运工件,还可以从事紧固螺母以及部件的组装插入等作业。

最大的不同是,MOTOMAN 这种机器人设置面积小,其精简化的双臂及身躯可以用来进行协作和运作高难度的动作,并且动作高度化,这类型小型双臂机器人在装配、物流等用途上可以用来代替人工,缩短工作时间,使生产率提高。此外,它还能够适应防尘型的控制器DX100,也可以使用小型、轻量的控制器FS100与其搭配。如此说来,双臂机器人在搬运和物流领域的应用前景很广阔。

人会累而双臂机器人不会

机器虽然永远超越不了人类,毕竟是人生产的。但在持续作业时间和劳动的强度上,机器跟人相比具有无比的优越性。很简单,人会累,而机器不会。

在去年中国国际工业博览会上,柯马重磅推出创新双臂拟人机器人概念单元AMICO,充分彰显柯马先进的创新研发与领先的市场洞察。

对此,柯马集团机器人事业部首席运营官Mathias Wiklund把人类的双臂和双臂机器人作了对比,他说,人类是一种非常完善的物种,人类通过双臂特别适合进行生产制造,而机器人模拟人类的双臂就是希望借鉴这种优势,做到更加协调的机械臂间的合作,就像人类一样,可以协调的控制双臂。

Mathias Wiklund强调,我们可以肯定的是,双臂机器人注定是工业机器人发展中的一个方向。人类的双臂非常具有创造性,但是一致性比较难以保证,可能因为各种因素,早上和晚上工作效率就会有差别;而在这方面机器人就可以做到每天24小时从产品性能到生产执行保持一致性。

而柯马中国区副总裁及机器人事业部总经理贺万民先生共同出席了发布会也表示,在一个生产流水线上,需要工装和机器人合作,工装负责一部分工作,而机器人再进行相应的作业。双臂的概念就是是把工装取消,通过双臂可以直接完成整个动作。智能制造将来将越来越拟人化,与人的自然能力越来越接近。

大量生产流水线需要双臂机器人

自从人类进入工业化时代,流水线作业是所有生产企业的普遍形式。根据分工,把人固定在一道工序上劳动。这是劳动力密集型的产品和企业采用的模式,但是也是中国乃至全球60%发展中国家和地区采用的生产方式。工厂了为了赶进度,加班加点是常事。如果长期以往,工人得不到充分的休息,疲劳生产,对产品的质量也会有很大的影响。而单臂机器人也在推广和应用来代替工业,降低工业的劳动强度和难度。

大量劳动密集型企业都是电子产品制造业企业,电子产品的组装单臂机器人在这方面有很大的局限性。比如,焊锡工作,往往需要人一只手固定电子元件,一只手焊,而单臂机器人无法做到这一点,双臂机器人能轻松解决这一问题。

前不久,ABB集团最初开发YuMi是为了满足电子消费品行业对柔性和灵活制造的需求,未来也将逐渐应用于更多市场领域。YuMi是一个协作的双臂组装解决方案,具有视觉和触觉。YuMi都能以其精确性轻松应对,甚至连穿针引线都不在话下。

据报道,索尼已向ABB下单购买其名为YuMi的双臂协作机器人。机器人将被位于南威尔士的索尼英国技术中心用于拾取和放置电路板零件,主要为研发而用。该技术将有助于索尼提高其PCB装配技术并在大容量电路板生产中充分享受协作机器人所带来的益处。

ABBYuMi产品经理ColinDullaghan认为新机器人(价格在4万英镑以上)将有助于中小型以及大型制造商提高生产力并对客户不断变化的需求做出快速反应。他表示,由于这款机器人的多种应用得到更广泛的认可,电子行业以外的其他行业对该产品的兴趣也越来越大。

索尼英国技术中心总经理兼工程主管KevinEdwards表示:“该款机器人将为我们顾客利用他们的技能组合创造了机会。我们很期待这款协作机器人即将带来的更进一步的好处。”可见,双臂机器人在流水线作业方面是未来一大发展方向。

双臂机器人更智能化更灵活

单臂机器人即是被应用与众多领域,不过灵活性还要大大提高。比如,如果一个单臂机器人被安装在一条流水线上,工厂有需要把该机器人移动到另外一条流水线上,需要配合不同的工序作业,这种情况下,该单臂机器人很难适应新环境。

精工爱普生集团宣布已开发出自律型双臂机器人样机,将扩大工厂自动化的作业范围。该款机器人具备视觉及力度感应功能,可通过物品识别、决策、动态力度调节自律执行任务。能够根据工厂自身的需要移动到任何一条流线上。只要给自律型双臂机器人调整工作程序就行了。相比单臂机器人,这种自律型双臂机器人的更加灵活多变。

就像人类的眼睛一样,爱普生自律型双臂机器人可准确识别物品在三维空间中的位置及方向。机器人的双臂配备了最新研发的力度传感器,可模拟人类对机械臂臂力进行控制,安全无损地输送及装配物品。机器臂将标配一款多功能末端执行器,可对不同形状、不同尺寸的物品实施抓取、固定和插入操作。只要教会它作业对象和场景,机器人即可执行多种任务。

双臂机器人面对少量多样生产趋势的弹性化适应能力。传统机器人,以六轴机械手臂为例,当初几乎可以说是为了满足焊接工作在空间中的运动而设计成的。事实上,当年机械手臂最主要的用途,就是替人类去完成类似焊接这一类最为辛苦的工作。

当传统机械手臂开始被用到各种自动化生产作业时,就逐渐发生“不适应症”,人们发现除了机械手臂以外,必须搭配各种周边的自动化设备,才能让它顺利完成各种工作,例如夹治具、供料系统等;即使搭配了以上的各种设备,机器人仍往往只在自动化产线中负责某些单纯而重复的生产动作,而且是只有在空间运动维度必要的时候才派得上用场。所以,发展双臂机器人是未来的必然方向。


来源:大比特 工业机器人网 作者:温远航

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