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人机协作精准助力智能制造 引领机器人产业新趋势

日期:2017-12-15 18:33:46编辑作者:申博
在第十九届中国国际工业博览会上,机器人领域的相关展览和技术展示传递出行业发展的多个新动向:小型化、轻量型、协作机器人正在成为工业机器人的发展新趋势,中小企业借力协作机器人迈向工业4.0成为推动工业机器人市场高速发展的重要驱动力,人机协作将更精准助力智能制造。
 
  日前在上海落幕的第十九届中国国际工业博览会上,来自20多个国家和地区的300多家机器人企业携最新产品和技术同台竞技。
 
  轻型协作机器人抢眼
 
  工博会开幕首日,遨博智能科技有限公司即发布了3款具有自主知识产权的最新工业协作机器人。作为专注于轻型协作机器人研发和生产的国家高新技术企业,遨博智能2015年就在国内率先推出具有核心自主知识产权及全国产化的轻型工业协作机器人i5,并已实现量产。
 
  “与i5相比,我们此次推出的AUBO-i3、i7和i10是六关节自由度产品,在承重能力、工作范围、应用领域等方面更加多元化。模块化理念设计,拥有轻量级、高精度,易于编程、安装和操作的性能特点。”遨博智能董事长魏洪兴告诉记者。尤为重要的是,遨博智能协作机器人从控制器、软件、操作系统到算法都是自主研发,突破了包含控制系统、末端执行器、电机、传感器等技术瓶颈,关键部件实现了全国产化。
 
  工业协作机器人也称人机协作机器人,是新一代机器人,与传统工业机器人必须用安全保护栏与人隔离不同,它可以和人在共同工作空间中合作、互动,共同完成工作。因此,协作机器人必须具备高安全性、高灵活性和高精度,且满足即插即用、编程简单直观、操作简单,让非专业人员也能快速掌握并使用。“一旦发生非预期碰撞,协作机器人就会立即自动停止运行,保护操作人员和周围设备不受伤害。”魏洪兴说。
 
  作为国际领先的协作机器人企业,丹麦优傲机器人进行了“协作机器人与工具端集成竞赛”的现场活动,全程直播机器人安装调试过程。1个小时内,工作人员将机器人手臂与传感器和夹爪集成,安装在操作台上,完成定点取料和随机高度放料的动作。“使用传统机器人解决这类问题,往往仅编程时间就需要3天到6天。”优傲机器人展台工作人员说。
 
  同样,台湾台达集团的小型“智能制造示范线”也吸引了观众驻足。这条示范线由3组小型机器人组成,串联周边设备、制造执行、下单系统、生产设备管理平台等,实现少量多样,混线生产,当场为观众制定出刻有个人姓名的礼品,全程不到两分钟。
 
  小型轻量易用、强调人机协作,成为此次工博会很多机器人企业新产品的主推特点。机器人“四大家族”中的瑞士ABB和日本安川电机,先后发布了针对3C产业的小型机器人。安川电机还推出了号称是全世界最小工业机器人的MotoMINI,并强调说,包括最小机器人在内的安川多用途机器人系列,适用于小型零部件的搬运、组装、点胶上下料及打磨等多个领域。
 
  协同互补适应柔性生产
 
  当前,制造业生产模式正在快速从少品种、大批量向多品种、小批量转变,大部分制造企业常常面临日益增大的成本压力、产品多样化需求不断增加以及时刻变化的产量需求等挑战。而传统的工业机器人,是在保护栏后面,与工作人员相隔离,在工作流程上,也是和人的其他工作相屏蔽,这就呈现出工作流程环节和生产模式上的相对固化。
 
  “个性化定制和柔性化生产所需要的已经不是传统的生产方式,不断迭代的产品对机器人组装工艺的通用性、精准度、可靠性都提出了越来越高的要求。”台达集团中达电通副董事长尹镟博接受记者采访时说。
 
  为了应对这一挑战,需要更柔性、更高效的解决方案,那就是智能化与协作,制造方式必然需要具备更高的灵活性和自动化程度。由此,能和工人并肩协同工作的协作机器人成为迫切需求。
 
  “很多非标产品和复杂工艺需要人机协同完成,机器与人是分工合作、互为补充和相互促进的,这样才能更好地发挥机器人的自动化潜能。”尹镟博说。
 
  相比成熟的国外市场,协作机器人在国内尚处于起步阶段,但发展速度十分迅猛。小型化、轻量型、协作机器人,其灵活高效的生产模式、用户友好的操作界面以及理想的投资回收周期,降低了企业自动化改造的门槛,使得越来越多的制造企业更愿意通过协作机器人来实现降本增效。
 
  据优傲机器人与高工产研机器人研究所在工博会上发布的《2017年协作机器人行业发展蓝皮书》显示,2016年中国协作机器人销量2300台,同比增长109.09%;市场规模达3.6亿元。2014年至2016年,中国协作机器人销量及市场规模年复合增长率分别为95.79%和68.94%。
 
  面向中小企业拓展应用
 
  尽管近年来中国制造正在向智能制造大步迈进,但我国的机器人使用密度仍然较低。目前我国制造业万名工人拥有的工业机器人数量为40台左右,远低于世界平均水平,更不及发达国家的15%。而在大量的中小企业,利用率就更低。
 
  当前,汽车行业仍是工业机器人成熟应用最多的行业,占到全部市场份额的近半。而近年来蓬勃兴起的结合电脑、通讯和消费电子三大科技整合应用的3C行业,已然成为机器人应用增长最快的行业。3C行业小空间、快节奏、高效率的特点,以及大量的中小企业制造商,对机器人应用也提出了完全不同于汽车行业的要求。
 
  “3C产品品种众多且尺寸小,组装需要用到很多非标设备,更重要的是产品更新周期快,组装繁琐,如果投入一台专用机器人设备,可能几个月之后就出现了新的产品需求,有了更高的自动化适配要求。”魏洪兴说,对性价比要求很高的中小制造企业来说,自然成为难题。
 
  协作机器人尽管体积小,但拥有更多传感器,在人机协作中可以做出更快、更敏锐、更智能的反应。同时,传感器指令统一集成在机器人本体中,通过外部控制的便捷操作,来替代传统的大型集成解决方案。协作机器人这种即插即用的特性,使得用户减少了高成本的集成部署投入。
 
  “我们的定位就是面向众多的中小微企业,为他们提供灵活的个性化的智能制造方案。”魏洪兴说,遨博智能目前已在3C行业、冶金材料、涂料行业等针对行业特点和企业需求,为许多中小企业完成了智能化设计或改造。
 
  而从电源及零组件生产起步的台达集团,40多年来始终在工业自动化领域积极实践和储备,近年来更是调整发展战略,聚焦智能制造,进入轻量型工业机器人领域。“台达设计生产的机器人都是首先在自己的生产线上试用调试改进。”尹镟博说,依托自身丰富的生产制造经验,台达具备从最底层的智能设备到最上层的制造管理系统的整合能力,可以为光电、电子、金属配件等行业企业提供完整的解决方案。
 
  作为全球最大的机器人应用市场,中国工业机器人市场吸引众多国际行业巨头纷纷进入,竞争日趋激烈。“这就需要国内机器人企业把握机遇,坚持站在科技创新前沿,时刻牢记抓住自主知识产权,在产品上狠下功夫,在行业应用上狠下功夫,提供更好更贴近需求的本土化方案,帮助广大中国企业实现智能制造。”中国工程院院士倪光南说。
 

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