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  • 研華工控機對工業機器人優劣的分析
  • 本站編輯:xghl發布日期:2015-11-17 09:06 瀏覽次數:

  工業機器人的應用,使工業產品的生產效率、生產成本及產品質量均有所的提高,也在一定程度上促進了我國制造業的轉型升級。同時隨著中國人口紅利的消失,中國經濟發展步入“新常態”,制造業由“低端制造”向“高端制造”轉移等現象的出現,也增加了工業機器人的使用。

  工業機器人和人相比的優點不用贅述,因為這些點往往是任何一個自動化設備都享有的,比如質量穩定,不會辭職,不介意危險骯臟乏味的工作等等。

  1、通用性

  工業機器人可編程,支持多自由度運動,因此應用較靈活。雖然不及人類,但相對于很多工業自動化常見的專機(專為一類工業應用或一家客戶定制的機電集成方 案),工業機器人還是靈活多了。工業應用改動不太大時,是可以通過機器人重新編程來滿足新的需求,而無需在硬件上再做大量投資。但相應的,它的相對不足會是效率。畢竟專機是為一個應用定制的,因此雖犧牲通用性但實現了效率優化,在產量這個客戶非常關心的指標上能完成地很好。

  2、機電性能

  工業機器人普遍能達到低于0.1毫米的運動精度(指重復運動到點精度),抓取重達一噸的物體,伸展也可達三四米。這樣的性能雖不一定能輕易完成蘋果手機上 一些“瘋狂”的加工要求,但對絕大部分的工業應用來說,是足以圓滿完成任務。隨著機器人的性能逐漸提升,以前一些不可能的任務也變得可行起來(如激光焊接 或切割,曾需要專門的高精度設備來指導激光的走向,但隨著機器人精度的提升,現在也變得可依賴機器人本身的準確運動來代替了)。但相比傳統高端設備,如高 精度數控機床,激光校準設備,或特殊環境(高溫或特低溫)設備等,工業機器人尚力不能及。

  3、人機合作

  傳統的工業機器人是關在籠子里工作的,因為它實在危險。主要原因是一般機器人,基于成本與技術的考慮,不會集成額外的傳感器去感知外部的特殊情況,它只會“傻傻”得照著人類編好的程序日復一日的動著,除非有外 部信號告訴它停止。所以常見的方案就是為機器人配備籠子,當籠子門打開時,機器人收到信號便自動暫停。

  對安全的考慮,自然給機器人集成帶來了很多額外的成本,籠子可能并不貴,但畢竟要為此仔細考慮產線排布,增加產線面積,改變人機合作方式等,從而影響生產 效率。所以最近比較受關注的工業機器人都以能安全地和人一起工作“為榮”。而從產業需求看來,已通過傳統工業 機器人解決了對精度速度重量等自動化需求后,也的確是時候開始滿足人機安全合作了。

  4、易用性

  傳統機器人的工作本質就是不斷地走一個個的路徑點,同時接收或設置外圍的I/O信號。而指導機器人這么做得過程,就 是機器人編程。幾乎每一家領先公司都有自家的編程語言和環境,從而需要機器人操作者參加學習培訓。當機器人適用范圍增廣后,這個成本開始顯現了。

  當然在業界,大家早已思考編程可否做的直觀簡單些,但在傳統廠家中除了一次次地概念性的展示外(如利用外骨骼,3D圖像,虛擬現實,iPhone等等),一直沒什么商業實用進展,以至于大家再聽到“簡易編程”等關鍵詞都想吐了。不管怎么,機器人的易用性開始得到重視,如何能讓人不經任何(或過多)培訓,就能像玩iPhone一樣很快玩轉機器人,已經變成大廠商們開始大力投資的方向來。

  5、成本

  機器人的成本從小型號的幾萬RMB到大型的上百萬 RMB都有。這個成本自然低于高端專業制造設備,但也可能會高于國內小集成商們拼湊出的自動化方案來。但 從一直來西方工業界及近幾年國內制造業對機器人的歡迎程度看來,說明機器人自動化的經濟優勢普遍到了一個臨界點,超過了其他替代方案(人工,或專機),看 來這個成本還是值得的。

  其實要走傳統機器人的老路,那硬件成本降低空間不大。工業機器人基本是一個開環的運動機構,靠的就是電機和齒輪箱的高精度配合。而大部分領先廠商的這些關 鍵零部件都是從日本幾家廠商那買的,(這也是國內公司自己制造的機器人,買同樣的零部件,也不會便宜多少,因為日本廠商不會為了你這點量給多少折扣)。除 非中國零部件制造商能靜下心來,努力追趕上日本人的技術,從而以價格優勢打破多年來的壟斷,才能真正促進國內機器人廠商的發展。

  6、智能性

  相對現在市場對機器人的主流需求,它暫時還不是最迫切的。這也體現了傳統工業機器人的優勢和不足。但不代表智能型不重要,相反企業已經開始做技術投資了。比如怎么讓機器人更好的理解人的指揮意圖,相對自主的去理解并規劃任務,而不需一個點一個點得讓人 告訴它怎么走;如何讓機器人在外圍環境發生變化下(光線變暗影響圖像識別,傳送帶上物品有損壞需要特殊處理)自動適應;如何通過觸覺視覺聽覺等感知判斷零 部件的裝配質量,等等。

  7、人才匱乏

  工業機器人順應時代發展,行業前景廣闊,然而,該領域人才供需失衡的矛盾正日益凸顯。一方面是機器人廠商、系統集成商以及汽車加工制造業求賢若渴,另一方面是人才供給不足,難以滿足企業用人需求。

  究其原因,主要是相對近年來國內機器人產業所表現出來的爆發性發展態勢,高校、職校等培訓機構的課程設置仍然滯后,盡管一些機器人廠商提供相關培訓,卻存 在品牌針對性過強,推廣力度不足、配套設施不足以及培訓網點有限等短板,難以達成系統的教學流程,尚不能與全國各地求學者的需要很好地契合,導致眾多有志 投身機器人行業者求學無門。

  工業機器人和人相比的優點不用贅述,因為這些點往往是任何一個自動化設備都享有的,比如質量穩定,不會辭職,不介意危險骯臟乏味的工作等等。

  1、通用性

  工業機器人可編程,支持多自由度運動,因此應用較靈活。雖然不及人類,但相對于很多工業自動化常見的專機(專為一類工業應用或一家客戶定制的機電集成方 案),工業機器人還是靈活多了。工業應用改動不太大時,是可以通過機器人重新編程來滿足新的需求,而無需在硬件上再做大量投資。但相應的,它的相對不足會是效率。畢竟專機是為一個應用定制的,因此雖犧牲通用性但實現了效率優化,在產量這個客戶非常關心的指標上能完成地很好。

  2、機電性能

  工業機器人普遍能達到低于0.1毫米的運動精度(指重復運動到點精度),抓取重達一噸的物體,伸展也可達三四米。這樣的性能雖不一定能輕易完成蘋果手機上 一些“瘋狂”的加工要求,但對絕大部分的工業應用來說,是足以圓滿完成任務。隨著機器人的性能逐漸提升,以前一些不可能的任務也變得可行起來(如激光焊接 或切割,曾需要專門的高精度設備來指導激光的走向,但隨著機器人精度的提升,現在也變得可依賴機器人本身的準確運動來代替了)。但相比傳統高端設備,如高 精度數控機床,激光校準設備,或特殊環境(高溫或特低溫)設備等,工業機器人尚力不能及。

  3、人機合作

  傳統的工業機器人是關在籠子里工作的,因為它實在危險。主要原因是一般機器人,基于成本與技術的考慮,不會集成額外的傳感器去感知外部的特殊情況,它只會“傻傻”得照著人類編好的程序日復一日的動著,除非有外 部信號告訴它停止。所以常見的方案就是為機器人配備籠子,當籠子門打開時,機器人收到信號便自動暫停。

  對安全的考慮,自然給機器人集成帶來了很多額外的成本,籠子可能并不貴,但畢竟要為此仔細考慮產線排布,增加產線面積,改變人機合作方式等,從而影響生產 效率。所以最近比較受關注的工業機器人都以能安全地和人一起工作“為榮”。而從產業需求看來,已通過傳統工業 機器人解決了對精度速度重量等自動化需求后,也的確是時候開始滿足人機安全合作了。

  4、易用性

  傳統機器人的工作本質就是不斷地走一個個的路徑點,同時接收或設置外圍的I/O信號。而指導機器人這么做得過程,就 是機器人編程。幾乎每一家領先公司都有自家的編程語言和環境,從而需要機器人操作者參加學習培訓。當機器人適用范圍增廣后,這個成本開始顯現了。

  當然在業界,大家早已思考編程可否做的直觀簡單些,但在傳統廠家中除了一次次地概念性的展示外(如利用外骨骼,3D圖像,虛擬現實,iPhone等等),一直沒什么商業實用進展,以至于大家再聽到“簡易編程”等關鍵詞都想吐了。不管怎么,機器人的易用性開始得到重視,如何能讓人不經任何(或過多)培訓,就能像玩iPhone一樣很快玩轉機器人,已經變成大廠商們開始大力投資的方向來。

  5、成本

  機器人的成本從小型號的幾萬RMB到大型的上百萬RMB都有。這個成本自然低于高端專業制造設備,但也可能會高于國內小集成商們拼湊出的自動化方案來。但 從一直來西方工業界及近幾年國內制造業對機器人的歡迎程度看來,說明機器人自動化的經濟優勢普遍到了一個臨界點,超過了其他替代方案(人工,或專機),看 來這個成本還是值得的。

  其實要走傳統機器人的老路,那硬件成本降低空間不大。工業機器人基本是一個開環的運動機構,靠的就是電機和齒輪箱的高精度配合。而大部分領先廠商的這些關 鍵零部件都是從日本幾家廠商那買的,(這也是國內公司自己制造的機器人,買同樣的零部件,也不會便宜多少,因為日本廠商不會為了你這點量給多少折扣)。除 非中國零部件制造商能靜下心來,努力追趕上日本人的技術,從而以價格優勢打破多年來的壟斷,才能真正促進國內機器人廠商的發展。

  6、智能性

  相對現在市場對機器人的主流需求,它暫時還不是最迫切的。這也體現了傳統工業機器人的優勢和不足。但不代表智能型不重要,相反企業已經開始做技術投資了。比如怎么讓機器人更好的理解人的指揮意圖,相對自主的去理解并規劃任務,而不需一個點一個點得讓人 告訴它怎么走;如何讓機器人在外圍環境發生變化下(光線變暗影響圖像識別,傳送帶上物品有損壞需要特殊處理)自動適應;如何通過觸覺視覺聽覺等感知判斷零 部件的裝配質量,等等。

  7、人才匱乏

  工業機器人順應時代發展,行業前景廣闊,然而,該領域人才供需失衡的矛盾正日益凸顯。一方面是機器人廠商、系統集成商以及汽車加工制造業求賢若渴,另一方面是人才供給不足,難以滿足企業用人需求。

  究其原因,主要是相對近年來國內機器人產業所表現出來的爆發性發展態勢,高校、職校等培訓機構的課程設置仍然滯后,盡管一些機器人廠商提供相關培訓,卻存 在品牌針對性過強,推廣力度不足、配套設施不足以及培訓網點有限等短板,難以達成系統的教學流程,尚不能與全國各地求學者的需要很好地契合,導致眾多有志 投身機器人行業者求學無門。

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