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协作机器人将会为工厂带来巨大变化,有可能改变全球竞争格局。

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发表时间:2022-09-26 17:27作者:上海欧赞自动化设备有限公司来源:上海欧赞自动化设备有限公司网址:http://www.dingxiang2025china.com
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协作机器人装配自动化生产

新一代装配自动化生产机器人要到来,它们更智能,更灵活,更容易合作,更具有适应能力。这些机器人将会为工厂带来巨大变化,有可能改变全球竞争格局。

  目前用于生产的机器人大都体型巨大,它们一直挥舞的机器臂会对任何靠的太近的人造成危险。它们所能完成的工作也很有限,比如焊接、喷漆,或者吊装重型部件。

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  最近进入工厂和实验室里正在研发的机器人属于完全不同的类型。它们能够跟工人并肩工作,且不会对工人造成危险。它们帮助组装各种产品,大到飞机发动机,小到智能手机。很快,一些可轻松预先设定程序的机器人将用于生产,它们不再需要专家监视。
  协作机器人是旨在在共享空间中与人类互动或在附近安全工作的机器人。与传统的工业机器人相反,传统的工业机器人旨在通过与人的接触隔离来确保安全地自主工作。Cobot的安全性可能取决于轻质的结构材料,倒圆的边缘以及速度或力的限制。安全也可能需要传感器和软件来确保良好的协作行为。#日产汽车1欧元出售在俄业务#

由机器人制造商和国家机器人协会组成的全球性行业协会国际机器人联合会(IFR)收集有关两种类型的机器人的统计信息-1)用于制造的工业机器人和2)家用和专业用途的服务机器人。服务机器人可以被认为是协同机器人,因为它们旨在与人类并肩作战。传统上,工业机器人在栅栏后面与人分开工作,但是随着工业机器人的出现,这种情况正在改变。

协作机器人

合作机器人可以扮演许多角色。协作服务机器人可以执行各种功能,其中包括公共场所的信息机器人;在建筑物中运输物料的物流机器人,以检查配备有摄像头和视觉处理技术的机器人,这些机器人可以在多种应用中使用,例如在安全设施的xxx巡逻。协作型工业机器人可用于自动化重复的,不符合人体工程学的任务-例如,取放重型零件,机器进给和最终组装。传统上,工业机器人已在工业领域中用于预组装任务,例如切割、焊接、车身的基础组装和喷漆。协作型工业机器人使汽车和电子制造商能够将自动化扩展到最终产品组装,完成任务(例如抛光和施涂涂层)以及质量检查。

IFR定义了四种类型的协作制造应用程序:t01f6b9a30bd19d3818.gif

共存:人与机器人可以并排工作,但是没有共享的工作空间。
顺序协作:人和机器人共享工作空间的全部或一部分,但不能同时在零件或机器上工作。
合作:机器人和人类同时在同一零件或机器上工作,并且两者都在运动中。
响应式协作:机器人实时响应工人的动作。
在当今协作机器人的大多数工业应用中,协作机器人和人类工人共享相同的空间,但独立地或顺序地完成任务(共存或顺序协作)。协作或响应式协作目前较少见。这些生产线、机器人、上下料码垛、焊接、包装、组装、分拣,点胶,涂胶等非标装配自动化,医疗设备装配自动化,自动化非标,装配自动化非标,装配自动化,军工产品装配自动化,医疗器械自动组装,装配自动化生产线,医疗器械装配设备,装配自动化,自动化装配,机器人装配自动化,自动化非标装配,医疗器械自动化组装,阀门装配自动化生产线,军工产品装配自动化,自动化装配生产线,焊接机器人工作站,O型圈密封圈装配,装配自动化,立柱码垛机,旋转码垛机,智能装配生产线各个自动化领域机器人不但会改变越来越多的产品的制造方式,还可能会彻底改变企业之间和国家之间的竞争格局。现在机器人越来越便宜,也更容易购买到,它们将能帮助小型制造商跟巨头们面对面直接竞争。机器人能够降低劳动力成本,美国等高薪酬国家将不必再把部分生产过程外包到中国、墨西哥等拥有廉价劳动力大军的国家。
  一些最新的机器人是专门为完成组装消费电子产品这类需要细心和技巧的工作而设计的,这类工作现在大部分外包到亚洲由工人手工完成。现在至少有一家公司声称其机器人最终会在美国缝制服装,接手血汗工厂里最常见的工作。
  波士顿咨询集团(Boston Consulting Group)的高级合伙人哈尔·瑟肯(Hal Sirkin)说:“机器人将改变制造业的经济算盘,人们将花费更少的时间追逐廉价劳动力。”
  现在,工业机器人最常见于汽车厂——汽车制造业一直是采用机器人技术最多的行业——它们做的都是一些粗重活:重型吊装、焊接、施胶和喷漆。大部分的最终组装过程还有由人工来完成,特别是安装小型零件和布线等工作。
  很快,机器人将能够承担一些需要灵活技巧的工作。
  在法国克里昂的雷诺汽车制造厂,由丹麦Universal Robots AS制造的机器人正在将螺丝拧进发动机,特别是往那些人手难以够着的部位拧螺丝。这些机器人运用1.3米长的、有6个旋转接头的机器臂来完成工作。它们还要确保所有部件都安装妥当,并检查确保使用了正确的部件。
  目前的机器人有若干变化趋势。其中一个趋势是,它们变得越来越轻。雷诺使用的这些机器人只有大约29公斤,可以轻易移动到另外一个地方重新安装。雷诺从Universal Robots购入了15台机器人,并打算在年底之前增加一倍。

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  科研人员希望研发出更多可以轻松安装和随处移动的机器人,企业不再需要花重金购买固定到地面的工具和设备。有了这些机器人,制造商就不用花大量时间和资金重新改造工厂就能生产出小众或者客户定制产品。佐治亚理工学院机器人研究中心主任亨里克·克里斯滕森(Henrik Christensen):“我们正在逐渐淘汰那些笨重的只能完成一件工作的机械和设备,转而使用可以轻松改变用途的机器人。”
  另外一个正在发生的大趋势是:雷诺机器人“具有协作能力”,可以靠近工人工作。旧式工厂机器人用力挥舞钢臂,人如果靠的太近就有可能被击倒。这些协作机器人使用了声呐、摄像头或者其他技术,能够觉察到周围是否有人。如果有人靠近,它们就会慢下来或者停止工作,以免伤到人。
  这些类型的创新不**于汽车工业。瑞士的 abb Ltd和波士顿的Rethink Robotics Inc. 等公司最近推出了专门设计来组装消费电子等产品的机器人。这些机器人能够跟人肩并肩处理小型零件,而不是用来吊装重型部件、焊接或者喷漆。
  这些机器人做的另外一种精细活就是检测零件是否正确安装,这是上一代的笨拙机器人做不到的。在今年四月在德国举行的商品展览会上,库卡机器人有限公司展出了一部正在给洗碗机安装水管的机器人。库卡公司的机器人使用扭力传感器判断零件是否安装在正确的位置。库卡的创新经理多米尼克·博瑟尔(Dominik B?sl)说:“这个机器人能像人那样把零件安装到正确的位置。”2021319
  这种能够完成精致工作的机器人正被应用于各种行业。美国无菌药品公司JCB Laboratories将于今年11月份在美国堪萨斯州威奇托的一家工厂使用机器人包装药品。这些机器人将完成拿起注射器,灌入药物,盖上盖子等工作。JCB的这条生产线是由弗吉尼亚州的ESS Technologies Inc.公司设计的,使用了三台由日本发那科公司生产的机器人。这些机器人的工作速度将是工人的五到六倍。
  使用机器人还能降低人类出错或者造成污染的风险。JCB总裁布赖恩·威廉森( Brian Williamson)说:“这些机器人工作非常精准,不会因疲倦而工作出错。”威廉森说这些机器人将淘汰两种工作,相关工作会被安排做其他工作。
  Fender乐器公司在加利福尼亚州科罗纳的工厂使用发那科机器人为吉他涂上聚酯和聚氨酯涂层。这家公司的发言人说机器人涂的又快又匀,工厂里的工人可以专注于对乐器的外观和声音更重要的领域。这类工作包括设计、抛光和组装。
  机器人产业的一些人士发现越来越多的行业使用了机器人。ABB公司的全球机器人技术主管Per Vegard Nerseth预计手表、剃须刀、牙刷和玩具制造商对机器人的需求将会日益增加。他还认为机器人还会制作蛋糕、切菜和肉、清洗窗户。
  位于亚特兰大的初创公司SoftWear Automation Inc.开发了据这家公司称可以缝制衣服的机器人。这家公司希望机器人能让服装生产从低工资国家迁回美国。

  但是这一美好愿望可能不会实现。


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  美国、欧洲以及其他高薪酬国家和地区应该能从这些趋势获益,但是享受高科技带来的益处的不只是这些国家。中国也在大力投资于机器人,中国人口在老龄化,中国工人工资一直在上涨。根据贸易团体国际机器人联合会的数据,到目前为止,中国平均每1万名制造业工人配备30台机器人,落后于韩国(437)、日本(323)、德国(282)和美国(152)。但是,该联合会预计,明年中国使用的工业机器人总数将超过北美。市场调研机构IHS Technology预计中国的机器人销量在2019年将从去年的5.5万单位增长到21.1万单位。在ABB(中国)有限公司副总裁、ABB机器人部中国区负责人李刚看来,这是具有划时代意义的,“一般说机器人有三代机型,**代按照指令在工作的;第二代是YuMi一样,是带有传感器的智能机器人,目前我们尚处在这个阶段。第三代还没有到,完全自主,可以像人一样。”

        即使是做到第二代,也已非易事。首先得让机器人具备视觉能力,简单说,就是让机器人能“看见”。看,和看见,不是一回事。李刚称, “我读书的时候就经常讲到视觉识别系统,过去的话一个视觉识别系统要和运算能力匹配,要求很高。现在随着技术的发展,这些瓶颈一点一点解决了,视觉系统应用也更加广泛。”
        其次,得做到小型化,这样才能与工人比肩作战。李刚称,“YuMi设计的时候宽度也只有600毫米,可以在生产线上面直接把YuMi放进去,跟人一起协同作业,而且YuMi是双臂机器人,是完全人化的,每个手臂有7轴可以完成工作,也可以减少一些卡距。”
        满足了这些条件后,从机械手表的精密部件到手机、平板电脑以及台式电脑零件的处理,YuMi都能以其精确性轻松应对,甚至连穿针引线都不在话下。
        灵活,友好,这些使得人机协作机器人具备了进入苹果代工厂——富士康的后端装配线的潜力。
        作为全球**的代工制造商,频繁发生的自杀事件、工人动乱和安全事故,使富士康倍感压力。
        为此,富士康曾发布过雄心壮志的机器人计划:建立一支由100万台机器人组成的机器人大军,来大幅提升旗下劳动密集型电子工厂的生产效率。不过,苦于机器人往往只能应用于生产线的前端,着重于装配领域的富士康在机器人计划上并不顺利。
        而人机协作机器人的出现,正在改变这一瓶颈。受益的也将不仅仅是富士康。在劳动力数量增长的放缓的同时,中国经济增长也恰恰出现减速。工厂主们面临的财务压力一直在上升。过去三年,工资水平一直在以每年两位数的速度攀升。更为强势的员工队伍还催生了劳资纠纷。
        机器人则不会抱怨。IFR的数据显示,以机器人买入数量来算,中国于去年首次超过日本成为世界上**的工业机器人市场。
        ABB(中国)有限公司高级副总裁、ABB离散自动化与运动控制业务部北亚区及中国负责人亚文霖表示,“我们看一下机器人的使用密度,中国到目前为止的数字大概是全球的一半左右,远远低于日本的使用密度。这显示了在中国在机器人使用方面有很大的提升空间。”

  当然,国与国之间的制造业竞争不仅仅跟机器人有关。决定商品在何处生产的因素还有税收、法规、熟练工人和供应商、能源成本以及是否愿意长期投资。波士顿咨询集团哈尔·瑟肯认为,要想在全球制造业竞争中获得一席之地,投资机器人和有效使用机器人是必须的。即使是现在依靠廉价劳动力的国家将来也将被迫采用机器人,否则会失去更多的就业机会。
  即使机器人的使用会造成制造业的迁移,但机器人对劳动力本身的影响好坏兼有。更多地使用机器人意味着工厂车间需要的工人数量减少,那些做不需要太多教育的重复劳动的工作最容易受到影响。然而,即使是高度自动化的工厂也需要做设计、工程、设备维护和维修、市场营销和物流等工作的员工。
  而且,机器人必须在未来的几年里进一步发展,电子产品等的组装工作才能大部分转移到美国和欧洲。
  现在的协作机器人经常遇到的一个问题是,一旦有人靠近它们,它们就必须慢下来,甚至停止工作,这造成生产中断。我们这里以Baxter机器人为例来说明这个问题。Baxter是Rethink公司生产的双臂协作机器人。
  Rethink在三年前大张旗鼓地推出了Baxter,但是rethink只售出了不到1000台Baxter机器人,而且Baxter主要被用来完成搬运材料、拿起零件、拆箱或者装箱等简单的工作,部分原因是,由于安全考虑,该机器人的工作速度受到限制。
  Rethink总裁和知名机器人研发人员罗德尼·布鲁克斯(Rodney Brooks)说,Baxter提供了学习经验,让生产商和其他人看到了协作机器人的潜力。Rethink在3月公布了新的机器人Sawyer,Rethink说Sawyer的速度最快达到Baxter的两倍。
  机器人技术面临另外一个障碍是,制造出拥有接近人类精细动作技能的机器人。虽然近来机器人技术取得了长足进展,但机器人仍然难以处理布匹、电线等柔软物品。

      麻省理工学院的助理教授朱莉·沙阿(Julie Shah)说:“人类可以轻松处理柔性材料,但这对机器人来说非常具有挑战性。人类使用了触觉反馈,面对各种情况,随时进行调整,机器人科学才刚刚开始应对这一挑战。”

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