浅谈工业机器人普及对社会产生的影响
工信部消息:我国机器人技术路线图和机器人产业十三五规划,力争到2020年,形成较为完善的工业机器人产业体系,高端市场占有率达到45%以上。中国机器人产业联盟理事长曲道奎认为,随着人口红利逐步消失,我国已成为全球最大的工业机器人市场。目前国内在建机器人工厂超过30个,未来10年将是国产机器人的黄金发展期。随着工业机器人的发展,以及机器人智能水平的提高,工业机器人已在众多领域得到了应用。目前,中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业、弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人等在生产中被大量采用。工业机器人的应用,使工业产品的生产效率、生产成本及产品质量均有所的提高,也在一定程度上促进了我国制造业的转型升级。同时随着中国人口红利的消失,中国经济发展步入新常态,制造业由低端制造向高端制造转移等现象的出现,也增加了工业机器人的使用。工业机器人和人相比的优点不用赘述,因为这些点往往是任何一个自动化设备都享有的,比如质量稳定,不会辞职,不介意危险肮脏乏味的工作等等。此文主要从技术角度,谈谈工业机器人当前的优劣势。1.通用性工业机器人可编程,支持多自由度运动,因此应用较灵活。虽然不及人类,但相对于很多工业自动化常见的专机(专为一类工业应用或一家客户定制的机电集成方案),工业机器人还是灵活多了。工业应用改动不太大时,是可以通过机器人重新编程来满足新的需求,而无需在硬件上再做大量投资。但相应的,它的相对不足会是效率。毕竟专机是为一个应用定制的,因此虽牺牲通用性但实现了效率优化,在产量这个客户非常关心的指标上能完成地很好。2.机电性能工业机器人普遍能达到低于0.1毫米的运动精度(指重复运动到点精度),抓取重达一吨的物体,伸展也可达三四米。这样的性能虽不一定能轻易完成苹果手机上一些疯狂的加工要求,但对绝大部分的工业应用来说,是足以圆满完成任务。随着机器人的性能逐渐提升,以前一些不可能的任务也变得可行起来(如激光焊接或切割,曾需要专门的高精度设备来指导激光的走向,但随着机器人精度的提升,现在也变得可依赖机器人本身的准确运动来代替了)。但相比传统高端设备,如高精度数控机床,激光校准设备,或特殊环境(高温或特低温)设备等,工业机器人尚力不能及。3.人机合作传统的工业机器人是关在笼子里工作的,因为它实在危险(想象一个抓着几十或几百公斤的家伙以四米每秒的速度甩着,谁也不想靠近吧)。主要原因是一般机器人,基于成本与技术的考虑,不会集成额外的传感器去感知外部的特殊情况(如突然有人触碰),它只会傻傻得照着人类编好的程序日复一日的动着,除非有外部信号告诉它停止。所以常见的方案就是为机器人配备笼子,当笼子门打开时,机器人收到信号便自动暂停。对安全的考虑,自然给机器人集成带来了很多额外的成本,笼子可能并不贵,但毕竟要为此仔细考虑产线排布,增加产线面积,改变人机合作方式等,从而影响生产效率。所以最近比较受关注的工业机器人都以能安全地和人一起工作为荣,如RethinkRobotics的Baxter,UniversalRobots的PR系列,以及很多传统工业机器人巨头(abb,kuka,Yaskawa等)的半概念半成品的机器人。而从产业需求看来,已通过传统工业机器人解决了对精度速度重量等自动化需求后,也的确是时候开始满足人机安全合作了。4.易用性传统机器人的工作本质就是不断地走一个个的路径点,同时接收或设置外围的I/O信号(老和其他设置如夹具,输送线等合作)。而指导机器人这么做得过程,就是机器人编程。几乎每一家领先公司都有自家的编程语言和环境,从而需要机器人操作者参加学习培训。当机器人适用范围增广后,这个成本开始显现了。
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