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市場研究

傳統工業機器人VS協作機器人

來源:中國機器人網2020-04-22 我要評論(0 )   

工業(ye) 機器人的發展公元前3世紀已經開始,時至今日,機器人深入到不同的行業(ye) 、不同的領域,也開始有焊接機器人或者是並聯機器人等細分,而近幾年協作機器人也開始逐漸發展...

工業(ye) 機器人的發展公元前3世紀已經開始,時至今日,機器人深入到不同的行業(ye) 、不同的領域,也開始有焊接機器人或者是並聯機器人等細分,而近幾年協作機器人也開始逐漸發展。

觀察機器人發展的幾個(ge) 階段,可以看到機器人的需求在不斷變化。

在機器人發展的開始階段,工業(ye) 機器人可能是自動化改造所需要的一個(ge) 產(chan) 品,所以它的結構上甚至沒有做到全球產(chan) 品化統一的標準。而到第二個(ge) 階段,產(chan) 品全球化的特征非常明顯,結構的種類相對已經穩定了,並且結構的形態也趨於(yu) 基本上以6軸、4軸碼垛、Scara幾種形式為(wei) 主。應用行業(ye) 也比較集中,絕大部分集中在汽車行業(ye) 上。

第三個(ge) 階段,行業(ye) 的應用越來越細分、越來越分化。在它的產(chan) 品結構趨於(yu) 穩定的前提下,硬件的發展趨勢已經趨同了,計算能力大部分都夠用,同時導致應用軟件非常豐(feng) 富化,可以開發出各種針對應用場景而不同的功能模塊。

機器人行業(ye) 目前處在第三階段,在未來進化到第四階段,會(hui) 加入一些人工智能的應用,比如神經網絡算法等等,會(hui) 逐漸讓機器人的使用越來越智能化。

但需求方想要的是什麽(me) 樣的協作機器人?節卡在最近一次報告中表示,曾針對一些終端客戶和係統集成商都做了一些調研後發現,隨著機器人的應用程度加深,企業(ye) 對於(yu) 機器人的理解和要求也在提升。

集成商其實更多顧慮的是幾點:

能是通用機器人,尤其是零部件通用;

備貨沒有什麽(me) 壓力;

安裝簡單,無需大量的重型設備就可以安裝;

調試工程師需求更少;

集成商的成本利潤空間更大。

終端用戶想要的更多是:

產(chan) 品代次數穩定,投資壓力小;

維護成本低;

安全且占地麵積小。

因此大多數企業(ye) 都開始根據用戶需求考慮,機器人能否做到,對終端用戶不同的人員希望多用途和移動工位,能遠程操控,傻瓜式編程,無需專(zhuan) 業(ye) ,安全,不會(hui) 碰到人、不會(hui) 傷(shang) 人,資金成本低、部署時間低,切換產(chan) 品的產(chan) 線可以重複利用,降低最終用戶的成本。

因此協作機器人開展了新一輪的自動化發展的方向,並逐漸開始跟傳(chuan) 統的工業(ye) 機器人有更大的差異。

具體(ti) 相較工業(ye) 機器人和協作機器人,協作機器人與(yu) 之差距還是存在,例如跟Scara機器人對比,Scara機器人工作半徑比較小,編程量比較大,適用三關(guan) 節快速的旋轉,通用的自動化設備,一次性的投入也相對比較大。並聯機器人跟協作機器人相比,它的編程門檻比較高,它主要用來分揀,速度比較快,但是它的局限有一些,比如編程、輕負載的、需要可移動工位的就受限。另外一些比較常見的,例如可能應用於(yu) 焊接、噴塗、加工、打磨、拋光、檢測等等應用領域,但很多廠家都有自己的編程語言,工業(ye) 機器人編程門檻比較高,需要經過培訓。

從(cong) 工業(ye) 機器人軟件的體(ti) 係來講,大概分為(wei) 三個(ge) 大的部分:

第一部分,核心的算法。比如運動學的控製與(yu) 動力學的控製,力的感知。

第二部分,功能實現。就是行業(ye) 的功能應用,比如焊接、碼垛噴塗、打磨這些行業(ye) 的應用功能。

第三部分,使得應用更加便利的軟件化的東(dong) 西,比如人機交互、3D仿真、其他的配套軟件的使用等等。

對此,工業(ye) 機器人老牌企業(ye) 都在致力於(yu) ,發展軟件、發展算法,使得工業(ye) 機器人的使用更為(wei) 便捷、更為(wei) 容易一些,例如配天機器人等大多數工業(ye) 機器人企業(ye) 就大多做了三個(ge) 方麵的改變:

第一個(ge) ,在控製係統從(cong) 硬件、到軟件、到算法做到自主研發;

第二個(ge) ,發展更多行業(ye) 的工業(ye) 應用軟件包;

第三個(ge) ,發展3D的離線仿真軟件、離線編程係統。

不斷拓展工業(ye) 機器人領域後,配天機器人也在工業(ye) 領域做到了:

1.絕對的路徑保持更強。對於(yu) 工業(ye) 機器人來講要求很過的一點是對軌跡精度的要求,實際我們(men) 機器人在示教的時候往往是在低速情況下示教的,在高速情況下有可能偏離原來示教的軌跡,因此需要可以保持在低速和高速情況下軌跡是一致的。

2.更高軌跡精度的快速軌跡生成。比如針對一個(ge) 機器人能夠針對三個(ge) 甚至四個(ge) 工位的時候,隻要示教其中一個(ge) 工位的軌跡,其他三個(ge) 工位的軌跡可以通過平移或者是旋轉就可以得到機器人的軌跡,這個(ge) 是有利於(yu) 快速去部署機器人、快速生產(chan) 的一個(ge) 算法。

3.焊接等主流工藝更豐(feng) 富。

不斷拓展的工業(ye) 機器人工業(ye) 包,形成了壓鑄、折彎、打磨、碼垛、焊縫跟蹤等協作機器人無法完成和取代的核心領域,同時使得每個(ge) 工業(ye) 領域的功能更豐(feng) 富。

但另一方麵,部分領域確實需要人機協作,因為(wei) 工業(ye) 機器人大多數時候確實需要一些圍欄的隔蔽,一次性的產(chan) 線投入成本也比較高。

協作機器人除了他們(men) 之前有一些特定的場合需要用到工業(ye) 、Scara等等,還有一些特定場合需要協作的、需要人機互動的,協作機器人就可以作為(wei) 一些人機互動的打磨、噴塗、拋光,還有一些人機協作的搬運,還有更小麵積的領域,比如有些碼垛企業(ye) 也需要減少占地麵積,協作機器人也可以做一些占地麵積小的改變,因為(wei) 協作機器人本身小,又安全,可以占地麵積小,無需人機隔欄,這些場景的需求就會(hui) 有協作機器人的產(chan) 生。

同時協作機器人在3C行業(ye) 的應用也證明了其有效性。3C行業(ye) 像電子產(chan) 品的點膠,協作機器人末端裝上一個(ge) 視覺,大多數傳(chuan) 統企業(ye) 前端是有一個(ge) 人在工作,需要人把前端的組裝好,後端通過流水線流過來,機器人才能完成抓取,點膠,識別定位。主要問題在於(yu) 工位機器人和人隻能緊挨著隔了大概不到1米的間隙,也會(hui) 有人員的操作或者機器人的操作,這樣就需要一個(ge) 柔性的機器人,同時電子行業(ye) 需要占地麵積更小,因此更需要做一個(ge) 更小的工位。

還有電子設備的組裝,協作機器人也更加符合,協作機器人和人在產(chan) 線上可以做成人機協作,也可以做成移動工位,在某一個(ge) 工位需要的時候切換,隨時可以推過去,同時做過兩(liang) 個(ge) 小時的調試馬上就可以上產(chan) 線去用,效率極高。

因此協作機器人大多在針對用戶的需求進行創新,例如節卡機器人等企業(ye) 都在致力於(yu) 發展無線示教、圖形化編程技術、視覺安全防護等技術,並逐漸形成優(you) 勢。還有一些拖拽示教技術、一體(ti) 化關(guan) 節技術、碰撞保護技術、機器人控製技術、高精度關(guan) 節伺服控製技術、力控技術,協作機器人也在形成自身的技術優(you) 勢。

從(cong) 市場數據上來看,現在國內(nei) 機器人的市場仍然還在逐步變大。國內(nei) 機器人2015年的時候僅(jin) 僅(jin) 1.5億(yi) 人民幣,但到2019年各企業(ye) 的數據卻都在翻番,基本上做了40餘(yu) 億(yi) 。而協作機器人在2025年將會(hui) 突破百億(yi) ,2017年協作機器人才占到總機器人的4%,單從(cong) 數據增長趨勢來看,2025年預計會(hui) 占到34%,這樣的增長是翻倍的增長。在2014年到2017年,協作機器人的需求也是在全球範圍內(nei) 占到15%和22%,需求量都在增長。

相較而言,因為(wei) 發展更加完善,工業(ye) 機器人仍然是我們(men) 智能製造產(chan) 業(ye) 非常急需的產(chan) 品,工業(ye) 機器人和協作機器人各具優(you) 勢,隻要能夠將各自領域的長處發揮到極致,同時找到合適的客戶,在穩定的市場環境下,增長仍然不是問題。


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