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机器人ROBOT
优傲:为什么说电子行业使用人机协作机器人的时代已经到来?
材料来源: 优傲机器人微信           录入时间:2016/6/8 17:36:42

如果说全面实现信息化工厂、以信息化带动自动化、以自动化促进信息化是发展目标,那么,最近发展迅猛的机器人/机械臂及智能仓储则是实现目标的第一步;目前很多公司正在做这方面的改造:产线自动化,以及基于大数据决策的物资物流智能化。

丹麦优傲机器人高灵活度的六轴机器人在装配自动化领域所向披靡,利用一个“手臂”两个“腕关节”,可以替代许多熟练工人才能完成的工作;未来结合3D 视觉技术使得设备真正实现智能化而不仅仅是自动化。丹麦优傲机器人中国区商务总监杨镇伍认为,信息化工厂的投入建设需要代表未来方向,系统若要实现相应的功能,软件与硬件投入缺一不可。

2016年6月3日,SMT China主办的SBSTC一步步新技术研讨会在东莞顺利召开,约450名SMT业内人士前来参会。听众主要来自SMT企业的工程师、技术管理层,代表企业包括华为、中兴、法雷奥、共进、技研新阳、天马微、大亚湾光宏、TCL 移动通信、比亚迪、广东凯宝、东莞康佳、艾默生网络电源等。

丹麦优傲机器人中国区商务总监杨镇伍也在现场与主办方SMT China表面组装技术》就电子行业发展现状及趋势进行了探讨。

Q。为什么手机在组装过程中,无法大量普及应用传统工业机器人? 协作型机器人可以发挥哪些作用?

A。手机在组装过程中,无法大量普及应用传统工业机器人,这是由两方面原因造成的。

一方面,手机生产是一个复杂的过程。典型的手机生产前后要经过大概80道工序,手机生产中一些步骤部分可以实现机器人自动化,但在手机组装中缺少还没有大规模普及机器人。这是因为,首先手机组装工艺变化太快,手机的更新换代越来越快,非常辛苦花费半年调试的自动化生产线可能用了不到半年就要更换掉;其次,手 机组装对精细化的要求非常高,机器人不能像汽车行业取放金属件一样用在手机行业,手机行业的电路板、按键、摄像头等都是十分精密,需要精确设计夹具及组装时对动作的要求都较常规复杂。

另一方面,当前传统机器人也无法满足手机生产中的要求。传统机器人的柔性无法满足现有手机生产的需求。比如,传统机器人一般3公斤的负载,机器人本体也要高达60kg以上的重量,无法灵活移动;对于产品周期内的快速切换,传统机器人因为编程复杂,也无法达到快速调整;手机生产工艺复杂,机器人对部分组装工作达不到,需要人来辅助,而机器人必须安装围栏的要求也割裂了人和机器人的合作。

其实,机器人已经出现的一个新的方向吸引了越来越多人关注,就是人机协作机器人。丹麦优傲机器人特点: 编程简单,操作简单以及易集成,没有编程经验的操作人员都能快速设置和操作我们的直观、3D可视化机器人。只需将机器人手臂移动至需要的位置,或触摸方便易用的触屏平板电脑上的下箭头键即可;满足柔性制造需求:可以配合生产线快速换线,或满足季 节性订单;安全性高,无需护栏;自重小,安装简单快捷;无需维护保养,免除维保费用及停机时间;功耗低,只有传统的机械手功耗的10%。这种新型的机器人 也被越来越多的手机生产企业重视

Q。未来机械手臂的发展,视觉机器人前景可观,这些机器人不但会做,而且还会检查,但是现在的发展如何,目前有哪些技术瓶颈?

A。机器人视觉使机器人具有视觉感知功能的系统,是机器人系统组成的重要部分之一。在电子行业中的精密组装,定位存在误差的场合,视觉能作为机器人的眼睛,来实现高精度和复杂的动作,总之视觉在机器人应用中已经是一个比较重要的组成。

但目前机器人搭配视觉还有些瓶颈。第一是搭配视觉的机器人动作无法流畅,限于相机及处理算法的现在,机器人必须在特定位置静止拍照,限制了动作节拍对连贯性 也有很大的影响。第二,视觉应用还比较复杂,需要考虑光源、算法等综合因素,对工程师的经验和编程能力要求都很高。第三,目前视觉一般都是应用在平面上, 如果物体不是水平,视觉应用基本都不会成功。目前很多厂家也考虑3D视觉应用,已经有一些应用案例,但限于成本和方案的复杂程度,实际应用并不广泛。

机器人搭配力控可以弥补视觉的不足。像丹麦优傲机器人本身就有一些力控功能,可以实现例如内存插装等复杂而视觉很难做到的应用,在实际应用的验证效果也很 好。在优傲机器人带来的解决方案中,协作机器人相当于人的手臂,力传感器和夹爪则相当于人的手指。而配有力传感器和夹爪的UR机器人,可以通过触碰调整进 行精准定位后,使用与人类手指相似的力度成功实现CPU、DIMM/内存条及其它复杂零件的柔性装配。物料位置一般都会存在一定程度公差,优傲机器人的精 准力控方案甚至在物料存在大于±0.5mm安装公差时都可成功组装而无须视觉等定位辅助。系统中所用的六纬传感器能和优傲机器人无间合作,完全归功于优傲 机器人开放的linux系统和在此基础上的力控功能模块。装配过程中运用力控算法:force-contact和force–insert,实现微力/力矩探寻和实时力控制的完美装配。硬件系统配置简单,软件仍是基于拖动示教无须指令编程,易于使用,堪称业内应用一大突破。

成本方面,“相机+工业机器人”方案成本高,而“力传感器+协作机器人”方案在成本方面具有显而易见的优势。加之协作机器人可为电子制造企业实现更快的周转,提高产品质量,从而实现更短的投资回报率。在用户友好性方面,优傲机器人凭借平板尺寸的触摸屏用户界面及创新性的PolyScope机器人系统软件,使得没有任何技术背景和编程经验的员工也可当场快速编程、调试并成功运行。而且,优傲机器人从拆包、安装、配置到编写第一个简单任务程序的时间一般只需2-3小时,为企业提供了无与伦比的灵活度,可随时在不同的生产线执行新的任务。

丹麦优傲机器人综合应用集锦

丹麦优傲机器人笔记本台式机主板内存组装

Q。目前国内制约四轴以上机器人发展的因素有哪些?

A。产业发展的限制:

国内机器人企业规模都偏小。国外机器人巨头在机器人研发行业拥有40年以上的丰富经验,与此同时,作为典型的资金技术密集行业,国外企业的规模效应也必然带 来效率。而国内的机器人企业还没有达到量产的水平,效益自然无从谈起。国内机器人产业化投资力度显然不够,研究与产业发展存在脱节现象,难以形成真正的产业竞争力。

技术的限制在于,目前国内企业在四轴机器人投入多些,四轴不仅成本低些,技术上上的门槛也低些。但因为自由度不够高,只能实现特定的动作,应用方向一般只有搬运、上下料等简单动作,一般较为低端。在机器人的四大核心部分中,本体、伺服、减速器、控制器,大多都不很成熟,6轴机器人作为技术含量更高的机器人,国 内还暂时没能达到很成熟的地步。机器人技术成熟的企业,机器人寿命可达10年以上,而技术不过关的企业,寿命在2-3年,到第四年基本就不行了。

Q。四轴以上机器人的应用技术有哪些?

A。可以理解为四轴以上的机器人可以应用在哪个领域。

  • 在重复性作业环境:如包装、码垛、取放等,把人力解放出来。
  • 在危险、恶劣环境下的作业,如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上。
  • 精密组装:人手因为长时间工作无法保证精度的地方,如电子装配,质量检测等,这类应用视觉和力传感器配合机器人使用,在电子组装的应用更广泛。
  • 四轴机器人:能够胜任高速和高重复性的工作,只能用于特定限制的场合,动作单一。
  • 六轴机器人:像优傲的六轴协作机器人有二个“手臂”,三个“腕”关节,这让它具有人类的手臂和手腕类似的能力。六轴机器人更多的关节意味着他们可以拿起水平面上任意朝向的部件,以特殊的角度工作。

目前在人机协作机器人中,基本都是6轴以上,目的是可以执行许多由熟练工人才能完成的操作。优傲的人机协作机器人均为6轴,而且每个关节都可以旋转正负360度,因而具有超高的灵活度。

Q。信息化软件和硬件的投资改造,哪个更重要?原因主要是哪些方面?

A。两者缺一不可。

信息化本身就是一个自我创新的系统。软件建设和硬件建设都是其重要的组成。割裂两者的联系,片面强调软和硬的对立,只会阻碍信息化进程。将硬件系统与软件系统放在更高层次的一个大系统内协调发展,有利于充分发挥信息化的综合效益。

应该考虑:

  1. 以系统能否实现相应的功能来衡量信息化建设成功与否.而不是在于采购了多少设备。
  2. 从系统总投入来衡量信息化建设的效益。而不是片面分析硬件或软件投入信息化建设投资可以细分为软件投资和硬件投资,但软硬件投资之间不存在所谓固定的比例,如果不能实现相应的功能,那么这些投入都是没有必要的浪费。
  3. 更重要的考虑,投入是否代表了未来的方向,因为过了10年可能投入的软件硬件都已经被淘汰。例如机器人,传统机器人和人机协作机器人分别代表了现在和未来。

Q。中国机器人的现状及应用

A。发展迅速,但覆盖率低,趋势前瞻性不够。

发展迅速,但覆盖率低:中国的工业机器人销售近年来处于快速增长阶段,早在2013年中国已成为全球第一大工业机器人市场。据新战略机器人产业研究所统计,2014年全球工业机器人销量增长26.4%,中国增势最为迅猛,达55%,年销售5.65万台左右。  

中国的工业机器人高速发展已经引起了外媒的注意,称近一两年中国工厂的机器人运作数量将超过任何其它的国家。而这就可以说中国的工业机器人水平也超越了所有 国家吗?当然不是,中国的机器人总体数量并不小,不过中国的人口众多,平均下来,中国的机器人覆盖率还是很低。新战略机器人产业研究院副所长李进科表示, 中国的工业机器人与世界水平还存在很大差距,且关键零部件对外依存度高。

趋势前瞻性不够:国内机器人企业和客户也应该具有前瞻性。最近5年以来,机器人发展的方向已经出现新的趋势,人机协作机器人在欧洲和美国已经是作为一个很重视的方向,ISO委员会也发布了ISO15066人机协作机器人技术规范。

Q。智能物流系统的实现及无人化工厂

A。近日受DHL集团邀请,全球人机协作领导企业丹麦优傲机器人参加了DHL汽车圆桌会议及展览,会议讨论的议题为物流自动化。

在配送中心工作的机器人将被部署在传统仓库员工的旁边;在包裹分拣中心,分拣机器人将要在卡车司机旁边工作;如果在将来,包裹交付机器人成为标准配置,它们将和客户直接互动。在所有这样的工作场景中,很明显看出,协作型机器人将比非协作型机器人更有效率。

想要工人接受机器人作为同事,那么机器人必须设计为与人互动没有任何障碍,也就是当需要机器人完成新任务,它应该可以很容易重新编程。许多公司立足于开发通过触摸屏和简单界面示教协作型机器人;有一些设计是,操作者可以实际拿着机械臂,通过演示来教会机器人要做什么。现在,非技术人员完全可以调试、示教、移动,甚至安装这些机器人,简化使用并节约成本。

综合来看,人机协作机器人已经成为物流自动化中必不可少的一员,并且是未来物流发展中必须要提前考虑部署的。(SMTC@ACT)

 

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