 中国制造业当前面临着新挑战和机器人未来发展的新趋势，在这些新变量下，人机协作的最优配置到底是什么？越疆科技有着自己的思考。 ▍产业变迁下的机器人技术新趋势 依托于强大的技术优势和品牌优势，越疆科技的产品已经销往140多个国家各地区，全球布局了超过3万台机械臂。在3万多台应用和部署过程中，越疆科技一直在思考机械臂的发展趋势是什么？ 机器人的发展和时代息息相关，行业变革是改变机器人技术的根本。庄飞飞提到，从机器人产业的变迁来看，上世纪50、60年代，由于汽车行业发展迅速，孕育了四大家族机器臂，而上世纪80、90年代，日本家电行业开始爆发，日本机器人公司才得以崛起。但在原先行业单一、产线固定的时候，机器人厂商必须同时提供集成和全面的服务。 到了当今社会，自2013 年以来中国始终稳居全球最大机器人市场，2018 年中国工业机器人销量占全球 36%，大于北美、日本、韩国之和，庞大的应用场景孕育了广阔多元的产品需求，尤其3C电子教育娱乐等新商业场景不断发展。在这些新场景下，老牌外国机器人厂商的商业模式不再适用，轻量化的机械臂将是产业需求。因此，在越疆科技看来，轻量化和智能化将是机械臂发展的重要趋势。 中国的制造业也在面临质变，尤其是贸易战下劳动力数量短缺，成本上升，越南、泰国等东南亚国家开始提供成本更低的劳动力，大批量生产、低成本制造的劳动密集型产业开始向劳动力成本更低的东南亚转移，留在国内的企业需要应对小配量柔性化的生产需求，中国制造业格局受到冲击。 庄飞飞指出，在柔性化生产中，现有的工业机器人存在学习成本高、部署难度高、安全隐患大等问题，很难在柔性制造中普及应用，当前机器人行业面临着新的挑战。 ▍安全新挑战 针对机械臂新的发展趋势和制造业的新挑战，越疆科技推出了完整的协作机器人产品矩阵。 什么样的机械臂适用于有人的工作场景？越疆科技认为，安全、高效、质量可靠是人机协作的最优配置，具有了这些配置的机器人才能解决安全交互和灵活部署的难题。 在人机协作场景中，安全永远是用户关心的最重要因素，协作机器人功能安全设置和恢复模式是安全的基础，如何进一步预防碰撞伤害是协作机器人亟须解决的痛点。 庄飞飞提到，机器人行业关于碰撞检测技术分为前检测和后检测，安全围栏和视觉是碰前检测的代表，但碰前检测降低了人机协作的效率，安全围栏隔绝了人机协作的可能性。另外一些厂商采用传感器技术来解决安全问题，即碰撞发生之后，机械臂快速做出反应，但碰撞已发生，安全性较低。 因此，越疆科技推出了兼顾效率和安全的技术——安全皮肤。安全皮肤是介于碰前检测和碰后检测的技术，越疆科技称之为接近检测技术。使用该技术下的机器人，能在保证高生产效率的同时，为协作机器人提供非接触式的接近感知与碰撞预防等人机协作安全性解决方案。 使用了安全皮肤的机械臂可以在15cm距离感知障碍物接近，并能以1m/s安全速度，在0.1s的时间急停，从而避免了碰撞伤害。除此之外，越疆科技也在安全皮肤的控制器中增加了自动绕开障碍物的设计，在保证安全的前提下也获得最高效率。 在TS1506标准中，安全速度被定义为0.5m/s以下，因为机器人速度一旦超过0.5m/s，碰撞发生时将对人产生实质性伤害。越疆科技为机械臂加了皮肤后，将安全速度可以提高到1.0m/s以上，同时因为机械臂可以加入碰前检测功能，能实现机械臂检测到障碍物后在100毫秒以内停机，使得机械臂可以真正做到安全生产无忧协同。 ▍技术创造可能 除了安全性，易用性也是协作机器人的关键突破点。如何能让用户更好使用机器人，是在机器人设计之初需要考虑的问题。越疆科技在2014年开发桌面机械臂的时候，就开始考虑如何结合安全性和易用性。为此，相比于传统的编程方式，越疆科技率先采用了图形化编程，支持手机、PAD智能终端App操控，支持无线互联，更直观易懂，更快可以上手。 “目前，很多中学和小学生已经在使用越疆科技的机械臂去学习编程，他们都反馈能在很短的时间内就可以掌握编程技巧并完成应用，相信将来在工厂中也无须专业的机器人工程师，普通的工人也能学会并快速操作机器人。”庄飞飞说。 越疆科技在CR系列中还增加了末端智能面板，从而能支持拖动示教、支持轨迹录制与复现、支持末端控制、支持快速使能/非使能切换、支持机器人状态显示等多种功能。 传统的机器人大多采取示教器示教，而拖动示教简化了机器人的使用，但是越疆科技并不满足于此，除了支持拖动示教、轨迹复现，能手把手教会机器人动作，越疆科技还探索了基于视觉引导的示教，让视觉引导捕捉轨迹复现，示教笔所点所画即所得，以此简化点位轨迹和工艺的示教，真正实现易学易用、操控自如。 中国制造业有非常多柔性化的制造需求，在这些柔性化生产中，易部署是非常真实的需求。越疆科技在桌面机械臂和协作机械臂中，都采取了一体化设计方式。这种设计下，机器人能够插电即用，满足快速切换的要求。当用户需求改变时，可以把机械臂快速部署到不同产线，从而实现快速换产。10分钟完成安装，1小时投入应用，是越疆科技产品的最基本要求。 为了降低机器人的应用门槛，越疆科技开放了末端插件，并和下游末端厂商进行大量生态合作。因此，越疆科技机器人兼容主流外围组件，满足柔性制造多场景需求，同时也能和各类生态厂商探索协作机器人领域不同的应用和工艺。 目前，协作机器人在3C电子和柔性制造商业领域的应用确实也愈发广泛，从越疆科技的许多应用中可以看到，在越南等地的工厂劳动密型产业，桌面型机械臂可以做到很多。但机械臂不是完全替代人，而是需要和人一起配合和完成同一项工作，最终机械臂减轻了工人的工作强度，提升整体工作效率，真正做到了人机共融。 “从行业数据可以看到，过去5年中国协作机器人的增长速度高达90%，服务机器人增速是工业机器人的三倍，并且轻量级的机械臂成为工业增长的新主力。这也说明了具备人机协作的基础配置之后，协作机器人在各行各业中才得到更广泛地应用。”庄飞飞说。“我们希望协作机器人的产品可以真正解决柔性制造的需求，我们做的所有应用也是针对愿景，解放一切可解放的人力，实现人机协作的最优配置，期望在今后的应用中，机器人产品能真正为中国的制造业添砖加瓦。” |
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