在第十九屆工博會上,中國工程院院士倪光南(右一)在遨博智能科技有限公司展臺觀看其展出的具有自主知識產權的最新工業協作機器人。

在第十九屆中國國際工業博覽會上,機器人領域的相關展覽和技術展示傳遞出行業發展的多個新動向:小型化、輕量型、協作機器人正在成為工業機器人的發展新趨勢,中小企業借力協作機器人邁向工業4.0成為推動工業機器人市場高速發展的重要驅動力,人機協作將更精準助力智能制造

日前在上海落幕的第十九屆中國國際工業博覽會上,來自20多個國家和地區的300多家機器人企業攜最新產品和技術同臺競技。

輕型協作機器人搶眼

工博會開幕首日,遨博智能科技有限公司即發布了3款具有自主知識產權的最新工業協作機器人。作為專注于輕型協作機器人研發和生產的國家高新技術企業,遨博智能2015年就在國內率先推出具有核心自主知識產權及全國產化的輕型工業協作機器人i5,并已實現量產。

“與i5相比,我們此次推出的AUBO-i3、i7和i10是六關節自由度產品,在承重能力、工作范圍、應用領域等方面更加多元化。模塊化理念設計,擁有輕量級、高精度,易于編程、安裝和操作的性能特點。”遨博智能董事長魏洪興告訴記者。尤為重要的是,遨博智能協作機器人從控制器、軟件、操作系統到算法都是自主研發,突破了包含控制系統、末端執行器、電機、傳感器等技術瓶頸,關鍵部件實現了全國產化。

工業協作機器人也稱人機協作機器人,是新一代機器人,與傳統工業機器人必須用安全保護欄與人隔離不同,它可以和人在共同工作空間中合作、互動,共同完成工作。因此,協作機器人必須具備高安全性、高靈活性和高精度,且滿足即插即用、編程簡單直觀、操作簡單,讓非專業人員也能快速掌握并使用。“一旦發生非預期碰撞,協作機器人就會立即自動停止運行,保護操作人員和周圍設備不受傷害。”魏洪興說。

作為國際領先的協作機器人企業,丹麥優傲機器人進行了“協作機器人與工具端集成競賽”的現場活動,全程直播機器人安裝調試過程。1個小時內,工作人員將機器人手臂與傳感器和夾爪集成,安裝在操作臺上,完成定點取料和隨機高度放料的動作。“使用傳統機器人解決這類問題,往往僅編程時間就需要3天到6天。”優傲機器人展臺工作人員說。

同樣,臺灣臺達集團的小型“智能制造示范線”也吸引了觀眾駐足。這條示范線由3組小型機器人組成,串聯周邊設備、制造執行、下單系統、生產設備管理平臺等,實現少量多樣,混線生產,當場為觀眾制定出刻有個人姓名的禮品,全程不到兩分鐘。

小型輕量易用、強調人機協作,成為此次工博會很多機器人企業新產品的主推特點。機器人“四大家族”中的瑞士ABB和日本安川電機,先后發布了針對3C產業的小型機器人。安川電機還推出了號稱是全世界最小工業機器人的MotoMINI,并強調說,包括最小機器人在內的安川多用途機器人系列,適用于小型零部件的搬運、組裝、點膠上下料及打磨等多個領域。

協同互補適應柔性生產

當前,制造業生產模式正在快速從少品種、大批量向多品種、小批量轉變,大部分制造企業常常面臨日益增大的成本壓力、產品多樣化需求不斷增加以及時刻變化的產量需求等挑戰。而傳統的工業機器人,是在保護欄后面,與工作人員相隔離,在工作流程上,也是和人的其他工作相屏蔽,這就呈現出工作流程環節和生產模式上的相對固化。

“個性化定制和柔性化生產所需要的已經不是傳統的生產方式,不斷迭代的產品對機器人組裝工藝的通用性、精準度、可靠性都提出了越來越高的要求。”臺達集團中達電通副董事長尹鏇博接受記者采訪時說。

為了應對這一挑戰,需要更柔性、更高效的解決方案,那就是智能化與協作,制造方式必然需要具備更高的靈活性和自動化程度。由此,能和工人并肩協同工作的協作機器人成為迫切需求。

“很多非標產品和復雜工藝需要人機協同完成,機器與人是分工合作、互為補充和相互促進的,這樣才能更好地發揮機器人的自動化潛能。”尹鏇博說。

相比成熟的國外市場,協作機器人在國內尚處于起步階段,但發展速度十分迅猛。小型化、輕量型、協作機器人,其靈活高效的生產模式、用戶友好的操作界面以及理想的投資回收周期,降低了企業自動化改造的門檻,使得越來越多的制造企業更愿意通過協作機器人來實現降本增效。

據優傲機器人與高工產研機器人研究所在工博會上發布的《2017年協作機器人行業發展藍皮書》顯示,2016年中國協作機器人銷量2300臺,同比增長109.09%;市場規模達3.6億元。2014年至2016年,中國協作機器人銷量及市場規模年復合增長率分別為95.79%和68.94%。

面向中小企業拓展應用

盡管近年來中國制造正在向智能制造大步邁進,但我國的機器人使用密度仍然較低。目前我國制造業萬名工人擁有的工業機器人數量為40臺左右,遠低于世界平均水平,更不及發達國家的15%。而在大量的中小企業,利用率就更低。

當前,汽車行業仍是工業機器人成熟應用最多的行業,占到全部市場份額的近半。而近年來蓬勃興起的結合電腦、通訊和消費電子三大科技整合應用的3C行業,已然成為機器人應用增長最快的行業。3C行業小空間、快節奏、高效率的特點,以及大量的中小企業制造商,對機器人應用也提出了完全不同于汽車行業的要求。

“3C產品品種眾多且尺寸小,組裝需要用到很多非標設備,更重要的是產品更新周期快,組裝繁瑣,如果投入一臺專用機器人設備,可能幾個月之后就出現了新的產品需求,有了更高的自動化適配要求。”魏洪興說,對性價比要求很高的中小制造企業來說,自然成為難題。

協作機器人盡管體積小,但擁有更多傳感器,在人機協作中可以做出更快、更敏銳、更智能的反應。同時,傳感器指令統一集成在機器人本體中,通過外部控制的便捷操作,來替代傳統的大型集成解決方案。協作機器人這種即插即用的特性,使得用戶減少了高成本的集成部署投入。

“我們的定位就是面向眾多的中小微企業,為他們提供靈活的個性化的智能制造方案。”魏洪興說,遨博智能目前已在3C行業、冶金材料、涂料行業等針對行業特點和企業需求,為許多中小企業完成了智能化設計或改造。

而從電源及零組件生產起步的臺達集團,40多年來始終在工業自動化領域積極實踐和儲備,近年來更是調整發展戰略,聚焦智能制造,進入輕量型工業機器人領域。“臺達設計生產的機器人都是首先在自己的生產線上試用調試改進。”尹鏇博說,依托自身豐富的生產制造經驗,臺達具備從最底層的智能設備到最上層的制造管理系統的整合能力,可以為光電、電子、金屬配件等行業企業提供完整的解決方案。

作為全球最大的機器人應用市場,中國工業機器人市場吸引眾多國際行業巨頭紛紛進入,競爭日趨激烈。“這就需要國內機器人企業把握機遇,堅持站在科技創新前沿,時刻牢記抓住自主知識產權,在產品上狠下功夫,在行業應用上狠下功夫,提供更好更貼近需求的本土化方案,幫助廣大中國企業實現智能制造。”中國工程院院士倪光南說。(記者 許紅洲)