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协作机器人对于传统工业机器人是替代还是互补?

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  • 美国市场研究公司ABIResearch在发布的《协作机器人的市场行情和当前发展状况》研究报告中指出:2015年至2020年期间,协作机器人部门有望增长10倍,从2015年的接近9500万美元升值2020年的超过10亿美元。

  • 麻省理工(MIT)研究员在BMW工厂所做的一项研究显示,人类与协作机器人共同工作,效率会比人或机器单独工作要高,而且能减少85%的工作空闲时间。

  • 英国机器人技术研究公司Shadow Robots的Rich Walker则表示,“能够安全地将机器人从安全防护网中移出、使其与人类合作是业界的一大巨变,这意味着你可以让强大精细的机器人去帮助弱小但技术纯熟的工人。”

  • 与此同时,国际机器人巨头如ABB、库卡、发那科等厂商都陆续推出了多款协作机器人产品,国内也有很多厂商进入这个领域。

那么,是否意味着协作机器人会取代传统工业机器人呢?不免让人心生这样的疑惑。

长期以来,传统工业机器人工作时,出于安全性考虑,企业一般会通过防护网/安全围栏等方式将人类排除在工作区域以外,但是由于生产过程复杂,且机器人与人类的擅长点不同,很多工作单靠机器人或者人来完成结果都不理想。

协作机器人作为一种在一定区域内安全的与人类进行交互的新兴机器人,通过与人类并肩协作的方式来实现高效生产,本质是最大化的发挥人与机器人各自的优势,即让机器人辅助人类去完成那些高精度、高重复性的工作,而人类则解决对柔性、灵活性等要求高的工作。

相比传统工业机器人,协作机器人除了具有安全性高、人机交互等特性以外,还拥有成本低、易于布署、灵活性高等优势。

具体来说,成本低体现在机器人本身的价格和部署两方面。据悉,一台主流场合使用的工业机器人,根据负载能力的不同,售价区间在10w~40w元,另外为了保证重复定位精度等,企业还需要聘请系统集成商根据其生产特点对机器人进行特定的配置和编程,甚至生产线进行整体布局或改造,而这一部分的成本非常高,至少是机器人售价的2~3倍,且布署过程会耗费大量的资源;协作机器人售价则相对低,一般为10~20w,而且在大部分场合可以开箱即用,普通的工人通过一定的训练也可以完成许多部署工作。

协作机器人的灵活性高,体现在企业可以不用因为产品的变化而更换机器人,只需简单编程和训练就能适应下一个工作任务,即使出现机器人故障也能迅速由人或新的机器人来补充;传统工业机器人则重复布署成本高且复杂,而且如果某台机器人发生故障,会影响整个生产线的工作情况。

也正是基于此,协作机器人大大吸引了,资金不太充足的中小型企业;产品具有小批量个性化、更新换代速度快等特点的3C行业;以及对柔性化生产模式要求高的企业等。例如,东风日产引入了FANUC CR-35iA协作机器人,由CR-35iA完成繁重的上下料工作,人则完成检验和贴标工作;在电子行业,由机器人来放置零件,操作人员负责组装等。

尽管与传统工业机器人相比,协作机器有着无可比拟的优势,但也存在一些很明显的缺点比如出于安全因素考虑,协作机器人的速度和重量必须被控制在一定范围内,否则极易造成碰撞和损伤,因此协作机器人的速度普遍很慢;而轻便的自重又导致刚性不足,重复定位精度一般比传统机器人要低一个数量级;此外,由于协作机器人体型小巧,负载比较低,一般工作范围只与人的手臂相当,很多场合无法使用。

总结

从目前的机器人技术来看,协作机器人存在与生俱来的速度、精度等方面的不足,并且作为一项新兴领域,由于人才、技术、认可度等多方面的因素,在制造企业还未形成规模性的应用。因此,现在说协作机器人会取代传统工业机器人,为时尚早。

相反,协作机器人是对传统工业器人的补充,也是对人类能力的补充,它填补了全自动化生产线与全手动装配生产线之间的空白,打破了人机分离的格局,推动了工业机器人在更广泛领域的应用,具有巨大的市场潜力。

并且笔者也相信,随着机器人技术的发展,协作机器人所具有的灵活、安全、与人类并肩协作等特性,会在多个层面促进传统工业机器人的功能升级。未来,与人类一起安全协同的工作,会成为所有机器人的必备性能,人机协作将成为一种常态。

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