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何謂協作機器人？柔性制造下的新轉變

節卡機器人相信，協作機器人的誕生就是為了部署更靈活、編程更簡單、使用更安全，因此，節卡機器人在技術和產品發展方向都不斷朝著這方面努力。 “到現在人和機器人協作工作，都是按照部署更靈活、編程更簡單、使用更安全三個原則進行。圍繞這三個原則，協作機器人的創新點非常多，國內每家協作機器人企業都在不斷創新。”汪輝介紹道。 ▍何謂協作機器人？節卡機器人認為，協作機器人有四塊必須具備的能力，而負載是其中較為典型的能力。負載能力越小，體積越小，負載能力越大，體積越大。因此，節卡協作機器人覆蓋了從小到大不同負載。力控則是協作機器人最基本的元素，力控系統能檢測機器人與用戶的碰撞力，保障用戶安全、能實現柔順的牽引示教，提升人機交互體驗、能輔助機器人控制對環境輸出力，實現打磨、裝配等柔順生產工作。在此基礎上，節卡機器人研發出搭載力傳感器的協作機器人，賦予機器人感知能力。節卡協作機器人負載分別為3、7、12、18公斤協作機器人加入力傳感器后升級變成SGS版，由此使得節卡協作機器人裝配精度達到±0.02mm，拓展了更廣闊的應用場景。為了部署更靈活，節卡機器人創新性實現了首創無線互聯技術，告別傳統示教器。節卡協作機器人也能支持各類設備圖形化編程，使用者拿手機就能完成拖拽示教，輕易實現圖形化編程，簡化了機器人操作和使用流程。為了快速編程，節卡機器人還首創圖形化編程技術，實現機器人編程零門檻。節卡協作機器人示教器就像平板一樣，降低了使用門檻，節卡機器人的宗旨是用人去解放雙手，同時讓機器人更加的簡單，目前，節卡協作機器人基本可以做到快速5分鐘或者是10分鐘，就能讓一個沒有學會或者是沒有用過機器人的使用它。安全性是協作機器人的基礎要求。為了實現人機協作更安全，節卡機器人做了兩個改變，即結合碰撞停止技術和基于視覺主動安全技術的視覺安全防護系統，雙重防護更安全。節卡機器人碰撞停止技術希望讓機器人碰到人以后能立即實現停止，因此節卡機器人提出帶視覺的解決方案。節卡機器人基于視覺主動安全技術加了外部的攝像頭，通過攝像頭檢測機器人運動，人靠近后會減速，實現協作方面的更高安全性。節卡協作機器人從JAKA Zu系列，到加入力控的JAKA Zu s系列，再到深度融合視覺和力控的All-in-one共融系列，實現了從人機協作到人機共融。同時，節卡機器人在硬件上做了更多改變，使得機器人變得更簡單小巧。根據權威機構的檢測報告，節卡協作機器人在位置重復性、距離重復性、位置穩定時間、位置超調量、負載自重比、位置準確度、軌跡重復性等技術指標上都具有較強水平。節卡協作機器人嚴格的測試和穩定的性能也是被客戶認可的重要因素。節卡機器人認為，雖然，協作機器人在碰撞檢測、拖動示教、簡單易用等方面有長足進步，能滿足柔性智能制造需求 (快部署、高柔性)。但是，還需集成視覺、力覺等來滿足柔性智能制造精度要求，同時，還需開發包含這些外部傳感信息的快速編程功能。因此，未來軟件+硬件配合也是協作機器人的發展方向。在軟件和硬件升級并加上力控以后，智能編程與主動防護的功能也非常重要。 ▍柔性制造下的新轉變產業模式轉變是柔性制造發展的根本。傳統模式下，訂單到生產再到物流，最后到消費端，傳統的供給側推動模式，更像是一個開環系統，而在新經濟模式，更像是一個負反饋系統，需要目標大類需求數據分析產生訂單再進行到消費端的諸多環節，消費后也會沉淀消費數據，再次助力目標大類需求數據分析，消費驅動的模式（新經濟）。節卡機器人認為，這將帶來非常大的不同，面向柔性制造，節卡機器人發布了共融系列協作機器人。節卡共融系列協作機器人擁有一體化機器人系統、基于視覺與力控的精密控制技術、智能編程術等關鍵技術的共融系列協作機器人，深度融合了視覺和力控，集成視覺抓取、軟手、視覺檢測能力和自研算法，能大幅提高安全性、交互性、靈活性。按照柔性制造的發展趨勢，現在從事汽車、3C電子等行業的企業都發現，汽車和電子產品更新換代速度大大加快，企業往往需要根據市場的需求及時調整產品結構，隨之而來的是產線的更新換代。而傳統產線更換所造成的成本損失極大，加入協作機器人的產線可以使得部署更快、成本要求更低。針對這種快速變化的柔性產線，節卡機器人認為，工業智能的未來是人機混合智能，需要構建從發現問題到感知，到數據到算法，再到執行的快速閉環過程。因此最好的方案是加入協作機器人和專機，兩者配合工作，從而適應小場景、小閉環、批量復制、集群智能。協作機器人的柔性高，但是缺點在于速度精度沒有專機快。因此，節卡機器人認為協作機器人就應該發揮柔性高的優勢，加上傳感器和視覺，讓機器人具有更高靈敏度、精確性以及自主適應的能力。 “有了智能化的機器人放到行業里面去，能夠讓產線更加快速變換和具有更高柔性，從而解決當下的痛點，這種產線需要協作機器人去替換部分專機，但是不能完全替換專機。”汪輝說。少批量、多品種柔性產線已成為趨勢下，協作機器人是柔性產線的核心單元。節卡機器人認為，未來能小閉環批量復制是打造人機共融柔性生產線的關鍵，因此這類生產線必須有專機，也要有協作機器人，也還有人。只有這樣才可以快速換線和發揮機器人的快速部署的能力。目前，節卡機器人在健康領域、服務領域、醫療領域，以及在3C電子、汽車、化纖紡織都有應用，節卡機器人能完成鎖螺絲和裝配的特殊工藝，節卡機器人目前在汽車零部件、機械加工行業也都有應用，在產品應用端已實現多個高門檻工藝環節的切入。 “協作機器人有優勢和缺點，針對缺點需要進行一些改進，我們希望協作機器人可以真正用到生產線上，可以快速換線來滿足企業的要求，這個一定是協作機器人企業的目標。”節卡機器人汪輝博士總結道。 ▍關于節卡機器人節卡機器人是2014年成立的企業，主要工作圍繞協作機器人，也是上海交通大學孵化的重點企業。“節卡機器人很多人在學校就跟老師一直做機器人，像我就在機器人領域做了接近10年的研究，我們還與上海交通大學機器人所合作建立了智能裝備研究中心。”節卡機器人汪輝博士介紹道。節卡機器人的人才和研發實力可見一斑。但因為機器人不光是需要技術，也要有美觀性。這就需要外觀和審美方面的考量，需要工業的設計創造。節卡機器人于是也和上海交通大學的設計學院建立合作，成立了做設計的研發中心，加強了在工業設計方面的建設，節卡機器人產品研發和設計能力也獲得了權威機構的認可。2020年，節卡機器人獲得上海科技進步一等獎，也是目前為止協作機器人領域唯一一個獲得該獎的企業。節卡機器人的外觀設計也曾獲得國際大獎，2020年新推出的共融系列協作機器人更獲得了工博會大獎（CIIF大獎），一同獲獎的還有北斗三號導航衛星。責任編輯：lq

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