协作机器人概述及产业链剖析

时间:2017-02-24 点击: 来源:互联网作者:匿名

简介：协作机器人，或称cobots。顾名思义，就是一种可以在一定区域内安全的与人类进行直接交互的机器人。现今市场给予机器人企业两大挑战：一方面，有赖于劳动力密集型的低成本运营模式，劳动力红利正在逐渐消失，技术熟练的工人使用成本快速增加，企业需要寻求机……

　　协作机器人，或称cobots。顾名思义，就是一种可以在一定区域内安全的与人类进行直接交互的机器人。

　　现今市场给予机器人企业两大挑战：一方面，有赖于劳动力密集型的低成本运营模式，劳动力红利正在逐渐消失，技术熟练的工人使用成本快速增加，企业需要寻求机器人工位替代方案。

　　而另一方面，服务化以及规模化定制的产品供给，使制造商必须尽快适应更加灵活、周期更短、量产更快、更本土化的生产和设计方案。

　　在这两大挑战下，传统工业机器人使用起来并不“解渴”，不仅仅价格昂贵、成本超预算，而且需要根据专用的安装区域和使用空间而专门重新设计；固定的工位布局，不方便移动和变化；再加上繁琐的编程示教控制，使得培训周期长，需要专人使用；并且，传统的机器人还缺少环境感知的能力，在与人一起工作的同时要求设置安全栅栏。

　　因此，在传统的工业机器人逐渐取代单调、重复性高、危险性强的工作之时，能够感知环境、与人协作的机器人也在慢慢渗入各个工业领域，与人共同工作。

　　协作机器人与传统机器人相比所具备的优势

　　1、安全可靠

　　安全性，这是人机协作机器人最基本的特性。通常情况下，机器人是非常危险的，在操作中，为了保证安全，都会强调人应该与机器人保持距离。但今后的生产线由于人机协作机器人的导入，机器人不再是拒人千里之外，而是与人一起协同工作。

　　本体的柔顺性，需要机器人通过对环境的感知，监测到外围的碰撞和挤压，在装配时避免由于人员的意外介入而造成人员的伤害。

　　2、简单易用

　　协作机器人简单易用的特点使其相比较传统的机器人来说，具备更容易安装和编程的优势。以往，机器人编程是非常复杂和耗时的任务，必须由训练有素的专业人士来完成。

　　协作机器人的“开箱即用体验”通常为不到一小时，这其实也就是将机器人拆包、安装，以及编写第一个简单的任务程序所需的时间。用户可以将机器人调制为自由驱动模式或是手动编程模式。用户也可以在触摸屏上进行简单编程，这些都意味着可以大大节省安装、应用程序的时间。

　　3、部署灵活

　　大部分协作机器人因其主机很小，所占空间很小，机身能够缩小到可放置在工作台上的尺寸，因而在任何地方都可以安装。

　　在小批量的生产或者季节性生产要求下，生产周期在不断缩减，协作机器人的轻巧性让它们很容易就能适应新任务，这使之很适合用于辅助小批量生产的柔性化制造中。

　　4、使用成本低

　　就传统机器人而言，机器人自身的成本仅占系统总成本的25％到30％。而剩余成本则与机器人编程、安装以及专用的屏蔽工作间相关。

　　被称为“即插即用型机器人”的协作机器人，除了省去学习和操作成本、安装配置成本、重新设置成本外，协作机器人基本上不需要维护保养的成本投入，并且功耗负载能达到传统机器人的10%到20%，机器人本体功耗成本也比较低。

　　实际上，协作机器人只是整个工业机器人产业链中一个非常重要的细分类别，有它独特的优势，但缺点也很明显：为了控制力和碰撞能力，协作机器人的运行速度比较慢，通常只有传统机器人的三分之一到二分之一；为了减少机器人运动时的动能，协作机器人一般重量比较轻，结构相对简单，这就造成整个机器人的刚性不足，定位精度相比传统机器人差1个数量级；低自重，低能量的要求，导致协作机器人体型都很小，负载一般在10kg以下，工作范围只与人的手臂相当，很多场合无法使用。

　　针对协作机器人的优劣势，各国也纷纷提出发展协作机器人的研究课题，比如，由多人多机器人组成的各个团队之间如何有效互动和协作；机器人如何促进在各种环境下完成各种任务，并且将硬件和软件改动控制在最小范围；如何利用来自云、其他机器人和人的海量信息让机器人更有效地学习和工作；如何让机器人的硬件和软件设计确保可靠运行等。

　　此外，还有团队支持通过创新方法构建机器人学知识并将之融入教育课程，通过教育途径壮大机器人学研究队伍，探索广泛存在的协作机器人对人类未来的社会、行为和经济影响。

　　此举旨在通过学术界、行业、非营利机构及其他组织的合作，在基础科学工程、技术开发、部署和使用之间建立更紧密的联系。

　　以“扩展协作机器人交互”为重点的研究主题

　　1、协作

　　让机器人与其他各方（人或机器人）有效协作；

　　让机器人系统实现分布式感知、行动、计划和学习；

　　让机器人高效学习直接经验、人类、其他机器人和数字媒体提供的信息；

　　让机器人能够与其他各方（人或机器人）进行交流、指导。

　　2、交互

　　让机器人能够与新用户交互，包括语言和非语言交流；

　　使机器人能够与专家有效交互，包括远程交互；

　　使机器人能够可靠地识别和预测其他人的行为和活动；