移动协作机器人进入黎明前夜

文/千千】以十年为一个维度,从2010年开始,传统多关节机器人的均价从超过30万元猛跌至15万元左右,scara的价格也从超7万元降至4万元左右,AGV的价格从均价30万元以上跌至12万元左右。

但是机器人的销量依旧上不去。

这也让大家开始思考一个问题:当企业的投资回报比已经接近甚至达到心里预期,那是什么制约着机器人的发展,机器人的未来方向到底在哪里?

什么才是符合大家心里预期的机器人?机械臂代替的是手,AGV取代的是脚,但都过于单一,所以诞生了AGV+机械臂这种复合型机器人,期望组成1+1>2的效果。

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但是这种拼凑性质的机器人天生就带有很大的问题,所谓成也萧何,败也萧何,AGV、机械臂、相机、末端执行器这么多的子单元代表了其具备更多的功能模块,它能移动、抓取、识别、检测等等。

但同时也代表了其更高的技术难度和成本造价。

首先从技术难度上来讲,复合型机器人主要由AGV、机械臂、相机、末端执行器几部分构成,业内常见的复合型机器人是集成商买来采购不同的产品,进行组装和二次开发。这就导致了首先机器人的结构较为复杂,由于各个子单位的控制器不同,其内部通讯协议等完全不同,集成商的二次开发较为复杂。

其次,在于产品的价格。AGV、机械臂、视觉系统,集成商的二次开发,林林总总大几十万还是有的,尤其是在全球产业链调整的当下,企业对于设备投资的把控更是谨慎。

很多人讲复合型机器人的投资回报比低,其实并不是,由于具备抓取、移动、检测识别等多功能模块,复合型机器人天生就不是为替换单一工位而生,它的价值在于那些一台机器人取代多个人工或者多台机器人的应用场景,尤其是取消了传送带的孤岛式柔性智造产线,例如CNC加工机床,3C,服装,汽车等的孤岛式作业产线;另外,对于一些高风险环境下的人员操作,也可以用单臂或双臂复合机器人取代。

由此可见,复合型机器人的问题不在于市场,而在于产品本身。

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所以就有了复合型机器人的“升级版”——移动协作机器人。这种机器人不需要集成商再去二次开发,直接用一个控制器解决所有部件,多快好省,一步到位。

2020年2月4日,UR和MiR宣布将在丹麦新建一座全球最大的移动协作机器人中心,两家业内领先企业强强联手,瞄准新市场、新需求。

不只是国外,敢于创新的企业国内也有,2019年英国爱丁堡大学博士杨一鸣受深圳市政府邀请,回国创办深圳墨影科技有限公司,主攻方向即为移动协作机器人。

回国前,杨一鸣所在团队是美国国家宇航局(NASA)的火星机器人项目的主要攻关团队之一。杨博士在国际前沿机器人技术领域已经持续钻研10年,尤其在高冗余度机器人运动控制及复杂环境下的轨迹规划研究方向上建树颇丰。

杨一鸣为新公司取名墨影科技,“墨”者,善守于攻,机巧之道祖;“影”者,魂传千载,生生而不息。“墨家是中国传统机巧和机关的起源,我们希望其精神和理念也能够在最新的机器人领域得到体现与传承”。

“我们发现,中国的机械臂和AGV厂家已经很多了,但是移动协作机器人机器人却是少之又少,而且大部分产品是AGV与机械臂的简单组合,并非移动协作机器人。所以我的目光就放在了真正一体化设计的移动协作机器人上,这种机器人对整体的控制算法要求非常高,却恰好符合我的专业特长。”

墨影科技的核心成员来自爱丁堡大学、东京大学、同济大学、东南大学、哈工大等国内外知名学府,并且已经有多项成果转化落地,例如智能仓储、力控组装、打磨抛光、CNC上下料等等。

目前墨影的产品有单臂移动协作机器人、双臂移动协作机器人,且均为墨影科技自主研发,也就是说再也不用集成商进行二次开发。

移动协作机器人对算法的要求非常高,以终端控制为例方面,目前较为流行的操作方式是示教编程,也就是拖着机器人先演示一遍动作,但是对于复合型机器人而言,这是不太可行的。而墨影科技的移动协作机器人,可以做到整机零力拖动示教。

因为现在的AGV,业内的普遍定位精度为±5到10mm左右,往往只能将机械臂送到一个大概的位置,也就是说机械臂每次来的地点不一样,所以集成商一般会用视觉进行辅助定位,这大大增加了计算难度和成本。

而墨影科技的移动协作机器人能够做到±1mm的重复定位精度。对于操作位置固定的应用,如机床上下料、组装等,±1mm的精度已经满足大部分场景的精度要求,此时无需视觉进行二次定位,可直接把移动协作机器人上的机械臂当做固定机械臂来用,提升生产效率,同时为客户省去视觉模块的成本。

同时采用图形化编程的方式,“用户最终只要在操作界面上完成图形化信息输入就可以了,而复杂的单臂、双臂的运行规划和运动控制,基本上都是我们后台算法把它全部解决好,到了前端之后,哪些是组装的,哪些是上下料的,需要到哪个站点进行操作,客户只要点界面就可以了。我们的产品本身就包含这一套东西,并且可以根据每个客户去做定制。”

“但是如果说来一个客户,我们给出一个定制化的方案,这样也永远不能形成一个稳定的产品,我们墨影的目标就是把移动协作机器人做成和机械臂一样的标准化产品,以全新的一个交互的方式来传递给客户或者集成商。”

“我们期待将这种移动协作机器人做成一种标准品,但是目前整体行业的关系,我们还是以定制化为主,我们的算法全部是自己编写,所以我们有能力满足客户的定制化需求。”

作为业内极少以移动协作机器人为主攻方向的高科技企业之一,在墨影科技的眼中,机器人行业的未来突破很可能是“移动协作”。“我们希望有越来越多的企业能踏入这个领域,一起将行业做大。”杨一鸣讲到。


移动协作机器人进入黎明前夜_设计制作_EDA/IC设计
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