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工业机器人:进击!新一代工业机器人
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文章录入: 文章来源: 更新时间:2015-6-13
工业机器人:进击!新一代工业机器人

导读:

  这将改变的不仅是一个产量上升产品的制造方式。它同时也意味着在公司竞争和国家竞争中将产生的巨变。随着机器人成本更低更易获取,他们甚至能够帮助规模较小一些的制造商们跟业界巨头们分庭抗礼。通过降低人力成本,他们也可能使得美国以及其他高收入国家返回

  新一代的机器人正在向我们走来——他们更聪明,移动性更好,具有更加的适应性。他们承诺为工业带来重要变革的同时,也潜在地影响了全球的竞争格局。

  对现今的制造业所部属的机器人来说,他们大多于体型庞大、对任何过于靠近他们旋转的机械臂的人造成生命危险,同时往往囿于单一任务,比如焊接、绘制或者提升沉重的零部件。

  最近在实验室自主研发并进入工厂的机器人模型将是全然不同的新品种。他们可以在不对人类造成人身安全危害的情况下与人类并肩工作,并且协助组装各种物件,大可以至飞机的引擎,小可以是智能手机那样的精细活儿。很快,他们中的一部分能足够容易的被用于编程和部署而不再需要专业人士的监督。

  这将改变的不仅是一个产量上升产品的制造方式。它同时也意味着在公司竞争和国家竞争中将产生的巨变。随着机器人成本更低更易获取,他们甚至能够帮助规模较小一些的制造商们跟业界巨头们分庭抗礼。通过降低人力成本,他们也可能使得美国以及其他高收入国家返回部分流程,这些流程在过去通常都转交给中国、墨西哥以及其他拥有大量低收入工人的国家。

  一些最新的机器人被特别设计来完成电子产品组装这样的棘手工作,而这些工作现在大部分由亚洲地区手工完成。而至少一个公司承诺他们的机器人最终会弥补这样的缺憾,接管这样的血汗工厂的众多任务。

  “机器人将改变制造业的经济学微分运算方式,”总部位于芝加哥的波士顿咨询集团高级合伙人Hal Sirkin说,“人们将花费更少的时间去追逐廉价劳动力。”

  变革的面孔

  今天,工业机器人在汽车制造厂是最常见的,它们也是长久以来机器人技术的最大使用者,它们用机器人做一些精密性不高的工作:重物提升,焊接,应用粘合以及绘图。人们仍然完成大部分最后的汽车组装,尤其是涉及到小部件或需要引导至固定位置的排线,更是非人不可。

  目前机器人承担了一些需要更强灵活性的工作。法国雷诺公司在克里昂的制造厂使用了丹麦Universal Robots AS公司制造的机器人传动螺杆进入引擎,尤其是那些人们发现很难进入的地方。我们的机器人采用50英寸的范围和六个旋转接头来完成工作,他们验证了那些部件正确地被固定,同时也进行检查确保使用了正确的部件。

  雷诺公司的尝试验证了一些正在惊人改变制造机器人方式的趋势。首先,他们正在变得更轻。雷诺的单位重量只有大约64磅,因而“我们可以轻易的移除他们然后在其他地方重新安装,” 雷诺的经理Graille Dominique说道,他目前正在使用15个来自Universal的机器人并且打算明年将这个数字翻一番。

  研究人员希望在未来机器人将变得足够容易去组装和移动,从而他们可以减少公司需要在工具上以及难以迁移的建筑构造上的大量投资。这也将允许制造者们进行更短的利益市场的运作或者在不花费大量时间和金钱成本去重新配置工厂的情况下定制产品。“我们正在摆脱那种只能在工厂中被用于一件事情的[结构和机械],[取而代之]的是使用可以轻易重新目的化的机器人使用” Henrik Christensen说,他是乔治亚理工大学的机器人学科主任。

  构建合作

  另一个工作中的大趋势是:雷诺公司的机器人是“善于合作的”,他们被设计为在工作室易于接近人的。旧类型的工厂机器人挥舞着他们的钢铁手臂从而吓退任何想要接近他们的人。 使用了声呐、相机或其他技术,合作型的机器人能够感测到人们在何处并且减速或停止以避免伤害到他们。

  这样的革新举动并不仅限于在汽车工业。瑞士的ABB公司,总部位于波士顿的考虑机器人有限科技公司以及其他公司最近推出了用于帮助组装电子产品或其他产品的机器人。这些新型机器人被设计成为靠近人类工作并且处理细小部件而不是从事重物提升或焊接、绘画等重活。

  做更为精细活计的另一方面就是机器人感知零部件是否正确安装的能力,这对于前几代那些笨拙的机器人来说是不可能实现的。4月份德国的一个贸易展上,Kuka 机器人有限公司展示了他们其中一个机器人在洗碗机内安装电子管的过程,Kuka的机器人使用了“扭力矩”传感器去判断一个零件是否处于正确的位置。“这样的机器人能够进入内部像人类一样摆弄它。” Kuka的创新部门经理Dominik Bösl说道。

  这样的精准性能够允许机器人技术蔓延到更为广阔的工业领域,在堪萨斯威奇卡的一个工厂中,基于11月份的开放,JCB实验室的工作人员将使用机器人去拿起注射器,填满药物,拧紧外帽等任务。这条生产线由弗吉尼亚州布莱克斯堡ESS科技有限公司进行设计,使用了来自日本Fanuc公司的三个机器人,这些机器人将会是现在做相同工作的人效率的五至六倍,掌管着Fagron NV of Rotterdam 的JCB主席 Brian Williamson说道。

  使用机器人也会降低人为的错误或者污染,他说:“他们非常精确,不会感到疲惫,同时他们只做那些被告知需要做的事情。”机器人会消灭工作,Wiliamson说,但是那些工人可以被重新部署其他的任务。

  Fender乐器公司使用了Fanuc的机器人到加州科罗娜的一个工厂中将人聚酯和聚氨酯涂料涂抹在吉他表面。一位发言人表示机器人涂抹涂料更加快速、更加一致,并且这将使得人们更加“专注于那些对乐器整体外观、感觉、以及音质至关重要的部分”。这些任务包括设计、抛光、组装。

  机器人行业中的一部分人看到机器进入到更多的行业当中。ABB的全球机器人首席官Per Vegard Nerseth预计来自手表、剃须刀、牙刷和玩具的市场将会增长对机器人的需求。他也认为机器人能够帮助当地面包坊烤松饼,切片蔬菜和肉类,甚至是洗窗户。

  机器人无所不在?

  然而有些警告也早已为这幅美好愿景图准备下了。

  尽管美国、欧洲以及其他高薪资地区能够从这些趋势中受益,他们自己却没有这样的领域。中国也正在因为工资大涨以及人口老龄化而大力投资机器人,根据国际机器人联合会这个贸易机构的数据,目前为止,中国仅仅在每10,000名制造业生产者有30个机器人,落后于韩国(437),日本(323),德国(282),美国(152)。但是联合会指出中国使用的工业机器人总数量将在明年超越北美。HIS技术调查公司也表示机器人在中国的销量将从去年的55,000飙升至大致211,000台。

  制造业国家之间的竞争当然也远不止于机器人,其他因素如税收、监管、技术工人、供应商、能源消耗以及长期投资的意愿都可以决定产品生产地点。不过,至少投资机器人并且高效使用他们将是留在全球制造业游戏中的一个代价,波士顿咨询集团的Sirkin说。所以即使那些今天还依赖于廉价劳动力的国家,也不得不去冒着失去更多工作机会的风险去研发探索机器人。

  即使机器人允许制造业进行搬迁,对于劳动力的影响本身也仍然会混在其中。更大范围的机器人使用意味着需要更少在工厂里的工人,那些几乎不要求教育程度而做日常工作的任务将是最为脆弱的。然而即便高度自动化的工厂也需要在设计、工厂、及其维护、修理、市场、物流以及其他服务方面创造或者保留职位。

  进一步说,机器人会在接下来几年有比较大的跨步向前,从而允许电子行业和其他装配工作由亚洲迁移到美国和欧洲的进程产生重大转变。

  加速的限制

  一个问题是,如今的协作型机器人不得不因为人们可能在任何时候进入他们的路径而经常放慢速度或者停下生产。以来自ReThink公司的Baxter那个长相友好,有两只手臂的合作机器人为例。

  该公司在三年前在巨大的宣传之下引进了Baxter,然而ReThink卖出这种主要用于移动材料、挑选零部件、包装或拆箱的简单工作的机器人数量不足1000台。某种程度上,这是因为机器人的速度优势总是被安全顾虑所限制。

  Rodney Brooks,担任ReThink的主席同时也是知名的机器人开发者,指出Baxter一直是一个“了不起的学习经验”并且帮助制造者和其他人看到合作型机器人的潜能。三月,ReThink发布了一款新的机器人Sawyer,公司表示取决于应用程序新的机器人Sawyer将可以是Baxter速度的两倍。

  另一个壁垒在于创造能够匹配人类小肌肉运动技能如操纵材料或者细小部件的合作型机器人。对于近年来的所有进展,机器人在处理柔软的物品如布料或者电线的时候一直存在着问题。

  “无论在何处操纵柔性材料,对于机器人都是一个挑战性的任务,”来自麻省理工学院的助理教授Julie Shah说道。“人们采用触觉反馈,如果事物感觉起来不是很对,他们就进行调整。”机器人科学现在才开始应对这一问题。(原载华尔街日报, 作者JAMES R. HAGERTY,机器之心Angulia Chao翻译。)

  

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