工業(yè)機器人和人相比具有質(zhì)量穩(wěn)定、長久工作、適應(yīng)危險骯臟乏味工作等,而本文主要從技術(shù)角度來分析目前階段工業(yè)機器人的優(yōu)劣勢:
1. 通用性
工業(yè)機器人可編程,支持多自由度運動,因此應(yīng)用較靈活。雖然不及人類但相對于很多工業(yè)自動化常見的專機(專為一類工業(yè)應(yīng)用或一家客戶定制的機電集成方案),工業(yè)機器人還是靈活多了。工業(yè)應(yīng)用改動不太大時,是可以通過機器人重新編程來滿足新的需求,而無需在硬件上再做大量投資。
但相應(yīng)的,它的相對不足會是效率。畢竟專機是為一個應(yīng)用定制的,因此雖犧牲通用性但實現(xiàn)了效率優(yōu)化,在產(chǎn)量這個客戶非常關(guān)心的指標(biāo)上能完成地很好。
2. 機電性能
工業(yè)機器人普遍能達到低于0.1毫米的運動精度(指重復(fù)運動到點精度),抓取重達一噸的物體,伸展也可達三四米。這樣的性能雖不一定能輕易完成蘋果手機上一些“瘋狂”的加工要求,但對絕大部分的工業(yè)應(yīng)用來說,是足以圓滿完成任務(wù)。隨著機器人的性能逐漸提升,以前一些不可能的任務(wù)也變得可行起來(如激光焊接或切割,曾需要專門的高精度設(shè)備來指導(dǎo)激光的走向,但隨著機器人精度的提升,現(xiàn)在也變得可依賴機器人本身的準(zhǔn)確運動來代替了)。
但相比傳統(tǒng)高端設(shè)備,如高精度數(shù)控機床,激光校準(zhǔn)設(shè)備,或特殊環(huán)境(高溫或特低溫)設(shè)備等,工業(yè)機器人尚力不能及。
3. 人機合作
傳統(tǒng)的工業(yè)機器人是關(guān)在籠子里工作的,因為它實在危險(想象一個抓著幾十或幾百公斤的家伙以四米每秒的速度甩著,誰也不想靠近吧)。主要原因是一般機器人,基于成本與技術(shù)的考慮,不會集成額外的傳感器去感知外部的特殊情況(如突然有人觸碰),它只會“傻傻”得照著人類編好的程序日復(fù)一日的動著,除非有外部信號告訴它停止。所以常見的方案就是為機器人配備籠子,當(dāng)籠子門打開時,機器人收到信號便自動暫停。對安全的考慮,自然給機器人集成帶來了很多額外的成本,籠子可能并不貴,但畢竟要為此仔細(xì)考慮產(chǎn)線排布,增加產(chǎn)線面積,改變?nèi)藱C合作方式等,從而影響生產(chǎn)效率。
4. 易用性
傳統(tǒng)機器人的工作本質(zhì)就是不斷地走一個個的路徑點,同時接收或設(shè)置外圍的I/O信號(老和其他設(shè)置如夾具,輸送線等合作)。而指導(dǎo)機器人這么做得過程,就是機器人編程。幾乎每一家領(lǐng)先公司都有自家的編程語言和環(huán)境,從而需要機器人操作者參加學(xué)習(xí)培訓(xùn)。當(dāng)機器人適用范圍增廣后,這個成本開始顯現(xiàn)了。
這些廠商是有理由維護自家的編程環(huán)境的,一來工業(yè)機器人四十年前就開始規(guī)?;隽?,那時還沒有什么面向?qū)ο蟮痊F(xiàn)在廣為熟知普遍認(rèn)同的主流先進編程理念,二來萌芽階段自家技術(shù)難免會和競爭對手不同,維護一個編程方式也無可厚非,三來因為他們的大客戶往往也是傳統(tǒng)的工業(yè)大客戶,如大汽車廠商,這些客戶求穩(wěn),自然不希望你機器人過幾年就趕個熱潮變換編程方式,搞得他們還得扔掉幾十年的經(jīng)驗,重新花大錢培訓(xùn)學(xué)習(xí)。
5. 成本
機器人的成本從小型號的幾萬RMB到大型的上百萬RMB都有。這個成本自然低于高端專業(yè)制造設(shè)備,但也可能會高于國內(nèi)小集成商們拼湊出的自動化方案來。但從一直來西方工業(yè)界及近幾年國內(nèi)制造業(yè)對機器人的歡迎程度看來,說明機器人自動化的經(jīng)濟優(yōu)勢普遍到了一個臨界點,超過了其他替代方案(人工,或?qū)C),看來這個成本還是值得的。
其實要走傳統(tǒng)機器人的老路,那硬件成本降低空間不大。工業(yè)機器人基本是一個開環(huán)的運動機構(gòu),靠的就是電機和齒輪箱的高精度配合。而大部分領(lǐng)先廠商的這些關(guān)鍵零部件都是從日本幾家廠商那買的,(這也是國內(nèi)公司自己制造的機器人,買同樣的零部件,也不會便宜多少,因為日本廠商不會為了你這點量給多少折扣)。除非中國零部件制造商能靜下心來,努力追趕上日本人的技術(shù),從而以價格優(yōu)勢打破多年來的壟斷,才能真正促進國內(nèi)機器人廠商的發(fā)展。
6. 智能性
之所以將智能型放在最后一點,因為相對現(xiàn)在市場對機器人的主流需求(即強,快,準(zhǔn)),它暫時還不是最迫切的。這也體現(xiàn)了傳統(tǒng)工業(yè)機器人的優(yōu)勢(任勞任怨,保質(zhì)保量,是個“干活”的好手)和不足(但很“笨”,老得讓人教)。
但不代表智能型不重要,相反企業(yè)已經(jīng)開始做技術(shù)投資了。比如怎么讓機器人更好的理解人的指揮意圖,相對自主的去理解并規(guī)劃任務(wù),而不需一個點一個點得讓人告訴它怎么走;如何讓機器人在外圍環(huán)境發(fā)生變化下(光線變暗影響圖像識別,傳送帶上物品有損壞需要特殊處理)自動適應(yīng);如何通過觸覺視覺聽覺等感知判斷零部件的裝配質(zhì)量,等等。