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人機協作時代,這只“手”成了發展新機遇

2019-12-26 10:08:15來源:OFweek機器人網 閱讀量:8976

  【塑料機械网 熱點關注】 伴隨著人口紅利消失,勞動力成本持續上升,傳統制造業逐漸從勞動密集型轉向技術密集型,越來越多機器人走進工廠,與工人一起工作。作爲工業機器人的一個分支,協作機器人近幾年顯現出了巨大的市場潛力,成爲了當前一大發展趨勢。而隨著全球機器人行業的迅速興起,一只“手”逐漸引起了資本與市場的關注。
 
  智能機械手應用範圍廣泛,已成發展新機遇
 
  作为自动化生产的关键零部件,智能機械手近几年受到的关注越来越多。智能機械手的主要作用,是辅助工人完成抓取和搬运任务,如3C、半导体、纺织、汽车、食品、饮料等多个行业的生产线都会涉及到抓取环节,应用范围非常广泛,几乎不同产业都会有类似的需求,市场空间十分广阔。
 
  在“人机协作”成为大势所趋的背景下,越来越多机器人企业也开始投身其中,智能機械手成为了下一个发展新机遇。
 
  在工業制造生産中,抓取作業是其中非常重要的一個環節。在過去,傳統工業機器人一般都是通過離線編程或者示教編程的方式實現抓取操作,它的起始位姿和終止位姿都要預先設定好,才能完成抓取工作。但這樣的問題是,一旦抓取對象變換位置,或者工作環境出現變化,機器人就無法完成抓取作業了。
 
  因此,如何讓機器人像人一樣,可以自動識別目標並進行分揀和抓取,是傳統工業機器人的一個難點和熱點。爲了解決這些行業痛點,機器人企業開始把目光轉向結合了視覺、傳感器等多項技術的智能抓取解決方案。通過這種技術,工業機器人能夠進行有效分揀和抓取,降低生産的錯誤率,減少生産成本,提高工作效率。
 
  目前,国外已经出现OnRobot、SCHUNK等专注于智能機械手研发与生产的企业,而国内如新松、大族、艾利特等机器人公司也开始涉足协作机器人领域,并先后推出了智能、柔性化的应用和产品。从各家已推出的产品来看,如今智能機械手配合视觉和传感器,要做到测量、识别,实现智能抓取物件,已经不是什么难事。不过对于未来智能工厂来说,为了能进一步提高生产效率,機械手除了要做到“智能抓取”,还将需要做到“自主抓取”。
 
  除了智能,還要自主
 
  如今,工业抓取技术正处在变革之中,智能抓取和自主抓取就是其中主要的分界点。二者的区别在于,機械手是否能够自行搬运种类各异的物件。
 
  目前为止,仍然需要根据一个或多个抓取目标的几何形状等参数,确设定好智能機械手的抓取力、速度和位置等,才能进行拾取和放置操作。而自主抓取就是此基础上更进一步,取消機械手的设定环节,直接就能进行抓取。为了实现这个目标,行业里也有多家公司正在相关研发。
 
  例如来自德国的雄克(SCHUNK)公司就提出了一种解决方案,让機械手通过摄像头探测其目标物体,然后根据数据记录和算法,检测原理并导出相应的反应,通过算法研究,对不同的几何形状和布置予以分类,并开发出理想的的抓取策略,使抓取系统能够自主搬运零部件。除此之外,雄克的解决方案还能够让機械手分享获取的学习经验,从生产网络或通过云平台将类似应用中与其他抓取系统一起分享,使抓取系统更进一步优化基本抓取工作流程。
 
  简单来说,就是機械手不仅能通过获取的数据分析并自主抓取物件,它还能把自己学到和获取的数据分享给其他抓取系统。这样一来,工厂再也不需要一个一个地给機械手设置参数,因为一个機械手学会了,那么所有機械手就都学会了。
 
  听起来有点不可思议,但这种技术已经成为现实。从过去在工厂的各类试点来看,雄克自主抓取技术的应用已经取得了不小的成果。仅仅经过数次培训,机器人的网络系统便能够归纳出如何进行搬运以及有哪些组合选项。在这个过程中,捕获场景的摄像头直接与機械手交互,并引导机器人抵达其目的地。仅在做出几步重复操作之后,系统即可自行对未来的组合和布置做出分类,并采取自主行动。
 
  在智能抓取应用中,雄克機械手可独自分辨不同部件,就像人手通过触摸分辨物体,機械手也会感应零件的几何形状和构成,以便对其予以抓取和分类。更值得一提的是,即使物件是无序、随机摆放,機械手也一样能识别。
 
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(SCHUNK SVH 五指機械手,图源来自:雄克SCHUNK)
 
  人機協作時代,協作抓取技術大有發展空間
 
  如今,爲了降低成本,提高生産效率,引入工業機器人等自動化設備代替人力已經成爲許多制造業企業的優先選擇。但隨著市場趨勢的變化,局部自動化的重要性也在與日俱增,傳統工業機器人無法完全滿足這類應用需求,協作機器人的出現是爲了能夠協同發揮出人和機器人的優勢,很好地補足了傳統工業機器人的應用局限。。
 
  未来,“人机协作”模式将从根本上改变制造业的工作环境,更加灵活、简易、高效的自动化生产系统将会成为未来智能工厂的核心竞争力。在实现这些目标的过程中,安全的协作抓取技术以及能够实现自主抓取的智能機械手都将有更大的发展空间。

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