協作機器人和傳統機器人區別——庫卡機器人

協作機器人僅僅整個工業機器人工業鏈中一個十分重要的細分類別，有它**的優勢，但缺點也很明顯：為了操控力和磕碰才能，協作機器人的運轉速度比較慢，一般只要傳統機器人的三分之一到二分之一。本文將測驗回答以下問題：為什么需求協作機器人？協作機器人的起源？協作機器人與傳統機器人有什么區別？

協作機器人和傳統機器人區別——庫卡機器人

　　為什么需求協作機器人？

　　協作機器人的鼓起意味著傳統機器人必然有某種程度的不足，或許無法習慣新的商場需求。

　　總結一下，首要有三點：

　　傳統機器人布置本錢高

　　其實相對來講，工業機器人自身的價格并不高。主流場合運用的機器人，依據負載才能不同，售價區間在￥10w——￥40w。一般情況下一臺機器人的運用運用壽命在5——8年，作為比較*的工業設備來講并不算貴。

　　傳統機器人貴在其布置（將機器人裝置到工廠并正常運轉）本錢上，原因有兩個：現在的工業機器人首要擔任工廠中重復性的作業，這依靠于其十分高的重復定位精度（重復到達空間某些固定方位的才能，一般機器人能夠做到0.02mm以下），以及依靠固定的外界環境。為了確保這一點，除了機器人自身的設計要求之外，還需求待加工的產品放在固定的方位，以便機器人每次都能夠到同一個地方精確的拿取或許執行某項操作。對于現代雜亂的流水線作業來講，在整個產線上為每一個運用機器人的工序都設計這些固定的外界環境需求耗費許多的資源，占用大片寶貴的車間面積以及長達數月的實施時刻。機器人的運用難度較高，只要經過訓練的專業人士才能嫻熟運用機器人完結配置、編程以及保護的作業，普通用戶很少具備這樣的才能。

　　將之前以工人操作為主的流水線，變為由機器人和自動化設備為主的出產線，是一個體系工程，絕大多數終端工廠客戶并不具備這樣的才能，因而就需求一個第三方的角色來完結這部分作業，這個第三方即體系集成商，來依據客戶現場的實際情況，來完結機器人的***終布置。

　　體系集成商的作業至少包含：出產線的自動化改造方案（流程、設備布局、人員配置等）機器人外圍支撐設備的設計、制作、裝置。符合工藝要求的機器人編程、調試?？蛻艏寄軋F隊的訓練。以及后續的售后保護作業。

　　依據許多業內機構和前輩計算的數字，整個機器人布置/集成運用的費用大概是機器人售價的3——4倍。近幾年跟著國內集成商的迅速擴軍，競賽越來越激烈，全體價格有所下滑，但也根本在2——3倍。

　　以常見的弧焊作業站為例，收購一臺進口***的弧焊機器人價格約在11——15w之間，可是經過體系集成商這一層之后，全體報價不會低于30w，個別夸張的甚至能簽到100w。在薪酬相對較高的長三角和珠三角地區，一名嫻熟焊工的薪酬大概在5k——7k，1臺機器人替代1——2名工人，ROI不會少于2年，許多中小企業主對機器人會挑選猶豫和觀望。

　　假如運用機器人的機器人比較多，則大部分情況下需求對原有的出產線進行改造，甚至重新建設，不只需求巨大的出資，或許還觸及到停產改造，這也是許多工廠遲遲不上機器人的原因之一。

　　除此之外，因為每一條出產線上的大部分設備（末端工具、非標機械、操控流程等）都是針對特定的產品設計的，假如觸及到中途改變出產需求，很大概率上之前的出產線無法直接滿足新產品出產的需求，這就觸及到機器人體系的重新設計和布置，這部分的作業量有時會接近***布置。

　　簡而言之，獨自的機器人無法直接用于工廠的出產線上，還需求許多外圍設備的支撐。雖然機器人自身是一種高柔性、高靈敏性的設備，但整個出產線不是，一旦觸及出產線變化，費用很高。

　　無法滿足中小企業需求

　　中小企業是現在機器人新式商場的首要客戶，現在傳統的工業機器人無法很好的滿足SME的需求。傳統工業機器人的方針商場是能夠進行大規模出產的企業。

　　大規模出產是20世紀***盛行的資本主義出產方式，以出產過程的分解、流水線拼裝、標準化零部件、大批量出產和機械式重復勞動等為首要特征。

　　有才能進行大規模生成的企業，對機器人體系高額的布置費用相對不靈敏，因為在產品定型之后，在滿足長的時刻內出產線能夠不做大的變化，機器人根本不需求重新編程或許重新布置，能夠***大化運用機器人標準化、**率的特色，完結出資價值***大化。

　　汽車職業是大規模出產的典型代表，世界上***臺工業機器人也布置在通用汽車的工廠中，擔任沖壓零件的搬運作業。到今日，汽車職業仍然占有了全球機器人出貨量的40%以上：

　　一款新車從發布到退出商場，一般會閱歷3——6年時刻。這期間，即使有改款，也僅僅對外觀、內飾進行微調，這些變化一般不會影響到機器人的作業（車身焊接、噴漆、首要零部件搬運），因而在機器人的整個生命周期根本上不需求對現已完結的出產線進行改動或許對機器人進行重新布置，只需求正常的保護即可，發揮了機器人的長處，避開了它的缺點。

　　而中小企業則不相同，它們的產品一般以小批量，定制化，短周期為特征，沒有太多的資金對出產線進行大規模改造，而且對產品的ROI更為靈敏。

　　這要求機器人具有較低的歸納本錢、快速布置/重布置才能、簡略上手的運用辦法，而這些，傳統機器人很難滿足。

　　此外，在某些機器人運用的新式職業中，即使是大企業也面臨與中小企業同樣的問題，3C工業是這個方面的典型代表。

　　3C商場中如手機、平板、可穿戴設備等主流產品的更新換代速度十分快，根本上生命周期只要1——2年，短的甚至只要幾個月。假如采用傳統機器人方案，投入許多資源，耗費數月建設的出產線或許連本錢的零頭還沒回收，所出產的產品就該退市了。而假如對出產線再進行改造，又要投入巨大的資源，這是不可承受的。

　　除了資金投入，3C職業許多時候更關懷時刻，常見機器人自動化改造方案耗時1個月到數個月不等，但3C產品無法在每一次換代都等候這么久。那兒蘋果說“下個月開端出產iPhone7的外殼”，你這邊說“先等我1個月把出產線改造一下”，顯然是不現實的，這些情況下仍是人靠譜，訓練3天，立馬上崗。

　　無法滿足新式的協作商場

　　工業機器人一直以來都是高精度、高速度自動化設備的模范，可是因為歷史和技能原因，與人在一同時的安全性不是機器人開展的要點，因而在絕大多數工廠中出于安全性考慮，一般都要運用圍欄把機器人和人員進行隔離。

　　幸好對于大部分之前機器人所從事的作業來講，并不需求人的參加，機器人能夠獨立完結。

　　可是人力本錢的上升，許多其他以前沒有或很少運用機器人的職業開端尋求機器人自動化解決方案，例如之前提到的3C職業，還有醫藥、食品、物流等職業。

　　這些新式職業中的特色是產品種類許多、體積普遍不大、對操作人員的靈敏度/柔性要求高?，F有的機器人很難在本錢可控的情況下給出性能滿足的解決方案，那怎么辦？

　　機器人不行的，人來補充嘛，咱們搞人機結合。

　　由人類擔任對柔性，觸覺，靈敏性要求比較高的工序，機器人則運用其快速、精確的特色來擔任重復性的作業。

　　比方拼裝鍵盤，能夠由機器人把鍵帽放置到位，人來進行卡扣的作業；再比方拼裝手機/電腦，機器人擔任把首要零配件、螺絲放到適宜的方位，人來擔任排線裝置，卡扣，擰螺絲的作業。

　　可是假如二者要協作，中心還要隔一個柵門就太不方便了，人和機器人之間要進行交互，還要先經過安全門，全體效率還不如獨自運用人來得高。這個時候就需求一些額定的技能來確保機器人與人類能夠安全的在同一個區域作業，而不需求柵門這樣礙事的東西擋在中心，即要求機器人具有安全協作的特性。

　　各大機器人廠商的機器人都配備有各自的安全技能，例如ABB的SafeMove，Fanuc的DCS，KUKA的KUKA.safe，但其安全功能自身還比較初級，例如將物理的圍欄換成了虛擬圍欄、檢測到有人接近時自動中止，仍然不算是完好的協作安全技能。

　　協作機器人的起源

　　為了精確定義協作機器人，先看兩個名詞。協作區域指機器人和人類能夠一同作業的區域，協作機器人指被設計成能夠在協作區域內與人直接進行交互的機器人。

　　前面現已說過，中小企業SMEs是協作機器人的十分重要的客戶群，而協作機器人的鼓起也與SMEs密不可分。

　　在2005年，開端于2005年，由EUFP6項目資助，參加的企業包含ABB、KUKA、Reis、Comau、Güdel等，其意圖是尋找防止勞動力離岸（offshore）輸出到低勞動本錢***的辦法。其首要的論點是，假如經過機器人技能增強SMEs的勞動力水平，降低本錢，進步競賽力，就能夠避免勞動力外包的情況（將作業機會留在國內）。因而，協作機器人（co-bots）***初的商場便是中小企業（SMEs）。

　　同年Esben.stergaard，KasperSt.y和KristianKassow在南丹麥大學一同做研討時創辦了UniversalRobot，現在的CEOEsben.stergaard其時是南丹麥大學的助理教授，三個人發現了中小企業對機器人的新需求（也與其時丹麥政府主導的一項機器人方案有關），并在2009年推出了***款協作機器人UR5。

　　在UR5之前的絕大多數協作機器人都是在傳統機器人的根底上改造的，UR5是***個從產品設計伊始就以協作機器人的要求進行開發的機器人。

　　之后不久（2008）年，RodneyBrooks創辦了Rethink，其***初的意圖也是為了協助美國本土的SMEs進步出產效率，降低本錢，減少離岸外包。***初推出的雙臂Baxter并不是很成功，漸漸開端落后于UR，去年秋天推出了新款的單臂Sawyer機器人，商場承受度如何還有待調查。

　　在UR和Rethink之后，成長出一大批新創建的協作機器人公司，商場上的協作產品也越來越多，協作機器人的概念開端漸漸被咱們所知道和承受。

　　協作機器人與傳統機器人有什么不同？

　　實質上講，協作機器人與傳統機器人之間并沒有十分大的不同，僅僅根據不同的設計理念出產的工業機器人產品，在協作機器人開展初期，許多都是從傳統機器人的根底上改造的。

　　假如非要找不同，***個不同是這兩種機器人所面向的方針商場不相同，這個前面現已解說過，不再贅述。

　　第二個不同點是二者替代的方針不相同。以傳統機器人為主的自動化改造是用出產線替代出產線，機器人做為整個出產線中的組成部分，很難獨自拿出來，假如某個環節的機器人壞了，在沒有設計備份的情況下，整個產線或許要停工。而協作機器人的獨立性很強，它替代的是獨自的人，二者之間能夠交換，一個協作機器人壞了，挪開找個人替代就好了，整個出產流程的靈敏性十分高。

　　講了這么多全是說長處，已然協作機器人這么好，那是不是能夠取代傳統機器人了？

　　當然不是，協作機器人僅僅整個工業機器人工業鏈中一個十分重要的細分類別，有它**的優勢，但缺點也很明顯：為了操控力和磕碰才能，協作機器人的運轉速度比較慢，一般只要傳統機器人的三分之一到二分之一；為了減少機器人運動時的動能，協作機器人一般重量比較輕，結構相對簡略，這就形成整個機器人的剛性不足，定位精度比較傳統機器人差1個數量級；低自重，低能量的要求，導致協作機器人體型都很小，負載一般在10kg以下，作業范圍只與人的手臂相當，許多場合無法運用。

　　借用RethinkBaxter的一句宣傳語，協作機器人的方針運用場合能夠概括為：協作機器人***終將變成一個過渡概念，跟著技能的開展，未來一切的機器人都應該具備與人類一同安全的協同作業的特性。實質安全應該是抱負機器人的必備且根底的特征。就像咱們現在不再區別黑白電視和彩色電視而統稱為電視，不再區別功能機和智能機而統稱為手機，未來一切的機器人也將不再區別協作與非協作，而統稱為機器人。

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