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《协作机器人在汽车产业找到新应用场景》

  • 来源专题：数控机床——前沿技术
  • 编译者： icad
  • 发布时间：2019-10-15

  • 协作机器人正在迎来产业的春天,它们越来越多地出现在制药、包装和食品饮料等制造业中。根据业内最新的预测报告,到2025年机器人销售中将有34%是协作机器人。协作机器人价值便宜,且易于编程调试,这是导致市场使用率上率的主要原因。
    最近,一家汽车部件供应商使用协作机器人实现了制造业的创新。这家公司是Comprehensive Logistics,主要为北美两家最大的汽车企业生产悬架、动力总成和内饰部件。工厂需要一种可重复的方式对发动机支架子装配线进行检查,而在优傲协合机器人身上找到了方案。
    自动检查发动机支架子组件是一个挑战,包括一个关键的转向器线束连接器,自动检测系统还需要与线路的高容量保持同步,同时确保与线束内的电连接器正确连接。
    协作机器人在汽车产业找到新应用场景
    最初,汽车制造商采用固定的多相机系统,但无法将相机定位在紧凑的位置,固定摄像系统收集的数据并不那么完整,该公司还尝试了探针式机器人和手动检测程序,这两种程序都没有提高可重复性。
    新方案采用优傲最大的协作机器人UR10和基恩士的CV-X摄像机,是CA-HX200C LumiTrax视觉系统的一部分,用于导航子装配单元,并提供可重复的检测结果。安装在天花板上的UR10协作机器人在检查点之间快速移动,使得CV-X摄像机能够在协作臂缩回到原位之前捕捉每个连接的图像,然后等待下一个组件进行检查。
    在检查子组件期间,每个图像立即显示在机器人旁边的屏幕上,而带有发动机支架图的第二个屏幕显示每个检查点完成时带有绿色或红色复选标记,以指示通过/失败。该公司的制造执行系统(MES)收集通过/未通过数据,并将此信息存储在相机存储卡中两天。
    柴油和燃气发动机发动机支架分别有11个和9个检测点,任何一台发动机产品都需要识别。识别不同的发动机类型和其他关键数据,具体需要机器人和摄像机系统通过通过工业以太网与装配线可编程逻辑控制器(PLC)通信。
    系统将在所有检查点上运行第一次通过,如果一个参数失败,系统将重置。在装配线上每个站点有60秒的节拍时间,检查周期时间约为48秒,UR10 cobot大约需要32秒。此设置允许重新运行的时间失败,而整个装配线不会停止。
    整体检查时间至关重要,因为综合物流收到汽车制造商的即时(JIT)订单。在过去三年中,合同制造商已收到超过600000份与子装配相关的发动机产品的订单。
    除了灵活性之外,协作机器人具有很好的安全性。如果机器人手臂遇到路径中的物体或人员,则会自动停止操作。此功能至关重要,因为操作员有时会响应检查站的检查警报。

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  • 《探访机器人产业的多元化、智能化、生态化》
    • 来源专题：人工智能
    • 编译者：袁晨
    • 发布时间：2023-10-08
    •    既能搬运、打磨、焊接，也会售货、拼图、浇花……近日在上海举行的第23届中国国际工业博览会上，超5万平方米的 机器人展区，成为全球范围内规模最大、 工业机器人企业参与数量最多的全产业链平台之一。令人目不暇接的“秀技艺”之外，众多 机器人展台上也刮起了多元化、智能化、生态化三股新风。   从制造业到服务业，下游 应用“多元化”   工博会是我国工业领域的国家级展会，机器人是整个工博会的高光展区。据介绍，本届工博会机器人展区汇聚了350多家国内外产业链上下游相关企业，首发300余项机器人新技术、新产品、新应用。   在人们的传统印象中，机器人往往被用来做搬运、喷涂等简单又辛苦的工种。随着机器人技术的不断进步，其下游应用场景越来越多元化。除了为汽车、日化、电子等传统产业增效，也为新能源汽车、光伏、生物医药等新兴领域赋能。   随着新能源汽车越来越多，快捷充电成为一种刚需。本土机器人品牌节卡在工博会上带来了一款新能源车充电机器人。在感应到汽车停好后，充电机器人就会自动过来取下充电枪，插入汽车充电接口。通过准确识别规划路径，机器人可以完成电动汽车插拔充电全过程，目前已在一些充电站“上岗”。   “是机器人，更是无限可能”——来自瑞士的工业巨头 abb，在近800平方米的机器人展台上发布了一系列创新机器人产品和解决方案，其中首发了一台工业教育机器人。这款机器人负载3.5公斤，相较于上一代产品，其占地面积减少了10%、重量减轻了20%。使用这款机器人的学生，将学习在不同领域和应用中部署机器人自动化。 近日在上海举行的第23届中国国际工业博览会上，一个机器人在展台上进行魔方游戏展示。新华社记者方喆摄   除了制造业，服务领域的机器人也大放异彩。冲咖啡、拼魔方、蛋雕……工博会上的机器人“技能值”满满。本土机器人品牌非夕在本届工博会上，带来了基于自适应机器人产品的智能理疗解决方案。这款产品结合人工智能、3D视觉、智能感应等先进技术，可模拟人手对人体软组织进行压揉式的物理放松与治疗。   根据工业和信息化部等十七部门今年年初印发的《“机器人+”应用行动实施方案》，到2025年我国制造业机器人密度较2020年实现翻番， 服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升，机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强。   近年来，人工智能等技术的快速发展，为机器人产业带来新的可能。走在工博会机器人展区，可以感觉到现在的机器人越来越“智能化”，越来越“聪明”了。   协作机器人是机器人产业发展的一大趋势，本届工博会展出的协作机器人有上百款。相比传统工业机器人负载大、格式化，通常需要在“安全笼”中工作，协作机器人更为灵活和安全，可以配合人一起工作，满足小批量、多样化、柔性化的生产需求。   在ABB展台，展出了用于实验室领域的协作机器人，从事加药、混药和移液等任务，配合研究人员开展实验。“生物医药行业更多是小的工作站。这些地方要实现自动化，人机互动情境非常多，协作机器人就比较适合于这些场景。”ABB机器人业务部中国区市场和销售负责人王彤说。   在节卡展台，记者尝试着走近一台协作机器人，发现它的运动速度降低了，试图用手触摸机器人时，它自动停止了。“这是节卡的视觉防护相机在发挥作用，它可以灵活设置防护区域，支持多级防护，让人机协作更安全。”节卡机器人市场经理王蕾说。   据介绍，为了进一步提升机器人的感知和决策能力，节卡在工博会首发首展了自研的2.5D视觉定位技术，可以实现空间位姿动态估算，精准定位模式下精度可达到0.2毫米。   本土机器人品牌捷勃特董事长蒋耀说：“我们十分看好协作机器人市场的发展，未来将加大投资力度，继续研发创新，为中国高端智能制造助一臂之力。”   攻克关键零部件，推动机器人产业链“生态化”   近年来，我国机器人产业实现蓬勃发展。统计显示，2022年我国机器人产业营业收入超过1700亿元，工业、服务、特种机器人产量快速增长。同年，我国工业机器人装机量占全球比重超过50%，稳居全球第一大市场。   包括控制器、伺服电机和 减速机等关键零部件，曾是国产机器人发展的一大制约。过去，三大核心零部件大多是欧洲、日本企业生产。本届工博会现场，不少国内供应链企业“晒”出了最新成果，机器人产业“生态”日益完善。   比如，今年工博会的美的和 库卡联合展位上，展出了一款高精度谐波减速机产品。美的相关负责人陈世星介绍，从2019年开始，美的就开始着手谐波减速机的研发工作，2022年终于实现了量产。这款减速机，瞄准的是航空航天、半导体生产等对产品精度要求极高的领域。   来自上海张江科学城的思岚科技公司在工博会上展出了多款激光雷达。思岚科技工作人员陈德喜说：“激光雷达等传感器是智能制造的关键零部件，希望通过我们的努力能让国产机器人‘看’得更准、‘走’得更顺。”   “可以预见，未来机器人产业发展将深度融合，产业链将不断完善，深入推进智能制造的步伐。”上海机器人产业技术研究院院长黄慧洁说。
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  • 《庞大的中国汽车工业，正在培育哪些本土工业机器人巨头？》
    • 来源专题：数控机床——前沿技术
    • 编译者：icad
    • 发布时间：2020-07-08
    • 作为生产车间的必需品，工业机器人与国家制造业发展息息相关。伴随中国经济纵深发展，国产工业机器人厂商也如雨后春笋般破土而出。 庞大的汽车工业，就是国内工业机器人厂商的成长沃土。埃夫特、瑞松科技（688090.SH）、江苏北人（688218.SH）等专注于汽车及零部件制造领域的本土工业机器人厂商从幕后走向台前，希望借力资本市场，拓展更大发展空间， 不过，市场沃土仍需尖端技术“开垦”。中国工业机器人厂商毕竟“迟到”了几十年，技术水平还难以与ABB、发那科、安川电机和库卡这“机器人四大家族”相抗衡：本土厂商大多从下游应用集成市场入手，上游的核心零部件和机器人本体技术门槛较高，国产设备尚难企及。 技术验证依然需要产业应用的支持。中国工业机器人厂商是如何在汽车产业取得成功的？又能否根植这片沃土，在核心技术领域再进一步，乃至成长出ABB一样的业界龙头？ 汽车产业，工业机器人的发展沃土 汽车产业的价值，首先体现在经济效益上。 2017年，我国汽车工业总产值突破了10万亿大关，在国民生产总值占比超过十分之一。作为一个产业链非常长的工业，其上游助推了电子、冶金等产业的发展，下游也孵化出了规模超万亿的汽车后市场。 不仅如此，汽车产业对于国家而言还有重要的战略意义。汽车是最复杂的大规模民用产品，需要实现几万个零件长达十几年的稳定协作。汽车产业对工业设计、制造水平、管理水平等层面的要求极高，代表着制造业的最高水平。 汽车产业的变革，往往能引发人类生产方式的变革。福特的流水线模式不仅开启了美国汽车纵横全球的时代，更是改变了以往产业工人按件计工资的管理体系——不同工序有了相应的作业节拍，工人变成了产线上的“机器”，生产效率远超传统计件工作法；丰田的精益生产方式，则将库存控制、生产计划等纳入管理体系，让生产节奏贴合销售节奏，解决汽车库存管理成本高的痛点，日本汽车自然价格更优，在市场上无往不利。 成熟的汽车产业将技术和管理经验扩散移植到其他制造业。回顾机器人四大家族的发展史，都少不了在汽车产业大展宏图的篇章。汽车产业对制造自动化的需求，为工业机器人大规模落地应用带来机遇。 在落地实践中，机器人厂商可以不断调整设计和生产方案，从而形成技术成熟、作业稳定的工业机器人产品，再以此进入其他制造场景。时至今日，汽车产业依然是工业机器人最主要的应用领域之一。 蓬勃发展的中国汽车产业，能否成为中国工业机器人产业的沃土？ 从销量上看，答案是肯定的。根据中国机器人产业联盟（CRIA）的统计数据，2018年，汽车制造业新增工业机器人4万余台，是我国工业机器人销量第二的应用行业。电气电子设备和器材制造业新增4.6万台工业机器人，位列第一，但其中有相当比例是小型机器人。因此，汽车制造业才是工业机器人的主战场。 从市场竞争层面来看，答案也是肯定的。汽车制造端生产需求庞大，中国工业机器人厂商有广阔的生存空间。尽管技术水平落后于国外工业机器人巨头，但是本地化集成业务让中国工业机器人厂商从无到有落地生根，并与主机厂形成稳定业务合作。 一些工业机器人厂商直接由主机厂孵化而来。埃夫特的前身，就是奇瑞汽车设备部下属的装备制造科，区区十人，仅负责设备选型和维护保养。因为当时奇瑞产线采用的均为进口工业机器人，设备一出现问题就需要请外国专家打“飞的”支援，时间和金钱成本居高不下，产线一停，更是损失惨重。 因此，和大多数国内工业机器人靠应用集成立业不同，埃夫特从创立之初就以国产替代为目的，从机器人本体切入。为此创始团队奔赴全国各地寻找合作伙伴，最终和哈尔滨工业大学合作，成功研发出首款机器人本体。有了本体之后，埃夫特才考虑应用集成业务，在奇瑞实现工业机器人的国产替代。 如今，奇瑞产线上有超过九成的工业机器人出自埃夫特之手。通用、大众、菲亚特克莱斯勒、北汽等主机厂，都是埃夫特的大客户。 另一家工业机器人厂商瑞松科技，则与广汽紧密相连。最初，瑞松科技是松下机器人和电焊机的国内首家代理商；两年后推出首条摩托车焊接自动化生产线，开辟了工业机器人集成业务。 瑞松科技与广汽系的业务合作已经超过十年。广汽丰田、广汽本田、广汽乘用车、广汽新能源等广汽系主机厂的焊装生产线中，有30%到50%来自瑞松科技。本次新冠疫情期间，瑞松科技就向广汽集团提供技术支持，协助其在10天内建成5条口罩智能生产线。除了广汽系外，瑞松科技的客户名单中不乏长安马自达、东风本田等知名主机厂。 同样已经在科创板上市的江苏北人，则处于汽车零部件生产这一细分赛道。尽管购买其设备的零部件制造厂商众多，但是除了一汽业务外，其他主要客户均服务于上汽系主机厂。 国内汽车行业近三十年来的高速发展，让诸多国内工业机器人厂商取得了业务层面的成功。可不管是技术还是企业规模，国内企业与ABB等国外厂商仍有较大差距，难以望其项背。 2016-2018年科创板（待）上市工业机器人厂商（汽车相关业务）营业收入 2016-2018年科创板（待）上市工业机器人厂商（汽车相关业务）营业收入 下游降温，行业整合有望催生“本土ABB” ABB致力于研发、生产机器人已有40多年的历史，是工业机器人的先行者，也是世界领先的机器人制造厂商。ABB于1969年售出全球第一台喷涂机器人，1974年发明了世界上第一台工业电动机器人，拥有当今最多种类、最全面的机器人产品、技术和服务。ABB的发展历程，与本土工业的强势崛起密不可分。按照同样的产业逻辑，中国也许正在孕育自己的“本土ABB”。 2009年，中国超过美国，成为世界汽车产销第一大国，并向汽车保有量第一大国的宝座稳步迈进。国内大大小小几十家主机厂共享市场红利，汽车产业链上下游自然也风风火火。具体到工业机器人行业，国外巨头负责本体，国内集成商负责应用集成，分工合作其乐融融。有余力的国内厂商也许能略窥上中游技术门径，只安享增长红利也无可厚非。 2018年，连涨了28年的汽车销量首次下滑，拉开了汽车行业整合洗牌的序幕；2019年，汽车销量再度骤降8.2%，新能源汽车也在补贴退坡之后迎来了产销双降；2020年初则爆发了新冠疫情，让处在寒冬的车市又来了一次降温。在2019年，自主品牌汽车销量占比已不足四成，到2020年前两月，部分被誉为“国产神车”的自主品牌月度销量直接“归零”。 借鉴美、日、德等汽车产业已进入成熟期的国家，自主品牌的数量不过数个。我国汽车产业洗牌整合也不过是时间问题，缺乏核心技术和产品力的二三流自主品牌，将率先成为被市场淘汰的对象。 对于上游的工业机器人厂商来说，市场环境则可以用“温室不再，沃土依旧”来形容。 随着主机厂淘汰之势加剧，工业机器人厂商也将逐渐告别野蛮生长的时代：2018年，中国工业机器人销量首次下滑，汽车制造机器人销量同比下滑8.1%。但与此同时，中国车市销量仍有2,500万辆，头部车企仍在执行产能扩充计划，更多年销量上百万的车企巨头将脱颖而出，它们的供应链必将孵化出工业机器人厂商巨头，后者甚至能在业务规模上比肩四大家族。 下一轮库存周期部分车企产能扩张计划 业务拓展和技术研发，将是本土工业机器人厂商突围的关键。 专注于焊接工序的江苏北人，早就拓展出生产一般工业品的自动化焊接生产线，尤以游艇结构件柔性产线为代表。 其技术实力，则体现在航空航天领域。江苏北人“运载火箭贮箱智能焊接装备与工艺”被有关机构认证为“国际先进水平”，在2016年到2018年对营收的贡献占比均超过10%。江苏北人科创板募资有2.25亿元将投入智能产线项目，除了瞄准汽车制造这一老本行外，还将继续发挥现有技术和业务优势，争夺航空航天和船舶等行业的红利。 瑞松科技用于汽车工业以外的设备业务在2016和2017年已经占据40%的营收，业务多元化渐成气候。除了用于汽车生产制造的机器人自动化生产线之外，瑞松科技还有电梯机器人、精密电子柔性自动化装配生产线等业务。 通过科创板上市募资，瑞松科技主要希望能通过研发调整业务结构，增强面向3C、高铁、航空、船舶等高精尖行业的产品竞争力。 从创业伊始就参与机器人本体业务的埃夫特，则采取的是“买买买+消化吸收”的模式。通过收购CMA、EVOLUT和WFC，埃夫特坚持技术吸收和再创造战略，成功从本体业务延伸至下游应用集成领域。埃夫特还战略投资ROBOX，并在境内成立控股公司瑞博思，进入上游核心零部件赛道。 如今，埃夫特的研发已经贯穿工业机器人的上中下游，自主化水平不断提高，其产品也拓展至航空及轨道交通、电子电器等应用领域。 从我国工业机器人密度上看，即便是自动化、数字化程度最高的汽车产业，相较发达国家仍有较大差距；非汽车行业机器人密度与韩国、日本相比更是相差数倍。随着人口红利日渐消失，自动化设备和产线将成为我国制造业的普遍需求。 汽车行业洗牌对于本土工业机器人厂商来说是危与机并存：实力弱小的厂商自然有淘汰之虞，但业务规模庞大的巨头将在竞争中加速诞生。集核心技术和庞大业务规模于一身的“本土ABB”不太可能诞生在温室之中，只可能出现在市场竞争的“威逼”之下。
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