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协作机器人产品特点

2021-11-02 15:29:15

协作机器人产品特点


协作机器人技术发展特点主要体现在易用性、灵活性、安全性三个方面。


1、易用性


易用性是机器人控制器设计的重中之重,其中涉及具体技术包含各类图形化编程、工艺包、示教方式、指令丰富程度、二次开发平台、系统扩展性(硬接口, 软协议),离线编程软件等。虽然,协作机器人的拖动示教功能特性免去了传统工业机器人复杂的编程和配置,使其操作简单、易上手。但是,目前市场的一些人机协作机器人产品,它们提供的图形界面只能完成一些简单的拣选/取放任务,仍存在易用性不强的问题。为提升协作机器人的易用性,行业内企业对机器人编程语言进行开发优化,使机器人能适应复杂工作环境。如 UR 机器人采用一种专利技术的图形化编程方式,把复杂的指令简化为组合按钮形式,配合拖动示教完成机器人的编程;日本 Mujin 提供一种简单快速的 3D 环境重建方法及针对复杂环境进行自动轨迹规划的技术,可大幅降低机器人部署时间和工作量;Franka 推出图形化编程系统,通过组合不同的基本元素,使用户可在不具备任何专业知识的情况下编写复杂的机器人程序。随着协作机器人应用领域的不断扩展,要提升协作机器人简单易用性,提供更简单直观,功能更强大的编程方法仍将协作机器人企业长期努力的方向。


2、灵活性


从软件层面来看,协作机器人系统多数具有学习和演化的能力,使其产品具


有适应性、灵活性,它们主要采用增强型学习方法和遗传规划,可实现多机协同作业。然而,目前的多机器人学习和演化还停留在比较低的行为层次,其学习和演化的任务和环境也非常简单,当其面对更为复杂的任务和环境时,存在时滞评价和组合爆炸问题。同时,对多智能体的分布式学习与演化,也与传统的集中式的学习与演化方法有明显区别,还有待寻找更为有效的行为优化方法。


从硬件层面来看,目前,协作机器人技术产品多数为 6 自由度及以上的多关节机器人,自重及负载都较小,产品安装方式及其移动部署相对灵活。适用于柔性、灵活度和精准度要求较高的行业如电子、医药、精密仪器等行业,满足更多工业生产及服务行业的操作需要。



人机协作


3、安全性


安全问题作为实现人机协作一个前提条件,只有保障了操作人员的人身安全, 才能更好的协同工作,提高企业效率。为有效规范协作机器人设计及安全,国际标 准 化 组 织 于 2016 年 3 月 发 布 了 《 ISO/TS15066 Robots and robotic devices--Collaborative robots》标准,该标准作为支持 ISO10218“工业机器人安全标准”的补充,进一步明确了协作机器人的设计细节及系统安全技术规范。


各协作机器人企业都通过开发硬件或者软件,抑或两者兼备的方式确保其能实现人机协同作业,但不同企业实现途径不一。ABB 的 Yumi 在硬件上通过被软性材料包裹的塑料外壳,能够很好地吸收对外部的冲击;在软件上有运动速度和功率限制的设计,当它与工人或其他物体接触时,内置的传感器就能检测到。Rethink 协作机器人产品通过搭载串联弹性驱动器(SEA),将力矩控制转化为弹簧形变量控制,实现准确的力矩控制。发那科在底座安装力传感器, 来检测外力。博世协作机器人配备机器人保护皮衣 APAS(触觉检测装置),检测受力情况并可向控制器提供即时反馈,确保人员安全。


由于协作机器人具有高安全性,其适合要求人员介入的有限空间作业的场景, 大部分是涉及装配,例如电子产品装配,机器人来放置零件,操作人员负责组装。


因为体积小,重量轻,安装和调试简单,同样的一台机器可以相对方便的移动位置,重新进行示教,极大的提高了生产线的柔性,减少的投入。


随着制造业的转型升级,以计算机、通信及消费量类电子产品为代表的 3C 产业蓬勃发展,产品生命周期变得越来越短,用户个性化需求也越来越高。面对生产线变更时间需大幅缩短,工作空间狭小等问题,传统的“非自动即动手”的生产装配模式已难以应对,大量工作需要人和机器人人协作完成。因此,为搭建灵活高效的制造系统,人机协作成为有效解决方案。人机协作不仅是解决现实问题的需要,也是长远发展的选择。




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