协作机器人--智能工厂的当然之选！

 

​导语过去我们常说的是代替人类劳动，而现在机器人更多地被认为是辅助工具，一成不变的自动化和手动劳动之间的严格界限正在逐渐取消。应运而生。

 

 

        说到工业机器人大家一定不陌生，传统的工业机器人拥有多关节机械手、动力装置和传动机构，有的甚至还拥有视觉。想象一个场景，它们中的大部分在车间自动作业或是被安装在防护网中被人引导作业。偌大的制造车间，员工在一块区域，机器人在另一块区域，我们不禁想问，人机协作可以更和谐一些吗？
 

        过去我们常说机器人代替人类劳动，而现在机器人更多地被认为是辅助工具，一成不变的自动化和手动劳动之间的严格界限正在逐渐取消。高效的传感器、智能的控制技术和最先进的软件技术集成在机器人上，确保了人和机器人之间无需防护栏就可安全合作，也可以不限定地点和任务灵活地协作。，协作机器人应运而生。
 

        ▲ 过去vs现在，协作机器人大放异彩
 

        协作机器人（collaborative robot），简称cobot或co-robot，是一种设计和人类在共同工作空间中能进行近距离互动的机器人。与传统工业机器人不同，它能和人类近距离接触，在生产生活中充当不同的角色，如在办公室环境下它可以是和人类一起工作的自主机器人，在工厂中它可以充当没有防护罩的工业机器人。协作机器人可以协助人类员工，一起安全地执行特定任务，提高效率。毫无疑问，协作机器人是智能工厂的之选！
 

        为什么协作机器人更适用于智能工厂？
 

        协作机器人作为新兴的、备受关注的机器人种类，具备很多优点，概括起来主要有三个安全，低成本以及易于上手。
 

        ，协作机器人继承了传统工业机器人的优点，装备有视觉、触觉传感器。相较于前者，协作机器人拥有更智能的软件系统。这就保证了它们能够在更加灵活的环境中工作，这也意味着它们知道自己与身边环境的关系，能够根据环境的变化做出相应调整。它们的安全保障与传统机器人截然不同。
 

        ▲ 图中，用户可以用手轻松拖动Sayer智能协作机器人，培训它们执行任务，这种方式我们称为“示教即编程”。
 

        ，主流场合使用的机器人，根据负载能力不同，售价区间在￥20到￥40左右，但其高昂的部署成本会让大多数中小型企业望而却步。而协作机器人的价格要相对低廉得多，如中国的Dobot协作机器人最低售价仅为3000美元，美国的Sayer售价29000美元，丹麦优傲的UR10售价35000美元，还能节省不少的部署成本。
 

        ，协作机器人的独立性很强，它代替的是单独的人，二者之间可以互换，一个协作机器人坏了，挪开找个人代替就好了，整个生产流程的灵活性非常高。像Rethink Robotics的Sayer和Baxter协作机器人仅需通过挪动它们的“手臂”进行培训。设定完成后，它们可以和人类并肩工作，在生产线执行一些重复性的任务。
 

▲ 人机协作
 

        根据BIS Research的研究数据显示，到2021年，协作机器人的市场销量将达到15万台，销售额有望增至20亿美元。而Transparency Market Research在去年发布了一份报告称，到2024年底，全球协作机器人的市值将达到950亿美元，年均复合增长率30%。部署协作机器人，已成为智能工厂的一种优先选择。
 

        协作机器人常见的应用场景
 

        在以传统机器人为主的自动化生产线中，机器人作为整个生产线中的组成部分，很难单独拿出来，如果某个环节的机器人坏了，在没有设计备份的情况下，整个产线可能要停工。而协作机器人完全不会有这些顾虑，一个协作机器人坏了，换人代替就好。这也决定了协作机器人拥有更广泛的应用场景。
 

        优傲机器人公司（Universal Robots）近期发布的一份白皮书列举了协作机器人最常见的七大应用场景。包括拾取、放置、设备看护、包装码垛、加工作业、精加工、质量这七种应用场景。
 

▲ 协作机器人应用场景——质量检测
 

        但除了工业和物流领域的应用，协作机器人在商业领域也具有较大的发展前景。有业内人士指出，协作机器人在商业领域的市场规模会比工业领域大很多。其中就包括了目前比较热门的医疗领域和服务领域。
 

▲ 骨科手术机器人
 

▲ 服务机器人
 

        全球领先协作机器人公司及产品
 

        作为全球最大的工业机器人制造商之一，ABB在2014年研制出了其首款协作机器人YuMi，目标市场为消费电子行业。而随着YuMi的出现，ABB从传统工业机器人巨头的行列，正式进入新兴的协作机器人市场。同年，库卡发布了他们的协作机器人LBR iia，安川Motoman也发布了他们的协作机器人产品Dexter Bot。发那科的协作机器人原型已在2015年面世。而其中的佼佼者，当属Rethink Robotics的Sayer和Baxter协作机器人。
 

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▲ ABB 协作机器人YuMi
 

        2015年4月， ABB在德国汉诺威工业博览会上正式向市场推出全球首款真正实现人机协作的双臂工业机器人YuMi。
 

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        库卡｜LBR iia
 

库卡协作机器人LBR iia
 

        2014年11月的工博会上，LBR iia在中国市场亮相，铝制外壳的LBRiia可谓小巧玲珑，其高度不过50厘米，重量也不到24公斤。它的身形大小也与其名称颇为吻合，按照库卡的解释，LBR的字面意思就是轻型工业机器人。
 

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        安川Motoman｜Dexter Bot
 

        ▲ 安川Motoman协作机器人Dexter Bot
 

        日本安川Motoman的DexterBot机器人和LBRiia类似，速度和精度都比较高，是为了实现直接的人机协作而设计的。
 

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        发那科｜CR系列机器人
 

        ▲ 发那科CR系列机器人
 

        2016年发那科推出CR系列机器人CR-35iA, 4iA, 7iA 和 7iAL。CR系列机器人符合新出台的安全标准，配有捕捉功能，机器人手腕部最大负载达到35kg，可以在没有安全围栏隔离的情况下与人一起工作。
 

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        Rethink Robotics｜Sayer和Baxter协作机器人
 

▲ Sayer、Baxter协作机器人
 

        以及创始人Rodney Brooks
 

        最值得一提的是Rethink Robotics旗下的Sayer工业机器人和Baxter协作机器人。作为美国新兴的知名机器人制造企业，Rethink Robotics是目前最先进的协作机器人提供商之一。Rethink Robotics早在2012年推出过协作机器人的原型Baxter，它具有常识性，拥有友好的面孔和感知人类的特性。而在2015年，Rethink Robotics公布了新一代协作工业机器人Sayer，较Baxter体型更小，能够处理普通机器人无法处理的高精度工业任务。
 

        有趣的是，Baxter和Sayer都拥有表达能力。如果一切顺利，它们会微笑；如果工作出错，它们会皱眉；如果遇到疑惑，它们会扬起眉毛。它们的眼睛能够显示它们的动作计划，这样与之协作的工人能够清楚地知道它们的想法和行动。相比于工厂机器，它们更像协作工人。
 

        两个视频，来欣赏一下Baxter和Sayer在车间的风采！
 

        ▲ Baxter创新的智能协作机器人
 

        ▲ Sayer智能协作机器人全球工作集锦
 

        随着机器学习算法以及诸如神经形态芯片等其他技术的发展，机器人变得越来越智能，它们能够出色地完成人类也无法完成的任务。他们拥有更好的数据库，能够更好地识别人类、机器和周围的同伴，并能更好地与环境协作。机器人对于未来经济发展会越来越重要，它能够大大推动生产力的发展。
 

        但这并不意味着机器人会取代人类。Human class，human-scale task in a human environment.来自Baxter的广告词，写的非常贴切。未来所有的机器人都会具备与人类一起安全的协同工作的特性。而人类面临的挑战则是如何在短期内提高机器人的技能，让机器人更加智能。这样，机器人才能更好地与人类协作。