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干貨|從機(jī)器人到數(shù)字化工廠—杭州新松機(jī)器人研究院院長(zhǎng)陳立
1數(shù)字化工廠架構(gòu)
新松是我國(guó)有考證的最早的數(shù)字化智能工廠的提出者和實(shí)踐者,目前也是國(guó)內(nèi)數(shù)字化工廠案例最多的公司,領(lǐng)域覆蓋面廣,包括汽車及汽車零部件、石油化工、電梯裝配線、消費(fèi)電子裝配線、等多種行業(yè),浙江省民營(yíng)經(jīng)濟(jì)繁榮,杭州新松更是拓展各類民用行業(yè),比如某著名品牌咖啡廳室外遮陽(yáng)傘生產(chǎn)的無(wú)人化工廠、著名別墅實(shí)木木門(mén)打磨、裝配、檢測(cè)、存儲(chǔ)一體的無(wú)人化工廠。
整個(gè)數(shù)字化工廠的規(guī)劃可分為三個(gè)方向:一個(gè)是倉(cāng)儲(chǔ)、一個(gè)是物流,另外一個(gè)是機(jī)器人的工作單元,以現(xiàn)代信息技術(shù)為串聯(lián),涵蓋自動(dòng)裝配生產(chǎn)線、自動(dòng)檢測(cè)生產(chǎn)線、自動(dòng)校核生產(chǎn)線等成套裝備;生產(chǎn)管理新系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行設(shè)備的調(diào)配,聯(lián)通ERP對(duì)接客戶,可實(shí)現(xiàn)定制化下單,無(wú)紙化訂單的下發(fā),設(shè)備定制化生產(chǎn);
如下:車間的物流由立體倉(cāng)庫(kù)、智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)替代傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù),未來(lái)由于人口數(shù)量的增加,廠房越來(lái)越珍貴,算容積率高、單位面積的納稅額高是現(xiàn)代制造企業(yè)最求的目標(biāo),所以物料的倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)往空間發(fā)展;而AGV物流車的應(yīng)用,也減少了工人在工廠中繁重的搬運(yùn)工作,提高了工廠的物流效率;機(jī)器人與CNC的加工、檢測(cè)工作站的配合,也大大的提高了生產(chǎn)效率;
數(shù)字化工廠減少了30%的產(chǎn)品上市時(shí)間,減少了65%的設(shè)計(jì)修改時(shí)間,降低了成本,減少了工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)的介入。
物流方面還有一些無(wú)人的AGV,目前做到3噸重,精度0.1,會(huì)廣泛使用在汽車行業(yè)里面。
2工業(yè)機(jī)器人
接下來(lái)重點(diǎn)講一下工業(yè)機(jī)器人,自動(dòng)化行業(yè)里皇冠上的明珠,為什么是工業(yè)機(jī)器人呢?工業(yè)機(jī)器人是智能制造的基礎(chǔ)工具、數(shù)字化工廠的螺絲刀、制造業(yè)廠房的必須品,能夠縮短非標(biāo)生產(chǎn)線的產(chǎn)品研發(fā)周期;提升整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性;多臺(tái)機(jī)器人協(xié)同工作,提升了生產(chǎn)節(jié)拍;具有強(qiáng)大的開(kāi)放性,符合數(shù)字化工廠、工業(yè)4.0中的總線通信;設(shè)備相對(duì)非標(biāo)執(zhí)行機(jī)構(gòu)非常保值;而且具有一定的觀賞性,工作時(shí)和人手的工作狀態(tài)十分相近。
涉及的應(yīng)用領(lǐng)域目前涵蓋了點(diǎn)焊、弧焊、碼垛、裝配、打磨、拋光、噴涂、機(jī)床上下料等各種作業(yè),廣泛應(yīng)用于汽車及零部件、工程機(jī)械、電力、電子、家電、電梯、煙草、食品、醫(yī)藥、紡織、五金、低壓電器、機(jī)械電子等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)領(lǐng)域。
盤(pán)古開(kāi)天地,最早的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用是用于傳統(tǒng)的搬運(yùn)碼垛行業(yè),將人從重復(fù)繁重的搬運(yùn)中解脫出來(lái),提升了工廠中物料的標(biāo)準(zhǔn)化,大大的提高了生產(chǎn)效率,其中機(jī)床上下料是一種延伸的應(yīng)用,但由于人員工資和性價(jià)比方面的問(wèn)題,我國(guó)在機(jī)床上下料領(lǐng)域的應(yīng)用,基本上基于一個(gè)工位加工在30秒左右的CNC工位,一臺(tái)固定的工業(yè)機(jī)器人對(duì)應(yīng)三臺(tái)機(jī)床,成品字型,對(duì)應(yīng)四臺(tái)機(jī)器人自身的一軸限位就較為尷尬,當(dāng)然也有一臺(tái)機(jī)器人裝配外部第七軸做上下料的工作,這個(gè)都要依據(jù)應(yīng)用客戶的預(yù)算和他的生產(chǎn)節(jié)拍來(lái)定制方案。
工業(yè)機(jī)器人最傳統(tǒng)的應(yīng)用之一點(diǎn)焊應(yīng)用,我去過(guò)山東德州的一些電動(dòng)助力車的制造廠,這個(gè)人工工位是依舊存在的,4到6名工人拿著50公斤的點(diǎn)焊工具,圍著一個(gè)車架在進(jìn)行拼焊工作,大夏天,一干就是8個(gè)小時(shí)以上,大汗淋漓十分幸苦,而且車間的噪聲較大,對(duì)人工的身體健康是嚴(yán)重的印象,正規(guī)的汽車生產(chǎn)廠,工業(yè)機(jī)器人就很好的替代這個(gè)工位的工作,由6臺(tái)及以上的200公斤負(fù)載能力的工業(yè)機(jī)器人對(duì)白車身進(jìn)行點(diǎn)焊,大大的釋放了勞動(dòng)力,確保了產(chǎn)品的穩(wěn)定性,不會(huì)有漏點(diǎn)漏焊的現(xiàn)象,一下視頻就是我們公司的工業(yè)機(jī)器人在某國(guó)內(nèi)汽車廠點(diǎn)焊工作的狀況;弧焊也是比較常見(jiàn)的應(yīng)用,就不介紹了。
機(jī)器人噴涂替代的也是環(huán)境較為惡劣的行業(yè)應(yīng)用,我國(guó)的版式家具的生產(chǎn)量出口量居全球第一,而早期家具的生產(chǎn)加工還是大量的采用了人工生產(chǎn),機(jī)器人噴涂就替代了一部分老油漆工的工作,板式家具講究薄噴多次,利用機(jī)器人可以很好控制油漆的高度、流量、霧化,來(lái)回噴漆掃槍的一致性也是無(wú)可挑剔,右圖就是我們機(jī)器人對(duì)椅子腳的噴漆。
DELTA和SCARA機(jī)器人大量的用于食品包裝以及電子裝配行業(yè),配合視覺(jué)相機(jī)在產(chǎn)品的后端做包裝的搬運(yùn)取料工作,由于通常是一個(gè)傳輸線到另一個(gè)傳輸線的小包裝大包工作,所以通常是4個(gè)電機(jī)4自由度的機(jī)器人,用于位置的變化,姿態(tài)角只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)度,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)學(xué)模型所致,速度極快,目前最快的可以做到220次每分鐘的抓取,工業(yè)總線技術(shù)和虛擬軟件分配工作的應(yīng)用,使多臺(tái)機(jī)器人協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)可能,而且任務(wù)分配也更趨于合理,不至于前面的機(jī)器是120%的工作負(fù)荷,后面只有40%的利用率,設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)也可以確保。
現(xiàn)在講智能制造,智能融合的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用越來(lái)越被廣泛的用于工業(yè)生產(chǎn),那對(duì)工業(yè)機(jī)器人本身的要求也要一定的提升,傳統(tǒng)控制非自主的工業(yè)機(jī)器人,提升空間就較為有限,需要跨公司的合作,而當(dāng)都是自主開(kāi)發(fā)的情況下,高性能電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)的開(kāi)放性,可提升機(jī)器人的軌跡精度;控制器通信技術(shù)的提升,可使機(jī)器人對(duì)外界信號(hào)的判斷提高響應(yīng)時(shí)間;信息技術(shù)的應(yīng)用,使機(jī)器人更聰明,脫離人工示教;先進(jìn)控制算法的應(yīng)用可以對(duì)串聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重力及摩擦力的誤差補(bǔ)償;
所以就有了以下行業(yè)的應(yīng)用拓展,激光焊接、激光切割行業(yè),傳統(tǒng)的激光切割機(jī)占地面積大,設(shè)備一次性投入的成本高,而工業(yè)機(jī)器人提升精度、速度后倒掛式安裝,外掛一個(gè)激光切割頭也可以做一樣的汽車鈑金件的三維切割工作,占地面積小,成本可能只有五軸激光床的1/3,但速度方面還是需要提升,這是未來(lái)全球各家具有工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)能力的公司所要研發(fā)的方向。
機(jī)器視覺(jué)是最近較火的課題,特別是機(jī)器視覺(jué)用于無(wú)人駕駛,而工業(yè)生產(chǎn)中知否需要視覺(jué)的介入,答案是肯定的,風(fēng)扇吹箱子的案例其實(shí)是取巧的方式而限制了生產(chǎn)型工廠的規(guī)模化、一致化發(fā)展,人類有兩個(gè)主要的傳感器,一個(gè)是視覺(jué)、一個(gè)是觸覺(jué),視覺(jué)傳感器及工業(yè)相機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)用對(duì)產(chǎn)品具有測(cè)量、判斷、追溯能力;隨著3D雙目視覺(jué)的驟步成熟,亂筐取料成為了可能,大量的少了夾具工裝的定制,例如一個(gè)化妝品企業(yè),化妝品罐子從注塑機(jī)出來(lái),可以凌亂一筐直接送達(dá)上料工位,而不需要人工檢料,由機(jī)器人配合立體相機(jī)實(shí)現(xiàn)上料。
另一個(gè)傳感器觸覺(jué)傳感器的應(yīng)用,首先在機(jī)器人生產(chǎn)制造行業(yè),實(shí)現(xiàn)了電機(jī)輸入軸裝RV減速機(jī)的應(yīng)用,使機(jī)器人生產(chǎn)機(jī)器人成為了可能,再說(shuō)一個(gè)好玩的應(yīng)用,高檔車座椅有多種電子元器件,例如電暖器、壓力傳感器,但怎么才能檢測(cè)電子元器件的壽命呢?原來(lái)是一個(gè)200斤的工人一直坐,擠壓這個(gè)座椅,直到傳感器壞掉,現(xiàn)在有了新的技術(shù),利用一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人加力傳感器加半個(gè)仿人型的假人,模仿人坐座椅的擠壓、挪動(dòng)、摩擦,不僅可以批量測(cè)試汽車座椅中電子元器件的壽命,還可以根據(jù)力傳感器的反饋程度,檢測(cè)座椅的發(fā)泡程度是否合格。
越來(lái)越多的工業(yè)機(jī)器人需要和同類或大型的機(jī)械協(xié)同工作,在自動(dòng)化程度逐步變高的中國(guó),機(jī)器人與人的協(xié)同工作越來(lái)越成為需要,安全性成為挑戰(zhàn),機(jī)器人與機(jī)器人協(xié)同工作時(shí)需要直到自身的坐標(biāo)和自身手臂的坐標(biāo)位置,機(jī)器人自身需要具備安裝裝置,不管是伺服電機(jī)電流值的設(shè)置,還是安全外套的裝配,還是扭力傳感器在伺服電機(jī)后端的添裝,都是為了更安全的進(jìn)行生產(chǎn)。
我們以前跑現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,常需要教現(xiàn)場(chǎng)的操作工使用工業(yè)機(jī)器人,而操作工一旦具備這項(xiàng)技能后,跳槽也變得平凡,老板們就跑回來(lái)問(wèn)我們,有什么方案,信息技術(shù)的融合,圖形圖像學(xué)的使用,結(jié)合CAD/CAM,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操控機(jī)器人,離線軟件的使用使機(jī)器人跑出人工示教不能達(dá)到的曲面軌跡,使產(chǎn)品更柔順漂亮,離線軟件的拓展,更成為數(shù)字化工廠、工業(yè)4.0的可視化窗口。
3螺絲釘
一個(gè)巨型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者數(shù)字化工廠,都是由一個(gè)一個(gè)零部件構(gòu)成的。國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的生存空間在進(jìn)口機(jī)器人的擠壓下,如果維持技術(shù)創(chuàng)新不變,空間不會(huì)變大,會(huì)越來(lái)越被擠壓,我們只有具有自主的創(chuàng)新能力和自主的設(shè)計(jì)能力,還要有扎根基礎(chǔ),注重細(xì)節(jié)的螺絲釘精神,長(zhǎng)期堅(jiān)持不斷做一件事情,才可能吧工業(yè)機(jī)器人越做越好,同時(shí)注重應(yīng)用開(kāi)發(fā)和工藝方面的融合,才能把產(chǎn)品的技術(shù)特長(zhǎng)發(fā)揮出來(lái),同樣也要跟齒輪和螺絲釘一樣,注重各環(huán)節(jié)銜接,才能搭建巨型的數(shù)字化工廠。
同樣,大學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面,也要從螺絲釘做起,一定要尊重資本,企業(yè)還是以盈利沒(méi)目的,資本對(duì)你的投資也是基于你和團(tuán)隊(duì)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出;而技術(shù)輸入這塊,就像學(xué)校的學(xué)生,需要尊重知識(shí)、尊重技術(shù),但是技術(shù)不是唯一性的,企業(yè)創(chuàng)業(yè)不是高校也不是研究所,重中之中是要注重市場(chǎng)營(yíng)銷,市場(chǎng)營(yíng)銷是才是企業(yè)生存救命稻草。產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)要跟生產(chǎn)相結(jié)合,生產(chǎn)沒(méi)有在高校中想象的那么簡(jiǎn)單,很多時(shí)候都是時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的修煉,對(duì)每某一個(gè)工藝要用什么樣的設(shè)備,要用什么樣的加工方式,什么樣的材料,這些都是根據(jù)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累才能了解,這些實(shí)際情況并非在書(shū)本上面能找得到的。企業(yè)的持續(xù)發(fā)展,你自己作為一個(gè)創(chuàng)始人或者CEO,要持續(xù)進(jìn)行一定的創(chuàng)新,不斷地進(jìn)步才能讓你的企業(yè)有持續(xù)性的發(fā)展。
4關(guān)于新松
新松公司,隸屬于中科院沈自所,公司名字的由來(lái)是為了紀(jì)念中國(guó)機(jī)器人事業(yè)的主奠基人,沈陽(yáng)自動(dòng)化所所長(zhǎng),"863"計(jì)劃自動(dòng)化領(lǐng)域首席科學(xué)家。
杭州新松于2010年注冊(cè)成立,注冊(cè)資金2億元,坐落于杭州其中一個(gè)國(guó)家級(jí)產(chǎn)業(yè)集聚園區(qū)大江東工業(yè)園,占地430畝,現(xiàn)設(shè)有工程、研發(fā)、生產(chǎn)三大技術(shù)部門(mén),研發(fā)更是有省重點(diǎn)企業(yè)研究院、院士專家工作站、博士后工作站等;
文章來(lái)源:本文內(nèi)容來(lái)源于機(jī)器人大講堂走進(jìn)百所高校?西北工業(yè)大學(xué)站,杭州新松工業(yè)機(jī)器人智能裝備研究院院長(zhǎng)陳立發(fā)言內(nèi)容
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關(guān)于機(jī)器人的知識(shí)技巧了,學(xué)習(xí)以上的干貨|從機(jī)器人到數(shù)字化工廠—杭州新松機(jī)器人研究院院長(zhǎng)陳立知識(shí),對(duì)于機(jī)器人的幫助都是非常大的,這也是新手學(xué)習(xí)機(jī)電專業(yè)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問(wèn)題可以點(diǎn)擊右側(cè)人工服務(wù),我們會(huì)有專業(yè)的人士來(lái)為您解答。
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