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【原创】“缺芯”之下,国产机器人如何发力?
天机 | 高工年会 文章来源自:高工机器人网
2021-12-23 09:34:31 阅读:7147
摘要天机从硬件升级到软件升级,再到应用场景创新,通过多维进化为客户带来实际效益。

【文/潘敏瑶】受疫情影响,全球经济受到严重冲击,大量制造业厂商陷入停工待产的困境,全球供应链流通遭遇挑战。

中国作为全球最大的工业机器人市场,制造业复工复产超预期,同时,下游行业的自动化需求进一步被催化,使得2020年工业机器人销量不减反增。高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2020 年中国工业机器人销量 16.97 万台,同比增长 10.84%左右。

2015-2021年中国工业机器人销量及预测(单位:万台,%)

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数据来源:高工机器人产业研究所(GGII)

“中国对疫情的有力控制以及‘2030碳达峰,2060碳中和’政策的发布,使得2021年机器人市场景气度较2020年实现大幅度提升,而‘缺芯’的现状,倒逼国产机器人再次发力。”天机董事长陈曦在12月15日举行的2021高工机器人年会上发表主题演讲时表示。

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从工业机器人的细分产品来看,多关节机器人主要以小六轴为主要拉动力,众多厂商均在小六轴产品上发力,主要聚焦3C、新能源等行业应用。

陈曦指出,随着客户自动化需求的迫切提升,以及工业机器人应用需求的增多,工业机器人融合了更多复杂的技术,在过去以上下料为主的应用场景延伸至更多复杂的场景。

在此背景下,天机从硬件升级到软件升级,再到应用场景创新,通过多维进化为客户带来实际效益。2021年也成为了天机机器人国产化的元年。

硬件升级

2021年,天机推出了全新EVO系列机器人,该系列机器人涵盖EVO4、EVO7、EVO7L、EVO12四种型号,工作半径分别为565mm、723mm、912mm及1470mm,最大负载分别为4kg、7kg及12kg。

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在硬件升级方面,EVO系列在天机所有系列中速度最快,为客户全面提高生产能效。比如,EVO4可做垂直方向25mm、水平方向300mm往返动作,标准循环时间可达0.35s

天机还针对EVO4、EVO7/7L、EVO12各个轴进行实测,精准验证规格值。陈曦强调,理论是检验真理的唯一标准,速度也不例外。数次反复验证,实测值才是客观事实,EVO系列经得起数据考验。

此外,EVO系列机器人本体的防护等级达到IP67 ,控制柜防护等级达到IP54,具备防喷溅、防粉尘、防油污、耐腐蚀的特性,更适合恶劣环境的应用。

具体来看,EVO系列机器人的手腕部具有耐腐蚀涂层的设计,采用了特殊渗氮工艺,从而形成超耐磨防护层;机器人的R轴关节拥有多重防护,可完全避免异物侵入及关节介质污染环境;全机身密封的设计加上全机身IP67防护等级,使得机器人可用清水清洗;IP54 防护等级控制柜更是为机器人在恶劣环境下使用提供了全方位守护“智慧大脑”。

以CNC场景中的应用为例,以往机器人使用的是防护棉的保护方式,该方案的缺陷是使用时间久了之后容易有异物和油污的侵入,导致控制柜整体失效。为此,天机机器人通过特殊渗氮工艺,形成超耐磨防护层,使氮原子渗入工件表层内,进行化学热处理,有效提高零件表面硬度和耐磨性,大幅度提高疲劳强度和抗腐蚀

另外,EVO系列机器人维护简单,在有效防护同时,防护件拆卸简单,定期维护保养时,节约停机时间。机器人还采用了迷宫封闭环设计,有效防止异物进入,保障IP67防护等级。此外,机器人“阻隔层+密封层”的双层防入侵设计实现了双层保险,为关节添加安全防护屏障。

在结构的设计上,EVO系列机器人采用防线缆缠绕设计,手腕中空,线缆与气管可以从手臂中间穿过,有效避免运动中线体发生缠绕;B轴手臂上方集成10路型号,整体内部可选置入双电磁阀;机器人还可以实现360°任意角度安装,可装于地面、墙壁、倾斜面、顶面等。

EVO4底座尺寸仅为14.7cm*17.7cm,一只手掌的占地面积,相当于一张A4纸的41.7%,安装方式可选择使基座沉入台面以下,空间利用率提升26%以上。

软件升级

在软件层面,天机对控制系统进行了升级。陈曦指出,机器人在打磨、涂胶、喷胶等实际应用中,很多时候是以路径产生实际效益,即在轨迹行进过程中,作用于产品。路径复杂时,编程难度指数级上升,培训成本和使用成本随即上升。

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基于此,天机通过独特的工艺参数编程语言FCC,简化复杂路径应用编程。陈曦介绍:“编程语言FCC里加入了力的参数、速度的参数等,用户可以不仅仅从点位上去调试机器人的运作状态,还可以从更多的维度、更多的姿态让机器人调试更加简单。”

咖啡拉花举例,其难点在于点位示教,因为该工艺涉及非常精细的动作,天机机器人搭载自主研发的双目相机,可捕捉人操作工件的实时动作数据,包括速度、位置等,通过实时数据转换成机器人的语言,利用3D视觉所见即所得的功能,把编程时间大大缩短到5分钟之内。

3D鞋帮打磨案例中,机器人在进行曲面运动时,对速度和精度的要求非常高,因而天机在轨迹规划上进行了多重优化,可对复杂曲面行走路径进行实时调整,从而让鞋子适应不同的运动状态。

另外,Nebula控制系统自带五轴运动功能,在五轴雕刻、五轴牙套打磨、五轴点胶等传统只有五轴设备能做的工艺,用机器人替代可释放相比机床更大的运动空间。

值得一提的是,凭借企业的技术创新能力,2021年,天机被工信部评为国家级专精特新“小巨人”企业,被广东省评为专精特新中小企业。在12月17日的高工金球奖颁奖典礼上,天机智能被授予“2021创新技术奖”。

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