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【年会演讲】索利洋深度剖析新一代工业机器人的核心技术路径

2016-12-28 15:58 高工机器人网 阅读:9019
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摘要在12月22日下午举行的2016高工机器人年会上,配天机器人副总经理索利洋以“新一代工业机器人的核心技术路径”为主题的演讲也不例外。接下来,一起听听索利洋对于工业机器人核心技术及机器人本体设计方向的独到见解。

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  【文/潘敏瑶】以技术为导向的安徽省配天机器人技术有限公司,在今年的多场演讲中,内容均围绕着产品技术或整个机器人行业的技术发展来阐述,在12月22日下午举行的2016高工机器人年会上,配天机器人副总经理索利洋以“新一代工业机器人的核心技术路径”为主题的演讲也不例外。接下来,一起听听索利洋对于工业机器人核心技术及机器人本体设计方向的独到见解。

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  新一代工业机器人六大核心技术

  欲打造出工业机器人行业内的精品机器人,首先要了解工业机器人的核心技术。伺服电机是本体的核心部件,随着机器人技术的不断发展,现在很多机器人厂家对于伺服电机的短时超负载能力、体积、结构,提出了更高的要求。

  第二是对于伺服驱动器的性能要求也越来越高,包括响应快、总线接口多、集成度高、接口开放程度高。第三是减速器,索利洋认为在国内机器人领域,减速器的发展比较慢,对于精密减速器的要求是减速比大,扭矩、刚性大,体积小,结构中空。此外,控制系统也是很重要的模块,需要硬件平台可靠、软件平台稳定、设计模块化、接口多、可定制化程度高。

  第五项核心技术是算法,索利洋表示:“我们统称的算法一般在控制系统内,算法决定了工业机器人的性能、水平以及运动效率,包括专用算法的适用性,路径、速度、加速度的规划,绝对补偿、空间补偿等误差计算。”

  最后一部分是国内机器人厂家比较缺失的,即人机交互。在索利洋看来,进口机器人和国产机器人从外观上就可以分辨出来的原因在于目前国产机器人整体来说还处于把机器人功能实现的阶段,还没做到把机器人做成精品的阶段。

  “国产机器人要想突出重围,必须要把机器人从整体到软件系统、人机交互等所有模块引入工程设计中。”索利洋举例说明:“大家知道库卡机器人都做得非常酷炫,国产机器人也可以做到,只要你用心做就可以将人机交互做得外观美、操作界面风格选择多、编程简单易学、使用疲劳度低。”

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  作为本体厂家,如果想进一步提高工业机器人的水平和品质,那么在机器人本体设计上要往三个方向去发展,包括集成化、模块化、智能人性化。

  集成化

  电机与机器人本体高度集成。“这是本体厂家下一步的发展方向”,索利洋指出,“今年我们推出的小六轴明星产品就是根据最优布局来设置的。想要达到电机与机器人本体高度集成,前提是电机厂家愿意和你合作。好在配天机器人拥有自己品牌的伺服电机、伺服驱动器,所以可以很容易的对机器人使用的电机进行个性化设计。”

  驱动器、电机与机器人本体高度集成。索利洋举例库卡协作机器人iiwa作阐释,展示了其每个轴里面集成了减速器、伺服电机、编码器、力矩传感器等,所有部件为中空设计。索利洋说道:“将协作机器人的集成度做到最精致才能达到外观不臃肿,重量又轻,同时拥有集成化的性能。”

  驱动器与控制系统高度集成。索利洋分析驱动器与控制系统实现高度集成的优势是满足了3C行业自动化产线工位细分的要求;采用先进制程工艺带来了芯片成本红利;节点数下降减少了工业现场总线的实现成本;硬件模块的兼并、去冗余化的设计压缩了控制柜的体积;控制系统的定制化利润空间较大;芯片工艺的持续进步是驱动一体化实现的技术保障。

  同时,这项集成也有一定限制。同一款控制系统难以匹配不同负载等级的机器人;紧凑的柜型增加了散热、电磁兼容等多技术的设计复杂度。

  索利洋指出:“在3C行业,由于流水线的空间有限,对于本体厂家来说,无论是机器人本体还是控制系统,都要求占据很小的空间。”因此很多厂家推出了驱控一体化产品。

  通用机器人控制系统到一体化机器人控制系统,再到紧凑型一体化控制系统的趋势是由结构更松散、单个模块化实现功能更单一、接口更加通用化向结构更紧凑、单个模块实现功能更复杂、接口更加定制化发展。

  基于以上概念,配天机器人今年推出了两款产品。第一是高度集成的六公斤产品,即AIR6;第二是高度集成的驱控功能台式柜,即ARCCD10。

  模块化

  控制系统软件架构模块化。代码跨平台设计开发、实时操作系统、功能任意扩展、可快捷编程、可二次开发均体现了控制系统软件架构模块化。配天机器人控制系统ARCS正是在此理念下研发而成。

  运动控制基本算法模块化。“我们的控制算法主要从人机功能学方面着手,分三大方面进行扩展,包括人、机器人、环境。”索利洋表示,通过模块化的设计,使配天机器人的控制系统更灵活,更能够根据用户的不同需求进行定制化的算法服务。

  机器视觉工具箱模块化。索利洋介绍,目前配天机器人的机器视觉产品已经达到150个工具模块,它们可以任意组合,让用户在不同环境下,根据不同需求实现机器视觉完美识别目标的功能。

  智能人性化

  索利洋在演讲中所提到的“人性化”更多是指工业设计的人性化。“作为国产机器人,如何让你的产品能在客户第一眼看到时就觉得高大上,工业设计是非常重要的。”索利洋进一步说道:“但是,我发现国内的机器人厂家很少会把工业设计提上日程并运用在工业产品上。”

  显然,配天机器人已经将工业设计人性化的理念运用在了从试教器外形到操作界面上,旨在每个环节和细节都能实现极致的工业设计美感。“我们为了满足客户需求,针对示教器操作系统设置了不同主题,客户可以根据自己对背景颜色和字体的喜好来切换主题,怎么舒服怎么切换。”索利洋笑言。

  此外,配天机器人支持中文、英文、韩文系统,实现操作语言多国化。“如果国产机器人要走出国门,积极拓展海外市场,整套控制系统、帮助文件、培训材料都需要多国语言的支持。”索利洋道出了安装多国语言系统的初衷。

  最后,索利洋还阐释了人机工程学。“我们不仅要关注产品内部的性能,还要关注人机工程学。”索利洋表示,例如机器按钮如何设置,周边如何保护,人拿在胳膊上怎么才能最舒服,这都是配天机器人关注的细节,以此达成最美观的优化设计。

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