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ABB机器人家族添新丁

日期:2015/07/06   来源:机电商报   作者:何 珺
  摘要:倘若你承认那些繁复枯燥的劳动正在某种程度上浪费人类的创造本性,那么在成本更具优势的大前提下,这些“没有生命”的机器完全可以完成一些人类不适合或不愿意去做的工作。而焊接和包装仅仅是机器人的一小部分功能,随着技术的精进改良,这些用电脑控制的机器展现出越来越多令人惊叹的本领,比如ABB机器人家族的新成员YuMi。

二十世纪二十年代的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》改变了世界。

90多年前,在捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克的笔下,一个名叫Robot的机器人可以不吃饭,不知疲倦地进行工作。在随后的年代里,Robot成为机器人的代名词,并且小说中的机器人也成为现实。

没错,就是那个24小时没有休息、动作依然精准的硬朗身影,你手中的智能手机内部的焊接系统,下午茶里的巧克力包装,都是它搞定的。它不会向你索取任何报酬,甚至没有要求你给它一根烟的歇息时间。

倘若你承认那些繁复枯燥的劳动正在某种程度上浪费人类的创造本性,那么在成本更具优势的大前提下,这些“没有生命”的机器完全可以完成一些人类不适合或不愿意去做的工作。而焊接和包装仅仅是机器人的一小部分功能,随着技术的精进改良,这些用电脑控制的机器展现出越来越多令人惊叹的本领,比如ABB机器人家族的新成员YuMi。

你敢把手伸进钳子里吗?

当德国总理默克尔在汉诺威工业博览会上将一根食指伸进机械钳,坚持要亲身试验机器人“YuMi”的安全程度时,在场的观众屏住呼吸,心中捏了一把汗,但“YuMi”的钳子适时地定住了,让所有人都松了口气。这个真实的例子被ABB全球机器人产品经理Phil Crowther多次提及,用来向媒体展示YuMi在人机协作方面的优势。

在“YuMi”之前,其他在工业界应用的机器人基本以工业手臂为主,做一些重复性工作。但这些机器手臂并不安全,它们必须被“关”在一个笼子里,和人相互隔离。

告别了以往工业机器人“杨过式”的独臂造型,YuMi拥有轻质镁合金的完美双臂,并且外裹软垫,摸起来手感肉肉的。它机身轻巧,体态轻盈,曼妙的身材曲线内含紧凑型的结构,所有的电路和气路均从机器人内部走线。

更重要的是,YuMi扫除了人机协作的障碍,让机器人彻底摆脱了围栏或围笼的束缚。它采用本安设计,不设围栏围笼,不划危险区,既能与人类并肩执行相同的作业任务,又可确保其周边区域安全无虞,是全球第一款真正实现人机协作的机器人。

YuMi“天赋”安全基因。正如人类手臂骨骼包覆着具有缓冲作用的肌肉,YuMi轻质、刚性的镁合金骨架也覆有浮式塑料外壳,再外裹软性材料,这种结构能吸收绝大部分来自意外碰撞的冲击力。此外,YuMi像人体手臂一样没有夹紧点,关节开合时不会夹伤易损的附属件。

当YuMi感知到一个突然冲击,比如与人类同事相碰,它能在几毫秒内暂停运动。如果想要让其恢复运动,也简单得如同按一下遥控器上的播放键。此外,YuMi还能迅速感测到环境变化,必要时按过载处理,同样在几毫秒内停止动作,以防发生伤害事故。

这种特性与浮式缓冲外壳相结合,可确保生产线上或加工单元内人类同事安全无虞。而且,这些本安设计丝毫没有影响YuMi发挥其卓越的精准与高速性能,其重复定位精度可达到0.02 毫米以内,相当于人手能感觉到的最小缝隙,最大运行速度则高达1500 毫米/秒。无论是手表、平板电脑还是其他各类产品,YuMi都能轻松处理,甚至连穿针引线也不在话下。

万一YuMi发生安全故障,也可临场补救,避免损失。YuMi的设计为人员撤出及限控其运行速度留有足够的空间和余地,从而进一步赢得应对时间。

这无疑是ABB的又一次创新,也是整个机器人领域的一次突破。作为机器人行业的领导者,ABB于1974年推出全球首台全电动的微处理器控制工业机器人。目前,ABB已在全球范围内安装了超过25万台工业机器人,其中很多已配备可实现远程维护的智能技术。

新成员是这样诞生的

毫无疑问,需求拉动商机。YuMi的面市,正是体现了消费品市场对自动化制造不断提高的柔性化需求。

ABB机器人业务最早是从汽车行业开始的,上世纪五六十年代大规模生产时代,利用机器人进行一些复杂和危险的作业,比如喷涂和焊接。这些行业一直存在发展空间,与此同时,更多的应用领域也在呼唤机器人的出现。

2006年智能手机的革命正待兴起,许多人开始猜测这个市场的发展前景。有人说,价格亲民的小型移动电子设备将会迎来爆发性的消费需求。

ABB机器人综合分析了53个国家的制造业趋势,特别是北亚等地电子行业的高增长态势。其中尤为引人关注的是消费电子、计算机与通讯产品这三者(统称“3C”)的快速融合。与此同时,消费者越来越渴望以亲民的价格享受到层出不穷的创新成果,生产企业压力之大不言而喻。

对于制造商而言,市场规则的变化只能通过自动化来有效应对。小件装配行业呈现的“新常态”包括产量扩大、产品生命周期缩短、生产提前期缩短,以及贴近终端市场的产品(尤其是电子产品)定制化程度日益升高。

于是乎,对工人技能要求的提高使相关问题浮出水面,如人才的短缺、人力管理成本的增加、薪酬的上升、人才的留存等。即使是在低人力成本国家,人机协作的总体生产成本也比纯人工作业更为低廉。种种迹象表明,人机协作能够提高产量、降低废品率,并让人类远离有害的工作环境。

正因如此,ABB早在约十年前就开始重新审视机器人与自动化的总体设计理念,尤其注重以柔性、灵活的系统取代繁琐复杂的工艺。诸如此类的技术革新后来被统称为“工业整合”,或所谓的“第四次工业革命”。

这场革命催生了一套由人、物与服务构成的生态系统,而信息物理融合系统、生产场景及人机实时协作是成功管理这一系统的三大要素。就人机协作方面而言,必须贡献出面面俱到的解决方案,才能让这套生态系统以可持续、高效率、高效益的方式发挥最强大的力量。

如今,消费电子市场变化之巨、形势之复杂已突破了人们想象力的极限。整个世界赖以维系的电子产品需要一个庞大到不可思议的人工装配体系来支撑,这个体系由成千上万条流水线、数百万名产业工人组成。产业的爆发性增长与产品生命周期的急剧缩短,同从业人员日益追求更有价值的职业、更高的收入和生活质量这一趋势形成鲜明冲突。

回顾2006年,当时ABB正着手研发旨在解决上述问题的小件装配解决方案,对于未来的需求究竟会有多大却并不清楚。“我们只知道,这些人工流水线一定会实现自动化,但过渡期可能是一个长达数十年的循序渐进的过程,其间还不能对复杂庞大、根深蒂固的既有小件装配体系产生破坏性的冲击。”ABB机器人精密组装工程中心负责人张晖回忆道。

当时的想法是,不论研制出什么样的解决方案,都应以机器人为核心,且必须确保其周边人员安然无恙。现在业界将这一概念称为“人机协作”,而ABB机器人的初始想法就是要开发一种“本安级”的解决方案。

考虑到市场需要高度柔性的解决方案,能灵活应对快速多变、生命周期仅为数月的产品,因此,这种机器人解决方案应具有轻巧便携、易于部署的特性,适合安置于为人设计的工位;应采用直观友好的创新编程技术,操作者一看就会,无需专门培训;还要拥有可媲美人类的感知及运动控制能力。最重要的是,机器人必须具备足够强的安全性,能在不设围笼的前提下与人类并肩工作,且不会对人类产生任何威胁。

这些构想最终孕育了YuMi的诞生。

作为ABB多年研发成果的结晶,YuMi将改变人类与机器人的交互方式,而这一切仅仅是一个起点。或许你会问,YuMi名字的来源——“you”(你)和“me”(我),这样巧妙的组合意味着你我携手共创自动化的未来,共同探索无限可能。

不要担心机器人抢走人的饭碗

机器人市场持续呈现爆发性增长态势,人机协作生产模式在部署与操作方面简单易行,又对以往公认难以实施自动化的许多行业具有强大的渗透力,因而必将对这一趋势起到推波助澜的作用。

于是乎,有人担心,机器人会抢了工人的饭碗。但难以找到熟练工人来保证产品的质量已经成为让企业家头疼的事情,不少工人在刚刚熟悉岗位不久之后纷纷选择离职,因为难以忍受枯燥、重复、繁重的工作。

事实上,机器人的普及对就业率会产生怎样的影响,一直是一个颇受关注的热点话题。人机协作的推广及其他技术的融合促使机器人及自动化应用形成爆发性增长之后,其结果究竟如何,ABB对此持乐观态度。这种乐观并非来自于理想主义,而是以历史经验为依据得出的结论。

在工业化的数百年历史进程中,每一次重大技术进步都会推动经济发生强劲增长,概莫能外。技术进步固然会让某些就业岗位淡出历史舞台,但同时又能创造出数量可观的新生职业。一方面是仅有少数职业因不合时宜而遭淘汰,另一方面,大批以前难以想象的新职业在技术革新的潮流中如雨后春笋般蓬勃兴起,两相比较,就业机会在总体上不减反增。

以德国汽车工业为例,2010~2013年期间机器人密度达到创纪录的每万名工人1100台,就业岗位反而增加了7%以上。Metra Martech公司通过另一项调研得出结论,目前在用的100万台工业机器人直接创造了近300万个就业机会。

张晖认为,机器人不仅创造更多就业机会,还改善了工作条件。以英国糖果工业为例,由于卫生安全管理局(HSE)禁止企业依靠人力搬运重箱,这项任务现已由码垛机器人工作站代劳,原先的搬运工全部转调到体能要求较低的岗位。

繁重枯燥的人力劳动实现自动化作业之后,势必产生新的经济形态,企业关注的焦点也从如何索取人的“制造力”转变为如何发掘人的“创造力”。并不是机器人抢走人的饭碗,而是工业化几百年来,人类一直在干着本当由机器人干的活儿。所幸的是,如今自动化技术终于达到了应有的水平,让机器人回归到自己最适合的岗位发挥所长。

未来的经济发展模式无疑将与此前数百年的工业化社会大相径庭。虽然不能预知未来,但以史为鉴,ABB机器人相信未来的职业应该更加以人为本,当今生产环境对人的体力或脑力过度榨取的现象也应不复存在。一种技术倘若无益于全人类的福祉,绝不可能成为ABB孜孜以求的目标。

随着协作机器人的兴起,制造模式必将在自动化的带动下发生翻天覆地的变化。与此同时,人类的就业面貌也将迎来一次转型,工作的价值也将重新定义。在自动化技术的普及过程中,更人性化的新兴职业将出现爆发性增长,这种可能性已为工业化进程中的历次重大技术进步所证实。

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