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1.5 主要应用领域及未来前景

目前,协作机器人已经广泛应用于汽车装配、医疗、仓储物流、3C电子、服务等领域。

1.5.1 协作机器人的应用领域

协作机器人目前的市场应用领域主要分布在传统工业、复杂且危险的场所、仓储和物流、外科手术、远程安全和监控、教育和生活服务等。

1.传统工业

许多传统工业都因应用了能够完成重复作业、繁重体力劳动的协作机器人而受益无穷,如装配、装载/卸载、包装、分拣、分发、打磨和抛光等。随着协作机器人在各种规模企业中的采用率日渐增加,协作机器人不再仅为大型工业制造商所用。借助如今的协作技术,许多机器人制造商发现协作机器人的投资回报期短至不到1年。除了带来劳动力成本削减、产品生产率提高等好处,这些协作机器人还可支持各工厂缩小装配线规模,而且能够直接在其操作员旁边一同工作。最后,某些协作机器人还可以在复杂的人类环境中作业,而无须安装大型的外部传感器和屏障。这可以支持工厂按照当前的工作环境需要,部署、撤除机器人或部署人力。此举可实现大量、多品种、小批量制造设施所需的灵活性。图1-21所示为遨博协作机器人在传统工业中的应用。

图1-21 遨博协作机器人在传统工业中的应用

2.复杂且危险的场所

协作型、复杂感测机器人不仅能够在操作员身边协作,还支持在难以部署传统机器人的复杂且危险的场合中作业,如喷涂或去除大型舰船的油漆等。现在,可以部署机器人完成此工作,而无需人执行在舰船上安装导杆、轨道或传感器这样过于复杂的任务。另一个应用是灾难恢复机器人,即部署机器人在陌生且险峻的地形中执行任务。图1-22所示为遨博协作机器人在复杂且危险的场合的应用。

图1-22 遨博协作机器人在复杂且危险的场合的应用

3.仓储和物流

在某些应用中,大型组织往往会使用自动化设备,而现在借助更智能、更便捷的协作机器人,更小规模的组织也可以使用自动化设备。仓储和物流行业已使用多年自动导引车(Automated Guided Vehicle, AGV),但需要投资大型设施,以支持操作这些车辆。而新导航技术支持在仓库或工厂内操作AGV,无须使用反射器或标记。

除了新导航技术,通过结合移动机器人和关节型机器人,还开发了一种新兴技术,即可以在设施周围操纵机器人,以及在人类环境中作业时,可以通过机器人拣选和包装产品。遨博协作机器人在仓储和物流中的应用如图1-23所示。

图1-23 遨博协作机器人在仓储和物流中的应用

4.外科手术

降低手术风险、缩短手术时间和手术恢复时间依然是外科手术机器人的关注焦点。通过改善常规腹腔镜检查和关节镜检查技术,外科手术机器人在手术室人员身边以及对患者进行安全作业的同时,能够为外科医生提供更高的可见性、敏捷度、准确性和舒适度。如今的外科手术机器人能够减少手术创伤,改善患者疗效,缩短接受前列腺、心脏、妇科手术和其他手术的患者的术后住院时间。随着新外科手术的开发和全球需求的增加,以及协作技术继续创新,外科手术机器人发展潜力无限。协作机器人在外科手术中的应用如图1-24所示。

5.远程安全和监控

协作机器人结合了各种不同的技术,包括移动机器人技术、传感技术和视频监控技术。这些协作机器人面临的机遇包括国家边界,以及其他大面积的开阔区域,如农场、太阳能电站、仓库、机场停车场或军事基地的应用,遨博协作机器人在远程安全和监控领域的应用如图1-25所示。

图1-24 协作机器人在外科手术中应用

图1-25 遨博协作机器人在远程安全和监控领域的应用

协作机器人无需外部安全屏障,随着此类机器人的部署数量不断增加,从中受益的应用也日渐增多。如今,协作机器人为各个领域都带来了明显益处。

6.教育和生活服务

遨博教育工作站是一款基于遨博i5的机器人教育工作站,是遨博智能助力中国机器人人才教育、针对教育培训行业的实训实操平台,为学生提供了协作机器人的相关知识、操作技术、电气连接、二次开发与集成方法等多种培训功能。除了教育领域,协作机器人在生活服务行业也可以应对自如,如泡咖啡、理疗按摩等,如图1-26和图1-27所示。

根据协作机器人在市场上的主要应用,对比传统机器人,分析结果见表1-1。

图1-26 遨博协作机器人教育工作站

图1-27 遨博协作机器人在生活服务中的应用

表1-1 协作机器人与传统工业机器人应用对比

1.5.2 协作机器人的未来前景

经过多年的市场培育,协作机器人已经逐步走进自动化工厂、科研实验室、医疗手术、农业采摘等场景。自动化/智能化为企业带来成本费用改善空间,部分岗位无人化、人机协作的落实可以显著降本增效,而这也促使各企业加大了对协作机器人的需求。

除了新型协作机器人,目前很多小负载多轴机器人也在增加拖动示教、图形化编程、碰撞检测等功能,在功能上向协作机器人靠拢,在应用方面和协作机器人有重叠。当前,协作机器人的应用更多体现的是基于协作机器人易于使用和部署的特点,使人与机器人更友好地互动,不需要设置围栏也能更好地应对生产线的变换。对于速度要求更高、产线不常变动的场景,小型多轴机器人则更合适。

人机协作完成工作的应用场景目前占比并不大。人机协作工作需考虑安全性问题。ISO/TS 15066标准等从设计层面就对协作机器人的安全性有了明确要求,具体应用时也还要根据情况对安全性进行评估。目前只有UR公司等少数外国厂商在机器人本身设计方面符合标准并通过了德国TUV等的安全评估,国产机器人厂商在产品的安全性合规方面还较欠缺。

协作机器人整体仍然朝着更易用和更便宜的方向发展,随着越来越多的机器人厂商加入,对我国协作机器人企业而言,更重要的还是机器换人等市场的实际需求。

在应用方面,抓取、放置、装配和材料处理预计将成为协作机器人最大的应用范围。这些应用的收入将占未来五年所有协作机器人收入的75%。在本体方面,虽然5kg的有效负载一直是协作机器人的最佳负载配置,不过目前市场已经出现在此负载类别之上或之下的新产品。特别是许多产品只针对1kg以下的抓取和装配应用,将细分应用又一次进行细分,未来在本体研发方面,相信会出现更多针对细分应用下的协作机器人本体产品出现。

但协作机器人这一细分市场的发展仍然存在明显的阻力。一是协作机器人仍面临很多实际应用场景适应性、可靠性与安全性三大问题,解决各种应用场景障碍是未来协作机器人的主要目标。各应用领域的专家和机器人专家一起,仍在积极努力探索,试图突破各种局限。

二是因为国外公司主导机器人及其零部件市场,产品成本和价格使得中小企业望而却步,限制了企业应用机器人的速度。国内的机器人厂商如果依赖采购包括电动机、减速器和光电编码器在内的进口核心零部件,将使机器人的市场格局将难以有所改变,协作机器人的未来也将重复传统工业机器人的老路。因此,在应用需求的导向下,实现核心零部件自主研发和国产化,必将是协作机器人的长远发展之道。 kRtKyo9b7c0Bu/ZVDDDTbi2NBrif5yBNmzus9KtiaFmwNRm0F4ZnY4/8+OXV0ikr

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