如果要歷數近幾年來的熱門詞匯,個性化定制必在其中。定制一詞最初衍生于時尚行業、奢侈品牌,如今個性化定制已經將觸角伸向了機器人產業。隨著科技的發展,人類社會對產品的功能與質量的要求越來越高,產品更新換代的周期越來越短,產品的復雜程度也隨之增高,傳統的大批量生產方式受到了挑戰。為滿足不同消費者的個性化需求,多品種、小批量的生產模式應運而生并逐步為市場所廣泛接受。
在這種背景之下,工業機器人技術也在不斷的發展,需滿足不同產品需求的新的機器人構型裨益于柔性自動化加工技術而逐步成熟。柔性自動化是制造技術的主要發展方向之一,它對提高產品質量和勞動生產率、降低制造成本、減輕勞動強度、提高制造系統的適應性,進而合理定制滿足用戶需求的服務,提高企業的市場競爭能力具有極其重要的意義。其中具有力覺、機器視覺及多種傳感器的機器人運動控制技術,是柔性自動化制造技術中的典范,在工業機器人領域將個性化定制之風進行了多元化演繹。
國家“千人計劃”專家湯青是該技術領域中的翹楚。在他看來,基于計算機技術、通信技術等新一代信息技術的發展,柔性加工技術更加“如虎添翼”,其與機器人的深度耦合,將給我國機器人產業帶來前所未有的發展機遇。為此,本刊就機器人產業柔性發展趨勢,對國家“千人計劃”專家湯青進行了專訪。
柔性技術適應個性化需求
《千人》:在國際背景下,工業機器人朝著什么樣的趨勢在發展?
湯青:眾所周知,只有品種單一、批量大、設備專用、工藝穩定、效率高,才能構成規模經濟效益;反之,多品種、小批量生產,設備的專用性低,在加工形式相似的情況下,頻繁調整加工工具,工藝穩定難度增大,生產效率勢必會受到影響。為了同時提高制造工業的柔性和生產效率,使之在保證產品質量的前提下,縮短產品生產周期,降低產品成本,讓中小批量生產能與大批量生產抗衡,柔性自動化生產線便應運而生且發展頗為迅速,并且由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發展,也促使柔性制造技術日臻成熟,促使制造業自動化、智能化進入一個嶄新時代。
縱觀機器人產業的發展,早期工業機器人大多從事重復化勞動,為了適應目前流行的多品種、小批量生產模式,機器人設備智能部件隨之發生了變化,智能化的概念包括高精度、靈活性。靈活性指的也就是柔性,而柔性主要是靠幾種方式來實現,一個是人工智能軟件的開發,也就是機器人的大腦,第二是像人一樣擁有視覺系統,能看清周圍的環境變化,第三是像人的手一樣,有觸覺,在觸摸物體的時候,不僅知道它的存在,并且能感知到它的變化。
傳統的機器人既沒有視覺,也沒有觸覺,只能按照預置的程序來運作。而柔性技術的要求是,讓機器人像人一樣,有自我意識:它走到什么地方,去抓取什么工件,用什么力度去抓(從而不損壞工件),把工件放置在什么地方進行裝配,不是由人類設定程序控制,而是機器人自己要這樣做。這個“自我控制”的過程實際上就是通過視覺和力覺系統讓它有了智力。
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