《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中國智造不能光說不練,并聯(lián)機(jī)器人給咱長臉

2015-03-27

       在食品工廠的分揀包裝車間里,對一種新口味餅干的分揀工作正在井然有序地進(jìn)行著,。在流水線上,散亂放置的餅干不斷被傳送帶傳遞到分揀區(qū)域,而幾名“三頭六臂”的特殊員工正不斷將一塊塊餅干快速而精準(zhǔn)地抓取起來,再整齊地碼放在旁邊的包裝盒內(nèi),整套動作迅速而有條不紊,。

  這些“三頭六臂”的員工并不是人類,,而是一臺臺新型的并聯(lián)機(jī)器人,在視覺系統(tǒng)的引導(dǎo)下,,每臺這樣的機(jī)器人在一秒鐘內(nèi)就能準(zhǔn)確無誤地完成多次動作,,其效率和工作連續(xù)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過熟練的人類工人,。今天,這種先進(jìn)而便捷的智能化設(shè)備正在不斷走進(jìn)食品,、藥品以及電子制造等各大行業(yè),,成為顯著提升效能的生產(chǎn)利器。

  更為可喜的是,,在并聯(lián)機(jī)器人這 個充滿潛力的新興領(lǐng)域,,也已經(jīng)有“中國力量”的身影開始了自信的角逐,中國工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司就是這樣一個典型的例子,。 為了打造出真正代表中國本土實力,、符合全球標(biāo)準(zhǔn)的并聯(lián)機(jī)器人產(chǎn)品,新松機(jī)器人與全球能效管理專家——施耐德電氣進(jìn)行了強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,,率先走出了一條創(chuàng)新研發(fā)與 合作共贏之路,。

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  并聯(lián)機(jī)器人的中國化挑戰(zhàn)

  由于此前一度存在著生產(chǎn)授權(quán)方面的限制,并聯(lián)機(jī)器人步入產(chǎn)業(yè)化階段的時間并不長,。但前兩年一經(jīng)解禁,,這種新興的智能化設(shè)備便立刻成為了全球眾多主流工業(yè)機(jī)器人廠商關(guān)注的焦點領(lǐng)域。

  新松并聯(lián)機(jī)器人項目負(fù)責(zé)人邱繼紅博士介紹說:“我們注意到并聯(lián)機(jī)器人近年來發(fā)展非???,是有現(xiàn)實的推動因素的。一方面,,制造業(yè)的人工成本在不斷 地抬高;另一方面,,技術(shù)的發(fā)展使工業(yè)機(jī)器人在效率、精度等方面的優(yōu)勢越來越明顯,,這使市場對并聯(lián)機(jī)器人的需求將不斷增長,。中國的企業(yè)必須有能力拿出產(chǎn)品去 競爭這塊市場?!?/p>

  正是這樣的趨勢,,促使新松決定在并聯(lián)機(jī)器人領(lǐng)域提前布局,并在2012年就開始進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā),。當(dāng)然,,這種中流擊水、立足長遠(yuǎn)的策略,,也就必然意味著在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品規(guī)劃等方面的一系列挑戰(zhàn),。

  首先,新松研發(fā)的并聯(lián)機(jī)器人,,需要在各項性能上達(dá)到國際水準(zhǔn),,為未來的市場競爭贏得過硬的技術(shù)籌碼。并聯(lián)機(jī)器人這類設(shè)備主要用于精密緊湊的應(yīng)用 場合,,競爭點集中在速度,、重復(fù)定位精度和動態(tài)性能等方面,,在成本上也要有較好的控制。這就意味著作為并聯(lián)機(jī)器人核心的運動控制解決方案應(yīng)該具有卓越水準(zhǔn),, 在性能和總體擁有成本上達(dá)到最優(yōu)化,。

  其次,新松作為機(jī)器人領(lǐng)域首屈一指的中國企業(yè),,強(qiáng)勁的自主創(chuàng)新研發(fā)能力一直是這家企業(yè)最主要的核心競爭力之一,。所以,其采用的軟硬件技術(shù)平臺也 必須具有優(yōu)秀的開放性和擴(kuò)展性,,便于新松發(fā)揮自身技術(shù)特長,,針對各種垂直行業(yè)需求做出深度的定制和開發(fā),實現(xiàn)其在市場上的差異化優(yōu)勢,。

  最后,,新松還要面對另外一個不小的挑戰(zhàn):多元化的行業(yè)需求環(huán)境。邱繼紅博士談到:“并聯(lián)機(jī)器人本身的硬件結(jié)構(gòu)和控制性能只算是產(chǎn)品研發(fā)的一部 分,,機(jī)器人要投入實際使用,,就必須適應(yīng)多樣化的行業(yè)需求。面對不同的具體工藝,,機(jī)器人要采用不同的抓取方式,、應(yīng)用程序、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等,,這也是我們必須要掌握 的一個重要技術(shù),。”

  在這些挑戰(zhàn)面前,,新松也在不斷尋找合作伙伴,,希望在自身技術(shù)體系基礎(chǔ)上,為自身提供更全面的積累和支持,。經(jīng)過多個方面的綜合考量,,施耐德電氣憑借其基于PacDrive高端運動控制平臺的工業(yè)機(jī)器人解決方案,最終成為了新松機(jī)器人在并聯(lián)機(jī)器人項目上的深度合作伙伴,。

統(tǒng)一解決方案打造卓越平臺

  正如卓越的食材能夠讓優(yōu)秀的廚師發(fā)揮出最大的潛能和廚藝,,最終做出一桌好菜一樣,施耐德電氣在這一項目中為新松公司提供的正是其基于PacDrive3高端運動控制平臺的工業(yè)機(jī)器人方案,。PacDrive3這套“解決方案食材”所具備的優(yōu)異性能,、開放性和可定制化的特點,讓新松機(jī)器人這位“工業(yè)界大廚”的優(yōu)勢研發(fā)力量如虎添翼,,將其在機(jī)器人專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)潛能發(fā)揮得淋漓盡致,。

  首先,在構(gòu)成方面,這套基于PacDrive3高 端運動控制平臺的機(jī)器人解決方案涵蓋了機(jī)器人本體,、運動控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的整體解決方案。在核心的運動控制性能上,,以LMC運動控制器,、Lexium驅(qū) 動器和高動態(tài)性、高精度伺服電機(jī)擔(dān)綱的運動控制系統(tǒng)首先為新松并聯(lián)機(jī)器人的速度,、精度等性能提供了堅實的保障,,使首當(dāng)其沖的性能挑戰(zhàn)迎刃而解。

  這一良好的基礎(chǔ),,使得新松得以利用施耐德電氣解決方案的開放性和可擴(kuò)展性,,放手發(fā)揮出其卓越的開發(fā)能力。針對不同的用戶需求和應(yīng)用工程環(huán)境,,新 松可以充分利用解決方案軟件中的設(shè)備模塊,、運動模型功能塊和機(jī)械臂數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合自身經(jīng)驗豐富的編程和設(shè)計能力,,為垂直行業(yè)用戶進(jìn)行深度定制,。

  這樣一來,新松的并聯(lián)機(jī)器人就具備了非常靈活的可定制性,。邱繼紅博士談到:“新松并聯(lián)機(jī)器人會結(jié)合用戶的要求進(jìn)行靈活配置,,比如運動軌跡、工作 空間區(qū)域和負(fù)載能力等,,他們的功能和工作方式也是非常靈活的,。”在這方面,,施耐德電氣的解決方案也能夠站在行業(yè)整體解決方案的層面,,提供較為豐富的應(yīng)用功 能,比如在包裝等行業(yè)常用的快速分揀,、物料整理,、傳送帶跟蹤等功能,都節(jié)省了大量的基礎(chǔ)開發(fā)時間,。

  至此,,在并聯(lián)機(jī)器人軟硬件平臺方面,新松已經(jīng)建立了非常完備的基礎(chǔ),。面對不同檔次的需求,,還能對解決方案中的不同組件進(jìn)行調(diào)整和搭配。而如何面對實際行業(yè)帶來的多樣化挑戰(zhàn),,才是新松和施耐德電氣共同解決的下一個課題,。

  鉆研行業(yè),解讀多樣化需求

  要想逐一滿足千變?nèi)f化的用戶及其工藝要求,并不是一件容易事,,它需要設(shè)備制造商深入體會用戶行業(yè)的經(jīng)驗,,真正“讀懂”多種多樣的工藝流程和特點。伴隨著合作的不斷深入,,施耐德電氣和新松的合作也早已不局限于解決方案本身,,而開始體現(xiàn)在對具體行業(yè)細(xì)節(jié)的解讀上。

  比如,,在并聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用較為集中的食品,、飲料、藥品等行業(yè),,新松對行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗的需求非常迫切,。而多年在這些領(lǐng)域經(jīng)營OEM業(yè)務(wù)的施耐德電氣,則對這些行業(yè)生產(chǎn)流程各個環(huán)節(jié)的設(shè)備都比較了解,,這非常有利于幫助新松將機(jī)器人更好地集成到整個生產(chǎn)線中,。

  在這方面,施耐德電氣工業(yè)事業(yè)部機(jī)器人業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理吳玉華深有感觸,,他談到:“看并聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用的效果好壞,,有時候不是單純看機(jī)器人本身的產(chǎn)能,而要考慮它能不能順暢地集成在整個系統(tǒng)里,,能否與相鄰的設(shè)備有一個很好的銜接和配合,。”

  例如,,并聯(lián)機(jī)器人往往處在一次包裝設(shè)備的后端,,那么在集成時就要考慮一些具體因素,比如:機(jī)器人的視覺系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)品識別到什么程度?是否需要在機(jī)器人工作前,,預(yù)先對產(chǎn)品的擺放進(jìn)行整理?前面的設(shè)備一旦發(fā)生故障,,機(jī)器人如何識別判斷?采取什么樣的程序來應(yīng)對?

  再比如,處理固體,、液體等不同形式的產(chǎn)品,,并聯(lián)機(jī)器人適用的抓取方式和移動軌跡也不同,視覺系統(tǒng)也要做相應(yīng)的調(diào)整,。吳玉華舉例說:“如果選用了 不適當(dāng)?shù)淖ト》绞?,比如用吸盤去抓取軟包裝的產(chǎn)品,那往往產(chǎn)品移動到一半就會被甩出去,,根本達(dá)不到要求,。所以在具體應(yīng)用中,這些因素都要經(jīng)過具體的設(shè)計和 配置,?!?/p>

  不可忽略的是,,食品領(lǐng)域一些細(xì)分行業(yè)對工藝的潔凈和安全還有著特殊要求。針對這種特殊情況,,施耐德電氣還可以協(xié)助新松提供符合食品等級要求的機(jī) 械部件,,比如獨特的非碳纖維材質(zhì)和免潤滑軸承等,幫助新松并聯(lián)機(jī)器人達(dá)到符合國際標(biāo)準(zhǔn)的安全合規(guī)性,。對于越來越注重食品藥品安全的國內(nèi)市場來說,,這無疑又 增加了新松產(chǎn)品的適應(yīng)能力。

  統(tǒng)籌考慮這些因素,,對新松并聯(lián)機(jī)器人的集成和應(yīng)用很有必要。所以在這方面積累的一些經(jīng)驗和知識,,施耐德電氣都會與新松進(jìn)行分享,,給他們提供切實 的建議。邱繼紅博士談到:“我們還在不斷發(fā)掘并聯(lián)機(jī)器人的新市場,,甚至將擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)等一些全新的領(lǐng)域中去,。新松將把深刻鉆研行業(yè)特點的路一直走下去?!?/p>

  “中國智造”前景可期

  近年來,,新松在數(shù)字化高端裝備制造的布局上一直意在深遠(yuǎn)。不難看出,,并聯(lián)機(jī)器人作為一款方興未艾的智能化設(shè)備,,在新松的規(guī)劃中絕不僅僅是一款普 通的機(jī)械產(chǎn)品,更是其未來“智慧工廠”圖景中的一塊重要拼板,。從單個智能設(shè)備的有機(jī)組合,,發(fā)展到體系化的工廠級全自動化解決方案,將是新松踐行“中國智 造”的一條清晰路徑,。

  對此,,邱繼紅博士談到:“當(dāng)前大家關(guān)注的‘?dāng)?shù)字化智能車間’,強(qiáng)調(diào)的不再是單機(jī)的自動化,,而是一個全方位的,、成體系的架構(gòu)。今后制造業(yè)中信息化的建設(shè)將越來越重要,,如何把企業(yè)的物流,、產(chǎn)品流和信息流銜接起來,真正打破‘信息孤島’,,這將是企業(yè)的重點課題,。”

  值得一提的是,,施耐德電氣與新松這對合作伙伴,,在戰(zhàn)略上恰恰有著共通之處。將PacDrive3平臺包含在內(nèi)的施耐德電氣 MachineStruxure解決方案平臺,同樣越來越強(qiáng)調(diào)智能設(shè)備協(xié)同互聯(lián)的重要趨勢,,并在其解決方案架構(gòu)內(nèi)全盤打通了對工業(yè)以太網(wǎng)的良好支持,。這一 思維,和新松描繪的產(chǎn)業(yè)前景可謂不謀而合,。

  對這兩家視野開闊的企業(yè)而言,,合作與對話的路途還遠(yuǎn)未結(jié)束。


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