如果要历数近几年来的热门词汇,个性化定制必在其中。定制一词最初衍生于时尚行业、奢侈品牌,如今个性化定制已经将触角伸向了机器人产业。随着科技的发展,人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高,产品更新换代的周期越来越短,产品的复杂程度也随之增高,传统的大批量生产方式受到了挑战。为满足不同消费者的个性化需求,多品种、小批量的生产模式应运而生并逐步为市场所广泛接受。
在这种背景之下,工业机器人技术也在不断的发展,需满足不同产品需求的新的机器人构型裨益于柔性自动化加工技术而逐步成熟。柔性自动化是制造技术的主要发展方向之一,它对提高产品质量和劳动生产率、降低制造成本、减轻劳动强度、提高制造系统的适应性,进而合理定制满足用户需求的服务,提高企业的市场竞争能力具有极其重要的意义。其中具有力觉、机器视觉及多种传感器的机器人运动控制技术,是柔性自动化制造技术中的典范,在工业机器人领域将个性化定制之风进行了多元化演绎。
国家“千人计划”专家汤青是该技术领域中的翘楚。在他看来,基于计算机技术、通信技术等新一代信息技术的发展,柔性加工技术更加“如虎添翼”,其与机器人的深度耦合,将给我国机器人产业带来前所未有的发展机遇。为此,本刊就机器人产业柔性发展趋势,对国家“千人计划”专家汤青进行了专访。
柔性技术适应个性化需求
《千人》:在国际背景下,工业机器人朝着什么样的趋势在发展?
汤青:众所周知,只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高,才能构成规模经济效益;反之,多品种、小批量生产,设备的专用性低,在加工形式相似的情况下,频繁调整加工工具,工艺稳定难度增大,生产效率势必会受到影响。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率,使之在保证产品质量的前提下,缩短产品生产周期,降低产品成本,让中小批量生产能与大批量生产抗衡,柔性自动化生产线便应运而生且发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展,也促使柔性制造技术日臻成熟,促使制造业自动化、智能化进入一个崭新时代。
纵观机器人产业的发展,早期工业机器人大多从事重复化劳动,为了适应目前流行的多品种、小批量生产模式,机器人设备智能部件随之发生了变化,智能化的概念包括高精度、灵活性。灵活性指的也就是柔性,而柔性主要是靠几种方式来实现,一个是人工智能软件的开发,也就是机器人的大脑,第二是像人一样拥有视觉系统,能看清周围的环境变化,第三是像人的手一样,有触觉,在触摸物体的时候,不仅知道它的存在,并且能感知到它的变化。
传统的机器人既没有视觉,也没有触觉,只能按照预置的程序来运作。而柔性技术的要求是,让机器人像人一样,有自我意识:它走到什么地方,去抓取什么工件,用什么力度去抓(从而不损坏工件),把工件放置在什么地方进行装配,不是由人类设定程序控制,而是机器人自己要这样做。这个“自我控制”的过程实际上就是通过视觉和力觉系统让它有了智力。
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