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新一代工业机器人:更小巧 更易于控制

2012-07-10 08:43
华静一
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        谈到机器人我们脑海中不禁会浮现出影片《星球大战》(Star Wars)里那个好玩的机器人阿图(R2-D2)。但是实际上我们在工业现场中见到的机器人却是一些没有脸部,从事着一些重复性的重型工作的笨重机器。它们往往被封闭在铁笼之内,以免钢臂挥动时磕碰到旁边的工人。

  

  卡内基梅隆大学的软件/系统工程师哈格蒂同机器人一起将一块电池装进手机。

  工业机器人会不会只能像我们在工厂见到的那样,体型巨大、被封闭在铁笼之内、很容易磕碰到旁边的工人呢?当然不是。随着传感器技术的进步和成本降低,机器人将能在更贴近人类的区域工作,而不会伤及到人类同事。

  日本的川田工业株式会社(Kawada Industries Inc.)、发那科公司(Fanuc Corp.)和总部位于瑞士的ABB公司等企业都在研究动作灵巧的机器人,使其从事一些精细化的工作,如装配智能手机等。目前,这种组装工作一般都依靠中国女工的灵巧双手来完成。

  如果这些目前还处于试验阶段的机器人能够普及推广,将有可能降低消费类电子企业的用工成本,从而放缓发达国家将生产线移往低成本国家的趋势。

  ABB公司的小型机器人全球产品经理尼古拉斯。德凯瑟(Nicolas de Keijser)说,使用机器人的目的并不是要把工人赶出工厂,而是为人类提供更有效率的工具。德凯瑟说,“有些事情由人来做要比机器做得更好”,比如即兴调整或快速适应产品设计变化等,“而且今后也将会这样。”

  现在,机器人主要应用于汽车和半导体等产品的制造上。这类产品的产量很高,要求的加工力量或精细程度超出人类的水平。此外,机器人在仓储管理中也很管用。2012年3月,亚马逊公司(Amazon.com Inc.)宣布斥资7.75亿美元收购Kiva Systems Inc.公司,后者专门生产在运输中心用于移动仓储物品的矮胖结实的立方形机器人。

  川田公司新推出的NextAge机器人有一双传感器眼睛,外型与电影《机器人总动员》中的清扫型机器人瓦力(Wall-E)很相似,它能“替代人类从事特定工作,或与人类协作完成一项工作。”这款机器人的基本款售价约为九万美元。

  2011年9月,日本大型产业集团日立公司(Hitachi Ltd.)在东京郊外一家生产计算机内存的工厂投入使用NextAge机器人,由机器人来给硬盘驱动器的风扇加上盖子并拧紧螺丝。这项工作很简单,以前由人工完成,由机器人接手后,每个硬盘的生产时间减少近一分钟──考虑到硬盘数以千计的产量,这可以节约大量时间──解放出来的人力则用于组装其他零部件。

  另一家日本企业光荣公司(Glory Ltd.)于2010年11月开始使用NextAge机器人,用于安装其为零售商店生产的货币处理设备上的一个小部件。该公司发现,使用机器人能节省大量人力成本,并使产品瑕疵率降至接近于零,该公司发言人说,“这是人工制造所无法企及的高度。”现在,光荣公司位于东京北部的工厂配备了10台NextAge机器人。

  ABB公司也在研发一种人型机器人,它能在狭小的场所工作,并迅速学会新的工作任务。公司表示,这款“双臂概念型机器人”十分灵巧,能够用于组装消费类电子产品,还能从事其他一些工作。

  德凯瑟说,在有些情况下,这类机器人将可与工人交替使用。比如说,在对机器人重新编程以适应新的产品设计时,可以由工人先顶一阵子。ABB公司希望在未来一到三年内推出能够装配小型零部件的新款机器人及相关设备。

  发那科公司表示,其新款的M-1iA机器人能用于装配电子熔线和链锯等产品。

  从理论上讲,机器人已经几乎可以从事任何工作,只是不太灵活而已。如果某个零部件没有装配好,机器人不会像工人那样去主动调整。另一个问题是,给机器人编程以从事装配工作需要花上好几个月时间。由于消费类电子产品的生命周期很短,制造商不可能一有设计变化,就等机器人重新编程再投入生产。

  卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的机器人学教授戴维.伯恩(David Bourne)正带领学生研发一款软件,以便让机器人有能力判断应该把零部件放到什么位置,并能够探索不同的装配方式以确定最优途径。通过这种学习模式,卡内基梅隆大学研发的机器人可以从多个角度拾起一块电池,有时候甚至能把电池装到黑莓手机上。这项工作如果由人来做的话,应该是举手之劳,但机器人若能完成实属不易。伯恩教授表示,随着软件的不断完善,机器人的学习能力还会加快。

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