协作机器人的崛起意味着传统机器人肯定有一些缺点,或者不能满足新的市场需求。
总而言之,主要有三点:
1.传统机器人的部署成本很高
事实上,工业机器人本身的价格并不高。主流场合使用的机器人,根据不同的负载能力,售价范围为¥10w~¥40w。一般来说,机器人的使用寿命为5~8年。作为一种相对**的工业设备,它并不昂贵。
传统机器人的部署成本昂贵(在工厂安装机器人并正常运行),原因有二:
电流工业机器人主要负责工厂内的重复性工作,这取决于其非常高的机器人夹持器重复定位精度(能够重复到达空间中的某些固定位置,对于一般机器人而言,这些位置可以小于0.02mm)和固定的外部环境。为了确保这一点,除了机器人本身的设计要求外,需要将待加工的产品放置在固定位置,以便机器人每次都能准确地在同一位置进行或执行特定操作。对于现代复杂的装配线操作,在整个生产线中使用机器人为每个过程设计这些固定的外部环境需要大量资源,占用大量宝贵的车间面积和几个月的实施时间。
使用机器人是困难的。只有经过培训的专业人员才能熟练地使用机器人完成配置、编程和维护。普通用户很少有这种能力。
将以前以工人为主的装配线改造成以机器人和自动化设备为主的生产线,是一项系统工程。大多数终端工厂客户没有这种能力,因此需要第三方角色来完成这部分工作,即系统集成商(System Integrator,在计算机行业也有类似分工的企业,它们基本上做相同的事情)根据客户现场的实际情况完成机器人的终部署。
系统集成商的工作至少应包括:
生产线自动化改造方案(工艺、设备布置、人员配置等)
机器人外围支撑设备的设计、制造和安装
满足工艺要求的机器人编程和调试
客户技术团队的培训
以及后续的售后维护
根据许多行业机构和前人的统计,整个机器人部署/集成应用的成本约为机器人价格的3~4倍。近年来,随着国内集成商的快速扩张,竞争越来越激烈,整体价格有所下降,但基本上是2~3倍。
以一般的电弧工作站为例,购买进口***的电弧焊接机器人的话,价格在11~15w之间,但是通过系统的集成商层,整体的报价不在30w以下,个别夸张的报告到100w。在工资比较高的长江三角洲和珠江三角洲地区,熟练焊工的工资大约为5k~7k,一台机器人被1-2名工人所取代,ROI不少于2年。
使用的机器人多的话,有必要对现有的生产线进行改造和建设。不仅需要大的投资,也可能涉及停产和改造。这也是很多工厂赶不上机器人的原因之一。
此外,由于生产线的大部分设备(末端工具、非标机械、控制流程等)都是针对特定产品设计的,如果中途改变生产需求,上一条生产线很可能无法直接满足新产品的生产需求。这涉及机器人系统的再设计和配置。这个部分的工作量有可能接近个部门。
简单来说,单个机器人不能直接用于工厂的生产线,也需要很多周边设备的支持。机器人本身是柔软性高、活性高的设备,但是生产线整体不同。涉及生产线的变动的话,需要费用。
2、传统机器人无法满足中小企业的需求。
中小企业是现在机器人新兴市场的主要客户,现在传统的工业机器人无法满足SME的需求。
以前工业机器人的目标市场是能够大规模生产的企业。
大规模生产是20世纪流行的资本主义生产方式,其主要特征是生产过程的分解、流水线组装、标准化部件、大量生产和机械式的重复劳动等。
有大规模发生能力的企业对机器人系统的高额配置费比较不敏感。产品定型后,生产线可以在足够的时间内大幅度变动,所以机器人基本上不需要重新编程和重新配置,可以提高机器人的标准化、**率的特点,实现投资价值的大化。
汽车行业作为大规模生产的典型代表,站在世界舞台上工业机器人也被配置在通用汽车的工厂,负责搬运冲压部件。到今天为止汽车行业占世界机器人出货量的40%以上。
一辆新车从发售到市场结束,一般经历3~6年。在此期间,即使有改造,也只对外观和内部进行微调。这些机器人的夹爪变动一般不会影响机器人的工作(车身焊接、涂装、主要零部件搬运)。因此,在机器人的整个生命周期中,基本上不需要变更完成的生产线。只要正常维护就可以了。利用机器人的优点,避免了缺点。
中小企业不同。产品一般以小批量、定制化、短周期为特征,很少有资金对生产线进行大规模改造。而且对产品的ROI更敏感。这要求机器人的综合成本较低,快速配置/重新配置能力和简单的手的使用方法,但这些对以往的机器人不满足。
另外,在一些机器人应用的新兴行业中,大企业也面临着与中小企业相同的问题。3CComputer、Communication、Consumer Electronics产业是这个领域的典型代表。
3C在市场上,手机、平板电脑、可穿戴设备等主流产品的更新速度非常快,基本生活周期是1~2年,短的只有几个月。如果采用传统的机器人方案,可能会投入大量资源,几个月建设的生产线甚至连成本的零头都没有被回收。生产的产品会从市场撤退。另外,如果对生产线进行改造或投入巨大的资源,则无法接受。
除了资金投入以外,3C行业对时间更感兴趣。常见的机器人自动化改造方案需要一个月到几个月的时间。那边的苹果说“下个月开始制作生产iPhone7的封面”,这边说“请先等一个月。请改造生产线”。
3、不能满足新兴合作市场的需求
工业机器人至今为止都是高精度、高速自动化设备的模型,但由于历史和技术的原因,和人在一起时的安全性不是机器人发展的重点,所以大部分工厂都会考虑安全性,使用栅栏来隔离机器人和人员。
幸运的是,大部分之前机器人从事的工作不需要人的参加,机器人可以单独完成。
但是,随着人事费的增加,业界开始寻求很多其他以往没有使用机器人的行业和机器人的夹爪自动化解决方案。例如,前面提到的3C行业、医药品、食品、物流等行业。这些新兴行业的特点是产品种类繁多,体积不大,对操作者的柔软性?柔软性高。现有的机器人在成本控制下很难提供性能满意的解决方案,怎么办才好呢?机器人不行。人会补充的。我们结合机器人。
人类负责对柔韧性、触觉、柔韧性要求高的工程,机器人利用其迅速准确的特点负责重复性工作。例如,组装键盘后,机器人可以将按键盖放在指定位置。另外,例如组装手机/电脑的话,机器人主要把零件、螺丝放在适当的位置。
然而,如果他们想合作,在他们之间隔一道篱笆太不方便了。人和机器人必须相互作用,首先通过安全门。整体效率没有单独使用人员那么高。此时,需要一些附加技术来确保机器人和人类能够在同一区域无障碍安全工作,即要求机器人具有安全协作的特性。
主要机器人制造商的机器人都配备了自己的安全技术,如ABB、SafeMove、Fanuc、DCS、KUKA和KUKA。安全,但它们的安全功能仍然相对主要,例如用虚拟围栏替换物理围栏,并在有人靠近时自动停止,这仍然不是一种完整的协作安全技术。
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