我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，全球90%的手機(jī)、80%的空調(diào)和計(jì)算機(jī)、70%的光伏電池、60%的電視都是中國(guó)制造，以工業(yè)機(jī)器人為代表的的智能裝備能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，被認(rèn)為是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要突破口。但在企業(yè)應(yīng)用上，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人還面臨著一些問題。
在近日舉行的第三屆中國(guó)(杭州)國(guó)際機(jī)器人西湖論壇上，中國(guó)工程院院士譚建榮指出，企業(yè)是機(jī)器人應(yīng)用的重點(diǎn)，從技術(shù)上說(shuō)，當(dāng)下企業(yè)工業(yè)機(jī)器人在應(yīng)用中遇到四大難點(diǎn)，分別是運(yùn)動(dòng)精確性、作業(yè)平穩(wěn)性、布局多樣性、操作易用性。
機(jī)器人運(yùn)動(dòng)精確性和作業(yè)平穩(wěn)性的問題，或許可以解答為什么有些崗位目前還不適合機(jī)器換人。
在汽車制造過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在焊接、噴涂等工藝上可以實(shí)現(xiàn)完全代替人工，并且可以保證產(chǎn)品質(zhì)量明顯得到提升。但在一些精密零件的制造、加工、組裝中，由于機(jī)器人操作的精確性和平穩(wěn)性不夠高，這部分工作仍然要依靠人工。富士康作為蘋果公司最大的代工廠，曾經(jīng)多次高調(diào)宣布引進(jìn)機(jī)器人來(lái)代替人工操作，但機(jī)器人的產(chǎn)出效果并不盡人意。2016年，就曾有富士康上的管理層表示，iPhone上組裝的螺絲，機(jī)器人很難保持這么高的精度，只要沒對(duì)準(zhǔn)，iPhone和機(jī)器人都將報(bào)廢。這反而帶來(lái)了更大的維護(hù)成本。目前富士康的機(jī)器人生產(chǎn)精度為0.05毫米，而蘋果手機(jī)對(duì)生產(chǎn)精度的要求是0.02毫米。
要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的靈巧運(yùn)動(dòng)控制，就要確保機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的精確性和操作的平穩(wěn)型。譚建榮認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)精確性問題，從技術(shù)上看就是如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)精確建模與求解。使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)具有平穩(wěn)性，就要進(jìn)行動(dòng)力學(xué)的分析。因?yàn)槔碚撋蠙C(jī)器人的關(guān)節(jié)是一個(gè)點(diǎn)，實(shí)際上機(jī)器人的關(guān)節(jié)有間隙，運(yùn)動(dòng)副間隙引起的沖擊與振動(dòng)會(huì)影響機(jī)器人工作的平穩(wěn)性。
工業(yè)機(jī)器人還面臨布局多樣性的問題。目前來(lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)占比較多的行業(yè)是汽車（含汽車零部件、整車、汽車電子）、3c電子、金屬加工。尤其是3C電子領(lǐng)域，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度快，對(duì)于柔性要求、精度和速度就相對(duì)更高，使用工業(yè)機(jī)器人時(shí)就必須考慮如何布局設(shè)計(jì)快速地適應(yīng)公司的新產(chǎn)品、新工藝。如果出現(xiàn)機(jī)器人不能適應(yīng)產(chǎn)線調(diào)整，或者調(diào)試機(jī)器人耗費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，甚至完全不匹配新產(chǎn)品的情況，那么引入機(jī)器人可能會(huì)帶來(lái)更多成本。歸根結(jié)底，還是要通過(guò)作業(yè)流程設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)以及它的精確性和平衡性的設(shè)計(jì)，從而讓機(jī)器人變得更加柔性化，能夠適應(yīng)不同的產(chǎn)品生產(chǎn)模式。
機(jī)器人的操作易用性也是一大問題。機(jī)器人的操作、控制開關(guān)和日常維護(hù)、保養(yǎng)等，所需高等技術(shù)人員的工資比不用機(jī)器人時(shí)普通操作工工資高。即使不考慮成本，由于國(guó)內(nèi)機(jī)器人應(yīng)用人才出現(xiàn)巨大缺口，對(duì)專業(yè)性的要求也比較高，想聘用到一名合格的工程師也非易事。這也是操作簡(jiǎn)單、易用性好的示教型機(jī)器人深受市場(chǎng)歡迎的原因。譚建榮認(rèn)為，提高機(jī)器人的易用性，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的示教。
雖然我國(guó)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用仍以汽車產(chǎn)業(yè)為主，但在5G技術(shù)的帶動(dòng)下，3C電子對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求明顯增加，而且朝著小而精、精而快的方向發(fā)展。此外，隨著食品、倉(cāng)儲(chǔ)、光伏等行業(yè)對(duì)于自動(dòng)化率需求的不斷提升，這些行業(yè)對(duì)機(jī)器人的需求也在逐步增加。如果這四個(gè)問題都能得到解決，無(wú)疑能加快工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用。
（轉(zhuǎn)載）
