xMate柔性機器人不是單一的產品,而是一個優秀的平臺。
平臺帶來的優勢是巨大的,作為一個平臺,xMate柔性機器人為珞石帶來更強大的產品配置的靈活性,以及新行業新場景應用的拓展能力。
借助xMate平臺,珞石能因此針對不同行業不同技術體系,依托平臺的軟硬件優勢,呈現不同的針對性產品,面向行業的細分適用性調整和適配,實現生態圈和產品體系的構建。
從七軸到六軸
作為平臺級產品,無論是七軸還是六軸的xMate柔性機器人系列,本質都是為了在某些場景下更好解決問題,滿足用戶剛需。圍繞這個平臺,未來還會有不同系列的產品不斷誕生,從不同幾個方向進行場景的更深度延伸,而六軸柔性機器人系列就是珞石針對工業應用推出的戰略級產品。
珞石xMate的產品經理于文進認為,最初珞石的柔性協作機器人作為一個全新平臺體系,在沒有太多參照物的情況下,在產品設計上,首先就得立意高遠,而xMate柔性機器人最早的目標就在取代人手臂,這是機器人發展的終極目標。
因此,珞石研發團隊以高精度運動控制、柔順力交互控制、高負載自重比系統設計、7自由度靈活構型設計為核心技術特征,搭建了最初的xMate產品平臺。
打造完成這樣一個平臺級產品的優勢很多,具體體現在對于需求把握更加快速,無論是滿足在協作機器人的簡單易用和安全可靠,還是醫療或者商業服務上的柔順安全交互,都能在xMate平臺體系下的產品,能將不同場景需求深度融合并雙向進行優化,同時能在底層技術和軟件方面進行針對性研發改進,從產品功能需求層面更加接近場景實際,解決痛點,滿足場景剛需。
在工業場景下,快速部署、應用簡單是快速開拓市場的關鍵。xMate六軸柔性機器人就是珞石面向工業柔性制造的針對性核心產品。
工業需求下的戰略新品
在當前工業柔性制造訴求下,珞石發現,大多需求其實來自于企業多批量小批次的高定制化產線特征,而這部分產線就需要配套簡單易用,易部署,以及跟人能夠協同工作的自動化工具。
部署時間和空間問題恰恰是傳統工業機器人的短板。例如對一些為了適應市場需求變化需要換產頻繁的食品和3C電子企業來說,由于產線設立最初往往都沒有考慮機器人等自動化設備,在行業快速發展下,原先產線沒有考慮到加入工業機器人的空間,且固定的產線依然在開工,導致需要圍欄等固定空間的工業機器人就不太適用于快速換產工業產線的高要求復雜改造。
在換產過程中,還涉及機器人的重新編程和產線布置的問題。很多工廠本身缺乏編程維護和開發人員,這些工廠以及用工單位希望,產線機器人升級改造能幫助企業同時考慮到員工本身的因素,最好使生產人員能夠繼續學習并快速掌握這種新技能,而不是淘汰他們。
這些問題疊加下,部分企業往往只能放棄傳統機器人的升級方式。
而珞石考慮到了場景痛點和人這層因素。于文進認為,唯一的解決方法就是讓機器人的部署和使用更容易。
因此xMate六軸柔性機器人提供拖動示教的這一技術,并在編程方式上采用了所見即所得的直觀交互方式,工人簡單培訓便可使用這些新的生產工具。
拖動示教技術能讓機器人非常輕便被拖動,從而讓人能直接通過拖動的方式完成一些工序的處理和維護,這極大簡化了學習和操作難度。
在原先,傳統工業機器人和第一代協作機器人只能對于點位的復現,xMate六軸柔性機器人的拖動示教技術,相較于一代協作機器人單純的點位示教相對來說,能做任意軌跡的示教。這意味著基本人能完成的運動工作程序,機器人都能直觀復現。并以此為基礎,再加入點位優化和工藝編輯擴展,使得xMate六軸柔性機器人在工業領域有更強大的適用性。
除了拖動示教,xMate六軸柔性機器人還具備圖形化編程操作方式。這個功能的加入使得人操作xMate六軸柔性機器人能像小孩搭積木一樣簡單,即人能通過直觀編輯的形式,將一個個工程模塊拖過來,再通過設置一些核心參數,就能做到功能實現,從而順利完成工業場景下的大多數換產任務。
企業使用xMate六軸柔性機器人,不僅沒有對于圍欄的要求,由于采用無控制柜的設計,在布置過程中,產線甚至連底座都不需要,只需要在某個位置打幾個孔固定,連接一根電源一根網線,就能快速部署一臺機器人,這使得快速換產的自動化改造更容易,且產線也往往不需要重新規劃,只需要在某些工位直接使用新的機器人簡單編程就能快速換產,讓企業從第1次到第N次改造更加省時省力。
為了更好進入協作機器人所定義的工業市場,目前珞石xMate六軸柔性機器人也使用了柔性機器人這個二代技術,使得xMate六軸產品具備比擬人手臂的力感知和力交互能力,能滿足協作機器人目前普遍具備的,安全性、易用性、好部署等方面優勢。
不僅于此,由于采用全狀態反饋的直接力控制技術,在確保位置高精度的同時兼顧高動態力控與柔順控制能力,使得xMate六軸系列產品擁有接近人手臂的靈敏、靈活度,更加貼合工業市場需求,為精密裝配、精密打磨等對力控有要求的復雜工業場景提供全面的解決方案。
軟硬件體系是創新基礎
能在工業進一步開拓提升,得益于在xMate柔性機器人平臺上,機器人快速軟硬件的升級。
例如為了讓機器人更加易于部署,xMate六軸柔性機器人去掉了控制柜,使得在某些工業場景下xMate六軸柔性機器人部署要求大幅降低,更為輕便易用,一體化關節更是讓這一需求得以更深度延伸。
例如在裝配場景上,核心技術就是力控,從場景特征來說,xMate柔性機器人是更能匹配人手臂的產品,因此無論從運動控制還是力交互方面都需要大幅提升,這就使得產品方向能把原先工業機器人高負荷高速度高精度的勞動替代,逐漸拓展到更精密更智能化的裝配或者非工業場景的理療和醫療等場景上去。
這背后的核心是其實珞石投入大量精力進行研發升級,例如在硬件上,將原先的結構進行了深度優化,使得常規電子電氣設備小型化甚至超小型化,從而最終實現控制柜能集成在關節和底座中,而裝配場景的進一步拓展則是在底層力感知和柔順控制技術上的全方位突破。
xMate柔性機器人作為一個平臺級產品,在技術方向上,也能不斷加入新的技術,例如遙操作技術,智能視覺跟隨技術等,從而能不斷讓機器人進行提升。
能突破不同場景下的技術難點,核心原因在于技術體系的革新。正如上文提到的,因為在原先很多場景,傳統點位移動的控制體系下,其實本質上限制了機器人在某些場景的開拓,因此在技術上先需要打破某些原本技術體系上的限制,底層技術的改變可以說是一個全新的開始,拖動示教技術就是其中較為具體的展現形式。
在xMate平臺上根據不同場景誕生的未來不同新一代產品,從技術體系上來看,和傳統原來的工業機器人相比是全新體系,這意味著無論從一開始產品側的研發,還是底層關節力控體系,都是全新研發的。但底層技術的攻關后實現的平臺級產品優勢也非常明顯,珞石xMate平臺體系下的產品,從設計之初就能瞄準市場的需求來進行快速改造,這就是平臺化帶來的靈活性。
無論是最底層算法的快速升級,還是機電設計上的適配,這種改變本質上得益于珞石多年來產品體系的基礎,核心都是珞石在工業機器人幾年經驗積累下實現的轉化,這也使得xMate平臺體系的技術其實有跡可循。包括如今珞石產品KOA的質量把控,包括到交付端的服務體系,雖然看似在技術體系上是全新,但整個開發和交付端過程,核心都是有原先工業機器人研發和市場體系作為保障。
結語
縱觀機器人的發展演變軌跡,工業機器人從最早的簡單自動化裝置,逐漸演變成多自由度機械臂,而協作機器人將速度降低,提高了安全性,從而真正和人一起交互,加上力覺和視覺的接口,讓平臺能力更加優化和智能化,和人交互也更加優化,這是人類探索機器人由設備到人手臂的過程。在這個變為人手臂的總體技術趨勢上,xMate柔性機器人平臺能不斷融入最新的技術,從而能力會越來越強,例如在加入AI等技術后,或許產品最終能達到智能擬人手臂的程度。
但這一切的前提是拿下市場,活下去并快速發展。“我們也在關注一些已有自動化但還沒有很好用工業機器人完成的領域,例如自動化程度很高的汽車行業,可以發現每一個汽車廠都還有人工和半人工的裝配線,因為在裝配環節,需要更多的是力感知和柔順控制能力,這是工業機器人的局限,也是一代協作一直很難解決替代的問題,因為產品非標化和裝配的板塊,已經超出單純的位置控制范疇,裝配過程的過動量很難把握,容易造成損壞和失敗,把機器人做的簡單易用好部署,這是我們面向工業需要做的事情。目前靠機器人無法解決的問題,未來在平臺級產品基礎上,還能靠力覺和視覺或者更多先進技術去做,工業上大的方向還很多,待開拓的都是藍海。”于文進說。
