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库卡机器人:立足工业 朝向智能

2019-07-05 11:40编辑:admin人气:


  2011中国国际工业博览会已在上海落下帷幕,在我们感叹科技日新月异的同时,会发现此次工业自动化展商都在传递着同一个信息:用机器人代替劳动力是大势所趋。中国制造业处于转型升级这一大环境下,更是为机器人的发展提供了广阔天地,如何利用这股上升的力量使自己的企业获得更好发展呢?从库卡机器人那里,我们能找到答案。

机器人大规模代替人工是趋势

  在机器人代替劳动力的成本计算上,绝大多数人认为机器人的成本优势需要在企业长期的发展中才能得以突显,这一认知也使得许多企业在引进机器人设备时有所迟疑。然而,库卡机器人(上海)有限公司首席运营官邹涛先生却并不认同这一观点,他表示即便是在短期,这种优势仍然存在。

  他给我们简单地算了一笔账:目前的啤酒生产线灌装速度非常迅速,一分钟可以灌装3万6千瓶啤酒。假设一层十箱,按一箱二十公斤计算,人工一次只能搬运一箱。如需达到生产要求的5秒钟搬运10箱的效率,线上就需要配备10个工人,三班倒就是30个工人。估算下来,30个工人一年的工资加上福利需要将近90万元人民币,这相当于一台设备的投入金额。且一旦转运线跟不上,再快的灌装速度也没有用,人力很难与如此之高的效率相匹配。

  因此,无论从短期还是中长期应用来看,机器人在技术、效率等多方面都具备人工不可比拟的优势。邹涛还表示,在未来三年,机器人将在食品、医药等工业领域得到大规模的应用,这是一个必然趋势。

技术是革新的基础

  在德国乃至欧洲的汽车行业,库卡机器人的市场占有率始终名列前茅。一直以来,汽车行业都是库卡的强项,这和该企业的历史不无关系。1956年,库卡公司实现焊接设备机械化,向大众汽车提供了第一条多点自动焊接生产线。鉴于汽车工业对高性能可靠机器人的需求,库卡经历17年的不断探索与革新,于1973年开发出了第一台自己的工业机器人。这一背景造就了库卡在汽车制造行业的强势地位。而自进入中国市场以来,库卡机器人也不断以其革新的机器人技术推动着中国汽车制造业的自动化发展,已成为该行业领先的工业机器人供应商。目前,库卡全球15%的市场集中在中国市场,其中汽车工业的比例就占到将近50%。

  邹涛告诉我们,库卡成功的秘诀之一就是在公司长期致力于全方位简化机器人的研发和制造。比如本次工博会上库卡展示了一个独一无二的应用功能,就是将数控的功能运用到机器人里面。

  他举了这样一个例子:机器人的编程方式是示教,传统的机器人没有办法实现数控的功能,而库卡研发的设备是介于数控和机器人的一款全新产品。这一功能应用于加工超长的工件。采用数控虽然会大幅增加投资成本,但机器人工作范围通过增加行走机构很容易扩展可以将工作范围扩展至10米甚至更多。而库卡在这方面的投入可能只相当于传统数控设备的三分之一甚至是五分之一。

  纵观库卡机器人的整个发展史可以发现,库卡有着很多先进的理念和核心技术,与此同时,技术上的稳定性也是库卡一贯追求的首要标准。尽管库卡的某些机器人价格会略高,但随着客户对机器人产品需求的了解不断加深,使用经验越来越丰富,他们在考虑设备投入时价格不再是考虑的第一因素,而是从整个运行成本、维护成本和设备的稳定性等方面综合考虑。

机器人的发展需不断寻求突破

  在本次工博会上库卡也带来了其它一些技术上的全新亮点:

  首先,库卡在控制方面做了很多突破。库卡将以前的一些软件包集成到一个操作系统,打造了一个资源共享的平台。这种改变的最大优势就是数据库实现共享,数据传输处理变得更为便捷。其次,库卡对机械结构也做了一定的革新。以前的库卡机器人手臂非常粗壮,虽然非常牢固,但手腕活动空间相对受到限制。现在的机器人手臂通过优化,较之老款纤细很多,比较灵巧,活动空间也比原来增大,而机器人自身的重量也减轻了12%。机器人的运行过程实际是在不断的加减速,所以它自己本身的制动对节拍影响非常大,重量轻了节拍就快了,也变得更加节能。

  库卡的另一个设计理念是尽量使用较少品种的配件,比如马达、电源和手臂。马达品种越多对配件维护越不利,库卡只有在较大负载范围内的产品上才搭载四种马达。电源模块也一样,只使用三种,手臂也尽可能使用同一型号,尽可能实现通用性。

  另外,对硬件进行简化。控制柜里的布线更趋简洁,整个系统的能耗也比原来降低了30%。此外,库卡还引进了一个非常先进的理念,即在系统里增加了待机模式。这一模式实际上是包括库卡和西门子在内的欧洲汽车制造业联盟巧妙的将节能的理念培植于现场总线技术之上的一种全新的节能管理技术PROFIenergy。简单点说,如同电脑的休眠模式,机器人如果在不动待机状态下进入休眠模式,其能耗只相当于正常情况下的10%,这也是库卡机器人系统第一次引进的新模式。邹涛透露说,库卡的这一产品已经超过了中国政府在十二五规划中提出的减排目标要求的目标,做到了节能百分之25%到30%。

  展会现场,几台形态各异的库卡机器人不知疲倦地忙碌着,吸引了众多观众围观、咨询。

客户服务至关重要

  事实上,库卡有两家公司,一家是库卡机器人,而另一家是库卡系统。德国与中国都是这一架构体系。

  库卡机器人(上海)的主要业务是销售、服务及培训。库卡机器人(上海)的一个非常成功的模式就是携手业内的系统集成商合作开发各类应用。因为机器人本身是自动化的载体,无论什么样的产品首先都需要考虑工艺是否能够满足。在工艺满足的情况下接着考虑是采用手工还是自动化的方式。作为自动化产品的供应商,没有哪家公司完全了解各个行业应用的工艺细节要求。比如说,焊接有焊接的要求,要多大电流电压才能焊接成功,每个行业都有着不同的生产标准。因此,库卡会通过顾问形式由相应的部门与客户针对使用、维护等多方面进行咨询和深入探讨,清楚了解客户需求并做出相关应对,帮助他们达成能够实现其工艺的自动化要求。

  另外,库卡每个月会有一次针对客户的定期培训。客户如有特殊需要,库卡也会派工程师上门培训。客户购买库卡的产品,可以根据机器付给库卡相应的费用,库卡每年为客户定期保养和检查,发生故障时迅速为客户排除,解决了他们的后顾之忧。

  为更快响应客户需求,库卡在中国市场设有多个销售及服务区域,每个区域都配备销售及售后服务人员,而他们都是来自于某一个应用领域的专业人士。比如负责激光应用的销售人员曾经服务于激光设备厂家,对这一领域的应用非常熟悉,更容易与客户沟通,帮助他们设计针对性方案。

工业机器人的明天

  当被问及如何看待机器人未来发展时,邹涛认为,现阶段主要集中于工业应用,但未来的技术发展趋势必定将朝着智能化方向发展。

  目前,智能机器人的发展还存在一些瓶颈问题。首先就是投入成本太高。一台机器人的成本可能需要几十甚至上百万。而另一个问题则是产业化发展仍然需要很长的过程。邹涛透露,目前库卡机器人设有一个专门的实验室用以开发面向服务行业的下一代库卡智能机器人。

  除了大力开发智能化机器人外,库卡也致力于将其在全球成功的应用经验带到中国。邹涛说,有些行业库卡在欧洲已经应用的非常成熟,但在国内尚属于一块空白。比如木工、石材等行业,机器人应用于各种切割或者搬运,这在欧洲的木工家具领域非常普及,但这在国内是一个全新的,极具潜力的市场。与此同时,库卡也将根据中国客户提出的一些特殊需求开发新的应用。例如,中国是最大的烟草生产国,而库卡整个集团的烟草业务就集中在中国。

  库卡会根据不同国家的特点开发适用于本地化的应用。在中国,我们要做事情的还有很多!邹涛兴奋地说。

(来源:未知)

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