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人機協(xié)作時代，這只“手”成了發(fā)展新機遇
【塑料機械網(wǎng) 熱點關(guān)注】 伴隨著人口紅利消失，勞動力成本持續(xù)上升，傳統(tǒng)制造業(yè)逐漸從勞動密集型轉(zhuǎn)向技術(shù)密集型，越來越多機器人走進工廠，與工人一起工作。作為工業(yè)機器人的一個分支，協(xié)作機器人近幾年顯現(xiàn)出了巨大的市場潛力，成為了當(dāng)前一大發(fā)展趨勢。而隨著機器人行業(yè)的迅速興起，一只“手”逐漸引起了資本與市場的關(guān)注。
智能機械手應(yīng)用范圍廣泛，已成發(fā)展新機遇
作為自動化生產(chǎn)的關(guān)鍵零部件，智能機械手近幾年受到的關(guān)注越來越多。智能機械手的主要作用，是輔助工人完成抓取和搬運任務(wù)，如3C、半導(dǎo)體、紡織、汽車、食品、飲料等多個行業(yè)的生產(chǎn)線都會涉及到抓取環(huán)節(jié)，應(yīng)用范圍非常廣泛，幾乎不同產(chǎn)業(yè)都會有類似的需求，市場空間十分廣闊。
在“人機協(xié)作”成為大勢所趨的背景下，越來越多機器人企業(yè)也開始投身其中，智能機械手成為了下一個發(fā)展新機遇。
在工業(yè)制造生產(chǎn)中，抓取作業(yè)是其中非常重要的一個環(huán)節(jié)。在過去，傳統(tǒng)工業(yè)機器人一般都是通過離線編程或者示教編程的方式實現(xiàn)抓取操作，它的起始位姿和終止位姿都要預(yù)先設(shè)定好，才能完成抓取工作。但這樣的問題是，一旦抓取對象變換位置，或者工作環(huán)境出現(xiàn)變化，機器人就無法完成抓取作業(yè)了。
因此，如何讓機器人像人一樣，可以自動識別目標(biāo)并進行分揀和抓取，是傳統(tǒng)工業(yè)機器人的一個難點和熱點。為了解決這些行業(yè)痛點，機器人企業(yè)開始把目光轉(zhuǎn)向結(jié)合了視覺、傳感器等多項技術(shù)的智能抓取解決方案。通過這種技術(shù)，工業(yè)機器人能夠進行有效分揀和抓取，降低生產(chǎn)的錯誤率，減少生產(chǎn)成本，提高工作效率。
目前，國外已經(jīng)出現(xiàn)OnRobot、SCHUNK等專注于智能機械手研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)，而國內(nèi)如新松、大族、艾利特等機器人公司也開始涉足協(xié)作機器人領(lǐng)域，并先后推出了智能、柔性化的應(yīng)用和產(chǎn)品。從各家已推出的產(chǎn)品來看，如今智能機械手配合視覺和傳感器，要做到測量、識別，實現(xiàn)智能抓取物件，已經(jīng)不是什么難事。不過對于未來智能工廠來說，為了能進一步提高生產(chǎn)效率，機械手除了要做到“智能抓取”，還將需要做到“自主抓取”。
除了智能，還要自主
如今，工業(yè)抓取技術(shù)正處在變革之中，智能抓取和自主抓取就是其中主要的分界點。二者的區(qū)別在于，機械手是否能夠自行搬運種類各異的物件。
目前為止，仍然需要根據(jù)一個或多個抓取目標(biāo)的幾何形狀等參數(shù)，確設(shè)定好智能機械手的抓取力、速度和位置等，才能進行拾取和放置操作。而自主抓取就是此基礎(chǔ)上更進一步，取消機械手的設(shè)定環(huán)節(jié)，直接就能進行抓取。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，行業(yè)里也有多家公司正在相關(guān)研發(fā)。
例如來自德國的雄克(SCHUNK)公司就提出了一種解決方案，讓機械手通過攝像頭探測其目標(biāo)物體，然后根據(jù)數(shù)據(jù)記錄和算法，檢測原理并導(dǎo)出相應(yīng)的反應(yīng)，通過算法研究，對不同的幾何形狀和布置予以分類，并開發(fā)出理想的的抓取策略，使抓取系統(tǒng)能夠自主搬運零部件。除此之外，雄克的解決方案還能夠讓機械手分享獲取的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，從生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)或通過云平臺將類似應(yīng)用中與其他抓取系統(tǒng)一起分享，使抓取系統(tǒng)更進一步優(yōu)化基本抓取工作流程。
簡單來說，就是機械手不僅能通過獲取的數(shù)據(jù)分析并自主抓取物件，它還能把自己學(xué)到和獲取的數(shù)據(jù)分享給其他抓取系統(tǒng)。這樣一來，工廠再也不需要一個一個地給機械手設(shè)置參數(shù)，因為一個機械手學(xué)會了，那么所有機械手就都學(xué)會了。
聽起來有點不可思議，但這種技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)實。從過去在工廠的各類試點來看，雄克自主抓取技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了不小的成果。僅僅經(jīng)過數(shù)次培訓(xùn)，機器人的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)便能夠歸納出如何進行搬運以及有哪些組合選項。在這個過程中，捕獲場景的攝像頭直接與機械手交互，并引導(dǎo)機器人抵達其目的地。僅在做出幾步重復(fù)操作之后，系統(tǒng)即可自行對未來的組合和布置做出分類，并采取自主行動。
在智能抓取應(yīng)用中，雄克機械手可獨自分辨不同部件，就像人手通過觸摸分辨物體，機械手也會感應(yīng)零件的幾何形狀和構(gòu)成，以便對其予以抓取和分類。更值得一提的是，即使物件是無序、隨機擺放，機械手也一樣能識別。
(SCHUNK SVH 五指機械手，圖源來自：雄克SCHUNK)
人機協(xié)作時代，協(xié)作抓取技術(shù)大有發(fā)展空間
如今，為了降低成本，提高生產(chǎn)效率，引入工業(yè)機器人等自動化設(shè)備代替人力已經(jīng)成為許多制造業(yè)企業(yè)的優(yōu)先選擇。但隨著市場趨勢的變化，局部自動化的重要性也在與日俱增，傳統(tǒng)工業(yè)機器人無法完全滿足這類應(yīng)用需求，協(xié)作機器人的出現(xiàn)是為了能夠協(xié)同發(fā)揮出人和機器人的優(yōu)勢，很好地補足了傳統(tǒng)工業(yè)機器人的應(yīng)用局限。。
未來，“人機協(xié)作”模式將從根本上改變制造業(yè)的工作環(huán)境，更加靈活、簡易、高效的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)將會成為未來智能工廠的核心競爭力。在實現(xiàn)這些目標(biāo)的過程中，安全的協(xié)作抓取技術(shù)以及能夠?qū)崿F(xiàn)自主抓取的智能機械手都將有更大的發(fā)展空間。
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