—
还有来自2020年高科技年会
10
天
作者|段超
“工厂自动化”离“智能工厂”的目标越来越近,这就要求工厂生产自动化、数字化、智能化,也对产品多样化、产品质量高度标准化提出了更高的要求。末端执行器作为最接近工件的工业产品,以其高度的灵巧性和协作性日益成为机器人应用的重要组成部分。
有数据显示,目前工业机器人用于完成搬运和抓取作业,占全部流程的60%以上,末端执行器市场的蓝海正在慢慢显现。
但在此之前,整个末端执行器市场被气动抓手所主导。根据高技术机器人产业研究院的数据,从目前的市场结构来看,气动抓手仍然占据着绝大部分的市场份额。中国市场的标准化气动抓手占90%以上,电动抓手仅占3%左右;在海外市场,标准化气动抓手占比超过70%,电动抓手占比接近18%。
看透气动抓手的“非标性”
然而,随着智能化和信息化的不断发展,气动抓手的弊端逐渐显现。其中最突出的是它不具备多种点控能力和力反馈能力,这对未来柔性生产趋势是绝对的伤害。
在工业自动化领域,气动抓手曾经被很多人认为是永不改变的产品形态。近年来,由高度集成的驱动和控制组成的电动手爪也对其提出了挑战和冲击。
一方面,以协作机器人为代表的增量市场将持续放量增长,对电动虎口形成强大的需求拉动;另一方面,在以工业自动化为代表的股市中,很多场景逐渐给电动抓手取代气动抓手带来了新的机会。
“气动抓手的核心部件已经标准化,但抓手本体难以标准化;主要厂家的炸药产品集中在小载荷、小行程序列,长行程气动抓手只集中在少数厂家,价格差异很大;但最重要的是气动抓手是附着在气动系统上的,因此存在很多非标准设计环节,集成的附加成本较高。这三点的结合足以看出气动抓手的‘非标性’。”杜军机器人首席执行官解当阳说。
气动抓手在工厂随处可见,但里面的人都知道,只有气动抓手不能工作,需要气源和辅助系统的支持。气动抓手作为执行部件,支撑系统特别复杂,包括高压气源、气动三联件、管路、管路接头、节流阀、消音器、磁开关、中间密封电磁阀、压力开关等一系列气动部件。
这也是为什么在国内外气动模块化抓手公司的网站上,你会看到很多产品序列,在展会上,你得到的产品目录少则1000页。事实上,总的来说,它的产品目录是支持与工件最终转移的执行元件所需的气动元件。因此,总的来说,气爪的集成成本并不低于电爪。
让工业灵巧手发挥到极致
解当阳认为:嘿,千里;舵意味着舵手和领导者。君舵要做科技创新的引领者。
在博士学习期间,解当阳共同研制了我国第一台站用大型机械臂末端执行器样机。此后,他一直致力于机器人末端执行器的设计和开发,积累了十多年的行业经验。2018年1月,杰当阳带领团队成立苏州杜军机器人有限公司,致力于开发生产工业级灵巧手和智能电动抓手产品,为机器人抓取和装卸提供系统集成服务。
自2016年以来,君舵机器人先后推出了5公斤负载的JQ3-5三指工业灵巧手和2公斤负载的JQ3-2三指灵巧手,适用于所有协作机器人和不同类型的低负载工业机械臂。工业灵巧手发展的关键是一方面提高系统的可靠性和稳定性,另一方面提高控制性能。为此,君舵机器人的产品经历了三轮迭代升级。为了打磨工艺细节,去年设计图纸修改了40多个版本。"
该灵巧手具有三个模块化手指,可以通过手指重构实现抓取方式的改变,通用性强。与五指灵巧手相比,在不损失或轻微损失灵巧性的基础上,具有更大的抓取范围和更强的抓取工件的适应性。由于采用了模块化手指,大大降低了生产成本。
为提升乔军系列JQ3-5的性能,2019年乔军系列灵巧手优化设计49项,投产加工图近500张,突破3项关键技术。创新性地将双蜗轮调心轴承自平衡技术应用于手指基关节,大大提高了系统的传动效率,灵巧手的性能提高了30%以上。
目前,君舵机器人正在研发一种电动混合式柔性五指灵巧手,既能摆脱气源的限制,又能很好地利用气动自适应能力,抓取载荷约3kg,满足服务机器人入户后的安全抓取需求。
2020年,君舵机器人推出的首款工业级灵巧手将实现小批量量产。同年9月,君舵机器人完成了由盛邦资本和郑玄资本共同投资近2000万元的A轮融资。本轮资金主要用于产品量产,加强人才梯队建设,加快市场推广。在开发工业灵巧手的同时,君舵机器人开发了另一个产品方向——机器人“抓手”。
解当阳说:“方向舵机器人是为了打造全球性价比最高的电动抓手。”为了实现这一目标,杜军攻克了大功率伺服驱动器、高可靠性磁编码器、超薄电磁制动器和低侧隙高负荷行星齿轮组等诸多核心部件的关键技术,在客户现场进行了深入调研,使产品极其好用,并投入大量资金进行模具开发,确保了最终产品的量产质量。
君舵机器人CMO张伟透露,君舵的最终目标是让灵巧手的价格达到万元,可以作为国产仿人智能抓取端的标准产品。
目前,君舵机器人与国内外多家工业机器人供应商深度合作,正在逐步构建智能机器人生态,以匹配运营数据的新生产需求。据了解,预计到今年年底,君舵机器人各系列产品的应用将超过1500台套。
—结束—