工業(yè)機(jī)器人替代人工 生產(chǎn)線上顯身手

一臺(tái)電腦輸出命令，旁邊的大手臂就開(kāi)始工作了，那是一個(gè)機(jī)械臂，彎曲的時(shí)候有一米多高，前端有兩個(gè)攝像頭，那是它的眼睛。它伸出手，湊上去看了看，找到要卸載的部件的位置，用手旋轉(zhuǎn)下來(lái)，再放到指定的位置。

這是一部工業(yè)機(jī)器人，剛才模擬的操作是對(duì)放射源的裝卸。這部機(jī)器人不久將裝石油測(cè)井儀器到鉆井平臺(tái)去工作，替代之前由人工完成的裝卸放射源這項(xiàng)危險(xiǎn)的工作。

特種機(jī)器人奧秘多

這款機(jī)器人，中國(guó)航天科工集團(tuán)北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所的工程師們管它叫FAA-05K，是中國(guó)自主研發(fā)的首臺(tái)裝卸放射源機(jī)器人，由機(jī)械臂系統(tǒng)、末端操作器、定位與回轉(zhuǎn)裝置、視覺(jué)反饋裝置和操作臺(tái)等組成，可以滿足在2.5米長(zhǎng)、2.5米寬空間內(nèi)靈活作業(yè)的要求，采用圖像識(shí)別與末端隨動(dòng)綜合控制技術(shù)的產(chǎn)品，能夠精確完成放射源的安裝過(guò)程，而且，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的靈巧末端夾持器可以確保夾持可靠，也不會(huì)對(duì)放射源造成損傷。

研制人員呂翀介紹：“裝卸源機(jī)器人是我們應(yīng)中海油田服務(wù)股份有限公司的需求開(kāi)發(fā)的一款特種機(jī)器人，能夠滿足測(cè)井儀探測(cè)放射源裝卸過(guò)程無(wú)人化的使用需求，避免了對(duì)操作人員的健康損害�！�

這個(gè)看起來(lái)簡(jiǎn)單的手臂，卻是航天技術(shù)的集成，在系統(tǒng)集成技術(shù)、自主控制技術(shù)、視覺(jué)定位系統(tǒng)、高功率密度電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)控制器等方面都有所關(guān)聯(lián)。

除了石油領(lǐng)域，在煤礦、電網(wǎng)等領(lǐng)域，特種機(jī)器人也有大顯身手的地方。面向反恐、偵察、排爆、電站巡檢、煤礦巷道探測(cè)等方向，開(kāi)發(fā)了中、小型通用移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品，融合了航跡推算、路徑跟隨、自主避障等多項(xiàng)導(dǎo)航控制技術(shù)。

MGT-20K移動(dòng)機(jī)器人就有這個(gè)本領(lǐng)，有履帶還有兩條輔助的手臂，一般遙控玩具車的大小，可適應(yīng)沙灘、田野、瓦礫、街道等多種路面，具有較強(qiáng)的爬坡、越障能力，上面安裝了航姿系統(tǒng)、GPS、攝像機(jī)等多種傳感器，可用于日常巡檢，危險(xiǎn)環(huán)境偵查、搜救和排爆等工作。

智能機(jī)器人研究室負(fù)責(zé)人張新華告訴筆者，移動(dòng)類機(jī)器人的模塊化設(shè)計(jì)使其功能極富可塑性，可以快速實(shí)現(xiàn)與已有技術(shù)的融合，從而拓展應(yīng)用領(lǐng)域。比如，將慣性導(dǎo)航定位功能加載在移動(dòng)類機(jī)器人上，就能夠產(chǎn)生一種可以為煤礦坑道提供精確位置信息的小型智能移動(dòng)機(jī)器人，該產(chǎn)品一旦投入應(yīng)用將為礦難的救援工作提供重要幫助，大大提升救援的準(zhǔn)確度。在這個(gè)技術(shù)條件下，無(wú)人汽車也能成為現(xiàn)實(shí)，“技術(shù)上是完全有條件去做，就是成本問(wèn)題�！睋�(jù)張新華介紹，單是核心系統(tǒng)的成本價(jià)就有七八十萬(wàn)元人民幣。

替代人工不含糊

會(huì)繞線圈，能打螺絲，會(huì)點(diǎn)膠，能焊接……

七八臺(tái)小型機(jī)器人連接成了一個(gè)流水線的工作平臺(tái)，可以廣泛應(yīng)用于電子部件生產(chǎn)、裝配、包裝等領(lǐng)域�！拔宜�是國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)小型工業(yè)機(jī)器人系列化的單位�！睆埿氯A說(shuō)。今年已經(jīng)有一家外資公司定制了30臺(tái)產(chǎn)品，包括電路板焊錫、印制板點(diǎn)膠、螺釘裝配和印制板切割等類型機(jī)器人，用于空調(diào)、音響控制面板、電子智能鑰匙等汽車零部件的生產(chǎn)。

張新華和他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)這一系列小型工業(yè)機(jī)器人之前去不少工廠調(diào)研過(guò)，一排排生產(chǎn)線，年齡不大的工人每天重復(fù)地同一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作，安個(gè)螺絲或者點(diǎn)個(gè)膠水，你甚至很難捕捉到他們臉上的表情�！斑@些機(jī)器人都能做，而且更熟練，廢品率會(huì)更低。”在樣品臺(tái)上，筆者看到了半徑大小不同的銅絲線圈，最細(xì)的一個(gè)比頭發(fā)絲還細(xì)，在一個(gè)半徑不足50毫米，長(zhǎng)度不足1厘米的線圈上，它能分毫不差地完成900圈的纏繞。

這樣的小型工業(yè)機(jī)器人，每臺(tái)售價(jià)在25萬(wàn)元人民幣，壽命在七八年左右，因?yàn)槭悄�塊化設(shè)計(jì)，只要工廠的技術(shù)人員稍加培訓(xùn)就能完成維護(hù)和修理。相同性能的機(jī)器人在日本的單臺(tái)售價(jià)約合人民幣50萬(wàn)元，價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)也確實(shí)吸引了一批想引入機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)的工廠，連年上漲的人力成本以及工業(yè)化生產(chǎn)帶來(lái)的用工社會(huì)問(wèn)題，讓一些企業(yè)有了讓機(jī)器人進(jìn)工廠的想法�！暗�是考慮到社會(huì)就業(yè)率問(wèn)題，估計(jì)機(jī)器人在中小企業(yè)工廠的替代率不會(huì)太大�！睆埿氯A說(shuō)，這些工廠引入機(jī)器人還都是試探性的態(tài)度。

現(xiàn)在的平臺(tái)還是傳統(tǒng)機(jī)器手臂的模樣，下一步要做出仿人上半身的形狀來(lái)，再加上兩只靈巧手，每只手至少有3個(gè)手指，這樣就能執(zhí)行更加復(fù)雜的工作任務(wù)。在研究室里，張新華還給記者演示了新研制出的可以同時(shí)進(jìn)行兩項(xiàng)工作任務(wù)的雙軸機(jī)器人系統(tǒng)。

此外，還有一個(gè)可以自動(dòng)碼垛的大家伙，它每分鐘可以碼30箱礦泉水，這個(gè)機(jī)器人是為一家礦泉水公司定制的，之前，這家公司一直用的是進(jìn)口產(chǎn)品，而采用國(guó)產(chǎn)化的設(shè)備后，這一項(xiàng)就能讓用戶的機(jī)器人采購(gòu)成本減半、日常應(yīng)用成本降低60％以上。

這個(gè)大家伙由托盤供給裝置、滾筒輸送線、自動(dòng)碼垛裝置等6大部分組成，可應(yīng)用于食品、飲料和礦泉水生產(chǎn)線末端成品箱的搬運(yùn)、碼垛，碼垛層數(shù)可達(dá)5～8層，能夠勝任不同規(guī)格產(chǎn)品的使用需求。

感覺(jué)系統(tǒng)將更豐富靈敏

全球來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域主要有汽車制造業(yè)、汽車零部件、電力電子工業(yè)、金屬加工業(yè)、塑料制品、飲料、食品等。目前中國(guó)市場(chǎng)上已有4．6萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人在服役，占全球總量的4.5％。2004年以來(lái)，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)開(kāi)始啟動(dòng)，國(guó)內(nèi)需求強(qiáng)勁，新安裝量年均增長(zhǎng)率高達(dá)37％。2009年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人新安裝量受到金融危機(jī)的影響，下降了30％；2010年已強(qiáng)勁恢復(fù)，增長(zhǎng)了54％；預(yù)計(jì)2011至2013年新安裝量年均增長(zhǎng)率將達(dá)到31％。到2013年在中國(guó)服役的工