配天机器人索利洋：智能制造中柔性生产的要求与实现

【中国传动网 企业动态】 相较而言，柔性制造是个古老的概念。随着近两年包括人工智能、大数据、工业互联网等新技术的发展，现在更多提到的是“智慧工厂”和“智能工厂”。与刚性制造相对应的柔性制造，是建立在成组技术的基础上，由计算机控制的自动化生产系统，可同时加工形状相近的一组或一类产品，适合多品种、小批量的高效制造模式，减少毛坯和在制品的库存量，减少直接劳动力。

在12日举办的2018苏州吴中·长三角智造峰会上，配天机器人副总经理索利洋解释，在生产制造中，生产的节拍或者整个生产的控制是通过计算机，或者一些带有智能性的控制系统来实现，而不是完全通过人工控制来实现。

■智能制造中的柔性生产

在此技术发展大趋势下，工业4.0生态系统涉及多方面的技术和模块。从最顶层来说，智能制造或者智能工厂的基础来自于云安全、云储存和大数据、物联网等。

中层涉及到各个模块、系统的互联，及其之间的配合，其中涉及到芯片和传感器，以及制造管理系统。

到了制造层面则涉及到定制化工具、3D打印、先进材料、机器人、机床，AGV等。可以看到，工业机器人在整个智能制造中只占据了很小的一个环节。

在索利洋看来，柔性生产的要求涉及七大方面。

第一，机器柔性。当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。

第二，工艺柔性。工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力；制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。

第三，产品柔性。产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力；产品更新后,对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。

第四，维护柔性。采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。

第五，生产能力柔性。当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。

第六，扩展柔性。当生产需要的时候,可以很容易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。

第七，运行柔性。利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。

如何满足各个环节的柔性？索利洋认为，所谓柔性高就相当于一个人在操作，人的高柔性主要体现在：首先通过视觉、声音、触觉等，能够感知周围的环境，感知之后是决策与执行，最终形成一个完整的闭环控制链。

而机器要实现柔性，首先取决于智能管理系统的决策，其次是集成各类传感器、机器视觉、测量设备、物联网等实现“感知”。“执行”即通过执行机构，包括用工业机器人、数控机床、AGV、各种专有设备完成生产的要求。软硬件达到完美配合，才能使其工作越来越具备“人”的特性。

■柔性生产下对工业机器人的要求

如何让机器人为柔性制造提供更有力的支持？索利洋认为，首先是提高工业机器人的品质，包括性能、寿命、可靠性、安全性、经济性、外观、可维护性、服务等。

“性能”包括精度、速度、加速度以及加加速度、刚性等；“寿命”则包括精度衰减的趋势、磨损的趋势、温度、润滑；“可靠性”一般指平均无故障时间；“安全性”包括防误操作、防碰撞、软硬限位、安全提示；“经济性”包括购买成本、维护成本、服务成本以及它跟工业机器人和其他设备配合所需要的二次开发的成本。

“外观”，包括工业设计、易用性、人机交互、喷漆外观等，对于要进入国际市场的产品来说，这一点尤为重要；“可维护性”包括维护快捷、自诊断分析、安装与更换方式；“服务”主要指快速响应，这是国产机器人厂家的优势，也是客户非常在乎的点。

最后，在特殊应用环境下，如潮湿、有腐蚀、易燃易爆等，就要求机器人具有防水性、防尘性、防爆性、防腐蚀性。

■配天机器人的品质与合作

索利洋强调，研发、生产、服务三个环节与智能模块实现完美配合，才可以称之为高集成性，从而体现出工业机器人的品质，也才能更好的发挥机器人在柔性制造中的作用。

在研发方面，为了达到0.1毫米以内这么高的绝对定位精度，配天采用了大量不同的算法来提高机器人在空间中的精度。同时，配天机器人可以通过示教器进行拖动示教提高示教的效率。

索利洋进一步说道，工业机器人一个很大的特点为高刚性和高运动速度，以及在高运动速度下保持高轨迹精度。配天机器人为了体现最优节拍速度规划的性能，展示了机器人在不到一秒钟内就可以跑完一个易拉罐的距离，并且易拉罐之间的缝隙小于两毫米。

此外，索利洋还介绍了机器人与其他智能模块，包括3D视觉、力控打磨的配合。为了缩减开发时间，配天机器人开放了其底层的参数，方便机器人做二次开发。

在生产管理层面，配天会进行全生产环节质量把控。在来料检验中，从原材料、毛坯、线缆到钣金件等各种元器件，除了进行测量、测试、核对等常规检验以外，对于有密封要求的零部件还需进行气密性实验，确保各个零部件的品质；对于来料出现的问题，及时与供应商沟通，并给出具问题总结及改善措施，从根本上解决问题。

在机械加工与检验中，配天机器人的机加件全部以进口高精度CNC恒温车间加工，常年车间温度保持在22-24℃。检测仪器也均以世界知名品牌为主，确保零部件品质。对于关键零尺寸在三坐标进行检验。此外，首末件还增加了全尺寸检验，对关键工序实行百百检，保证零件品质。

在控制系统老化测试中，驱动器和一体化柜在完成基本功能测试后，进入老化房进行高温测试。当客户有定制化需求，如有绝对精度的使用要求，配天会对机器人进行绝对定位精度校准。

最后，配天机器人积极与产业链上中下游伙伴展开深层次的合作，包括核心零部件供应商，智能部件提供商，智慧工厂顶层设计商，行业解决方案集成商。

索利洋强调，与配天合作的集成商共近200家，包括3C行业打磨、点胶、喷涂，机械加工行业上下料、搬运码垛，家具、陶瓷卫浴行业打磨、点胶、喷涂，物流行业搬运码垛，教育行业培训、赛事服务商等。

值得一提的是，配天机器人作为机器人本体制造商，同时也提供整套机器人控制系统的解决方案。9月19日，配天机器人发布了AIR3，这款3kg负载的工业机器人，集成了配天现阶段在速度、精度、效率上最高的技术，同时AIR3产品也配备了最新的第二代驱控一体控制系统ARCCD20，其比第一代控制系统体积缩小了47%。后续配天机器人还将继续研发新品，从各方面提高机器人的品质，开发出精品。