【专访】协作机器人与柔性制造下短生命周期市场的共生 ——专访节卡机器人联合创始人王家鹏

来源:高工机器人网 发表时间:2018-9-19 11:40:19

【文/潘敏瑶】目前,协作机器人的产业链及技术配套尚不成熟。一方面,现有协作机器人厂商的业务多数聚焦在产品研发上,缺乏细分行业应用经验的积累;另一方面,协作机器人作为一个新兴品类,终端客户对其应用与产品性能等信息了解不足,导致协作机器人厂商与终端目标应用市场之间仍存在“距离”。

因此,既拥有丰富的行业应用经验,又具备精密产品研发技术的厂商就有了天然的优势。“节卡源自上海交通大学机器人研究所,承载了整个研究所的科研成果和科技结晶,拥有40年的机器人本体、核心部件及应用技术的经验和传承。”节卡机器人联合创始人王家鹏告诉高工机器人网。

成立于2014年的节卡机器人,在创立之初就为乳制品行业打造了礼品箱牛奶智能化包装系统,填补了行业空白。2016年,节卡为我国化纤行业的龙头企业新乡化纤打造的氨纶自动分级分拣机器人包装系统,再次填补行业空白。

2017年10月31日,正式推出了小助系列协作机器人,2018年3月7日,节卡宣布完成6000万元A+轮融资。2018年7月31日,节卡机器人工程技术中心成立。2018年8月,小助系列协作机器人正式通过了CR认证。

在本体研发成本持续走高的情况下,王家鹏表示,出路是降低集成商的成本,以成本驱动创新,寻求差异化竞争。节卡机器人正在主动探索柔性制造行业工艺,为更好的服务柔性制造客户。

■柔性制造“三大利器”初露锋芒

从机器人系统集成业务起家,如今的节卡机器人已经实现协作机器人本体、智能装备集成、工厂数字化三大业务板块协同发展。

“基于对整个行业发展变迁的深层次认知,节卡团队在创业初期选择了集成业务作为突破口,一方面积累应用的工艺和经验,同时贴近最终用户;另一方面积极探索机器人产品的破局机会。”王家鹏介绍。

直到2017年,节卡决定向协作机器人本体及其周边产品,如工业视觉等发力,正式进入了一个相对新兴的产业。

王家鹏指出:“从集成业务来说,客户的需求趋于多元化,需要机器人自动化技术的同时,越来越重视生产信息化,这就要求集成商不但要掌握行业的生产工艺,更要精通行业的生产管理体系,这样才能更好的服务客户。”

他举例,节卡在开拓乳业和化纤业之时,都是填补了行业空白,这使得团队在前期开荒、中后期说服客户重复购买的过程中,积累了丰富的实践经验,而这也是节卡能够快速切入消费类电池核心工艺段的秘诀之一。

在锂电池后包装自动化改造项目,节卡对锂电池后道包装的上下料,侧烫,粘胶,PCB取放、电路焊接等工序进行基于协作机器人的自动化改造。由于锂电后端包装形式此前一直处于手工作业方式,机器自动化包装为业内空白,因此这也是节卡率先在消费电池行业开拓性打造的柔性制造解决方案。

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目前节卡还在布局汽车零配件、电机制造等行业。“这些行业的特点都是柔性制造,需要使用协作机器人作为解决方案的核心。”王家鹏说道。

在他看来,未来节卡三块业务的协同作用将更加明显。首先,集成业务和数字化业务配合可以同时满足客户对自动化和信息化的双重需求;其次,节卡协作机器人及其周边产品的出现,使得集成业务开辟了柔性制造新天地。

■协作机器人是柔性制造的核心

怀揣“如何造出好的机器人”的信念,节卡团队掌握了机器人全部核心技术,其中控制器、驱动器和电机均为自主设计,旨在打造出高性价比的产品。

节卡团队在航天机械臂的基础上,对电机、减速器、驱控板等进行整体优化攻关,其载重和自重比高达1:3(国际先进水平是1:4),对电机和驱动器的重新设计使得单位体积的能量密度更高。

“电机和编码器的外资品牌在国内都有销售,但价格很高。”王家鹏进一步介绍:“直流无框力矩伺服电机的技术难点在于单位体积的能量密度高,需要全新的正向研发。模块化编码器则是我国多年以来的弱项,节卡正在研发体积小、精度高的关节内置编码器,预计2018年底正式发布。”

在易用性上,节卡采用APP编程方式,大幅度降低了机器人编程和使用的难度,从而降低集成的部署成本,“好比使用电脑时,从DOS的机器命令语句,转变为Windows的图形化界面。”王家鹏解释。

同时,在APP编程界面里,节卡针对不同行业开发了相对通用的图形化应用工艺包,如阵列、重复、逻辑判断等,无须使用机器语言,方便客户调用。

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协作机器人的另一大特性是安全,在王家鹏看来,目前安全功能的实现方式主要有三类:直接使用力矩传感器,这种方式最灵敏,但成本太高;使用电流突变对碰撞进行检测和判断,这种算法最简单,也是目前主流的方法,但相对不够灵敏;利用关节内的双编码器进行位置环匹配,构建虚拟力矩传感模型,此种方法算法实现难度大,相对电流检测,灵敏度有较大提升。

节卡小助系列协作机器人产品目前拥有三级安全防护措施:基于视觉的安全2区,人进入此区域,机器人将降速工作;基于视觉的安全1区,人进入此区域,机器人将静止;若无视觉保护情况下,机器人碰到人会即时静止。

在协作机器人具备有效人机交互特性的前提下,“如何用好机器人”就成为节卡重点思考的问题。节卡凭借自身的集成能力,贴近最终用户和终端市场,迅速掌握客户对于机器人的真实需求,反过来对机器人进行优化迭代,让更多客户享受到使用机器人技术带来各项红利。

王家鹏透露,面对中国制造的需求定制,节卡机器人正从现有产品逐渐延伸出3、7、12公斤三个典型级别。预计2018全年节卡小助协作机器人的销量为600台左右。

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■打造柔性制造生态圈

目前来看,制造业同时存在两种需求:效率、柔性。事实上,效率和柔性的技术实现难以兼得。“中国的规模化生产占中国制造企业的数量应该不超过20%,剩余的更倾向于柔性制造。”经过此番调研,节卡选择聚焦80%的柔性制造场景,为行业树立样板工程。

王家鹏为我们展示了其独创的柔性制造商业模型图,根据客户群体关于“降低人力投入、提高产线效率、降低产线更新成本”的期望程度,可分为四大制造市场:

M1市场的产品生命周期长,以“年度”计量,如汽车整车、钢铁等;M2市场的产品生命周期适中,以“季度”计量,如小家电、消费电池、3C等;M3市场生命周期偏短,产线更新较快,以“月度”计量,如成衣等行业;M4市场生命周期极短,以“周”计量,自动化程度低,主要依靠人工,如中小规模的金属加工。

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“仅M1及M2一小部分市场适用于一般工业机器人,并且是现有机器人集成商有能力服务的市场范围。”王家鹏表示,对柔性制造和协作机器人来说,这是很好的切入时机。协作机器人集成商正主动向短生命周期市场拓展,加速协作机器人的市场渗透。

王家鹏还认为,协作机器人厂商逐渐由工业市场进军消费市场是个必然的趋势。“在工业领域,协作机器人主要面对的是柔性制造场景,其市场容量极其庞大;在消费领域,协作机器人或其技术衍生品是未来家庭服务机器人必备的执行机构。”

面对庞大而无法预知的市场容量,未来节卡机器人除了优化迭代现有三款小助机器人产品外,将继续优化机器视觉等机器人周边产品,提高APP用户体验,积累并研发出更多行业工艺包,以此帮助集成商降低机器人本体、视觉产品和部署成本,从而大幅度降低其综合成本。

原文链接:http://www.gg-robot.com/asdisp2-65b095fb-64957-.html



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