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文／新松
2015年11月,新松复合型机器人在世界机器人大会上甫一亮相,便在业界引起轰动,受到市场的热捧,成为全球机器人制造厂商关注的焦点.在2018中国国际工业博览会上,新松发布了HCR20复合机器人新品,在技术创新的同时,积极打造协作机器人生态圈.
回望人类制造机器人的发展史,早期机器人不仅体型笨重,功能和动作也较为单一,主要协助人类完成一些高重复性的工作.而如今,机器人不仅智能化程度同益提升,应用场景也更为多元.据国际机器人联盟预测,2020年中国工业机器人销量将占全球40%.随着中国产业转型升级加速,机器人需求将与日俱增.
人机协作：机器人时代来临
在工业领域,通用工业机器人被称为机械臂或者机械手,主要是替代人胳膊的抓取功能；而移动机器人即A,主要替代人腿脚的行走功能.复合型机器人则是一种集移动机器人和通用工业机器人为一体的新型机器人.其手脚并用,不但集威了移动机器人、机械臂等工作单元,同时采用了机器人视觉定位技术进行二次定位,满足对整个机械结构运动精度的苛刻要求,避免了移动机器人、机械臂等多个运动单元的累积精度误差造成定位精度不达标等情况,可使工作有条不紊、配合默契.复合机器人可实现搬运、上下料等基本功能,以及不同工装、夹具的快速切换,实现物料的智能分拣.随着生产的智能化、柔性化、个性化需求的不断提高,协作机器人正在慢慢渗入各个工业领域,与人类共同工作.
新松机器人自动化股份有限公司（以下简称“新松”）是一家以机器人技术为核心、致力于全智能产品及服务的高科技上市企业,是中国机器人产业前十名的核心牵头企业、国家机器人产业化基地.早存多年前,新松的智能移动机器人产品系列就已在国际上享有盛誉.如在2018年平昌奥运会的闭幕式现场,新松移动机器人与舞蹈演员在难以控制轨迹路线的冰面上完成了一场精彩绝伦的“北京八分钟”,充分体现了移动机器人的精准控制,以及分毫不差的轨迹导航.
此外,位于上海的新松国际总部——中科新松有限公司研发并投入使用的5公斤级、搭载七轴协作机器人的HSCR5复合机器人,在实际运用与应用展示上,都取得了不错的成绩.存2018年德国慕尼黑展会上,还实现了两台复合机器人进行双车联动的展示,不仅对机器人本身的精度要求非常高,对于双车联动的控制云平台,也是一个相当大的考验.可以说,新松在复合机器人以及控制平台的研发和应用领域已趋于成熟.
别具特色：大负载+智能移动
由新松研发的复合机器人产品多以轻量化为主,如何将大负载与柔性协作的特点结合、满足更多搬运以及操作的需求成为新松一直思考的问题.新松研发团队经过实践与研发,存2018年中国国际工业博览会上首发了新松HCR20复合机器人.
HCR20复合机器人是新松研发的国内首台具有自主知识产权的大负载人机协作型移动作业机器人,具有全方位自主避障、高灵活性、高安全性等特点.HCR20由智能移动机器人、六轴协作机器人、视觉识别三大核心模块组成,突破性拥有智能移动行走、柔性多姿态抓取、二次视觉定位等核心技术,高效融合运输与抓放功能,保证行走与抓取双重安全,实现人机协同作业功能.
HSCR20复合机器人搭载的智能移动机器人采用国内首创的轮廓导航方式,开发了智能特征识别算法,在无需辅助地标的情况下,实现导航精度&plun;0毫米,现场布置及变线灵活高效,并可根据用户需求搭载混合导航技术.车体前后左右配置4个避障激光雷达,实现全方位360度移动避障,最大避障距离可达6米,有效保证机器人安全性.
此外,HCR20复合机器人搭载了一个六轴协作机器人,实现末端最大抓取负载20千克,这存协作机器人领域是对于负载能力的极大突破,可满足安全和功能要求的双重实现,可应用于3C行业生产过程中物料转运的内部物流环节.搭载的六轴协作机器人具有牵引示教、碰撞检测、末端视觉引导功能.牵引示教功能使机器人的操作更为简便,操作者只需牵引机器人末端,带它走一遍工作路径,机器人即可将外部牵引力通过控制算法转换为关节运动控制信息,从而记忆路径,进行重现；碰撞检测功能则保证了人员工作时的安全性,机器人存检测到碰撞时,能够及时停止,防止进一步伤害,因此其无需与人隔离,可以达到人机同场协作的目的,提升工作效率；末端视觉引导功能可以对目标物进行更精准的定位和抓取,使工作准确度更高,对于周边环境也能做到更好的预判.
在整机协同方面,为HCR20复合机器人开发基于视觉的自标定技术,搭配二次视觉定位系统,实现复合机器人高精度作业功能,整机重复定位精度达&plun;0.05毫米.另外,协作机器人与车体安全互锁,保障了车体移动时的安全性以及整车的稳定性.
另外,HCR20复合机器人还具有多样的模块化功能器件配置,能够化开发,易于更换,可满足不同客户的不同需求；拥有完善的内部控制系统与调度平台,能够更快速地对工作指令做出响应.车体造型的设计也做了更大的改进,缩小了整车体积,简约美观,此次在2018中国国际工业博览会上荣获工业设计金奖.
未来,新松HCR20复合机器人将快速布置于自动化工厂、仓储分拣、自动化货物超市等环境中,实现物料自动搬运、自动上下料、自动分拣等功能,为中国高端制造业提供全新的柔性化、灵活化、安全的智能生产解决方案.通过与企业生产执行系统的融合,可最大程度降低设备空闲时间、工人数量和影响产品质量的人为因素,提高生产效率和产品质量、降低成本,为企业带来巨大的经济效益.HSCR20复合机器人可运用于3C电子、半导体、仓储物流、医疗、卫浴、日化品和机加工等诸多行业,预计未来市场规模可达百亿元级.
新松HCR20复合机器人打破了协作机器人的负载极限,开创性地运用智能导航技术,代表了国内机器人技术的新高度.其能够全面满足我国智能化工业制造的未来发展需要,为中国制造业带来全新的生产方式变革,真正助力我国制造业产业升级调整,推动经济发展方式转变,增强国家自主创新能力.同时,新松HCR20复合机器人采用国产化核心部件,有利于国产核心部件的批量应用与验证,带动我国机器人核心零部件发展,促进我国制造业全产业链的进一步提升.
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参考文献：
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