工業機器人的未來之路
http://www.moduwu.com 2015-05-12 11:41 來源：Universal Robots (優傲機器人)
作者：艾斯本.奧斯特加， Universal Robots (優傲機器人) 首席技術官
在相繼推出UR5和UR10機器人，并取得業界和市場雙豐收后，Universal Robots (優傲機器人)歷經整整三年的研發時間，于近期成功推出了UR3新型機器人，新款緊湊型臺式機器人自重僅為24.3磅，但是有效負載卻高達6.6磅，所有腕關節均可360度旋轉，而末端關節可作無限旋轉。這些獨特的功能使得UR3成為現今市場上最靈活輕便、并且可與工人一起肩并肩工作的臺式機器人。
然而，最早的機器人并不像現在的機器人一般具有應用簡單、安全、靈活等特點。在經過了一個漫長的發展歷史，才有了現在機器人工業的蓬勃發展。
機器人發展漫長的歷史
機器人的起源可以追溯至古代世界。根據記載，早在公元前3世紀，古希臘哲學家費羅（Philo of Byzantium）就發明了以水作為動力驅動的機械，即水車。為工業化文明和機械應用奠定了基礎。1921年，捷克作家Karel Capek在其科幻小說《羅素姆的萬能勞工（Universal Robot）》中，首次使用機器人這一詞匯，并被沿用至今。隨著工業革命的興起，機器人的現代理念開始成型，工業革命讓人們能夠對復雜的機械進行使用并隨后發明了電。這使得人們能夠以體積較小的緊湊型發動機為機器提供動力。
對現代機器人的首次使用要數工廠里的工業機器人，這是一些能夠完成制造任務的簡單固定機器，從而不需要人為協助便能夠進行生產。數控工業機器人以及人工智能機器人自二十世紀六十年代以來就一直在被建造生產。美國人喬治•德沃爾（George Devol）于1954年，推出了 “全球第一臺可進行數字操作以及可編程的機器人 – Unimate，并于1960年在通用汽車公司投入使用。 到了1983年機器人學無論是工業生產還是在學術上已經成為一門受歡迎的學科，并開始列入教學計劃。2009年，由Universal Robots公司 (優傲機器人）研發的全球首臺真正的“人機協作機器人”問世，自此，開啟了機器人發展歷史的新的篇章。
今天，機器人已經廣泛應用于汽車行業、娛樂、醫療、食品加工和物流等行業，并在中小型制造企業中作為多用途工具，用以提高生產的質量和靈活性。在未來，機器人的應用將更加的豐富多彩，并最終走入千家萬戶，成為可以用于家政服務業的“機器人保姆”。
機器人生產角色的變革
其實，從歷史來看真正意義上的機器人出現在上個世紀60年代，第一代工業機器人具有投資規模大、投資期長、靈活性有限等問題。不僅如此，工廠需要支付高昂的人工費用聘請專業的技術人員從旁指導，進而增加了生產成本。由于技術的不成熟性和相關法律的不完整性，同時存在著成品質量的不穩定性和勞動監管部門的矛盾等問題。而機器手臂也具有靈活性差、設計安裝復雜等問題。在外包在工廠中時，極易產生產品知識的流失，并導致產品復制等問題。更不要提工作空間的高要求和投資回報率等弊病。
如今，產業經歷著發展和變化，工廠生產急需縮短產品的生產周期，并需要在生產過程中提高靈活性。機器人的需求也發生了改變：從注重速度、精確度和負載的超級機器人，向類似人類操作的機器人轉變，在共享的工作空間中為人類提供協助；從危險的機器向協作型機器人演進；并從只有專業人士才能操作的復雜機器轉變為人人都能使用的工具。
工業革命是機器人誕生與發展的催化劑，人類歷史上共進行了三次工業革命。第一次工業革命發生在1750到1830年間。這次工業革命的主題為蒸汽動力，提升了包括紡織工廠在內的工廠效率并促成了鐵路和蒸汽輪船的發展。第二次工業革命發生在1870到1930年間。這次工業革命的主題為對電的工業使用和民用，其中包括電燈、電話、照相機、電影、電梯、電機、汽車、飛機以及空調的出現。第三次工業革命主要專注于電子數據處理。這次工業革命開始于計算機的出現，并隨著互聯網和電子郵件的出現得到了進一步發展。第四次工業革命也被稱為工業4.0，指的是技術和價值鏈組織理念——物聯網——智能工廠以及當下火熱的科技話題。
幾次工業革命促成了一種生產模式。在這種生產模式下，機器取代了人類以前所從事的很多工作，生產過程中需要的人力資源越來越少。而在這里，我們提
出第五次工業革命的趨勢：重視讓人們重新回歸到生產中并與機器人并肩協作，并將工程師和營銷人員轉變成具有創意和客戶知識的新型人才。我們希望在產品中融入人類知識、創意以及對客戶的理解，讓價值在人與人之間傳遞。而人作為重要角色將始終參與其中。除此之外，第五次工業革命還將帶來生產的變化：我們將從“藍領工人”向“白領工人”的生產方式進行改變，生產將不僅僅是單調、機械的操作，產品也將被賦予更多的感情與熱情。
革命性的全新之作——UR3機器人
自2005年成立以來，Universal Robots (優傲機器人) 一直致力于開發具有廣泛可用性的機器人技術，公司推出的UR5和UR10機器人可以在所有工業生產領域實現自動化和合理化，并具備成本效益高、高度靈活、且使用方便安全等特點，廣獲業界青睞。這種6軸工業機器人是一種小型、輕便、易用的機器人，在財力、人力和技術等方面具有顯著優勢，例如：編程簡單，安裝迅速，靈活部署，人機協作、安全可靠以及業內最短投資回報期等。其中值得一提的是UR機器人強大的靈活性：機器人可在現場由員工編程，并可被快速重新設置，執行多元任務。由于重量輕巧，機器人可在廠房內輕松移動，打破了工作空間的限制。
在歷經整整三年的研發之后，全新的更小型機器人UR3問世，并成為全球最靈活、最輕巧的，能與員工并肩協作的臺式機器人。UR3可以高度精準地定位、放置和組裝零件，妥善處理小零件。并在組裝、拋光、涂膠和擰螺絲應用中，實現恒定一致的高產品質量，堪稱工人們的最佳助手。在UR3機器人的協助下，一名員工即可完成曾經需要兩名員工才能實現的任務，成為員工的“第三只手“。并完美適用于那些對于空間、安全及成本要求甚高的應用。基于以下產品特點，全新UR3機器人將具有極大的投資市場：
• 獨一無二的受力傳感
讓UR3在與員工接觸時, 自動限制觸碰的力量
默認受力傳感值為150牛頓，可調整為一旦觸碰產生低至50牛頓的力即自動停止工作
• 末端關節的無限旋轉角度
結合優化的力控制，UR3機器人是專業級能工巧匠
能夠拾起螺絲、安上螺絲并應用正確的扭矩擰緊螺絲
沿著嚴格限定的路徑、以持續恒定的壓力精確涂抹等量的膠水
• 0.1mm 可重復精度
可憑借“觸覺”沿著物體表面輪廓 – 例如智能手機的鋁殼邊緣 – 進行精準作業
Universal Robots是公司多年深入研究機器人的成果。公司產品組合包括UR3、UR5和UR10協作機器人手臂，均因其各自不同的有效負載公斤數而得名。在未來，優傲機器人公司將竭力開發全新的機器人應用，我們相信，日新月異的技術和不斷深化的常識，會使工業自動化在不遠的未來獲得更多新的突破。
關于作者
艾斯本 H.奧斯特加先生為優傲機器人公司首席技術官，負責公司現有UR機器人產品的優化及新產品的研發。奧斯特加先生擁有機器人學博士學位，是UR機器人的發明者之一。2001年到2005年期間，他擔任南丹麥大學機器人學及用戶界面的研究員及副教授職務，并創立了工業機器人改造基金會。2005年，奧斯特加先生與另兩位研究伙伴一起共同創辦了優傲機器人公司。目前優傲機器人公司擁有近30項機器人專利技術。除擔任公司首席技術官職務之外，奧斯特加先生還參與了多個國家級科研項目，并擔任丹麥多所高校的校外考官。在奧斯特加先生的職業生涯早期，他曾擔任過美國南加州大學研究科學家以及日本東京國立產業技術綜合研究所客座研究員。奧斯特加先生在丹麥奧胡斯大學學習計算機科學、物理及多媒體專業，并由此開始專注于機器人研究。奧斯特加先生業余愛好機器人足球，并于1998年獲得機器人足球世界杯冠軍。
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