2021年2月23日 机器视觉与计算机视觉技术

协作机器人技术-历史和发展趋势

协作机器人(cobot,俗称cobot)已经发展得非常迅速和成功。仅仅在十年前,cobot这一新兴技术就遭到了质疑,如今cobot代表了工业机器人技术中增长最快的部分。协作机器人是机器人研究中的新趋势,并是该行业最有希望的未来发展。

机器人技术正以指数级的速度增长,在过去的十年里,这一领域出现了令人振奋的技术发展,特别是关于工业机器人和人工操作者相关协同工作的问题。

从智能升降辅助装置,以一种安全的方式提升重量,但没有自己的运动能力,到第一个具有视觉集成系统的COBOT的出现,就像最近在Automatic2019上展示的那样,协作机器人领域似乎总是提供新的机会来整合智能工厂的自动化。

cobot 历史

cobot的第一个定义来自1999年美国专利申请,“一种用于人与由计算机控制的通用机械手之间直接物理集成的设备和方法”

这个描述指的是我们今天所说的智能辅助装置(IAD),是现代COBOT的鼻祖,这是通用汽车公司努力在汽车领域实现机器人技术的结果。新设备可以在非“
笼子 ”环境中移动,以帮助人类进行装配操作,但出于安全原因,它没有内部运动电源。

2004年,德国机器人技术先驱库卡(KUKA)发布了LBR3,这是第一款拥有自主运动能力的轻型cobot。这是该公司与德国航空航天中心研究所长期合作的结果,其运动控制能力后来分别在2008年和2013年发布的两个更新版本中得到改进。

2008年,丹麦制造商通用机器人(Universal Robots)发布了UR5,这是第一款可以与员工一起安全操作的cobot,消除了对安全围栏或围栏的需求。新机器人正式推出了灵活、人性化、成本效益高的协作机器人时代。这使得即使是中小型制造商也有可能在不投资于成本高昂的技术或完全改造其制造工厂的情况下实现设备自动化。如今,通用机器人仍然是这一领域的世界领先者,其销量超过了所有竞争对手的总和。

与所有革命性技术一样,cobot最初也遭到了制造业的严重怀疑。正如科技记者特拉维斯·赫斯曼(Travis Hessman)在2012年所报道的那样,大多数工厂管理者将其视为一个技术奇迹,但质疑将其融入实际工作环境的可能性。然而,如今,工业cobot市场的年增长率为50%,据估计,到2020年,全球收入将达到30亿美元。

趋势和预测

尽管cobot技术发展迅速,但仍有许多挑战阻碍了它在绝大多数制造工厂的应用。最重要的是需要精细的灵巧性,例如在捡起小而精致的碎片时,以及在不停止生产的情况下快速做出决策以避免障碍的能力。

为了应对这些挑战,业界领袖正在开发具有更快处理器和集成视觉系统的cobot。这样,可以以必要的速度处理空间数据,以生成运动控制,而依赖于商品硬件的传统解决方案无法与之匹配。

这些创新使得cobot更具生产力。与传统的解决方案不同,当探测到障碍物(如操作员的手臂)时,它们只是出于安全原因而停止,创新的cobot在障碍物周围工作,在不停止行动的情况下找到最佳路径。

例如,实时机器人在Automatic2019上展示的COBOT集成了视觉系统,使它们能够适应环境变化。这包括不同性质的障碍物,以及它们应该捡起的物体的位置和它们必须落下的位置的变化。

这项新技术不仅消除了对精确定位的需求,而且使制造商最终可以兼顾安全性和最高生产率。实际上,新的协作机器人不仅会停下来,还会积极寻找一条开放的安全道路继续其运营。对障碍物的这种提高的敏感性将使多个协作机器人能够独立协作,执行不同的任务而不会发生冲突。

新一代cobot将安全需求与全速运行的可能性结合起来。现在这个障碍终于有了好的解决方案,没有什么能阻挡协作机器人的发展。

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