直擊 2020 工博會: 四大趨勢引領(lǐng)自動化行業(yè)變革

文:中國傳動網(wǎng) 肖瀅2020年第四期

在上海國家會展中心的5.1館和6.1館,西門子、博世力士樂、菲尼克斯、三菱電機、歐姆龍、施耐德、臺達、SMC、費斯托、新時達、鳴志、步科等眾多自動化行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)帶來了智能制造領(lǐng)域的核心技術(shù)與高端產(chǎn)品。

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在7.1館和8.1館,這里不僅匯集了有“機器人四大家族”之稱的ABB、發(fā)那科、安川和庫卡,還有埃斯頓、新時達、艾利特、節(jié)卡、新松、錢江機器人、哈工智能、梅卡曼德、斯坦德、川崎、愛普生、雅馬哈等國內(nèi)外機器人企業(yè)一一亮相。這場自動化行業(yè)的盛會,經(jīng)歷了疫情的大浪淘沙,顯得更加難能可貴。各企業(yè)在展示過硬技術(shù),秀出雄厚實力的同時,也正在指引自動化技術(shù)的變革方向。

四大家族市場地位穩(wěn)固

在8.1館,ABB、發(fā)那科、安川和庫卡展出的新技術(shù)新產(chǎn)品不勝枚舉,一再出人意料,展臺人流如織,足以驗證其在國內(nèi)市場的穩(wěn)固地位。頂級產(chǎn)品之間的較量,常常難分伯仲,但是國產(chǎn)機器人與之相比,還存在不小的差距。

本屆工博會,安川展出了至今為止最多的演示機數(shù)量,新穎的產(chǎn)品展示令人眼前一亮。商用車白車身焊接演示工位、乘用車噴涂演示工位位列展臺正中,異常醒目。在車身附近有限空間內(nèi),多臺機器人同時工作,定位精準(zhǔn),配合協(xié)調(diào)。安川的高速產(chǎn)品檢測系統(tǒng),利用離線仿真軟件MotoSimEG-VRC高級版功能,實現(xiàn)超高速產(chǎn)品檢測,其速度之快令人咋舌。

PCB加工檢測系統(tǒng)通過在AGV上放置機器人并搭配視覺相機,能夠?qū)崿F(xiàn)無停頓地對工件進行精準(zhǔn)的取放作業(yè),縮短了作業(yè)時間。加工機上也使用了安川的電機和運動控制器,從而實現(xiàn)了精確的傳動控制。

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3D自動軌跡生成系統(tǒng)利用3D視覺與MotoPlus軌跡計算,自動生成機器人復(fù)雜動作的系統(tǒng)。即使面對形狀不一致的產(chǎn)品,切換產(chǎn)品時也不需要停止設(shè)備,稼動率得以提高。安川還展示了控制器、直線電機、伺服系統(tǒng)等運動控制產(chǎn)品。發(fā)那科以“人機協(xié)作,智聯(lián)未來”為主題,3款面向中國市場的機器人新品首次發(fā)布,并且?guī)砹?4套行業(yè)尖端自動化解決方案與最新技術(shù)。首次展出的CRX-10iA全新一代協(xié)作機器人,具備高安全性、高可靠性、便捷使用三大特點,可針對小型部件的搬運、裝配檢、測等應(yīng)用需求,為用戶提供精準(zhǔn)、靈活、安全的人機協(xié)作解決方案。

除了全新協(xié)作機器人外,F(xiàn)ANUC還推出兩款新型SCARA機器人,其中SR-12iA負載12kg,臂展900mm,SR-20iA負載20kg,臂展1100mm。兩款機器人在繼承FANUC SCARA系列高緊湊性和高動作性能的同時,兼?zhèn)涓哓撦d的特性。

此外,F(xiàn)ANUC還帶來面向汽車整車、汽車零部件、3C電子、電氣、倉儲物流、塑料、金屬加工等行業(yè)的機器人智能制造解決方案,以及面向高精度、高效加工與注塑的Robodrill小型加工中心、Robocut慢走絲線切割機、Roboshot全電動注塑機。

ABB圍繞“未來工廠”、“未來醫(yī)院”、“未來汽車”三大主題,在工博會現(xiàn)場展示了豐富的數(shù)字化、智能化機器人解決方案。

未來工廠展區(qū)展示的硅片裝卸、手機功能測試、繼電器測試、曲軸去毛刺、快遞件高速分揀等多個解決方案,可以幫助客戶提高生產(chǎn)效率與柔性,簡化生產(chǎn)流程;未來汽車展區(qū)汽車噴涂的無過噴技術(shù)、視覺伺服汽車總裝技術(shù)、汽車電子柔性裝配以及3D質(zhì)量檢測,可以幫助汽車制造商進一步提高生產(chǎn)效率,提升環(huán)保效益;在未來醫(yī)院展區(qū),ABB在中國落地的首套柔性機器人藥房自動化系統(tǒng),以及用于醫(yī)療實驗室的協(xié)作解決方案,展示了未來醫(yī)院的美好愿景。

同時,新品IRB1300機器人在展會第一天迎來了全球首發(fā)。這款由中國本土設(shè)計的機器人,與ABB同類產(chǎn)品IRB1600相比,速度提升了27%,重量減輕了60%,更輕便小巧,具有大工作范圍和高負載能力,以及高度的柔性和一流的路徑精度。

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庫卡中國攜手美的集團以上千平米的展示規(guī)模亮相機器人展,這也是整個工博會的最大展臺。

在展會現(xiàn)場,庫卡中國自主研發(fā)的第一款“里程碑式”產(chǎn)品KR 4 AGILUS首次發(fā)布。新一代KR 4 AGILUS以其更大的負載與更長的臂展,能為機器人帶來更強的作業(yè)能力與更大的作業(yè)空間,適用于作業(yè)精準(zhǔn)度要求嚴(yán)苛的3C電子行業(yè),如電子元器件的裝配、拾取與放置、擰螺絲、焊接、粘接、包裝、檢測或檢驗等應(yīng)用。

庫卡展示了KR 4 AGILUS在塑料材料的3D打印、銜尾蛇模塊化智能組裝工站,以及移動教學(xué)工站上的應(yīng)用。在銜尾蛇模塊化智能組裝工站,充電寶的貼標(biāo)、打螺絲、打膠、組裝的4個工藝均由KR 4 AGILUS機器人完成,展示了一個濃縮版的無人化智慧工廠。

此外,庫卡全新打造的移動機器人KMP 600-S、應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)的KUKA LBR Med也在現(xiàn)場一一亮相。

核心零部件自主化加速

在工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈中,大量依靠進口的核心零部件是其中的高毛利環(huán)節(jié),也是目前制約國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大障礙。因此,提升機器人零部件自主化率,是國內(nèi)機器人企業(yè)一直在努力的方向。

此前,埃斯頓依次收購TRIO、M.A.i、CLOOS等品牌,形成從核心零部件到機器人整機再到高端系統(tǒng)集成領(lǐng)域的全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展格局。在2020工博會上,埃斯頓發(fā)布全新的TRIO(翠歐)新系列控制器404、PLC系列產(chǎn)品、變頻器、DX4、DX5系列伺服驅(qū)動器。還與CLOOS共同展示了弧焊機器人應(yīng)用案例,手工焊接電源及機器人專用焊接電源技術(shù)。

埃斯頓攜手M.A.i打造的注塑行業(yè)自動化解決方案,采用生產(chǎn)單元的模塊化理念,集合了取放系統(tǒng)和質(zhì)檢系統(tǒng),實現(xiàn)高柔性生產(chǎn),同時滿足后續(xù)功能集成拓展。

核心部件及關(guān)鍵技術(shù)上的自主性提升,使得埃斯頓的自動化核心部件、新一代工業(yè)機器人、針對多個行業(yè)的運動控制解決方案,及工業(yè)機器人應(yīng)用方案在這一屆工博會上大放異彩。

配天機器人除了SCARA新品亮相之外,還首次在工博會展出自主研發(fā)的智能核心零部件,如數(shù)控、伺服系統(tǒng)、伺服抖動抑制系統(tǒng)、機器視覺、自動編程切割系統(tǒng)等。尤其是在電機驅(qū)動、運動控制算法、機器視覺領(lǐng)域,配天機器人投入大量時間及成本,堅持自主研發(fā)、注重產(chǎn)品迭代升級、不斷提升產(chǎn)品性能、持續(xù)優(yōu)化運動控制算法。

新時達在8.1館擁有大面積展覽區(qū)域,卻僅展示新時達機器人、眾為興SCARA。新時達在6.1館另設(shè)展臺,專門展示運動控制產(chǎn)品。Ω6交流伺服系統(tǒng)、PLC控制器、G3脈沖型伺服、M3總線數(shù)控專用伺服、多軸伺服系統(tǒng)、總線運動控制工作站、五軸聯(lián)動工作站等產(chǎn)品及解決方案皆現(xiàn)身影,運動控制已經(jīng)成為新時達的重點開拓領(lǐng)域之一。

得益于在伺服系統(tǒng)取得的成果,以及新時達在涉及運動學(xué)、動力學(xué)的算法方面取得的突破,在振動抑制、增益控制方面有突出優(yōu)勢的搬運碼垛機器人也應(yīng)運而生。

隨著國產(chǎn)核心領(lǐng)部件的本土化進程加快,核心部件成為機器人企業(yè)發(fā)展的掣肘這一問題正在逐步得到改善。實現(xiàn)核心零部件自主化,在提升機器人穩(wěn)定性的同時,也在進一步壓縮制造成本,提高利潤空間。核心零部件前進一小步,國產(chǎn)機器人企業(yè)在市場上就能爭取更多話語權(quán)。

機器視覺前景廣闊

在鏡頭成本大規(guī)模下降以及底層軟件算法取得進展之后,機器視覺迎來了發(fā)展的春天。本屆展會上,集成工業(yè)相機的機器人數(shù)不勝數(shù)。埃斯頓的智能控制單元解決方案、安川的高速產(chǎn)品檢測系統(tǒng)、川崎機器人智能分揀系統(tǒng)、廣州數(shù)控的機器人視覺鞋底涂膠單元、發(fā)那科的發(fā)動機螺栓擰緊及視覺檢測系統(tǒng)等等,無不搭載了工業(yè)相機,在移動、分揀、拆剁、搬運、檢測等應(yīng)用場景中發(fā)揮著重大作用,機器視覺從一項可有可無的功能變成了一項必不可少的功能。

在高性能3D視覺工業(yè)相機領(lǐng)域,梅卡曼德首當(dāng)其沖。本屆工博會上,梅卡曼德首次發(fā)布激光3D相機、微米級精度相機、效率高達3s/件的播種方案等多款新產(chǎn)品,并帶來免注冊海量物體抓取、混合紙箱拆垛/碼垛、3D視覺引導(dǎo)上料、快遞包裹供包、涂膠、裝配等多個可應(yīng)用于物流及制造等行業(yè)的典型方案亮相工博會展臺。

梅卡曼德在展會首次發(fā)布新一代3D相機Mech-Eye Lase,使用激光產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光,在保持高精度、高速度的同時,極大提升了抗環(huán)境光性能。相比線激光掃描類產(chǎn)品,速度優(yōu)勢明顯;相比散斑結(jié)構(gòu)光類產(chǎn)品,精度優(yōu)勢明顯,更加適合對精度、節(jié)拍、抗環(huán)境光要求都很高的工件上料等場景。

艾利特的視覺復(fù)合插拔機器人就應(yīng)用了梅卡曼德的3D智能相機。機器人通過3D智能相機拍照,識別母頭位置姿態(tài),然后引導(dǎo)機器人將公頭對準(zhǔn)母頭,就能完成一次插拔動作。復(fù)合機器人廣泛應(yīng)用于巡檢、物件管理、移動裝配等領(lǐng)域。

集萃智造將旗下具備視覺感知的機器人稱為“有眼睛的機器人”,目前已經(jīng)應(yīng)用在自動分揀、精細打磨、智能碼垛、精細噴漆、智能裝配、精準(zhǔn)點膠等場景。

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型潮流涌動

2020年,受新冠疫情影響,國際社會、經(jīng)濟形勢依舊充滿挑戰(zhàn),數(shù)字化轉(zhuǎn)型的聲音越來越密集,越來越響亮。一方面,對于大量的企業(yè)來說,提高企業(yè)生產(chǎn)效益、實現(xiàn)生產(chǎn)流程全過程監(jiān)督的高效管理模式,推動生產(chǎn)型企業(yè)進一步精細化管理,實現(xiàn)降本增效,數(shù)字化轉(zhuǎn)型勢在必行;另一方面,對于大型自動化企業(yè)來說,硬件產(chǎn)品再難以挑起大梁,數(shù)字化服務(wù)已經(jīng)逐漸發(fā)展為重點業(yè)務(wù)之一。

因此在本屆展會上,西門子、發(fā)那科、ABB、施耐德、菲尼克斯等一眾自動化龍頭企業(yè)不約而同地提出“數(shù)字化”的理念。

近幾年,西門在工博會展示的主題無不圍繞“數(shù)字化”這個關(guān)鍵詞。本屆工博會,西門子進一步展示了從評估、咨詢、集成實施到優(yōu)化服務(wù)的端到端數(shù)字化解決方案,并邀請眾多合作伙伴在西門子展臺共同呈現(xiàn)覆蓋眾多行業(yè)的全面數(shù)字化能力,其中重點展示了瀘州老窖股份有限公司(老窖股份)和廣東華興玻璃股份有限公司(華興玻璃)成功實踐數(shù)字化轉(zhuǎn)型的案例。

西門子為老窖股份規(guī)劃了完整的智能工廠信息化解決方案,覆蓋藍圖規(guī)劃、架構(gòu)建設(shè)、線路圖制定以及自動化數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn)、IT基礎(chǔ)設(shè)施、軟件、調(diào)度中心、智慧園區(qū)等眾多維度,幫助其明晰數(shù)字化建設(shè)的方向和思路。西門子Advanta也參與其中,成功完成了老窖股份供應(yīng)鏈中心指揮調(diào)度平臺及應(yīng)用規(guī)劃管理咨詢項目,項目規(guī)劃跨度5年,涉及子系統(tǒng)超過15個。

在展區(qū)現(xiàn)場,無論是針對流程工業(yè)中石化行業(yè)開發(fā)的數(shù)字化設(shè)計、建造、交付等全生命周期數(shù)字化解決方案,還是同期展出的離散工業(yè)應(yīng)用場景之一的鋰電池生產(chǎn)解決方案,都全方位呈現(xiàn)出施耐德電氣在能源管理和工業(yè)自動化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的最新成果。經(jīng)過多年來對工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深耕與積累,如今的施耐德電氣對于工業(yè)數(shù)字化的內(nèi)涵與落地實施有了更深一層的理解和體會。施耐德電氣高級副總裁、工業(yè)自動化業(yè)務(wù)中國區(qū)負責(zé)人龐邢健表示:“面對不確定性,數(shù)字化已經(jīng)成為企業(yè)保持競爭力的有力工具,施耐德電氣及生態(tài)圈合作伙伴非常愿意借工博會這一舞臺與行業(yè)同仁共享綠色智能制造的實踐,向處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型各個發(fā)展階段的企業(yè)提供借鑒,推動中國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級,邁向高質(zhì)量發(fā)展。”

ABB帶來了集設(shè)備、軟件和服務(wù)于一體的數(shù)字化解決方案——ABB AbilityTM數(shù)字化傳動鏈。ABB AbilityTM解決方案可以為用戶提供從規(guī)劃、構(gòu)建到運營的全生命周期服務(wù),能夠用一種智能的方式進行設(shè)備或系統(tǒng)的互聯(lián),充分利用數(shù)據(jù),從而幫助客戶提高速度、可靠性和運行時間,實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升、運營成本的優(yōu)化以及更安全的生產(chǎn),讓用戶獲得跳躍式的發(fā)展。

FANUC則重點帶來了可網(wǎng)絡(luò)下單、個性定制、直達工廠的定制化生產(chǎn)遠程下單示范,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的FANUC云端服務(wù)系統(tǒng)ZDT,以及生產(chǎn)車間數(shù)字化管理解決方案Smart LINK SCADA,利用自動化與信息化共同打造全新數(shù)字化工廠。

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