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節(jié)卡協(xié)作機(jī)器人與其背后的技術(shù)創(chuàng)新

12月23日，在2020高工機(jī)器人&高工移動機(jī)器人年會閉幕式現(xiàn)場，節(jié)卡機(jī)器人副總經(jīng)理孟小波以“勇做協(xié)作機(jī)器人行業(yè)革新者”為主題發(fā)表了演講。他介紹，節(jié)卡機(jī)器人創(chuàng)立于2014年，是上海交通大學(xué)孵化的重點企業(yè)，目前與上海交大合作成立了節(jié)卡-上海交通大學(xué)智能裝備聯(lián)合研發(fā)中心、節(jié)卡-上海交通大學(xué)創(chuàng)新設(shè)計聯(lián)合研發(fā)中心，分別專注于機(jī)器人本體研發(fā)和機(jī)器人外觀工業(yè)設(shè)計兩個方面。節(jié)卡音譯自英文名“JAKA”（Just Always Keep Amazing）永葆卓越之意，是一家聚焦于新一代協(xié)作機(jī)器人本體與智慧工廠創(chuàng)新研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)，專注于革新人與機(jī)器人的交互方式，愿景是打造一款好的機(jī)器人，人人皆可自由使用，未來打造出機(jī)器人、人、作業(yè)環(huán)境自然交互，自主適應(yīng)的共融機(jī)器人。節(jié)卡協(xié)作機(jī)器人與其背后的技術(shù)創(chuàng)新目前，節(jié)卡機(jī)器人主打四款基礎(chǔ)產(chǎn)品，負(fù)載分別為3公斤、7公斤、12公斤、18公斤，并在該系列產(chǎn)品基礎(chǔ)上搭載更高配置來實現(xiàn)應(yīng)用范圍的延伸。孟小波介紹，基于協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品，節(jié)卡機(jī)器人已實現(xiàn)了行業(yè)首創(chuàng)了無線示教、圖形化編程技術(shù)、視覺安全防護(hù)技術(shù)；擁有九大核心技術(shù)包括無線示教、圖形化編程技術(shù)、視覺安全防護(hù)技術(shù)、拖拽示教技術(shù)、一體化關(guān)節(jié)技術(shù)、碰撞保護(hù)技術(shù)、機(jī)器人控制技術(shù)、高精度關(guān)節(jié)伺服控制技術(shù)、力控技術(shù)；六大核心算法則包括路徑規(guī)劃算法、軌跡平滑算法、動力學(xué)控制算法、安全控制算法、高精度伺服控制算法、末端抖動抑制算法。他進(jìn)一步介紹，無線互聯(lián)技術(shù)讓用戶告別傳統(tǒng)示教器，在某些特別復(fù)雜的、不適合人進(jìn)入的工況環(huán)境下，人可以站在較遠(yuǎn)距離通過手機(jī)APP對機(jī)器人進(jìn)行編程、操作，從而達(dá)到對人本身的保護(hù)；圖形化編程可以實現(xiàn)機(jī)器人編程零門檻，一個具備高中以上水平的人學(xué)習(xí)1-2天，就完全可以實現(xiàn)一個工廠內(nèi)使用環(huán)境的編程，這也為機(jī)器人進(jìn)入奶茶店、火鍋店、咖啡廳等To C領(lǐng)域提供了有利條件；機(jī)器人不僅實現(xiàn)碰撞停止，還可以通過視覺安全防護(hù)系統(tǒng)實現(xiàn)主動安全防護(hù)，如當(dāng)人進(jìn)入一級區(qū)域時機(jī)器人就會降低作業(yè)速度，當(dāng)人進(jìn)入二級區(qū)域機(jī)器人就會停下來，雙重防護(hù)實現(xiàn)更安全。多重技術(shù)疊加，使得節(jié)卡協(xié)作機(jī)器人具備部署靈活、連接靈活、示教靈活、易于拓展、易于編程、易于開發(fā)等特點。面向人機(jī)協(xié)作的智能柔性制造當(dāng)前，市場模式正在發(fā)生轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)模式是供給側(cè)推動模式，從訂單、生產(chǎn)到物流、消費，更像是一個開環(huán)系統(tǒng)；新經(jīng)濟(jì)模式則是在傳統(tǒng)模式的流程基礎(chǔ)之上，在訂單階段進(jìn)行目標(biāo)大類需求數(shù)據(jù)分析，在消費階段產(chǎn)生消費數(shù)據(jù)，兩者相互反饋，從而形成消費驅(qū)動的模式，這更像是一個負(fù)反饋系統(tǒng)。孟小波認(rèn)為，工業(yè)智能的未來是人機(jī)混合智能，需要構(gòu)建從發(fā)現(xiàn)問題到感知到數(shù)據(jù)到算法再到執(zhí)行的快速閉環(huán)過程。協(xié)作機(jī)器人已成為柔性產(chǎn)線的核心單元，小場景、小閉環(huán)、批量復(fù)制、集群智能等將助力打造與人共融的柔性產(chǎn)線或系統(tǒng)。根據(jù)市場和客戶的需求，節(jié)卡協(xié)作機(jī)器人衍生出的產(chǎn)品矩陣包括，第一代協(xié)作機(jī)器人小助系列，主要功能體現(xiàn)在人機(jī)交互和安全性上；第二代力控機(jī)器人系列，搭載工業(yè)級力覺傳感器，配置自研力控算法，提供恒力、法向跟蹤和速度模式等多種力控解決方案，實現(xiàn)機(jī)器人的自適應(yīng)控制，從而拓展了機(jī)器人的應(yīng)用范圍；第三代共融系列，深度融合視覺和力控，集成視覺抓取、軟手、視覺檢測能力，自研算法大幅提高安全性、交互性、靈活性。此外，節(jié)卡還推出了復(fù)合機(jī)器人、機(jī)器人工作站等應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)品。今年，節(jié)卡最新發(fā)布的All-in-one共融系列協(xié)作機(jī)器人，采用S3（Smart，Simple， Small）的產(chǎn)品設(shè)計原則，呈現(xiàn)極致創(chuàng)新的理念。創(chuàng)新點一是極小巧，高集成度核心組件。以Ai 7協(xié)作機(jī)器人為例，自重21kg，負(fù)載可達(dá)7kg，實現(xiàn)負(fù)載自重比1：3，國際同行的為1：4，突破了輕量化機(jī)械臂的關(guān)鍵技術(shù)。自研的Minicab機(jī)器人控制器體積極小，僅180*128*47mm，重量極輕，僅1.1Kg，與同類競品相比空間優(yōu)化80%以上。JAKA Lens 2D集成相機(jī)配置了相機(jī)、鏡頭、光源三大模塊，小巧輕便，外觀精致，可快速安裝，無需配置額外的視覺控制器。創(chuàng)新點二是極簡單，快速部署便捷示教。無線示教技術(shù)、圖形化編程技術(shù)大幅提高易用性，大幅縮短集成時間。用戶可實現(xiàn)PAD、手機(jī)等移動終端對機(jī)器人進(jìn)行實時遠(yuǎn)程操控和作業(yè)編輯。JAKA Lens 2D視覺軟件可快速實現(xiàn)2D視覺項目的配置和管理。顯著降低機(jī)器人的應(yīng)用門檻，快速對機(jī)器人進(jìn)行部署和示教。創(chuàng)新點三是極智慧，智能編程與主動防護(hù)。針對柔性生產(chǎn)趨勢，開發(fā)了機(jī)器人快速智能編程系統(tǒng)，人的技能可快速傳遞。具備基于視覺和力覺的多重主動防護(hù)安全機(jī)制，實現(xiàn)了安全共融的協(xié)作生產(chǎn)。擁有一級視覺防護(hù)+二級碰撞保護(hù)+卸力回彈+防夾推拉的多重防護(hù)功能。在機(jī)器視覺方面，節(jié)卡機(jī)器人推出了多個軟件產(chǎn)品，包括Lens 2D視覺，能實現(xiàn)視覺定位、相機(jī)通訊、機(jī)器人引導(dǎo)、手眼標(biāo)定；Lens VPS視覺防護(hù)系統(tǒng)，包括主動防護(hù)、多級防護(hù)、區(qū)域自定義、實時監(jiān)控等功能；3D視覺系統(tǒng)則可以實現(xiàn)表面重建、三維定位、機(jī)器人引導(dǎo)等。基于這一技術(shù)，節(jié)卡已開發(fā)出多個一體式視覺工作站，如車燈光導(dǎo)條視覺缺陷檢測工作站、3C元件視覺抓取擺放工作站、涂膠缺陷視覺檢測工作站。節(jié)卡打造的力控系統(tǒng)則具有三個功能：1、檢測機(jī)器人與用戶的碰撞力，保障用戶安全；2、實現(xiàn)柔順的牽引示教，提升人機(jī)交互體驗；3、輔助機(jī)器人控制對環(huán)境輸出力，實現(xiàn)打磨、裝配等柔順生產(chǎn)工作。目前，節(jié)卡協(xié)作機(jī)器人適用于力控裝配、力控打磨、牽引示教、碰撞檢測等場景，可提供給客戶整套力控解決方案、力控應(yīng)用包，包括恒力、法向跟蹤、速度多種力控模式，以及多種拖拽模式，能夠?qū)崿F(xiàn)雙銷軸裝配、復(fù)雜曲面打磨、空間拖拽等，恒力跟蹤最高精度1N，全臂碰撞檢測最高精度10N。截至目前，節(jié)卡在產(chǎn)品應(yīng)用端已實現(xiàn)多個高門檻工藝環(huán)節(jié)的切入，包括3C電子行業(yè)的電子行業(yè)蜂鳴器檢測、基板及SMT工藝，汽車行業(yè)的車燈涂膠，化纖紡織行業(yè)的絲餅分揀，新能源行業(yè)的鋰電池側(cè)燙、貼膠、焊接，機(jī)械加工行業(yè)的上下料噴涂柔性生產(chǎn)，醫(yī)療器械行業(yè)的上下料自動化噴砂，新零售行業(yè)的無人自助咖啡機(jī)等。在孟小波看來，目前節(jié)卡協(xié)作機(jī)器人出貨量最大的行業(yè)為3C和汽車及零部件，此外，節(jié)卡還將大力拓展協(xié)作機(jī)器人在食品和機(jī)械加工行業(yè)的應(yīng)用。責(zé)任編輯：lq

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