面向人机协作的智能柔性制造怎么做？来看节卡机器人的实践！

节卡机器人相信，协作机器人的诞生就是为了部署更灵活、编程更简单、使用更安全，因此，节卡机器人在技术和产品发展方向都不断朝着这方面努力。

“到现在人和机器人协作工作，都是按照部署更灵活、编程更简单、使用更安全三个原则进行。围绕这三个原则，协作机器人的创新点非常多，国内每家协作机器人企业都在不断创新。”汪辉介绍道。

▍何谓协作机器人？

节卡机器人认为，协作机器人有四块必须具备的能力，而负载是其中较为典型的能力。负载能力越小，体积越小，负载能力越大，体积越大。因此，节卡协作机器人覆盖了从小到大不同负载。

力控则是协作机器人最基本的元素，力控系统能检测机器人与用户的碰撞力，保障用户安全、能实现柔顺的牵引示教，提升人机交互体验、能辅助机器人控制对环境输出力，实现打磨、装配等柔顺生产工作。

在此基础上，节卡机器人研发出搭载力传感器的协作机器人，赋予机器人感知能力。节卡协作机器人负载分别为3、7、12、18公斤协作机器人加入力传感器后升级变成SGS版，由此使得节卡协作机器人装配精度达到±0.02mm，拓展了更广阔的应用场景。

为了部署更灵活，节卡机器人创新性实现了首创无线互联技术，告别传统示教器。节卡协作机器人也能支持各类设备图形化编程，使用者拿手机就能完成拖拽示教，轻易实现图形化编程，简化了机器人操作和使用流程。

为了快速编程，节卡机器人还首创图形化编程技术，实现机器人编程零门槛。节卡协作机器人示教器就像平板一样，降低了使用门槛，节卡机器人的宗旨是用人去解放双手，同时让机器人更加的简单，目前，节卡协作机器人基本可以做到快速5分钟或者是10分钟，就能让一个没有学会或者是没有用过机器人的使用它。

安全性是协作机器人的基础要求。为了实现人机协作更安全，节卡机器人做了两个改变，即结合碰撞停止技术和基于视觉主动安全技术的视觉安全防护系统，双重防护更安全。

节卡机器人碰撞停止技术希望让机器人碰到人以后能立即实现停止，因此节卡机器人提出带视觉的解决方案。节卡机器人基于视觉主动安全技术加了外部的摄像头，通过摄像头检测机器人运动，人靠近后会减速，实现协作方面的更高安全性。节卡协作机器人从JAKA Zu系列，到加入力控的JAKA Zu s系列，再到深度融合视觉和力控的All-in-one共融系列，实现了从人机协作到人机共融。同时，节卡机器人在硬件上做了更多改变，使得机器人变得更简单小巧。

根据权威机构的检测报告，节卡协作机器人在位置重复性、距离重复性、位置稳定时间、位置超调量、负载自重比、位置准确度、轨迹重复性等技术指标上都具有较强水平。节卡协作机器人严格的测试和稳定的性能也是被客户认可的重要因素。

节卡机器人认为，虽然，协作机器人在碰撞检测、拖动示教、简单易用等方面有长足进步，能满足柔性智能制造需求 (快部署、高柔性)。但是，还需集成视觉、力觉等来满足柔性智能制造精度要求，同时，还需开发包含这些外部传感信息的快速编程功能。因此，未来软件+硬件配合也是协作机器人的发展方向。在软件和硬件升级并加上力控以后，智能编程与主动防护的功能也非常重要。

▍柔性制造下的新转变

产业模式转变是柔性制造发展的根本。传统模式下，订单到生产再到物流，最后到消费端，传统的供给侧推动模式，更像是一个开环系统，而在新经济模式，更像是一个负反馈系统，需要目标大类需求数据分析产生订单再进行到消费端的诸多环节，消费后也会沉淀消费数据，再次助力目标大类需求数据分析，消费驱动的模式（新经济）。节卡机器人认为，这将带来非常大的不同，面向柔性制造，节卡机器人发布了共融系列协作机器人。

节卡共融系列协作机器人拥有一体化机器人系统、基于视觉与力控的精密控制技术、智能编程术等关键技术的共融系列协作机器人，深度融合了视觉和力控，集成视觉抓取、软手、视觉检测能力和自研算法，能大幅提高安全性、交互性、灵活性。

按照柔性制造的发展趋势，现在从事汽车、3C电子等行业的企业都发现，汽车和电子产品更新换代速度大大加快，企业往往需要根据市场的需求及时调整产品结构，随之而来的是产线的更新换代。而传统产线更换所造成的成本损失极大，加入协作机器人的产线可以使得部署更快、成本要求更低。

针对这种快速变化的柔性产线，节卡机器人认为，工业智能的未来是人机混合智能，需要构建从发现问题到感知，到数据到算法，再到执行的快速闭环过程。因此最好的方案是加入协作机器人和专机，两者配合工作，从而适应小场景、小闭环、批量复制、集群智能。

协作机器人的柔性高，但是缺点在于速度精度没有专机快。因此，节卡机器人认为协作机器人就应该发挥柔性高的优势，加上传感器和视觉，让机器人具有更高灵敏度、精确性以及自主适应的能力。

“有了智能化的机器人放到行业里面去，能够让产线更加快速变换和具有更高柔性，从而解决当下的痛点，这种产线需要协作机器人去替换部分专机，但是不能完全替换专机。”汪辉说。

少批量、多品种柔性产线已成为趋势下，协作机器人是柔性产线的核心单元。节卡机器人认为，未来能小闭环批量复制是打造人机共融柔性生产线的关键，因此这类生产线必须有专机，也要有协作机器人，也还有人。只有这样才可以快速换线和发挥机器人的快速部署的能力。

目前，节卡机器人在健康领域、服务领域、医疗领域，以及在3C电子、汽车、化纤纺织都有应用，节卡机器人能完成锁螺丝和装配的特殊工艺，节卡机器人目前在汽车零部件、机械加工行业也都有应用，在产品应用端已实现多个高门槛工艺环节的切入。

“协作机器人有优势和缺点，针对缺点需要进行一些改进，我们希望协作机器人可以真正用到生产线上，可以快速换线来满足企业的要求，这个一定是协作机器人企业的目标。”节卡机器人汪辉博士总结道。

▍关于节卡机器人

节卡机器人是2014年成立的企业，主要工作围绕协作机器人，也是上海交通大学孵化的重点企业。“节卡机器人很多人在学校就跟老师一直做机器人，像我就在机器人领域做了接近10年的研究，我们还与上海交通大学机器人所合作建立了智能装备研究中心。”节卡机器人汪辉博士介绍道。节卡机器人的人才和研发实力可见一斑。

但因为机器人不光是需要技术，也要有美观性。这就需要外观和审美方面的考量，需要工业的设计创造。节卡机器人于是也和上海交通大学的设计学院建立合作，成立了做设计的研发中心，加强了在工业设计方面的建设，

节卡机器人产品研发和设计能力也获得了权威机构的认可。2020年，节卡机器人获得上海科技进步一等奖，也是目前为止协作机器人领域唯一一个获得该奖的企业。节卡机器人的外观设计也曾获得国际大奖，2020年新推出的共融系列协作机器人更获得了工博会大奖（CIIF大奖），一同获奖的还有北斗三号导航卫星。

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