首先,筆者想進(jìn)一步描述一下機(jī)器人的主要功能特點(diǎn):它是一個(gè)可多軸轉(zhuǎn)的單一機(jī)構(gòu)。它在一定空間范圍內(nèi)可以到達(dá)該空間內(nèi)任何一個(gè)點(diǎn)(即三維空間的任一個(gè)點(diǎn)),而且可以重復(fù)實(shí)現(xiàn)。能做到這點(diǎn),主要依賴于:a轉(zhuǎn)軸數(shù)量足夠(一般6軸才能達(dá)到這樣功能);b精度足夠的減速機(jī);c伺服電機(jī)及控制系統(tǒng)(帶反饋控制的電機(jī))。所謂反饋,就是說(shuō),我們通過(guò)程序輸出讓機(jī)器人走幾步,機(jī)器就一定走幾步。這是機(jī)器人與人最相似的地方之一。
然而,盡管機(jī)器人是迄今為止最接近人的機(jī)器,但是它畢竟還是機(jī)器,不是人,它與人還是有很大區(qū)別的,其中主要的有以下兩點(diǎn):
1、目前,它不具智能,沒(méi)有自我學(xué)習(xí)能力。人通過(guò)培訓(xùn),自我學(xué)習(xí)就可以去靈活干活。機(jī)器人只會(huì)按人設(shè)定的預(yù)定程序工作。離開(kāi)了工程師給他編制的程序,它就不會(huì)干活。這就是我們說(shuō)的柔性生產(chǎn)能力的問(wèn)題。機(jī)器人比一般的機(jī)構(gòu)要靈活很多。例如,一般的生產(chǎn)線只能生產(chǎn)一種不同形狀不同裝配要求的的產(chǎn)品,但是目前裝備了一定的識(shí)別功能的機(jī)器人的生產(chǎn)線已經(jīng)可以將幾種產(chǎn)品共線生產(chǎn)(例如三款汽車)。但是這種柔性生產(chǎn)的能力(智能)跟人相比,還是有天壤之別的。我們可以把一個(gè)員工叫來(lái),吩咐幾句,叫他去車間好好干活!如果我們叫個(gè)機(jī)器人來(lái),他在車間是無(wú)所作為的。
2、到目前,機(jī)器人的各種感覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)與人相比還差距很大。人之所以能干精細(xì)、靈活的工作,主要是在完美的輸入和輸出系統(tǒng)。人有無(wú)數(shù)的感覺(jué)系統(tǒng),能收集視像、感知位置、溫度、阻力、壓力等等,并對(duì)收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,再配合手、腳等輸出機(jī)構(gòu),完成動(dòng)作。而機(jī)器人,在輸出動(dòng)作方面,由于轉(zhuǎn)軸數(shù)量達(dá)6軸,再加上外加導(dǎo)軌,輪子等,也是可以執(zhí)行很大范圍的工作的,跟人差異不大。但是,在各種感覺(jué)神經(jīng)方面就差異大很多了。例如,我們要把一根軸裝到孔里,當(dāng)裝配時(shí)遇到阻力過(guò)大時(shí),人會(huì)靈活地用力,不至于使人或零件兩敗俱傷,而機(jī)器則只會(huì)按原程序辦事,導(dǎo)致零件損壞或只有停止工作。對(duì)于復(fù)雜的工作,例如裝配手機(jī)、手表、電器等,人就可靠多了。這也是到目前為止富士康、美的等勞動(dòng)密集型企業(yè)機(jī)器代人的難點(diǎn)。
其實(shí)到目前為止,機(jī)器人的重復(fù)定位精度已經(jīng)達(dá)到百分毫米級(jí)別,一般可達(dá)±0.05mm,絕對(duì)比人手高。但是這個(gè)精度還是不能滿足于精密裝配要求。而人類由于有各種感覺(jué)器官配合手腳,可以用多次對(duì)位,試裝的方法解決問(wèn)題,比如穿針線,機(jī)器人就很難做到。
又如,視覺(jué)系統(tǒng),雖然現(xiàn)在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)已經(jīng)有很多突破,但細(xì)微的差別,機(jī)器還是不如人可靠。如我們瓷磚行業(yè)對(duì)磚坯色差的檢測(cè),十年前國(guó)內(nèi)外就有不少公司在推廣“精明眼”系統(tǒng),但一直推廣不開(kāi)來(lái),因?yàn)樵诩?xì)微的顏色辨別方面,機(jī)器無(wú)法工作。再如近年流行的機(jī)器人噴涂、噴釉,后面很多還是要用人去觀察噴釉是否均勻,有沒(méi)有漏噴,平滑度合不合適等。現(xiàn)在流行說(shuō)家用機(jī)器人,我們想像一下如果叫機(jī)器人去沖杯咖啡,烤個(gè)面包應(yīng)該可以。如果叫它去炒菜,要它判斷色、香、味、火候、均勻性等等,是何等困難!
了解了這些區(qū)別,我們就知道我們?cè)鯓涌紤]機(jī)器人的推廣和應(yīng)用,即機(jī)器人適合做什么工作,如何與人配合了。例如:
1、有曲線運(yùn)動(dòng)需要的工作,如焊接,裝配等。
2、煩重,重復(fù)性工作,如搬運(yùn)、碼垜。人有智能但也有情緒,而機(jī)器沒(méi)有,所以它的重復(fù)可靠性比人好多了。當(dāng)然是指質(zhì)量好的機(jī)器人才可靠。易出故障的話,換人比換機(jī)器人容易的多。
3、機(jī)器人精度可以達(dá)到的裝配工作。
4、工作環(huán)境差,危險(xiǎn)、危害性工作,如消防,核設(shè)施,特別環(huán)境的檢查。
機(jī)器人本體產(chǎn)業(yè)在國(guó)外發(fā)展了幾十年,也大量應(yīng)用在如汽車制造業(yè)等高端工業(yè)制造產(chǎn)業(yè),所以,從技術(shù)上是很成熟的(主要是指國(guó)外的四大家族,見(jiàn)上期介紹),但是機(jī)器人本身不會(huì)獨(dú)立干活,需要幫它做集成應(yīng)用設(shè)計(jì),如相應(yīng)的輔助機(jī)構(gòu),輸送,夾具等。這些工作,每個(gè)企業(yè)即使是生產(chǎn)類似的產(chǎn)品,因不同生產(chǎn)線的流程和要求都不同,也不容易復(fù)制。這是機(jī)器代人推廣難的主要原因。一般來(lái)說(shuō),在一個(gè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)里面,機(jī)器人本體的成本只占整個(gè)集成系統(tǒng)的30%左右。其它的,則是對(duì)相關(guān)輔機(jī)的研究開(kāi)發(fā),工藝適應(yīng)性改變等的成本。所以包括富士康等高度密集型企業(yè),盡管機(jī)器換人已推出多年,但實(shí)際上被換掉的人的比例還是有限,仍然需要百萬(wàn)計(jì)的人去工作。
因此,我們對(duì)于機(jī)器代人這個(gè)目前最熱門(mén)的話題,甚至對(duì)于政府的鼓勵(lì)政策都要冷靜對(duì)待。不論是想使用機(jī)器人的還是欲進(jìn)入機(jī)器人制造產(chǎn)業(yè)的,都要認(rèn)真分析,讓決策適合自己的企業(yè)。否則,如清醒人士所分析的一樣:“政府盲目鼓勵(lì)企業(yè)使用機(jī)器人,進(jìn)入機(jī)器人產(chǎn)業(yè),有點(diǎn)大躍進(jìn)遺風(fēng)。最后,企業(yè)是否有效益,能否生存,政府是不管的。”三思而后行,才能穩(wěn)妥前行。
注:本文說(shuō)的應(yīng)用,主要指工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的機(jī)器人。