卡諾普 機器人的定制時代

覃青 葉濤

與電影中傳統(tǒng)意義上的酷炫機器人有所區(qū)別，位于成都市成華區(qū)的成都卡諾普自動化控制技術有限公司辦公區(qū)內，一臺臺機器人正以機械手臂的簡單形狀出現(xiàn)在機床上?！斑@是一種自動執(zhí)行工作的機器裝置，它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術制定的原則綱領行動?！?打開正在接受調試的機器，機械手臂便自動開始做重復運動，卡諾普機器人項目總監(jiān)李祥介紹道，“這種機器人由于訴求輕巧、安全與操作方便，加上其定制化程度高，已經成為各行各業(yè)所青睞的生產工具?！?/p>

工業(yè)4.0帶動制造業(yè)積極轉型，自動化目標促使人們對機器手臂的需求有增無減，這顆“制造業(yè)皇冠上的明珠”，正在我國制造業(yè)發(fā)展的過程中逐漸體現(xiàn)出自身價值。作為一家以工業(yè)機器人核心零部件及機器人整機為研發(fā)、生產、銷售的國家高新技術企業(yè)、雙軟認證企業(yè)，卡諾普通過多年的發(fā)展，其核心技術已占據(jù)國產工業(yè)機器人半壁江山，廣泛應用于焊接、噴涂、搬運、碼垛、拋光打磨等領域，成為成都機器人產業(yè)的中堅力量。

隨著人工智能時代的到來，在“機器人換人”大潮下，我國已經連續(xù)兩年成為世界機器人最大消費國。僅去年中國機器人市場就已經超過310億美元，有預言稱到2020年，中國機器人市場規(guī)模或將超500億美元。市場的持續(xù)擴張，為卡諾普提供了新的發(fā)展機遇，但如何在此基礎上全面提升工業(yè)機器人的實用性、可靠性，使其成為智能制造產業(yè)發(fā)展的核心助力，卡諾普正嘗試以行動找出答案。

首創(chuàng)20點標定法

近日，全球最大的企業(yè)增長咨詢公司弗若斯特沙利文發(fā)布了《中國工業(yè)機器人行業(yè)產業(yè)鏈概覽》?！陡庞[》中顯示，中國機器人市場被以“四大家族”為代表的外資企業(yè)占據(jù)，國產品牌技術方面處于弱勢，關鍵核心部件研發(fā)亟待突破?！霸陉P鍵核心部件上，我國企業(yè)長期依賴進口，像精密減速器、伺服驅動器、控制器等關鍵核心部件一直受制于人?！睂τ趫蟾嬷兄赋龅默F(xiàn)象，李祥深有體會。

以焊接機器人為例，因為焊接工藝的復雜性，其軟件功能設置相對于其他行業(yè)應用的機器人也更為復雜。“我們俗稱為焊接軟件包，這相當于是一個工藝包，對穩(wěn)定性要求比較高?！痹谛袠I(yè)剛起步的時候，軟件包基本進口國外，在調試、修改時受到很大限制。為此，卡諾普組織技術團隊對軟件進行自主研發(fā)，累積起一百多萬條代碼庫，可代替95%的國外軟件包，適用于大部分的工業(yè)制造情景。

除了軟件包外，大多數(shù)企業(yè)在工藝精度上也存在一定的難題。由于一般情況下設計和制造出的工件都會有誤差，累計誤差會造成機器人的精度丟失，因此使用者需要工具找到誤差點，并補償誤差，恢復機器人運動精度。但目前國外的技術需要上百萬的設備，這大大增加了工廠使用機器人的成本。為推廣機器人的使用，卡諾普2015年時在軟件上做了一個大膽的創(chuàng)新，發(fā)明了20點標定法。這種簡易的標定方法，為純軟件標定技術，不需要任何費用，就能解決現(xiàn)有零位標定采用標定儀器和軟件結合方法過程繁雜、成本高昂導致零位標定的實用性和便利性差，以及由此產生的機器人控制精度不高的問題。

此外，在機器人整機領域，卡諾普創(chuàng)新引入國外成熟技術體系，在全國建立起六大營銷服務中心和技術應用中心，為客戶提供專業(yè)、及時的服務和完整的機器人應用解決方案，成為工業(yè)機器人控制器、電氣系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)三項國家標準主要起草單位，成都市新經濟100家重點培育企業(yè)（“雙百工程”），先后獲得了多家媒體和機構頒發(fā)的《中國創(chuàng)業(yè)企業(yè)新苗榜：年度新銳企業(yè)》、《優(yōu)秀機器人零部件獎》等10多個獎項。

個性化定制或成趨勢

在眾多的機器人制造企業(yè)中，卡諾普是少數(shù)幾家堅持以自家工程師敲代碼的方式建立軟件庫的創(chuàng)新企業(yè)。盡管統(tǒng)一購買軟件成品是一件高效且有保障的渠道，但在卡諾普的發(fā)展思路中，這種方法只是短期有效，要想走得更長遠，還是得將自主權掌握在自己手中。

李祥對此深信不疑，“接觸第一個標志性客戶的時候，我們的經歷就證實了這種思路的正確性?！痹?013年，比亞迪自行開發(fā)了一款工業(yè)機器人，用于焊接，但因其結構較為特別，需要配備相對應的特殊算法。行業(yè)內多家企業(yè)參與了這次項目，試圖解決這一難題，但多以失敗而歸。但卡諾普直接將開發(fā)團隊派到了現(xiàn)場，根據(jù)實際情況修改軟件代碼，成功推出能滿足比亞迪所需要的算法?！拔覀兊拇a都是自己的，工程師可以根據(jù)具體情況快速修改，這能滿足不同場景下的不同需要。”如今，比亞迪已成為卡諾普的忠實客戶，購買了1000多臺機器人控制系統(tǒng)用于其汽車零部件等焊接領域。

另一方面，自主研發(fā)的軟件系統(tǒng)還將為卡諾普帶來成本優(yōu)勢。盡管在前期突破從零到有的過程時，研發(fā)團隊投入了大量的精力進行基礎搭建，但經過多年的積累，優(yōu)化了相關算法，降低了硬件的門檻和成本，使得硬件綜合成本大大降低。

響應客戶的特殊需求，實現(xiàn)個性化定制，將推動不同細分行業(yè)智能制造的進程，而這正是來自于卡諾普軟件系統(tǒng)低成本、開放、靈活等優(yōu)勢所帶來的影響。目前卡諾普系統(tǒng)采用國際流行的開放式軟硬件平臺，配以自主研發(fā)的高速總線控制卡、專用多軸運動控制卡、數(shù)據(jù)采集卡及機器人專用端子及安全接口，模塊化的軟件設計，標準的計算機總線可擴展現(xiàn)場總線、機器視覺系統(tǒng)等，可實現(xiàn)垂直多關節(jié)串聯(lián)機器人、垂直多關節(jié)平行四邊形機器人、垂直多關節(jié)L形手腕機器人、垂直多關節(jié)球形手腕機器人、極坐標機器人、Delta機器人等多類機器人的控制。

機器人普及：降低使用門檻

盡管如今的機器人已經能做到我們曾經認為不可能的事情，甚至開始往各行各業(yè)滲透，有著取代人工的趨勢，但在行業(yè)內看來，智能機器人并不夠智能?！皺C器人自治系統(tǒng)發(fā)展確實迅速，但人類在適應不可預見的變化方面仍然要好得多?！?/p>

當談到復雜的工廠工作時，這一點更是不應低估，小錯誤和無法預料的情況發(fā)生的概率與過程的復雜程度成正比。人類可以很好地應對預料不到的情況以及預期事件和實際事件之間的差異，但機器人暫時還無法學會，更別說采取正確的應對措施。

“早期的機器人更像是數(shù)控機床，編好程序以后自己就開始動，但是它對外界環(huán)境是沒有感知的，”李祥解釋道，“這和我們看科幻電影的機器人差別非常大，因為它沒有眼睛，沒有耳朵，沒有手感，這也限制了它的推廣，很多場合沒法使用?！彼业氖?，當下的機器人得益于技術進步，不再是傻瓜式的執(zhí)行者。受神經系統(tǒng)啟發(fā)的先進人工智能算法可以幫助它學習識別類似的情況，甚至適應物理環(huán)境中不可預見的物體。但在這兩種情況下，其適應性都局限于物體或事件受限范疇內的變化。

“我們現(xiàn)在主攻視覺方面的應用，行業(yè)內叫做無需抓取。相當于給機器人裝上眼睛，讓它能看到目標物體的真實位置，從而實現(xiàn)準確抓取?！背艘曈X上的嘗試，在打磨工藝上，卡諾普為機器人加上了力傳感器，讓打磨頭浮動起來，避免目標物體表面不均勻的形態(tài)影響最終的打磨效果?！斑@相當于讓機器人有了觸覺?！?/p>

不過不管是讓機器人更智能，還是打造了自主開發(fā)軟件系統(tǒng)、獨創(chuàng)20點標定法，卡諾普都在為一個目標而不斷努力?！敖档蜋C器人使用門檻，讓智能制造真正走向各行各業(yè)?！崩钕檎J為，這是一個讓過去因成本與復雜技術而萌生退意的制造業(yè)者有能力采用的有效方法。降低機器人的使用門檻，首要之際是讓非具有專業(yè)背景的人也能夠使用。當然這并非指不需要專業(yè)的技術人員就可以隨便操作，而是指一般使用者投入培訓具有一定的基礎操作知識后能夠在最短時間內駕輕就熟。

易于編程，并試圖將過去繁復的編程操作盡可能簡化，以優(yōu)化使用者體驗將是未來機器人能夠快速切入市場應用的關鍵。“我們希望卡諾普的產品不僅能成為民族工業(yè)機器人的一個新亮點，也希望能為工業(yè)機器人技術的普及應用打下堅實的基礎，以促進我國智能制造產業(yè)的健康發(fā)展?！?/p>