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第六届国际机器人、自动化及机电一体化博览会(AUTOMATICA 2014)
将于2014年6月3-6日在慕尼黑盛大开幕
AUTOMATICA 2014新增服务机器人展区
服务机器人——聪明的工作伙伴
服务机器人(Service robotics)正在迅猛发展。国际机器人联盟(International Federation of Robotics)发布数据预测了该市场的巨大增长潜力:2012至2015年间,专业服务机器人新增销量将超过93,800台(约合125亿欧元)。为此,2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会(2014年6月3-6日在慕尼黑举行)将首次开设专业服务机器人独立展区。
  服务机器人的销量增长表明,技术正在向越来越多的应用市场渗透。专业服务机器人拥有新技能:它们可探测和理解环境,能够学习甚至接受非专业人士的指令完成新任务。它们能灵活且独立地处理复杂任务——在语音或手势控制下进行高要求活动。随着硬件和软件标准日趋标准化,不同系统部件间的模块化互连程度将越来越高。
欧盟(EU)已宣布将机器人列入 “展望2020”(Horizon 2020)研究与创新计划重点。通过公私、政企协作,欧盟将启动全球最大规模的民用机器人计划。欧盟数字议程专员(Commissioner for Digital Agenda)Neelie Kroes指出:“我们希望拓展欧盟在服务机器人工业领域的领先性,并由此创造新工作岗位。与人互动机器人市场正在扩展,因此我非常欢迎国际机器人、自动化及机电一体化博览会为可销售服务机器人开设专门论坛。”
为推广服务机器人,欧盟已开始实施一系列专门举措。多达20家参展2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会服务机器人新展区的中小型公司获得了财政补贴: 2,500欧元外加报销部分参展交通费。
低调的增长
目前约有10万台专业服务机器人正在使用中。在服务机器人的最大细分市场——医疗领域,专业服务机器人2012年销量较2011年增长20%。医疗服务机器人最常用于计算机辅助和图像引导手术,每台均价约150万美元。
用于帮助老年及残障人士的机器人也在兴起,它们的作用包括提供治疗和训练、改善身体与认知功能,或用作智能义肢。 用于内部物流的无人驾驶运输系统也在日渐普及,其预测增长率堪比医疗机器人。导航技术是这类机器人的关键,它使机器人得以在非结构化环境中独立行动,对环境进行探测、理解和分类并追踪物体。
挤奶机器人的农业应用前景尤其广阔。农林矿牧机器人(field robots)占专业服务机器人市场份额高达33%。虽然机器人已能在农业和林业中执行许多任务(如收割、喷洒、种植与修剪等),但由于需求非常复杂,要满足所有农业工程应用仍需大量研发工作。 此外,建筑与破坏系统、专业清洁、检查与维护系统、救援和水下作业系统机器人市场需要也在不断增粘。
展望未来
Fraunhofer IPA学院机器人及辅助系统系主任Martin Hägele表示:“用于不同领域(如医院和邮购业等)的移动运载工具以及农业用机器人和医疗机器人,是增长最强的细分市场。此外,机器人在检查和维护、安全与救援等领域的应用也越来越重要。”
作为交叉学科,机器人的未来创新发展需要研发与产业的紧密协作。Schunk公司商业移动抓取系统部总监Roko Tschakarow则认为这将取决于三个主要方面:“人与物料的安全、整体法律环境以及高性能设备工程和系统集成。”
服务机器人——2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会的重要主题
2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会将开设新的“专业服务机器人”展区(A4馆),专门展览可立即应用的医疗护理、专业清洁、物流及农业用服务机器人与部件。
研究界和产业界代表将齐聚2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会讨论、分享最新进展,议题涵盖人——机器人合作、医疗、农业和生产应用以及未来趋势与新技术。
AUTOMATICA 2014展示专业服务机器人
与人互动:医疗与护理服务机器人
医疗与护理服务机器人已占据日益重要的市场地位。无论在手术、护理和康复或医院物流与组织方面,服务机器人正在越来越多领域实现成功应用。2012年,医疗机器人销售额达15亿美元,占专业服务机器人总销量的44%。2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会(2014年6月3-6日)首次为专业服务机器人设立专门展区,着力展示该领域的最新进展与具体应用。
  得益于运动检测、导航、学习能力与人工智能技术的不断发展,人与机器间的完美协作正在日益普遍。“达芬奇”手术机器人在全球成功应用,就是此趋势的典型例子之一。与传统微创手术(已应用于胆囊和阑尾手术多年)不同,使用达芬奇机器人能够安全完成复杂得多的手术。Charité Berlin医院泌尿科主任Dr. Ahmed Magheli介绍说:“在泌尿科,我们可以完成复杂的肾肿瘤切除术,同时保留肾脏,且痛苦小、住院时间短。但根治性前列腺手术所要求的技术极为精细,一旦出错将导致尿失禁与性功能异常。”过去医生需要进行多达200次腹腔镜微创手术才能获得良好效果,现在利用达芬奇机器人,他们用短得多的时间即可获得极佳效果。德国航空与航天中心(DLR)机器人与机电研究所所长Prof. Gerd Hirzinger指出,“达芬奇对微创前列腺手术产生了革命性改进,使之更易为大众接受。”机器人虽然仍需在医生控制下进行手术,“但机器人操作臂能够在仅数毫米大小的脑肿瘤中精准无误地插入活检针,比医生人手操作要精确得多。”库卡(KUKA)机器人的操作与人非常接近,它们能帮助诊断并计划和实施治疗。机器人可以帮助病人定位、开展骨科手术概念研究、支持中风后遗症患者康复训练并改善生活质量。库卡实验室(KUKA Laboratories GmbH)医疗机器人总监Michael Otto总结道:“在安全、简单操作概念及自主导航等关键技术的驱动下,机器人正在成为人类的聪明助手。”
服务机器人的现代医院物流应用
服务机器人在现代医院(如米兰Niguarda Ca‘ Granda医院)的物流系统中获得成功应用:在约34万平方米范围内,32台无人驾驶运载器完全自主地穿梭运作,为病房送餐、收集换洗衣物、处理废弃垃圾、从药房取药、取医疗配件、执行消毒…… 从而使超过4,100名医护人员得以安排更多时间提供增值服务和更好地服务患者。BlueBotics SA公司CEO兼自主导航技术(ANT)发明人Nicola Tomatis介绍说:“在智能导航技术的支持下,灵活、可配置和自主型服务机器人可在人类环境中高度自动化地独立运作,无需附加基础设施,极具经济性,适合广泛应用。”
康复应用显著进展
  服务机器人用于康复的一大优势是经济性。Hocoma公司(国际领先自动化治疗设备厂商)CEO兼联合创始人Dr. Gery Colombo评论说:“中枢神经系统神经可塑性和功能导向性学习研究表明,神经运动障碍患者可通过强化训练重新学习。”新模块FreeD是这方面的领先代表,它提升了Lokomats系统的自由度,并增加了肌肉康复训练功能。“最近询证分析研究显示,中风患者接受机器人支持行走训练联合物理治疗,其恢复独立行走能力的可能性显著高于接受传统康复训练者。”
人与机器人互动是关键
SCHUNK公司移动抓取系统部门经理Dr. Roko Tschakarow认为:“服务机器人发展方向在于提升其沟通及与人的紧密互动能力。”服务机器人特别适用于需要超越人类操作精确度的领域。例如,SCHUNK公司秉承Loccioni的意大利技术基因,制造出适用于医院药房自动抓取肿瘤治疗用毒性成分混合药物的高性能机器人。
AUTOMATICA 2014主题:效率和可持续
创新提升能效
自动化产业正在大力推进自身的能源转换。装配系统、工序、机器人和组件协调实现更高能效。国际机器人、自动化及机电一体化博览会(2014年6月3-6日,慕尼黑)将重点展示经济与可持续生产相关最先进技术和最新进展。
虽然机器人的电气连接负载近年来已降至极低水平,机器人厂商仍在不断尝试大量不同措施优化机器能耗。机器人供应商必须全力以赴追求最大能效。而其中的关键调节点总是:轻质构造以及驱动和控制工程。
库卡(KUKA)机器人公司总经理Manfred Gundel认为:“只有在所有三个方面持续不断研发,才能创造出真正的高能效系统。”他自信地指出,新一代机器人KR Quantec正在实现这些目标:与前代相比,这代六轴机器人能耗成本减少多至36%,其中关键在于减轻重量、新改良待机模式创新控制工程与智能驱动工程。Manfred Gundel先生承诺:“我们将在展会上详细展示节能相关最新进展。”
不懈挖掘节能潜力
在此大趋势下,厂商不会错过任何节能可能性。Stäubli Robotics公司拥有自己的齿轮生产部门,能自主优化其各系列机器人的驱动工程;发那科机器人公司(Fanuc Robotics)则使用其他行业的成熟解决方案(recuperation/回收再用)。发那科公司销售经理Ralf Winkelmann介绍说:“发那科是全世界第一家采用能量回收技术的机器人公司。我们将各制动轴产生的能量反馈回整体系统。”同时,其他供应商也在努力研发回收再用技术。该项技术的最新进展将在2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会上展出。
安川公司(Yaskawa)通过其七轴焊接机器人已经证明,动力学创新本身就可以实现节能。新增轴为机器人赋予了极佳灵活性,能使狭小空间内容纳更多机器人,好处之一是减少了车体生产所需空间,从而达到显著节能的目的。
一个常被忽视的方面:臂端工具
机器人操作效率的提升潜力(过去对此关注较少)在于对附加单元的选择。无论抓具或焊钳,要实现真正的创新可从轻质构造开始:例如,采用轻质电焊钳可显著减低机器人的运送负载…… 较低运送负载意味着较低采购成本、较少占用空间、较低能耗,从而实现更可持续、更高生产效率。2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会将为您提供一个比较相关厂商臂端工具重量的好机会。
系统综合能量平衡表至关重要
机器人能耗成本之重要性,对于大型六轴机器人尤其突出:例如,在汽车车体装配生产线上,多达1,000台机器同时工作,机器人的节能潜力可达六位数欧元。一般工业系统较少应用机器人,这种情况正在改变。在这方面,减低能耗仅发挥着次要作用,更大的潜力在于对系统的整体考量。
Reis集团公司总经理Dr. Michael Wenzel从大量工程经验中认识到:“自动化系统的总体能量平衡是主要目的。”对此,系统集成商需要对各个工序进行全面考虑和研究。例如,可以通过采用运送装卸成本更低的新工艺、技术以及内部物流解决方案,达到显著提升的目的。
在适当工序点上使用机器视觉,仅此一项就能显著节省生产资源。例如,通过摄像机检查,坏件可被及时发现并立即移除以免继续工作。这个话题的复杂性体现了掌握最新部件、工序与技术知识对可持续生产的重要性。
2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会将汇聚领先厂商向您展示各类节能技术,并推介德国机械设备制造业联合会(VDMA)可持续计划“Blue Competence”。
AUTOMATICA 2014食品工业解决方案
聚焦食品工业中的自动化趋势
食品工业是增长最快的自动化市场。无论食品生产、初次或二次包装,自动化都是发展趋势。2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会(6月3-6日)将汇聚领先厂商展览食品工业用效率与控制解决方案、安全生产方法及相关最新进展。
  大量已实施项目反映了食品工业自动化应用的快速发展。机器人挤奶、乳酪切片、分拣烘焙产品、包装蔬菜、饮料堆叠…… 自动化已应用在食品工业的所有环节。无论烘焙食品、意大利面、糕点、内类、鱼类、奶制品、冷冻食品、水果和蔬菜,还是填料、定量添加、剪切、贴标签或分拣、包装、堆叠,都能见到自动化解决方案提升产能、节省资源的成果。
这个领域的产业创新力量与活力惊人。将最新高性能产品生产线与已经投入使用数年的先进系统相比较,显而易见,在研发推动下,所有相关标准均出现显著提升(如周期时间、可及性和能效)。Delta机器人拥有杰出动力性能和超快抓取记录(每分钟200次以上)。因此,现代生产线实现了几年前无法想象的产能。
每小时100,000处理量
在荷兰巴伐利亚啤酒厂,10台Motoman机器人系统能在一小时内分拣、包装和堆叠约10万罐啤酒。系统集成商Robertpack公司总经理Dirk Franken对此评论说:“要实现这样的产能,机器人系统需要约80项不同改造,但全部改造成本几乎为零。这样的解决方案必须大量使用机器人才能实现。”
ASA公司的热狗面包包装系统证明,现代食品生产线性能正在赶上饮料行业水平:四条装配发那科(Fanuc)机器人的生产线,每小时精准包装成品近10万份。ASA公司总经理Mario Krämer对最新一代机器人的性能非常满意:“机器人制造商显然做足了研究,今天的机器人系统完全可以满足食品工业的许多要求。”
Stäubli机器人公司总经理Manfred Hübschmann介绍说:“只有借助先进的机器人技术,卫生标准最为严格的食品工业才可能实现自动化。Stäubli的HE设计全封装六轴机器人堪称这一领域的里程碑式创新。这些机器人能很好地完成既定食品工业清洁程序,而传统机器人则完全不能执行强水射流清洁操作。我们将在国际机器人、自动化及机电一体化博览会上展出适合食品工业的新产品。”
适合不同应用的机器人
  大多数机器人厂商都曾有多年开发食品工业用机器人的经验,其产品线中都包含有能满足特殊工业需求的SCARA机器人、关节臂和专用动力学系统。目前,针对各类二次包装(其间机器人无需与食品直接接触)的机器人最多。
库卡机器人公司(Kuka Roboter GmbH)消费品市场经理Joachim Melis说:“库卡机器人公司在行尾堆叠领域取得成功已有相当长时间了,我们是目前堆叠应用机器人市场上拥有最丰富产品线的主要厂商之一。但是,由于其他食品工业应用对灵活的机器人支持自动化需求不断增长,库卡也正在这些新领域开发新产品,并策略性地培育市场。因此,除了传统堆叠,我们还将在纸箱装盒、包装与拆装以及初次包装等领域拓展库卡机器人的应用。”
未包装食品是应用难点
初次包装要求特殊卫生规范,此时机器人需要与待包装食品接触,因此标准机器人不适用,必须进行特殊设计。其中的关键设计要素包括:洁净室适应性、油料符合食品安全要求、高度洁净环境下连续可用性…… 目前,适合这类严格要求应用的机器人产品显著少于标准应用机器人。但业内人士确信,随着食品工业在自动化市场的重要度日益提升,这种情况将很快改变。厂商们正在发布新的软件解决方案,致力使分拣、包装和堆叠等应用更高效、更简单。而在使用中,人们不再需要学习编程技术,将来任何人都可以使用自动化技术。
2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会亮点
2014年国际机器人、自动化及机电一体化博览会将向您展示许多有趣的新款机器人,同时将于6月4日在B5馆举办题为“食品饮料工业之灵活自动化:可口可乐公司案例研究”(Flexible Automation in the Food and Beverage Industries: A Look into the Practice of Coca Cola & Co.)的论坛研讨会。
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