東行記:說說我在日本所觀察到的機器人技術以及創(chuàng)客空間
東行記后續(xù):一份日本三家工業(yè)機器人公司的拜訪總結報告
給大家分享我在日本參觀的三家工業(yè)機器人公司冠句,以及他們背后的故事和技術
上次我發(fā)布了一篇東行記的文章后斜友,有個微信小伙伴發(fā)了一條信息給我贰谣,他說:「Terry,讀了你寫的東行記薛闪,我的感悟很深辛馆。已經(jīng)認識到您真的想在機器人領域做投入』硌樱」
那么我就接著把我這次日本之行拜訪的最重要的三家公司做個報告怀各。 這三家公司是 Harmonic Drive 和 Nabtesco,兩家加起來在工業(yè)機器人減速機全球市場份額高達 75%术浪。Mujin 則是新近崛起的創(chuàng)新公司瓢对,在工業(yè)機器人 Motion Control 的軟件和算法已經(jīng)全球知名。
在產(chǎn)品 4.0 時代胰苏,是動能整合智能產(chǎn)生新功能硕蛹。智能技術的演進非常快速,但是學習和超越也相對比較容易法焰。動能技術的學習就沒有那么容易了秧荆。
動能技術的關鍵,在于許多機械結構的連接和傳動埃仪、驅動乙濒。傳動就好像人的骨骼,驅動就好像人的肌肉卵蛉,Motion Control 就好像人的神經(jīng)颁股。
以機器人的關節(jié)做例子,由兩個部分構成傻丝,包含馬達和減速機甘有。馬達就是動力源,可以采用步進馬達葡缰,或無刷電機亏掀。也可以不用馬達,采用油壓或氣動的方式作為動力來源泛释。
減速機的工作原理就是將速度轉化為動力滤愕。降低來自動力源電動機的轉速,從而得到旋轉力(扭矩)怜校。即承擔著將小動力變?yōu)榇笈ぞ氐姆糯笞饔眉溆啊M瑫r,精密減速機也是精準定位控制中不可或缺的關鍵零組件韭畸。
Harmonic Drive System 參訪
日本之行的第三天, 3 月 24 日早上 9:00 到達長野縣的溫泉度假勝地穗高蔓搞,拜訪 HD (Harmonic Drive)胰丁。有山崎副社長,古本部長喂分,會田(臺灣營業(yè)擔當)锦庸,來負責接待我們這次的訪問。
HD 這個工廠位于著名的溫泉風景區(qū)穗高蒲祈,四周的風景非常漂亮甘萧。進入接待大廳,布置得非常的典雅梆掸。大廳呈設兩部舊機器作為紀念扬卷。墻上的書法令人產(chǎn)生敬畏之心。
Harmonic Drive 是 1950 年代中期隨著空間科學技術的發(fā)展在薄殻彈性變形的理論基礎上發(fā)展起來的一種新型傳動技術酸钦。該傳動的基本原理由美國學者 C.W. Missed 于 1955 年提出怪得,并于 1959 年獲得專利, 1960 年在紐約展出實物,成功用于火箭徒恋、衛(wèi)星等多種傳動系統(tǒng)中蚕断。
HD 由三個部分構成,Wave Generator 波發(fā)生器入挣,F(xiàn)lex Sline 柔輪亿乳,Circular Sline 鋼輪。這項技術在美國被許許多大公司径筏,研究中心葛假、學校等采用。其中以 USM 的生產(chǎn)規(guī)模最大匠璧,日本長谷川齒輪株式會社自 1970 年開始桐款,從美國引進 USM 的全套技術,并且合并了 USM ,在 1970 年成立了 Harmonic Drive System Inc.
目前公司有員工 490 人夷恍,在穗高工場就有 300 人魔眨。去年營業(yè)額達到 260 億日元。在工業(yè)機器人領域減速機的市場份額占到約 15%酿雪。
雖然這個技術被發(fā)明已經(jīng)超過 60 年遏暴,專利也早就過期了,雖然業(yè)界有許多公司仿制 HD 的產(chǎn)品指黎,但是始終很難取代 HD 朋凉。主要的原因,就是動能技術從材料開始醋安,制程杂彭、設計、測試都是多年技術累積的成果吓揪。很難被新進入的公司于短時間之內可以學習亲怠、山寨、或超越的柠辞。
HD 是一個非常重視技術的公司团秽,能夠安排參觀是非常不容易的,而且工場參觀時全程禁止攝像或攝影叭首。
Mujin 參訪
Mujin 在 2011 年由兩位聯(lián)合創(chuàng)始人习勤,CEO 滝野一征和 CTO Dr. Rosen Diankov 成立于東京大學。最近獲得了來自日本風投公司 Jafco 和 UTEC 的 600 萬美元融資焙格。根據(jù) CEO 滝野一征图毕,Mujin 就是中文「無人」,在日文中也有「無限」的意思眷唉。這也是 Mujin 的目標與愿景吴旋。
目前機器人的硬件已經(jīng)發(fā)展到了一定的成熟度损肛,但是沒有一個跨平臺的編程語言能夠讓開發(fā)者方便地為機器人編程。每家機器人公司都開發(fā)了自己獨特的控制器和編程語言荣瑟,這讓機器人使用者尤其是使用多種機器人的公司非常的不方便治拿。
因此 Mujin 利用自己開發(fā)的機器人控制器,結合 CTO Rosen Diankov 的博士導師 James Kuffner 發(fā)明的 RRT 算法 (Rapidly exploring Random Tree)笆焰,軟件工程師將裝配車間的三維模型導入在 Mujin 平臺后劫谅,輸入有關機械臂任何運動指令,Mujin 都會直接計算出較優(yōu)的運動軌跡嚷掠,然后告訴機器人怎樣運動捏检。
雖然有自己獨特的編程技術,但是要讓它變成一個跨平臺的通用工具不皆,是一個極大的挑戰(zhàn)贯城。因為每一家機器人公司,都不愿意開放自己的原始碼給 Mujin霹娄。
滝野一征決定將資源集中能犯,開發(fā)一個殺手級應用,叫做「Bin Picking」犬耻。在任何企業(yè)的出貨包裝線踩晶,都需要用許多作業(yè)員挑選不同的產(chǎn)品組合包裝。在物流中心枕磁,尤其使用廣泛渡蜻。
只是,要將各種不同的產(chǎn)品和標配零部件计济,隨機撿起放在盒子里然后包裝起來茸苇,不是現(xiàn)在的工業(yè)機器人可以勝任的。因為機器人的實時辨識沦寂、撿起学密、放下的動作都需要很復雜的編程。而 Mujin 的技術可以解決這個復雜的問題凑队,為企業(yè)節(jié)省大量的人力则果。因此引起了眾多企業(yè)的興趣幔翰。
這個殺手級應用果然讓眾多機器人公司產(chǎn)生極大的興趣漩氨,而且愿意把自己的控制及運動軌跡原始碼交給了 Mujin。已經(jīng)有五家世界著名的機器人公司遗增,愿意開放軟件原始碼給 Mujin叫惊,以便提供這個殺手級應用給他們的客戶。這個策略使 Mujin 的控制器和算法真正成為了一個多種機器人的通用平臺做修。Mujin 平臺已經(jīng)被部署在包括佳能霍狰、本田抡草、日產(chǎn)等日本企業(yè)的一部分生產(chǎn)線。
3 月 24 日下午 4:00 ,在 Nabtesco 大浦篤志的陪同下蔗坯,我們拜訪了 Mujin 公司康震,由 CEO 滝野一征親自接待。滝野生于 1984 年宾濒,創(chuàng)業(yè)之前在以色列公司 Incar 工作六年腿短。雖然出色的表現(xiàn)讓他被提拔為銷售總監(jiān),并且有優(yōu)厚的待遇绘梦,但是他還是決定自己創(chuàng)業(yè)橘忱,為了就是改變目前工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)況。
據(jù)滝野的說法卸奉,目前工業(yè)機器人的應用只能滿足制造業(yè)需求的 5% 钝诚,用了 Mujin 的技術和算法之后,可以輕易的增加到 45%榄棵。也就是將工業(yè)機器人的市場大餅成長幾乎 9 倍凝颇。
目前團隊有 22 人,Mujin 的團隊由中國秉继、日本祈噪、美國、以色列尚辑、中國辑鲤、烏克蘭、印度等多個國家的精英程序員組成杠茬,包括 ACM 歐洲區(qū)的銀牌得主月褥,中國的國家級奧數(shù)金牌得主等。
當天晚上和 Mujin CEO 滝野瓢喉、Nabtesco 大浦共用晚餐宁赤,酒酣耳熱之際滝野邀請我擔任他的個人導師,為 Mujin 的策略和管理給予指導栓票。我當然欣然答應了决左。
Nabtesco 參訪
日本人說過,全球機器人沒幾個能站著走贪。這個可不是危言聳聽佛猛,主要的原因就是因為 Nabtesco 的精密減速機。
目前全球能夠提供規(guī)淖菇疲化且性能可靠的減速器生產(chǎn)企業(yè)不多继找,絕大多數(shù)市場份額都被日本企業(yè)占據(jù):Harmonic Drive 的諧波減速機占了 15% 全球市場份額。Nabtesco 的 RV 減速機更可怕地占有約 60%逃沿。
Nabtesco 成立于 2003 年 9 月婴渡,可是在未合并之前幻锁,它的兩家母公司可是老牌企業(yè)。帝人制機株式會社 Teijin Seiki 成立于 1944 年边臼,納博克株式會社 Nabco 成立于 1925 年哄尔。這兩家企業(yè)都是運動控制系統(tǒng)和零部件的生產(chǎn)商,各自在專業(yè)領域掌握了高端核心技術柠并,控制了很高的市場份額究飞。
在機器人關節(jié)減速機方面, HD 有著體積小堂鲤,重量輕亿傅,高精度等等的優(yōu)點。但是 Nabtesco 的 RV 減速機則有著剛性強瘟栖,抗沖擊性強葵擎,輸出扭矩大,高精密度定位等等的優(yōu)點半哟。
Nabtesco 為了提高耐沖擊性酬滤,減速機內部齒輪采用的雙弧外擺線齒輪。這種齒輪與普通漸開線齒輪相比寓涨,同時嵌合的齒數(shù)多盯串,耐沖擊性高。同時通過將雙弧外擺線齒輪的齒隙減小到極限戒良,提高了加工精度体捏,就可以實現(xiàn)焊接機器人等所要求的抗沖擊的強度∨雌椋可以將臂約 3 米的工業(yè)機器人手臂前端的動作誤差控制在 0.1 毫米以內几缭。
以 6 軸的工業(yè)機器人為例子, 1 到 3 軸大部分都必須采用 Nabtesco 的減速機沃呢, 4 到 6 軸大都采用 HD 的減速機年栓。
Nabtesco 納博特斯克株式會社成立于 2003 年 9 月,有精密機械薄霜、運輸機械某抓、產(chǎn)業(yè)機械、航空液壓機械四大事業(yè)部門惰瓜。2015 年由于會計年度調整否副,三個季度營業(yè)收入達到 2196 億日元,員工約 5800 人鸵熟。
Nabtesco 的企業(yè)使命是:以「動靜互換」技術為社會做貢獻」副编。這個「動靜互換」也就是我在產(chǎn)品 4.0 概念里面所提到的動能技術之一负甸。
RV 減速機隸屬于精密機械事業(yè)部門流强,這個部門的三個季度營業(yè)額大約 515 億日元痹届。80% 營收來自減速機。
3 月 25 日早上 9:00 打月,和椿張董事長和來嶋顧問陪著我拜訪了 Nabtesco队腐。由精密機械事業(yè)部的波部敦營業(yè)部長和大浦篤志營業(yè)部擔當負責接待了我們。
和椿公司成立于 1980 年奏篙,主要聚焦在自動化產(chǎn)線和工業(yè)機器人領域的關鍵零組件代理柴淘,也自主研發(fā)特殊應用的客制化自動化生產(chǎn)設備。在中國大陸有 100 人的工程支持團隊秘通,提供產(chǎn)品的安裝为严、測試、維護和培訓肺稀。在昆山有自己的生產(chǎn)工廠第股。
因此,和椿成為全球唯一同時代理 Nabtesco 和 Harmonic Drive 兩家互相競爭的減速機大廠话原。也才能夠安排陪同我拜訪了這兩家處于工業(yè)機器人減速機市場壟斷地位的企業(yè)夕吻。特別感謝!
題圖攝于日本
深圳灣將于 4 月 16 日在深圳南山希爾頓酒店舉行「WARE 2016 新硬件生態(tài)大會」繁仁,屆時涉馅,程天縱先生與和椿董事長張永昌先生將蒞臨大會,發(fā)表主題演講黄虱,敬請期待稚矿!
向前輩致敬炫隶,我個人認為淋叶,其實任何機器人研究的無非就是軌跡,示教再現(xiàn)伪阶,離線編程煞檩,軌跡等比例縮放等处嫌,而眼下我們所應用的工業(yè)機器人只能算機械,遠遠達不到機器人水平斟湃,但市場需要的是針對機器人及輔助設備在行業(yè)里的二次應用開發(fā)熏迹,既然我們在機器人領域達不到國外先進水平,那么我們就“拿來主義” 用心去做基于機器人應用凝赛,系統(tǒng)集成注暗,實實在在解決企業(yè)真實需求。
說的是墓猎!
日本機械人的研發(fā)成果驚人,不知是否有可能應用在創(chuàng)客創(chuàng)意實現(xiàn)捆昏,與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展
應該可以的。這也是我此次日本行的目的毙沾。
應該可以的屡立。這也是我此次日本行的目的。
盼望早點跟您見一面,討論下一步如何做
盼望早點跟您見一面,討論下一步如何做
我整個四月份都在大陸搀军,要等到五月初才能見面了膨俐。