工程师面试

爱普生创新:将机器人与传感技术相结合

爱普生的机器人业务曾经专注于自动化爱普生手表的装配。如今,它从事手机等电子产品的制造和其他小精密仪器。机器人必须用微小的精度组装这些产品的微小部件,因为最轻微的振动或未对准将直接影响产品的质量。为了解决这一挑战,Epson拥有集成的机器人,其原始的传感技术可以创建实现优良机电性能的机器人,并且易于控制。由于这些机器人,曾经依赖的手术劳动和人类感官现在可以自动化,导致更好的精度和速度。

我们就机器人技术的优势和应用采访了两位机器人工程师。我们还讨论了他们开发用于控制机器人的陀螺仪传感器和力传感器的情况。

正树Motoyoshi

RS规划设计部

Motoyoshi

Hiroki卡瓦依

RS规划设计部

卡瓦依

通过自动化曾经依赖人类感官的过程来提高速度和精度

爱普生的机器人有什么优点?

正树Motoyoshi

Motoyoshi最初,爱普生设计了机器人来实现手表组装过程的自动化。在这方面,我们的机器人技术与其他制造商有不同的起源。大多数制造商采用工业机器人来搬运对人类来说太重的重物,或者进行对人类健康有害的操作。在爱普生的案例中,焦点总是在速度和精度上。我们的机器人最初是为了高精度的任务而设计的,而以前这些任务需要依赖人类的感官。随后,我们为机器人配备了陀螺仪传感器和力传感器,实现了机器人性能的巨大飞跃。我们使用爱普生最初的石英晶体器件开发了这些传感器。

请告诉我们你们是如何开发基于陀螺仪传感器的控制技术和力传感器的。你遇到了什么挑战?

正树Motoyoshi

Motoyoshi爱普生一直以其速度和精度而自豪。为了提高速度和精度,你必须做更多的抑制振动。传统的机器人控制方法包括使用伺服电机提供机器人关节角位置的反馈。这种方法的问题是,即使所有的电机都正确对齐,机械臂仍然会扭曲,导致机械臂的末端振动或偏离目标位置。为了解决这个问题,我们开始使用陀螺仪传感器来直接检测振动,并将这些信息传递给电机控制器。这个系统使我们能够在不增加手臂刚性的情况下最小化振动。

不过,最初还没有足够小的陀螺仪传感器来适应机械臂。因此,我们开发了一个微型陀螺仪传感器使用我们的原始石英晶体技术。由于传感器的特性,在机械臂上安装陀螺仪传感器被证明是一项挑战。然而,我们克服了这个挑战,生产了一个与机器人兼容的陀螺仪传感器。

Hiroki卡瓦依

卡瓦依许多高精度的任务,比如把微小的零件插入到细小的缝隙中,曾经是用人类的感官来手工完成的。市场迫切需要一种将这些过程自动化的方法。我们将力传感器视为这种需求的解决方案。

当时市场上已经有了力传感器。然而,它们不够刚性。当你对传感器施加力时,它会扭曲并偏离目标位置。它们的分辨率也很低,无法进行精确的移动。脆弱性是另一个问题。传感器需要防震,因为它们与机器人一起移动。最后,我们决定,如果市场上没有任何硬度、分辨率和抗冲击的力传感器,我们将自己开发一个。结果就是爱普生力传感器。

我们的力传感器采用石英晶体,将硬度和灵敏度结合起来。通过体现这些矛盾的方面,传感器实现了精密装配过程的自动化,而制造商们曾经认为这是不可能实现的,他们依赖于人类的感官。例如插入柔性扁平电缆(FFC)和插入电容器。

让所有人都能使用机器人
-机器人的范围-

机器人现在应用在哪些领域?未来的应用是什么?

正树Motoyoshi

Motoyoshi今天最常见的应用是电子组装和运输。除此之外,爱普生的SCARA机器人在其他需要精度的领域也很突出,比如精密仪器和医疗器械的制造。我们在这些领域建立了强大的市场份额。这个市场在全球范围内发展迅速。世界各地的许多公司都面临着劳动力短缺的问题,纷纷转向节省劳动力的解决方案。这种社会经济趋势表明,机器人不再是大型制造商的专利——它们将越来越多地出现在中小型企业中。

卡瓦依对于那些在劳动力短缺中苦苦挣扎的公司来说,机器人是一个福音。你可以对机器人进行编程,让它们重复且一致地执行复杂的过程。然后,你可以让第二个或第三个机器人在第一个机器人旁边执行同样的过程,从而使速度增加一倍或两倍。
机器人的另一个优点是,它的传感器可以为你提供它的感官输入的定量反馈。机器人记录生产或分发过程的传感器数据,因此如果出现错误,您可以回溯并确定错误发生的时间、地点和方式。机器人技术在自动化之外也具有适用性:机器人可以量化大师的手工技术,帮助学徒继承他们的手艺。

随着市场的发展,机器人需要满足哪些需求?

Motoyoshi如果机器人市场确实增长,机器人将很快成为不仅熟练的机器人操作者,而且外行人。以机器人的速度设置为例。在过去,需要一个熟练的机器人操作员来将速度设定在适当的水平,以确保最佳性能和最小的振动。如今,机器人可以自动设定速度,这意味着操作人员的工作要容易得多。机器人将需要更加人性化,以便所有人都能使用。为此,我们正在探索基于传感器和其他原创技术的人工智能解决方案的潜力。

此外,机器人将需要在有限的空间工作。随着对小批量生产的需求增加,越来越多的中小企业采用机器人自动化,这一要求将变得越来越重要。为了开发可以适应任何空间的灵活机器人,我们必须在爱普生一直擅长的领域走得更远:紧凑、轻、薄和能源效率。

进一步发展传感和机器人技术以满足社会需求

通过爱普生的机器人技术,世界将会变成什么样?

Motoyoshi我们的机器人具有最小的振动,需要很少的人类投入,并且易于安装。除了解决劳动力短缺问题,他们可以帮助确保专业技术传播到后代。为了满足市场的需求,我们将继续升级我们的机器人技术。具体而言,我们将利用我们的力传感器,陀螺仪传感器和其他技术资产,以提高机器人在工厂地板上的性能,始终是速度,精度和质量。

卡瓦依爱普生致力于高效、紧凑和精密的技术,我们的各种业务积累了大量的技术和设备,包括图像处理技术和传感技术。如果我们将这些资产与我们在自动化生产方面获得的专业知识结合起来,那么我们就可以创造出快速、精确、紧凑、轻、薄、节能、用户友好的无与伦比的机器人。这些机器人将使曾经被认为不可能自动化的精密制造过程实现自动化。我们将继续完善我们的技术,以提高其支持的自动化和节省人力的解决方案的价值。通过这种方式,我们将继续为一系列行业的发展做出贡献。

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