□文/董靜

身為全球四大機器人制造商之一，ABB機器人業(yè)務已經走過了近半個世紀的風風雨雨。如今，ABB在上海與瑞典分別建設了全球兩大機器人生產基地，其中在上?？禈虻纳a基地是中國累積裝機量最高的工業(yè)機器人生產基地，同時這里也成為了ABB全球唯一的噴涂機器人生產基地、ABB全球首個機器人質量中心，以及中國首個機器人整車噴涂實驗中心。

從1969年售出世界首臺噴涂機器人, 到1974年發(fā)明全球首臺投入商用的電動機器人IRB 6，ABB機器人發(fā)展的同時見證了世界機器人產業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新之路。同年，ABB率先推出全球首款全電動微處理器控制工業(yè)機器人，開啟了現代機器人革命。如今，ABB機器人業(yè)務單元已經發(fā)展成擁有近30種型號、滿足各行各業(yè)的生產需求，同時具備強大的系統(tǒng)集成能力的超大型機器人制造商。目前已有超過25萬臺ABB機器人在世界各地被安裝并投入使用。

ABB為多個行業(yè)提供全方位的解決方案，包括汽車整車及零部件制造、電子3C、食品飲料、金屬加工、基礎化工、金屬鑄造、基礎金屬等。ABB掌握各類機器人技術及應用，包括調試和總裝、工藝自動化、焊接、搬運、機加工、包裝和堆垛等。

2015年4月13日，ABB在世界頂級工業(yè)博覽會——德國漢諾威工業(yè)博覽會上正式向市場推出全球首款真正實現人機協(xié)作的雙臂工業(yè)機器人YuMi。盡管YuMi的設計是為了滿足消費電子產品行業(yè)對柔性生產和靈活制造的需求，但它同樣可以被應用于小件裝配環(huán)境中。這得益于其雙臂設計、多功能智能雙手、通用小件進料器、基于機器視覺的部件定位、引導式編程，以及一流的精密運動控制。而YuMi也憑借一系列優(yōu)良的產品設計榮獲了久負盛名的“紅點最佳產品設計獎”。

工業(yè)機器人雖然沒有各式各樣花哨的服務機器人那么有趣, 然而從商業(yè)角度來看,現在工業(yè)機器人卻仍然占據了整個機器人市場的主流地位。

ABB公司還有一個特殊身份，那就是國際機器人聯合會主席，這顯然得益于ABB在工業(yè)機器人領域的領頭羊地位。ABB機器人控制器的廣告語就是True-Move。什么意思呢? 就是不管快跑還是慢走, 該走直線就走出直線, 轉彎時該走圓就走出個正圓, 就是所謂的“Truely-Right-Move”。知易行難，ABB就是靠著這樣過硬的技術在競爭激烈的工業(yè)機器人市場拿走數以萬計的訂單。

糖果背后的機器人軍團

食品行業(yè)一向是工業(yè)機器人的高頻應用領域，ABB對此行業(yè)自然游刃有余。

吉百利旗下的“Roses and Heroes”系列糖果作為歐洲市面上暢銷的食品，其產量正在逐步擴大。2010年2月2日，經過吉百利股東表決，卡夫以117億英鎊將吉百利收購。隨著產量需求上升，傳統(tǒng)的生產方式已經不能滿足高漲的市場需求。經過充分的調研與論證，卡夫選擇了ABB自動機器人分揀系統(tǒng)。通過自動機器人分揀系統(tǒng)，卡夫發(fā)現此舉大大增加了“Roses and Heroes”系列食品的生產效率。

吉百利核心產品“Roses and Heroes”的制造和包裝地點在英國伯明翰的伯恩維勒工業(yè)基地。傳統(tǒng)的分揀方法是把用來混合出不同成分的各種袋裝巧克力包在硬紙箱中，然后送到工廠。Roses需要10種巧克力成分，Heroes需要6種巧克力成分，而這就要求工廠在不同的位置使用不同的特定生產線。碼垛、識別條形碼之后，產品會被運送到兩個不同樓層的車間。

碼垛好的箱子會被運到指定包裝車間的相鄰區(qū)域。操作員手動操作指定的橫向給進儲料器，并把貨物裝進盒子，從而為自動包裝操作供料。若干操作員將盒子從托盤棧上取下，打開并將箱子倒進指定的運送斗，空箱子會被壓扁，然后從包裝區(qū)域運走。面對如此復雜的系列操作，ABB是如何通過機器人系統(tǒng)實現替換的呢？ABB為其提供了如下解決方案。

卡夫委托位于格洛斯特市的CKF系統(tǒng)有限公司作為其項目合作方來實現全自動重循環(huán)分揀系統(tǒng)，滿足卡夫的生產需求，減少紙板的浪費并為分類整體性提供保障。身為自動化和機器人技術領域的專家，CKF已經于近期開發(fā)并完成卡夫（謝菲爾德）公司的機器人碼垛解決方案，這項合作提升了卡夫的制造能力，其效果是立竿見影的。

但是，伯恩維勒項目的工程非常復雜。CKF系統(tǒng)有限責任公司從設計初始概念起就得到了ABB的鼎力相助，并在伯恩維勒仿真了機器人的動作，以確保4軸IRB 660機器人的機械部件能夠達到所有需要抓取的位置。同時，ABB為其提供必要的技術支持，并在瑞典裝配了一臺機器人，以模仿所有復雜性動作。

4個ABB4軸IRB 660機器人、定制的真空機床模具以對稱方式布置。包裝車間給出指令后，該裝置使得系統(tǒng)能夠柔性化地滿足包裝不同衍生品和調配配方的需求。4個機器人單元通過帶有供料托盤的傳送帶接受貨物，并卸下重新碼垛的運送斗。托盤的管理也由機器人來處理，并設計了專用模具以對運送斗和托盤進行操作。

IRB 660機器人采用最先進的4軸設計，是一款具有3.15米到達距離和250千克有效載荷的高速機器人。該機器人不僅工作性能優(yōu)良，還兼?zhèn)鋱怨绦耘c耐用性。該機器人系統(tǒng)可實現柔性化集成和生產，可同時負責4條進料輸送帶、2個貨盤料垛、1個滑托板料垛和4條堆垛出料線。IRB 660機器人的通用性、到達距離以及承重能力完全可以勝任像卡夫這樣企業(yè)的應用需求。

通過屏幕上的信息，兩個高清攝像機識別并確認貨物，之后貨物被載入相應的單元中。這樣的布置限定了單個托盤的堆碼高度和托盤上運送斗的方向。按照包裝車間的需求，機器人使用自定義設計的真空吸頭將運送斗拆垛，并將其放在通往包裝車間的傳送系統(tǒng)上。

傳送功能是通過路經兩層的大范圍傳送帶系統(tǒng)實現的。這套系統(tǒng)為每個車間配備了螺旋升降機、濾除站、智能堆棧系統(tǒng)、自動傾斜運送斗與手動供料等設備。

這套系統(tǒng)成功的關鍵在于其物體識別設備。它一共使用了7臺高清攝像機，每臺均能識別物體顏色與形狀，以確保貨物準確地送入指定的料斗中。高清攝像機位于每個包裝車間分揀系統(tǒng)的入口處，能夠分揀正確的貨物單元到正確的運送斗生產線中。兩個車間之間共有35條具備智能堆棧功能的生產線，在自動傾卸設備之前給予系統(tǒng)足夠的緩沖容量。

從包裝車間返回的空運送斗被集中在一起，進行最后一遍視頻系統(tǒng)檢查以確保這些運送斗無載荷，然后機器人系統(tǒng)對其重新碼垛。當然，使用過的運送斗會被回收清理。

系統(tǒng)控制使用了Rockwell公司生產的PLC，用以太網組網通信，安全控制由Guard Logix PLC完成。高清攝像機軟件與機器人軟件的解決方案為該應用的需求而量身定制。

4個封閉的機器人單元由電磁感應圈、光防護罩和安全門屏蔽以保護安全。人機交互面板位于各自生產區(qū)域的3個控制間內。特別開發(fā)的軟件提供靈活自如的交互畫面，同時提供手動調節(jié)選項。

伴隨著這個項目的成功實施，顯著的效益開始顯現?？紤]到這兩個包裝車間的體積有限，ABB機器人系統(tǒng)通過降低原材料滑動、減少載具振動、減少紙板箱數量的方式進一步提高了工作效率。這套自動化系統(tǒng)優(yōu)化了企業(yè)環(huán)境規(guī)劃，更重要的是，它減少了碳排放量。對于卡夫來說，對ABB機器人與自動化應用的投資是十分必要的。它能幫助卡夫保持競爭力、縮小環(huán)境負面影響，并且使卡夫更好地利用勞動力，優(yōu)化質量控制環(huán)節(jié)。

ABB，汽車人出發(fā)

作為智能制造的重要組成部分，工業(yè)機器人是實現產業(yè)升級、智慧跨越的關鍵。而汽車領域是目前機器人產業(yè)應用的最大領域，這個領域無疑是ABB機器人的強項。ABB于2013年與沃爾沃簽訂框架訂單，向沃爾沃汽車交付1200臺機器人。這些機器人在沃爾沃托斯蘭達（瑞典）、根特（比利時）、歐洛夫斯特隆（瑞典）工廠全新的SPA整車平臺中，承擔傳送、焊接和組裝車身零部件的工作。

除沃爾沃汽車外，ABB還是多家全球知名汽車制造商的機器人合作伙伴。2008年，ABB成為寶馬汽車在工業(yè)機器人領域的合作伙伴，多次向寶馬汽車提供機器人解決方案。2011年，ABB曾向寶馬汽車提供噴涂生產線建設一攬子解決方案；2013年初，再次向寶馬汽車提供2400臺機器人，用于其位于德國雷根斯堡和萊比錫以及中國沈陽鐵西的工廠，主要從事物料搬運、涂膠和點焊工作。

目前，ABB完整地擁有汽車制造四大工藝技術（沖壓、焊接、涂裝和總裝）。2013年，ABB又研發(fā)出最先進的柔性化全自動汽車生產系統(tǒng)。

ABB柔性化全自動汽車生產系統(tǒng)不僅能夠滿足車企的需求，而且有效提高了生產率以及高度生產柔性。該系統(tǒng)涵蓋了沖壓自動化、車身焊接以及涂裝三大領先工藝，配備ABB“即插即用”的自動化工作站StampPack、ABB超柔性化白車身解決方案以及ABB頂尖的汽車噴涂應用解決方案（包括ABB尖端的汽車內噴工藝），從而滿足安全、快速、高效、節(jié)能、易用以及高柔性的制造要求。該系統(tǒng)獲得第十五屆中國國際工業(yè)博覽會金獎。

2014年，ABB宣布向長城汽車股份有限公司提供600余臺工業(yè)機器人，用于長城汽車位于河北徐水基地二期新廠的新型SUV白車身焊裝車間。這是多年來長城汽車與ABB簽署的又一機器人采購訂單。

車身的焊接工藝會直接影響車身的安全性和整體性能。ABB向長城汽車提供了多種型號的工業(yè)機器人，產品型號包括IRB 6640、IRB 7600、IRB 2600等，可裝配可靠的、高度自動化的焊裝生產線。同時，長城汽車還在分焊線上與ABB白車身業(yè)務合作，采用了ABB機器人焊接解決方案，大幅度提高了焊接生產線的自動化水平和柔性化程度。

產學研結合之路

為了提高生產率，降低購買與實施機器人解決方案的總成本，實現教學資源共享，ABB還特別開發(fā)了適用于機器人生命周期各個階段的軟件產品。

Technikum大學是位于奧地利首都維也納的一所著名的理工科大學。Technikum于1994年開始授課。這里的學生來自五湖四海，擁有不同的文化背景。當這些學生完成所有科目，他們會被授予 Engineer FH證書，并且將會任職于程序設計、系統(tǒng)服務或是系統(tǒng)規(guī)劃。

Technikum的機器人實驗室擁有一臺ABB IRB140型機器人和一臺ABB IRB 2400，可同時供48名學生使用。對于人數眾多的學生來說，兩臺機器人遠遠不能以滿足其需要，絕大部分時間學生都沒有機會實際操作真實的機器人并為其編程。教師在示教器上展示如何編程，然后只有其中一部分學生能夠有機會嘗試真實操作。高昂的成本成為了Technikum發(fā)展教育的瓶頸。這時，Technikum選擇了 RobotStudio。

ABB RobotStudio是優(yōu)秀的計算機仿真軟件。在規(guī)劃與定義階段，RobotStudio可讓你在實際構建機器人系統(tǒng)之前先進行設計和試運行，還可以利用該軟件確認機器人是否能到達所有編程位置，并計算解決方案的工作周期。在編程的設計階段，ProgramMaker可幫助用戶在PC機上創(chuàng)建、編輯和修改機器人程序及各種數據文件。而ScreenMaker能幫用戶定制生產用的ABB示教懸臂程序畫面。

這也就是為什么Technikum應用技術大學選擇RobotStudio進行機電一體化以及機器人教學的原因。RobotStudio軟件具備易于使用的界面，可直觀地反映出機器人系統(tǒng)的工作狀態(tài)。有了RobotStudio，教學就可以盡可能地接近現實，并且每位學生都能夠擁有自己的“虛擬機器人”，對學生來說大有裨益。RobotStudio使得所有錯誤都可以在沒有任何傷害的情況下被檢測出來，學生們對此十分歡迎，它調動了學生的主觀能動性。這也就保證了真實機器人系統(tǒng)不會發(fā)生意外故障，同時學生也不必為了給機器人編程而苦等上好幾個星期。

使用RobotStudio進行離線編程很簡單。操作者很快就能夠實現自己的想法并測試不同的程序版本。與直接在機器人身上測試相比，這種方式更加簡單、快捷。并且隨著RobotStudio開發(fā)的不斷升級，用戶可以隨時測試最先進的機器人技術。對于勞動力市場來說，掌握最新的機器人知識可以錦上添花，并隨時滿足用戶不斷變化的市場需求。

在中國，ABB也特別重視將機器人產業(yè)的產、學、研各個環(huán)節(jié)相互結合。ABB積極開展與清華大學、上海交通大學、同濟大學、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學等知名院校之間的校企合作，提供包括教材、設備、培訓、課件、軟件及教師培訓等的全面支持。

ABB的未來在中國

強大的硬件研發(fā)和生產制造能力，與強大的軟件開發(fā)和推廣能力使得ABB機器人在競爭激烈的機器人產業(yè)中高歌猛進。ABB機器人與中國的關系亦是頗有淵源。ABB機器人是1994年進駐中國的，當時中國工業(yè)機器人的發(fā)展幾乎為零。短短一年之后，ABB率先在中國汽車生產總裝工位上使用了機器人。

2002年，ABB成功打造中國第一條機器人自動化沖壓線；4年之后，為了更好地服務于中國市場，ABB決定在上海設立機器人研發(fā)中心。

截至目前，ABB的中國研發(fā)團隊已經取得了一系列可喜的成果。他們先后開發(fā)出ABB最小機器人IRB120“中國龍”、全球最快的碼垛機器人IRB460，以及應用于汽車制造行業(yè)的緊湊型開門機器人IRB 5350等在內的4款新型機器人。

2013年，ABB成為中國首家提供水性膠系統(tǒng)解決方案的機器人供應商，并在上海成立了ABB精密組裝工程中心。

ABB在中國有著“早起者”的稱號，是最早對中國開展業(yè)務活動的西方企業(yè)之一。1995年，ABB在北京建立投資控股公司。ABB參與的中國重點超大型工程項目包括三峽電廠和三峽輸配電項目（從1997年起）、南水北調工程（2006年初）以及許多與北京奧運會工程（從2004年起）相關的項目。

中國正在成為整個世界的重要制造基地，而依靠ABB這樣的工業(yè)機器人巨頭提高自動化水平，是提升中國制造業(yè)競爭力的關鍵因素之一。ABB機器人的大規(guī)模應用使得這些企業(yè)在更有效地提高產品質量的同時，提高效率、降低成本，以應對各行各業(yè)日益激烈的市場競爭。