協(xié)作機(jī)器人到底該不該做 - 全文

　　協(xié)作機(jī)器人是工業(yè)4.0和智能制造計(jì)劃的重要組成部分。這些新一代機(jī)器吸引了許多工程師，他們無(wú)需傳統(tǒng)的安全防護(hù)裝置即可控制力量并在裝配線上的人員旁邊安全地工作。

　　自從十年前協(xié)作機(jī)器人首次出現(xiàn)以來(lái)，他們已經(jīng)改變了許多工廠車(chē)間，并使小型制造商更容易使用自動(dòng)化。該技術(shù)還使許多公司能夠?qū)⑸a(chǎn)轉(zhuǎn)移到美國(guó)并實(shí)施小批量，高混合生產(chǎn)策略。?

　　“由于某些原因，如今的協(xié)作機(jī)器人特別引人注目，”環(huán)球機(jī)器人公司首席技術(shù)官埃斯本·奧斯特加德(EsbenOstergaard)于2008年率先開(kāi)發(fā)了協(xié)作系統(tǒng)。“協(xié)作機(jī)器人與人工合作，而不是取代人工，特別是在制造工人流失的情況下，這尤其有價(jià)值一個(gè)敏感的問(wèn)題。

　　Ostergaard解釋說(shuō)：“我們希望將工廠自動(dòng)化的控制權(quán)交回操作員手中，”O(jiān)stergaard解釋說(shuō)，他最近因?qū)?a target="_blank">工業(yè)自動(dòng)化的貢獻(xiàn)而獲得了機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)的2018年英格堡獎(jiǎng)?！拔覀兿Ｍo他們提供一種工具，以更有效地完成工作，而不是替代人員。我們希望將它們從像機(jī)器人一樣的工作中移除，成為機(jī)器人

　　程序員并處理更多的增值任務(wù)。

　　Ostergaard表示：“這樣做可能是利用協(xié)作機(jī)器人帶來(lái)的最好的長(zhǎng)期結(jié)果?！薄斑@種對(duì)人類(lèi)創(chuàng)造力的重新部署，加上機(jī)器人的可重復(fù)性，解決了市場(chǎng)發(fā)展和客戶要求，要求高度的產(chǎn)品個(gè)性化。無(wú)論是對(duì)產(chǎn)品還是對(duì)制造產(chǎn)品的人來(lái)說(shuō)，這都是質(zhì)的變化?！?/p>

　　“協(xié)作機(jī)器人為過(guò)去一直擔(dān)心自動(dòng)化裝配線的制造商打開(kāi)了大門(mén)，”FANUCAmericaCorp.執(zhí)行銷(xiāo)售總監(jiān)ChrisBlanchette補(bǔ)充道，該公司提供了五種協(xié)作機(jī)器人模型?！八罱K使許多公司加入了自動(dòng)化的價(jià)值?！?/p>

　　“操作員只需培訓(xùn)幾個(gè)小時(shí)即可安裝一臺(tái)協(xié)作機(jī)器，它輕巧到可以每天在工廠周?chē)匦虏渴鸲啻?，并且可以在沒(méi)有圍欄和防護(hù)的情況下運(yùn)行?！奔夹g(shù)支持DanielMoore說(shuō)道。美國(guó)通用機(jī)器人公司的工程師。“從功能上講，傳統(tǒng)機(jī)器人的每一個(gè)弱點(diǎn)或困難都可以通過(guò)焦點(diǎn)的改變而消除?！?/p>

　　RethinkRoboticsInc.產(chǎn)品副總裁MattFitzgerald指出：“過(guò)去，很多人被機(jī)器人嚇倒了，該公司在2012年推出了百特合作機(jī)器人?！比缃瘢冗M(jìn)的技術(shù)使所有人，尤其是小型制造商都更容易使用機(jī)器人。協(xié)作機(jī)器靈活，易于使用且操作安全。”

　　協(xié)作機(jī)器人有望繼續(xù)提高質(zhì)量，提高效率并降低成本。但是，與任何自動(dòng)化工具一樣，它們的整體有效性取決于選擇正確的應(yīng)用程序并預(yù)先計(jì)劃。

　　盡管有很多炒作，但協(xié)作機(jī)器人具有利弊，制造工程師必須仔細(xì)考慮。這項(xiàng)技術(shù)令人興奮，但是對(duì)于某些類(lèi)型的應(yīng)用來(lái)說(shuō)并不理想。例如，有限的有效載荷容量和較慢的運(yùn)行速度是兩個(gè)缺點(diǎn)。

　　根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的數(shù)據(jù)，對(duì)協(xié)作機(jī)器人的需求每年都在增長(zhǎng)60%。到2025年，協(xié)作機(jī)器人預(yù)計(jì)將占全部機(jī)器人銷(xiāo)售額的34%，高于目前的不到5%。

　　ASSEMBLY的2018年行業(yè)狀況研究證實(shí)了這一趨勢(shì)。超過(guò)三分之一(38%)的組裝商計(jì)劃在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)部署協(xié)作機(jī)器人。與2017年相比增加了7個(gè)百分點(diǎn)，比2016年增加了12個(gè)百分點(diǎn)。

　　由于它們具有靈活性并且?guī)缀醪恍枰踩琳?，因此，各種制造商都在使用下一代協(xié)作機(jī)器人。這些機(jī)器特別適合較小的公司。例如，為少于50名員工的制造商工作的受訪者中有21%計(jì)劃在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)部署該技術(shù)。這比2017年高8個(gè)百分點(diǎn)。

　　“中小型制造商正在推動(dòng)對(duì)協(xié)作機(jī)器人的需求，”ABIResearchInc.的研究分析師RianWhitton說(shuō)?！斑@是由對(duì)制造解決方案的需求所推動(dòng)的，其中不包括對(duì)固定資產(chǎn)的大規(guī)模投資自動(dòng)化或大型機(jī)械臂。這些任務(wù)包括機(jī)器維護(hù)，質(zhì)量控制和照明組裝等任務(wù)?！?/p>

　　Whitton認(rèn)為，較小的制造商需要靈活的自動(dòng)化解決方案，這些解決方案可以輕松快速地進(jìn)行調(diào)整以滿足不斷變化的需求。他指出：“他們需要可以輕松快速地進(jìn)行編程的系統(tǒng)，并且可以支持多種類(lèi)型的自動(dòng)化任務(wù)?！薄皡f(xié)作機(jī)器人非常適合?！?/p>

　　Whitton預(yù)測(cè)，在接下來(lái)的七年中，協(xié)作機(jī)器人的出貨量將增長(zhǎng)50%，而傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的出貨量將增長(zhǎng)12%。而且，到2025年，這些機(jī)器的全球收入將從今天的2.92億美元增長(zhǎng)到超過(guò)10億美元。

　　不斷增長(zhǎng)的需求是由更短的產(chǎn)品生命周期以及越來(lái)越多地使用小批量，高混合制造計(jì)劃代替大批量，低混合生產(chǎn)所驅(qū)動(dòng)的。

　　“制造商需要更靈活的自動(dòng)化解決方案，以適應(yīng)市場(chǎng)的速度和效率，”ABBRobotics的組裝和測(cè)試業(yè)務(wù)線經(jīng)理NicolasDeKeijser說(shuō)?！爸圃熳兊迷絹?lái)越專(zhuān)業(yè)化，越來(lái)越難以預(yù)測(cè)，這很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

　　DeKeijser解釋說(shuō)：“協(xié)作自動(dòng)化使人和機(jī)器人可以一起工作，從而在保持安全性和生產(chǎn)率的同時(shí)使制造更加靈活。”“它允許人員和機(jī)器人一起完成以前需要安全柵欄和籠子的任務(wù)，從而提高了制造靈活性?！?/p>

　　這就挑戰(zhàn)了以前關(guān)于可以自動(dòng)化哪些類(lèi)型的組裝任務(wù)的概念。

　　DeKeijser說(shuō)：“過(guò)去，組裝大量定制產(chǎn)品通常意味著乏味，精致和重復(fù)性的工作?！薄巴ㄟ^(guò)協(xié)作機(jī)器人，例如我們的YuMi[機(jī)器]，人們能夠?qū)Ｗ⒂诟嘤幸饬x的認(rèn)知任務(wù)，而機(jī)器人則提供了不懈的精確性和耐力。

　　DeKeijser說(shuō)：“YuMi可以在工廠的任何工作站上安裝，并可以根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行重新部署，而不受傳統(tǒng)安全屏障的限制?！薄斑@增加了制造靈活性和敏捷性，可以更頻繁地進(jìn)行轉(zhuǎn)換?！?/p>

　　在過(guò)去依靠手動(dòng)裝配線的行業(yè)和應(yīng)用中，協(xié)作機(jī)器人正在興起。

　　Blanchette說(shuō)：“許多公司都在嘗試通過(guò)自動(dòng)化來(lái)擴(kuò)充他們的一些產(chǎn)品線?！薄八麄兿虢鉀Q可能存在人體工程學(xué)問(wèn)題或質(zhì)量問(wèn)題的某些領(lǐng)域。他們可以添加協(xié)作機(jī)器人，而無(wú)需更改其裝配線的配置。”

　　通用零件處理應(yīng)用程序是協(xié)作機(jī)器人的理想選擇。繁瑣的工作，例如分揀零件或裝載壓力機(jī)，是一個(gè)很好的起點(diǎn)。

　　Blanchette解釋說(shuō)：“任何需要三只手的組裝任務(wù)都將是適當(dāng)?shù)模蓞f(xié)作機(jī)器人充當(dāng)人類(lèi)的助手?！薄袄?，當(dāng)人們用螺絲刀將組件連接在一起時(shí)，機(jī)器可能會(huì)握住較重的零件。

　　Blanchette指出：“在生命周期短的應(yīng)用中，協(xié)作機(jī)器人使制造商能夠非?？焖俚剞D(zhuǎn)換為新產(chǎn)品?！薄拔覀冞€發(fā)現(xiàn)，在高離職率和存在嚴(yán)重勞動(dòng)力短缺地區(qū)的公司中，對(duì)協(xié)作機(jī)器人的需求正在增加。”

　　準(zhǔn)入門(mén)檻低也吸引了許多類(lèi)型的制造商。

　　川崎機(jī)器人美國(guó)公司產(chǎn)品與應(yīng)用工程總監(jiān)薩米爾·帕特爾(SamirPatel)說(shuō)：“我們已經(jīng)看到合同制造商的需求在增加，尤其是在中國(guó)和墨西哥的公司。協(xié)作式機(jī)器人的靈活性在需要制造商的電子制造商中很受歡迎。在工廠其他地方重新部署機(jī)器。

　　“例如，想要從一種印刷電路板樣式或尺寸轉(zhuǎn)換為另一種印刷電路板的公司，只需將我們的DuAro機(jī)器人固定，然后將其滾動(dòng)到下一條裝配線，”P(pán)atel解釋說(shuō)?！八麄兡軌蛟谘b配線上使用同一臺(tái)機(jī)器人，然后在當(dāng)天晚些時(shí)候輕松地在檢查線上重復(fù)使用它，在那里，機(jī)器人可以在檢查機(jī)中裝載和卸載PCB。

　　“在我們的協(xié)作機(jī)器人用于組裝計(jì)算機(jī)打印機(jī)的齒輪系和用于冷卻電子設(shè)備的小型風(fēng)扇組件的應(yīng)用中，我們也看到過(guò)，”P(pán)atel補(bǔ)充道。機(jī)器人與人類(lèi)并肩工作，協(xié)助人們重復(fù)執(zhí)行難以完成的任務(wù)。

　　“我們的兩臂協(xié)作機(jī)器的可重復(fù)性接近六軸機(jī)器人，”P(pán)atel說(shuō)?！拔覀儧Q定在設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)解決該問(wèn)題。這使得該機(jī)器特別適合于螺絲驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，例如組裝平板電腦。

　　“在一種應(yīng)用中，機(jī)器的一個(gè)臂用作固定裝置，而另一根則插入并固定需要精確定位的3毫米小螺釘，”P(pán)atel說(shuō)。“我們的機(jī)器人還用于將PCB固定在機(jī)箱內(nèi)。一只臂將PCB移到機(jī)箱上，而另一只臂插入每個(gè)螺釘并用自動(dòng)螺絲刀將其固定?！?/p>

　　Cobots也已被用作移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在裝配線周?chē)苿?dòng)并隨時(shí)隨地填充。這就是StaubliCorp.在瑞士Allschwil的電連接器工廠最近采用的策略，該工廠的裝配線配備了全自動(dòng)和手動(dòng)工作站。

　　HelMo移動(dòng)平臺(tái)配備了StaubliTX2協(xié)作機(jī)器人，該機(jī)器人具有15公斤的最大有效載荷能力和1,200毫米的射程。如果直接與人接觸，則觸敏表面會(huì)立即停止運(yùn)動(dòng)。自主機(jī)器人獨(dú)立導(dǎo)航到其分配的工作場(chǎng)所，降低其速度或在人類(lèi)離得太近時(shí)停下來(lái)。

　　HelMo將自己精確定位到0.1毫米以?xún)?nèi)，并通過(guò)永久安裝在工作站上的三個(gè)測(cè)量點(diǎn)對(duì)其位置進(jìn)行校準(zhǔn)。它通過(guò)多路耦合器將自身連接到固定的電源插座，以提供電力和壓縮空氣，然后開(kāi)始轉(zhuǎn)換。

　　“今天，機(jī)器可能會(huì)放置連接器外殼和接觸針;StaubliCorp.業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理OlivierCremoux說(shuō)：“明天，它可能會(huì)在組裝過(guò)程中處于其他階段?！盚elMo不再被視為機(jī)器人，而被視為可以足夠靈活地在需要時(shí)提供幫助的助手。

　　“目的是……將機(jī)器人部署為靈活的替代品，從而提高混合裝配線的可用性或應(yīng)對(duì)高峰需求，”Cremoux解釋說(shuō)。

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