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　　協(xié)同機(jī)器人究竟是否該做？

　　國(guó)際性金屬加工網(wǎng)

　　一流制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國(guó)機(jī)器人行業(yè)典型研討會(huì)

　　協(xié)同機(jī)器人是工業(yè)4.0和智能制造方案的重要組成部分。那些新一代機(jī)器吸引了許多技師，她們無(wú)需現(xiàn)代的安全可靠自動(dòng)裝彈機(jī)方可掌控力量并在流水線上的相關(guān)人員旁邊安全可靠地組織工作。

　　自從十年前協(xié)同機(jī)器人首次出現(xiàn)以來(lái)，她們已經(jīng)發(fā)生改變了許多工廠車間，并使小型制造商更容易采用智能化。該技術(shù)還使許多公司能夠?qū)⒅圃燹D(zhuǎn)移到美國(guó)并實(shí)施小批量，高混和制造策略。

“由于這類原因，現(xiàn)如今的協(xié)同機(jī)器人不光引人注目，”環(huán)球機(jī)器人公司首席技術(shù)官德?tīng)柋尽ぞS恩比德(EsbenOstergaard)于2008年率先開(kāi)發(fā)了協(xié)同掌控系統(tǒng)?！皡f(xié)同機(jī)器人與育苗密切合作，而不是取代育苗，不光是在制造工人流失的情況下，這特別有商業(yè)價(jià)值一個(gè)敏感的問(wèn)題。

　　Ostergaard說(shuō)明說(shuō)：“他們期望將工廠智能化的掌控權(quán)交還操作者手中，”O(jiān)stergaard說(shuō)明說(shuō)，他最近因?qū)I(yè)智能化的貢獻(xiàn)而獲得了機(jī)器育苗業(yè)協(xié)會(huì)的2018年英喬安獎(jiǎng)?！八麄兤谕o她們提供一種輔助工具，以更有效地完成組織工作，而不是替代相關(guān)人員。他們期望將它從像機(jī)器人一樣的組織工作中去除，成為機(jī)器人

　　開(kāi)發(fā)人員并處理更多的增值各項(xiàng)任務(wù)。

Ostergaard表示：“這樣做可能是利用協(xié)同機(jī)器人帶來(lái)的最好的長(zhǎng)期結(jié)果?！薄斑@種利皮揚(yáng)卡類創(chuàng)造力的布署，加上機(jī)器人的徐立全，化解了市場(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)品的人而言，這都是質(zhì)的變化。”

　　“協(xié)同機(jī)器人為過(guò)去一直擔(dān)心智能化流水線的制造商打開(kāi)了大門，”FANUCAmericaCorp.執(zhí)行銷售總監(jiān)ChrisBlanchette補(bǔ)充道，該公司提供了五種協(xié)同機(jī)器人模型。“它最終使許多公司加入了智能化的商業(yè)價(jià)值。”

　　“操作者只需培訓(xùn)幾個(gè)小時(shí)方可安裝一臺(tái)協(xié)同機(jī)器，它輕巧到能每天在工廠周圍布署多次，因此能在沒(méi)有柵欄和防護(hù)的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。”技術(shù)全力支持DanielMoore說(shuō)道。克萊斯勒公司機(jī)器人公司的技師?！皬墓δ苌现v，現(xiàn)代機(jī)器人的每一個(gè)弱點(diǎn)或困難都能通過(guò)焦點(diǎn)的發(fā)生改變而消除。”

RethinkRoboticsInc.產(chǎn)品副總裁MattFitzgerald表示：“過(guò)去，許多人被機(jī)器人擊垮了，該公司在2012年推出了拉紹密切合作機(jī)器人?！爆F(xiàn)如今，一流的技術(shù)使所有人，特別是小型制造巖風(fēng)更容易采用機(jī)器人。協(xié)同機(jī)器靈巧，易于采用且操作安全可靠?！?/p>

　　協(xié)同機(jī)器人有望繼續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率并降低成本。但是，與任何智能化輔助工具一樣，它的整體有效性取決于選擇正確的插件并預(yù)先方案。

　　盡管有許多炒作，但協(xié)同機(jī)器人具有異同，制造技師必須仔細(xì)考慮。這項(xiàng)技術(shù)令人激動(dòng)，但是對(duì)于這類類型的應(yīng)用而言并不理想。比如，有限的有效載荷容量和較慢的運(yùn)轉(zhuǎn)速度是兩個(gè)缺點(diǎn)。

根據(jù)國(guó)際性機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的數(shù)據(jù)，對(duì)協(xié)同機(jī)器人的市場(chǎng)需求每年都在快速增長(zhǎng)60%。到2025年，協(xié)同機(jī)器人預(yù)計(jì)將占全部機(jī)器人銷售額的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%)的裝配商方案在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)布署協(xié)同機(jī)器人。與2017年相比增加了7個(gè)基點(diǎn)，比2016年增加了12個(gè)基點(diǎn)。

　　由于它具有靈巧性因此幾乎不須要安全可靠屏障，因此，各種制造巖風(fēng)在采用下一代協(xié)同機(jī)器人。那些機(jī)器不光適合較小的公司。比如，為少于50名員工的制造商組織工作的受訪者中有21%方案在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)布署該技術(shù)。這比2017年高8個(gè)基點(diǎn)。

“中小型制造商正在促進(jìn)對(duì)協(xié)同機(jī)器人的市場(chǎng)需求，”ABIResearchInc.的研究分析師RianWhitton說(shuō)。“這是由對(duì)制造化解方案的市場(chǎng)需求所促進(jìn)的，其中不包括對(duì)固定資產(chǎn)的大規(guī)模投資智能化或大型機(jī)械臂。那些各項(xiàng)任務(wù)包括機(jī)器維護(hù)，產(chǎn)品質(zhì)量掌控和照明裝配等各項(xiàng)任務(wù)。”

　　Whitton認(rèn)為，較小的制造商須要靈巧的智能化化解方案，那些化解方案能隨心所欲快速地進(jìn)行調(diào)整以滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。他表示：“她們須要能隨心所欲快速地進(jìn)行程式設(shè)計(jì)的掌控系統(tǒng)，因此能全力支持多種類型的智能化各項(xiàng)任務(wù)?！薄皡f(xié)同機(jī)器人適于?！?/p>

　　Whitton預(yù)測(cè)，在接下來(lái)的七年中，協(xié)同機(jī)器人的銷售額將快速增長(zhǎng)50%，而現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人的銷售額將快速增長(zhǎng)12%。而且，到2025年，那些機(jī)器的全球收入將從今天的2.92萬(wàn)美元快速增長(zhǎng)到超過(guò)10萬(wàn)美元。

不斷快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求是由更短的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期以及越來(lái)越數(shù)處采用小批量，高混和制造方案代替大批量，低混和制造所驅(qū)動(dòng)的。

　　“制造商須要更靈巧的智能化化解方案，以適應(yīng)市場(chǎng)的速度和效率，”ABBRobotics的裝配和測(cè)試業(yè)務(wù)線經(jīng)理NicolasDeKeijser說(shuō)?！爸圃熳兊迷絹?lái)越專業(yè)化，越來(lái)越難以預(yù)測(cè)，這很難實(shí)現(xiàn)智能化。

　　DeKeijser說(shuō)明說(shuō)：“協(xié)同智能化使人和機(jī)器人能一起組織工作，從而在保持安全可靠性和制造率的同時(shí)使制造更加靈巧。”“它允許相關(guān)人員和機(jī)器人一起完成以前須要安全可靠柵欄和籠子的各項(xiàng)任務(wù)，從而提高了制造靈巧性。”

　　這就挑戰(zhàn)了以前關(guān)于能智能化哪些類型的裝配各項(xiàng)任務(wù)的概念。

DeKeijser說(shuō)：“過(guò)去，裝配大量定制產(chǎn)品通常意味著乏味，精致和重復(fù)性的組織工作?！薄巴ㄟ^(guò)協(xié)同機(jī)器人，比如他們的YuMi[機(jī)器]，人們能夠?qū)Ｗ⒂诟嘤幸饬x的認(rèn)知各項(xiàng)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能在工廠的任何組織工作站上安裝，并能根據(jù)制造須要進(jìn)行布署，而不受現(xiàn)代安全可靠屏障的限制?！薄斑@增加了制造靈巧性和敏捷性，能更頻繁地進(jìn)行轉(zhuǎn)換?！?/p>

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

　　Blanchette說(shuō)：“許多公司都在嘗試通過(guò)智能化來(lái)擴(kuò)充她們的一些產(chǎn)品線?！薄八齻兿牖饪赡艽嬖谌梭w工程學(xué)問(wèn)題或產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的這類領(lǐng)域。她們能添加協(xié)同機(jī)器人，而無(wú)需更改其流水線的配置?！?/p>

　　通用零件處理插件是協(xié)同機(jī)器人的理想選擇。繁瑣的組織工作，比如分揀零件或裝載壓力機(jī)，是一個(gè)很好的起點(diǎn)。

Blanchette說(shuō)明說(shuō)：“任何須要三只手的裝配各項(xiàng)任務(wù)都將是適當(dāng)?shù)?，而由協(xié)同機(jī)器人充當(dāng)人類的助手。”“比如，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表示：“在開(kāi)發(fā)周期短的應(yīng)用中，協(xié)同機(jī)器人使制造商能夠非?？焖俚剞D(zhuǎn)換為新產(chǎn)品?！薄八麄冞€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)同機(jī)器人的市場(chǎng)需求正在增加?！?/p>

　　準(zhǔn)入門檻低也吸引了許多類型的制造商。

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)：“他們已經(jīng)看到合同制造商的市場(chǎng)需求在增加，特別是在中國(guó)和墨西哥的公司。協(xié)同式機(jī)器人的靈巧性在須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。

　　“比如，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，只需將他們的DuAro機(jī)器人固定，然后將其滾動(dòng)到下一條流水線，”Patel說(shuō)明說(shuō)?！八齻兡軌蛟诹魉€上采用同一臺(tái)機(jī)器人，然后在當(dāng)天晚些時(shí)候隨心所欲地在檢查線上重復(fù)采用它，在那里，機(jī)器人能在檢查機(jī)中裝載和卸載PCB。

　　“在他們的協(xié)同機(jī)器人用于裝配計(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，他們也看到過(guò)，”Patel補(bǔ)充道。機(jī)器人與人類并肩組織工作，協(xié)助人們重復(fù)執(zhí)行難以完成的各項(xiàng)任務(wù)。

“他們的兩臂協(xié)同機(jī)器的徐立全接近六軸機(jī)器人，”Patel說(shuō)?！八麄儧Q定在設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)化解該問(wèn)題。這使得該機(jī)器不光適合于螺絲驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，比如裝配平板電腦。

　　“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須要精確定位的3毫米小螺釘，”Patel說(shuō)?！八麄兊臋C(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)器人掌控系統(tǒng)，該掌控系統(tǒng)能在流水線周圍移動(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，該工廠的流水線配備了全自動(dòng)和手動(dòng)組織工作站。

HelMo移動(dòng)平臺(tái)配備了StaubliTX2協(xié)同機(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)航到其分配的組織工作場(chǎng)所，降低其速度或在人類離得太近時(shí)停下來(lái)。

　　HelMo將自己精確定位到0.1毫米以內(nèi)，并通過(guò)永久安裝在組織工作站上的三個(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)在裝配過(guò)程中處于其他階段。”HelMo不再被視為機(jī)器人，而被視為能足夠靈巧地在須要時(shí)提供幫助的助手。

　　“目的是……將機(jī)器人布署為靈巧的替代品，從而提高混和流水線的可用性或應(yīng)對(duì)高峰市場(chǎng)需求，”Cremoux說(shuō)明說(shuō)。

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