（文章來源：中國機(jī)器人網(wǎng)）

近年來,協(xié)作機(jī)器人(cobots)開始引領(lǐng)機(jī)器人市場增長。根據(jù)BIS Research的研究數(shù)據(jù)顯示,到2021年,協(xié)作機(jī)器人的市場銷量將達(dá)到15萬臺,銷售額有望增至20億美元。一些產(chǎn)業(yè)開始將引入?yún)f(xié)作機(jī)器人作為尋求新的自動化未來的一種方式。

旨在與人類協(xié)同工作的協(xié)作機(jī)器人與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人有著明顯的對比，固定式的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人獨立工作的時候需要與人類保持距離。由于協(xié)作機(jī)器人固有的安全性,如力反饋和碰撞檢測的應(yīng)用,人與協(xié)作機(jī)器人并肩合作的安全性將得以保證，而配備了傳感器以及限制力和功率的安全功能的協(xié)作機(jī)器人則使機(jī)器人與人之間的協(xié)作成為可能，從而縮短生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)率，降低失誤率，也使人類的工作變得更有效率，更有價值，卻也沒有替代人類。可以說協(xié)作機(jī)器人脫穎而出的原因是它們能在原來全部由人工完成的工作領(lǐng)域中發(fā)揮作用。

制造業(yè)中，生產(chǎn)力是成功的關(guān)鍵。而生產(chǎn)率提高得越多，企業(yè)的利潤就越高，這是不變的準(zhǔn)則。近些年來，越來越多的人選擇協(xié)作機(jī)器人。以下有7個原因為什么制造商應(yīng)該考慮投資協(xié)作機(jī)器人。

1、協(xié)作機(jī)器人易于編程，一些新的協(xié)作機(jī)器人設(shè)計為用戶友好且易于編程，從而無需工程師來實施。有些甚至具有手動引導(dǎo)功能，協(xié)作機(jī)器人可以通過示例來學(xué)到東西，同時可以按照完成其編程任務(wù)所需的一系列動作來進(jìn)行引導(dǎo)。

2、設(shè)置時間短，設(shè)置自動化所需的時間越長，初始投資就越昂貴。員工培訓(xùn)、生產(chǎn)停產(chǎn)以及必須聘請外部服務(wù)提供商的高成本可能會使投資回報的時間延長。對于中小型公司來說，這些可能會帶來很大的問題。

協(xié)作機(jī)器人設(shè)計的時候就考慮到了這點，以及需要具有開箱即用的功能。預(yù)編程軟件使用戶可以自行安裝機(jī)器人，因此用戶可以在不到30分鐘的時間內(nèi)設(shè)置好。此外，協(xié)作機(jī)器人設(shè)置的時間短所帶來的靈活性提高了生產(chǎn)率和投資回報率。

3、協(xié)作機(jī)器人可用于不同的應(yīng)用程序，協(xié)作機(jī)器人的主要賣點之一就是靈活性。為新任務(wù)編程協(xié)作機(jī)器人很簡單，并且不需要外部服務(wù)人員。這將多功能性引入到生產(chǎn)線中，并且可以很容易地將協(xié)作機(jī)器人設(shè)置為在同一天執(zhí)行一系列不同任務(wù)，或者為某些任務(wù)指定工作的日期。

協(xié)作機(jī)器人可以輕松地集成到敏捷系統(tǒng)中，因為它們使用戶可以快速響應(yīng)設(shè)計更改并相應(yīng)地重新設(shè)置協(xié)作機(jī)器人。當(dāng)前市場上的協(xié)作機(jī)器人可以擔(dān)當(dāng)許多角色，通常為服務(wù)角色和工業(yè)角色。服務(wù)型協(xié)作機(jī)器人用于在公共場所提供信息、運輸貨物或提供安全保護(hù)。工業(yè)型協(xié)作機(jī)器人則具有多種應(yīng)用，包括但不限于拾取和放置、包裝和碼垛、組裝、機(jī)器維護(hù)、表面精加工以及質(zhì)量測試和檢查。

4、結(jié)果一致性，機(jī)器人永遠(yuǎn)不會疲倦，因此和做同樣工作的人類做出來的結(jié)果相比，它們的結(jié)果更加一致和準(zhǔn)確。這使得它們特別適合單調(diào)的任務(wù)，因為它們可以重復(fù)執(zhí)行簡單的動作而不會降低工作質(zhì)量。只要設(shè)置好，協(xié)作機(jī)器人就可以以相同的能力執(zhí)行相同的任務(wù)。

5、對員工的積極影響，制造業(yè)工人普遍擔(dān)心自己會被機(jī)器人所取代，畢竟它們具有更快速、更精確且永不疲倦的優(yōu)點。但是事實是這種情況發(fā)生的可能率太低了。尤其是在具有高混合量和小批量生產(chǎn)的公司中，因為通常來說，使用的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人都是高成本和低靈活性的。而這也就為現(xiàn)在所謂的第四次工業(yè)革命打開了大門。

信息技術(shù)用于智能制造，使人力和協(xié)作機(jī)器人可以協(xié)同合作，而無需減少人員規(guī)模。工人沒有被機(jī)器代替。而是通過使用協(xié)作機(jī)器人，工人可以省去重復(fù)的過程，并減少了他們的時間，因此可以處理更復(fù)雜的工作，從而改善了工人的日常體驗。協(xié)作機(jī)器人能支持人類員工工作，接管危險、骯臟和沉悶枯燥的任務(wù)，從而創(chuàng)建一個更安全，更愉快的工作區(qū)環(huán)境。

6、提高生產(chǎn)力并優(yōu)化流程，協(xié)作機(jī)器人在接管人類員工的過程中，員工難以在長時間內(nèi)集中精力或?qū)⑿阅鼙３衷谝恢滤剑鴻C(jī)器人的精度將故障和產(chǎn)品缺陷的可能性降低到幾乎為零。快速更改協(xié)作機(jī)器人要執(zhí)行的任務(wù)，這有助于工人優(yōu)化生產(chǎn)線并削減成本，同時保持高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品質(zhì)量。

7、快速的投資回收期，協(xié)作機(jī)器人的成本低于工業(yè)機(jī)器人，而使用哪種應(yīng)用程序以及使用時間長短，這也決定了協(xié)作機(jī)器人可以在短短200-300天內(nèi)收回投資成本。優(yōu)傲機(jī)器人公司(Universal Robots)是協(xié)作機(jī)器人的領(lǐng)導(dǎo)廠商之一,該公司近期發(fā)布的一份白皮書，列舉了協(xié)作機(jī)器人最常見的應(yīng)用場景。

對工人來說,手動拾取和放置應(yīng)是當(dāng)今重復(fù)性最高的任務(wù)之一了。枯燥乏味的操作很容易導(dǎo)致工人出錯,而高度重復(fù)的肢體動作也容易導(dǎo)致身體的勞累和損傷。從拾取和放置任務(wù)開始應(yīng)用協(xié)作型機(jī)器人對于減少工人的重復(fù)勞動是一個很好的開始。拾取和放置任務(wù)是指將工件拾取并放置在另一地點。實際生產(chǎn)中可以利用這項操作從托盤或傳送帶上拾取物品,用于包裝或分揀。從傳送帶上拾取還需要先進(jìn)的視覺系統(tǒng)支持。拾放類的協(xié)作機(jī)器人需要一個末端執(zhí)行器來抓取物體,可以是夾具或真空吸盤裝置

設(shè)備看護(hù)需要工人在數(shù)控機(jī)床、注塑機(jī)或其他類似設(shè)備前長時間站立,以時刻注意機(jī)器的運行需求,比如更換刀具或補(bǔ)充原料。這一過程對于操作員來說,耗時漫長、無比乏味。這種情況下,使用協(xié)作機(jī)器人不僅讓員工解放了出來,而且一臺協(xié)作機(jī)器人可以維護(hù)多臺機(jī)器,提高了生產(chǎn)率。看護(hù)類的協(xié)作機(jī)器人要求具有針對特定設(shè)備的I/O對接硬件。這些硬件提示機(jī)器人何時進(jìn)入下一周期的生產(chǎn)或何時需要補(bǔ)充原料。

產(chǎn)品的包裝和碼垛屬于拾取和放置類別里的一個子類。產(chǎn)品離開工廠車間之前需要為運輸進(jìn)行適當(dāng)準(zhǔn)備,包括收縮包裝、箱體裝配和裝載、箱體整理、放置托盤準(zhǔn)備發(fā)運。這種類型的工作重復(fù)率高,且包含一些小型負(fù)載,十分適合用協(xié)作機(jī)器人取代人工作業(yè)。快速的產(chǎn)品更換是高低生產(chǎn)量混合的批量生產(chǎn)型企業(yè)的業(yè)務(wù)關(guān)鍵所在。這項應(yīng)用要求利用傳送帶跟蹤,以同步機(jī)器人和傳送帶的運動。對于外形不一致的產(chǎn)品,應(yīng)用時還需要結(jié)合視覺系統(tǒng)。

加工作業(yè)是指任何需要利用工具操作工件的作業(yè)過程。協(xié)作機(jī)器人常用于膠合處理、分配和焊接過程。這其中的每種加工任務(wù)都要求使用工具重復(fù)完成固定路徑。這些任務(wù)如果使用新員工需要投入大量時間進(jìn)行訓(xùn)練,才能達(dá)到成品要求。而使用協(xié)作機(jī)器人后,可以通過在一臺機(jī)器人上完成編程后復(fù)制給其他機(jī)器人。協(xié)作機(jī)器人同時還解決了工人完成的精度和重復(fù)操作的問題。傳統(tǒng)的焊接機(jī)器人系統(tǒng),通常需要操作人員具有非常專業(yè)的機(jī)器人編程和焊接知識。

人工進(jìn)行的精加工作業(yè)必須使用手動工具而且作業(yè)過程通常很費勁。工具所產(chǎn)生的震動也可能導(dǎo)致操作人員受傷。協(xié)作機(jī)器人可以提供精加工所需的力度、重復(fù)性和精確度。機(jī)器人可以完成的精加工類型包括拋光、研磨、去毛刺。機(jī)器人可以通過手動示教或計算機(jī)編程的方法教授機(jī)器人完成相應(yīng)動作。協(xié)作機(jī)器人所具有的力控制系統(tǒng)使機(jī)器人更加耐用。通過末端執(zhí)行器或內(nèi)置的力傳感裝置,可以實現(xiàn)對不同尺寸零件的精加工。

最后,協(xié)作機(jī)器人還可以對零件進(jìn)行質(zhì)量檢測。這一過程通常包含對成品零件的全面檢測、對精密加工件拍攝高分辨率圖片檢測、零件與CAD模型的對比確認(rèn)。固定多個高分辨率攝像頭在協(xié)作機(jī)器人上可以將質(zhì)量檢測過程進(jìn)行自動化,快速獲得檢測結(jié)果。使用協(xié)作機(jī)器人進(jìn)行檢測可獲得高質(zhì)量的檢測,更加準(zhǔn)確的生產(chǎn)批次。完成檢測需要安裝具有高分辨率攝像頭的末端執(zhí)行器、視覺系統(tǒng)和軟件。
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