协作机器人如何革新制造业:集成与效益全景
协作机器人助力制造商应对劳动力短缺和成本上涨挑战。部署协作机器人能释放工厂人员技能,让他们创造更大价值。协作机器人虽属相对新技术,以下为您介绍机器与效益全貌。
协作机器人概览
“Cobot”即“Collaborative Robot”缩写。外形似人们熟知的工业机器人(五/六轴臂),但有本质区别:协作机器人可安全与人类并肩作业。
传统机器人动力强、速度快,运动轨迹不像机床那样显而易见,故需精密防护装置和围栏隔离。
协作机器人通过技术消除对人风险:多数限制功率和力;部分配传感器检测碰撞;甚至用相机等传感器感知人员接近度。
协作机器人在制造业的角色
协作机器人擅长物料搬运、装配、点胶、检测。能开关防护罩、上下料、搬运小零件、涂胶/胶水、搭载相机或传感器。
协作机器人安全性与任务相关,特别是携带工具时。虽机器人本身不伤人,但刀片、砂轮等工具仍可能致伤。故每个协作机器人应用都须实施风险评估。
无需安全围栏意味部署更快、成本更低,适配短周期生产,完工后可移至他处赋予新任务。
协作机器人类型
ISO 10218 工业机器人安全标准按安全实现方式定义四类:
- 安全监控停止 — 传感器检测人员靠近即停止
- 速度与间距监控 — 相机测人员距离,按需减速/停止
- 功率与力限制 — 低功率机器,配碰撞检测与快速响应
- 手动引导 — 机械臂由人直接操控
前两类本质是传统大型强力机器人,虽无需围栏但采购实施昂贵。
功率与力限制型是大众认知的“协作机器人”。刚性较低、最大载荷较小、位置重复精度稍低。Techman 机器人即典型代表。
手动引导型适配承载重工具、消除操作员抖动,降疲劳伤害风险、提质量,但无法释放工人从事额外任务。
协作机器人编程
选型时考量运动路径编程方式。功率与力限制型协作机器人的显著优势:易编程。通过物理示教移动机械臂至目标位置并存储各点位。Techman 机器人以图形化流程图呈现存储点位及编程延时。
此法无需专业编程技能,流程图便于后续编辑验证;全速验证轻松。反观传统机器人需专业程序员,验证须低速谨慎进行。
协作机器人的冲击与效益
短距离重复运动序列皆为潜在应用。机器看护、上下料为典型例子。
将此类任务分配给协作机器人,释放人工从事更复杂工作:检测、看护其他机器/工艺、分析绩效寻找改进机会。用户报告的效益:
- 劳动生产率提升
- 设备利用率增加
- 产出率提高
- 质量改善
- 回本快/ROI 好
- 无需专家程序员
- 操作员疲劳降低
- 操作员工作满意度提升
发掘潜在协作机器人应用
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