协作机器人：如何决定协作机器人是否是正确的选择

协作机器人旨在与人类一起工作，从而提高自动化和生产力。了解协作机器人如何以及为何会影响您的业务。

协作机器人（cobots）是工业自动化行业中一种相对较新的机器人。尽管如此，他们还是席卷了整个行业。您将通过以下主题学习协作机器人的基础知识：

• 什么是协作机器人？
• 哪些行业使用协作机器人？
• 协作机器人的应用
• 何时（以及不）使用协作机器人实现自动化
• 成本考虑

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什么是协作机器人？

协作机器人是在世纪之交开发和发布的。其目的是围绕人工操作员执行自动化任务。这与其他固定式工业机器人不同。这些机器人旨在与人类隔离。这是通过使用物理屏障和其他安全设备来实现的。协作机器人包括独特的功能，使其适合与人一起工作。这些功能可以包括：

• 速度限制
• 有效载荷容量限制
• 力检测

从技术上讲，协作机器人可以是任何形式的机器人。然而，六轴设计是几乎所有协作机器人都可以商用的形式。这种设计使协作机器人为广泛的应用做好了准备。

协作机器人与工业六轴机器人有一些明显的不同。与工业类型不同，它们旨在围绕人工作。此外，非专家更容易与协作机器人进行交互。这包括重新编程和调整机器人上的参数。开发环境通常是图形和直观的。这与工业机器人更复杂的开发环境相对。

与其工业同类产品相比，协作式机器人也很轻。这允许它们与移动机器人配对以在动态环境中执行。协作机器人可能会在一段时间内执行机器维护任务。然后，当其他地方需要时，移动机器人会将协作机器人运送到另一个区域。此时，它可以执行下一个任务。这使协作机器人能够更加灵活地影响您的制造环境。

协作机器人具有国际标准化组织 (ISO) 定义的严格设计限制。因此，您可以确保从品牌到品牌都有一个“协作”的基线水平和受尊重的安全规范。

ISO 定义了 4 种协作机器人操作模式：

1.功率和力限制

该方法通过力反馈系统建立力限制。这意味着如果机器人接触到人或物体，它就会停止运动。考虑到机器人的惯性，需要对其力和速度进行限制以根据需要停止。 “协同速度”定义为每秒不超过 250 毫米。需要注意的是，这并不意味着使用协作机器人时危险为零。每个应用程序都是独一无二的。应进行并正确应用风险评估，以确保安全的工作环境。

您需要在整个应用程序中以及重新部署到新工作站或执行新任务时对任何类型的机器人执行风险评估。简而言之，它包括评估风险并解决它们。

功率和力限制是协作机器人操作的最常用方法。它允许人类和机器人操作员之间最接近的工作范围。此模式支持最小的生产力限制或中断。这种方法也不需要外部设备即可运行。这是因为力反馈系统是机器人固有的。该系统是硬件和编程的结合。

2.速度和分离监控

这种方法使用传感设备来监测周围区域。这样做是为了控制机器人的运动。该区域有时称为扩展工作范围。通常，该设备正在监视该区域的人员或设备。当操作员或叉车接近工作单元时，机器人会做出相应的反应。它要么减速，要么限制其运动范围，或者两者兼而有之，直到人或物体进入停止区。此时，机器人将停止所有运动。一旦障碍物从定义的区域中移除，机器人将再次开始移动。工业机器人也可以实现这种人机协作。

3.手动引导

手动引导本质上是操作员使用控制模块远程操作机器人。这在重型和危险材料的起重应用中很常见。传统上，这需要操作员接管运动控制。

这项技术现在被用于“手教”的能力。许多现代协作机器人都具有此功能。操作员可以使用机器人上的控件手动引导机器人以示教过程中的步骤。工业机器人需要一个力感应装置才能具有教学能力。

4.安全监控停止

安全监控停止是我们经常看到的一种协作模式，即使是工业机器人也是如此。每当有人进入机器人的工作区域时，它就会完全停止。激光窗帘、紧急停止装置、牢房门上的特殊锁等系统用于检测是否有人进入该区域。维护团队也在使用这种协作模式在机器人上工作。

许多协作机器人部署了不止一种这些方法。这使它们能够灵活地在动态环境中运行。应该注意的是，每个应用程序都是独一无二的。无论机器人类型如何，都应进行风险评估并正确应用，以确保安全的工作环境。

哪些行业使用协作机器人？

协作机器人在许多不同的行业都有广泛的应用。感谢他们的通用设计。通常利用协作机器人技术的行业包括：

• 包装
• 医药
• 食品和饮料
• 电子产品
• 物流
• 金属
• 塑料
• 汽车
• 航空航天

协作机器人几乎可以在任何主要行业中找到。它们的设计包括允许广泛应用的特性。您准备好开始为您的应用或行业寻找解决方案了吗？您可以访问 HowToRobot 以开始接收来自多个不同供应商的报价。使用我们的网络为您工作，节省您的时间和精力。

协作机器人的应用

您已经了解到协作机器人常见于几个不同的行业。协作机器人负责哪些类型的应用程序？此类应用包括：

• 拾取和放置任务
• 组装和拆卸
• 材料处理
• 焊接
• PCB 焊接
• 检查
• 分配
• 机器照管

您会注意到这是一个广泛的应用程序。这是协作机器人的优势之一。它们是一项多功能的技术。它们可以部署和重新部署，以在单个设施中执行许多不同的任务。

协作机器人的优势使其成为许多应用的理想选择。一方面，他们有内部系统，使他们适合与人打交道。此外，它们与工业六轴机器人共享六轴设计。这使它们在速度、运动范围和有效载荷能力之间取得了良好的平衡。六轴设计的自由运动带来了特定的优势。其出色的运动范围不会限制其执行特定应用。他们也是可教的。这意味着操作员可以手动引导机器人完成其任务以教它。从这一点来看，机器人可以重复执行这个任务。如果任务发生变化，可以重新教授和重新部署。

当然，协作机器人并不适合所有应用。造成这种情况的主要因素是那些允许他们与人合作的相同功能也限制了他们执行某些任务的能力。例如，考虑一项需要高速和大负载能力的任务。这可能是一个大批量的汽车装配应用。协作机器人在这里不是最佳选择。这是因为其较小的有效载荷容量将限制其操纵载荷的能力。这会导致机器人在操作过程中出现故障。故障将导致工作流程中断并停止生产线。此外，使用协作机器人可能无法实现最大化吞吐量所需的速度。它们较低的速度可能无法实现更高的效率提升。在这种情况下，传统的工业六轴机器人将是更好的选择。那么，您什么时候应该考虑使用协作机器人实现自动化？

何时（和不）使用协作机器人实现自动化

正如您所了解的，协作机器人有许多应用和优势。您如何知道您的应用程序是否适合使用协作机器人实现自动化？协作机器人的优秀项目候选人包括以下一些特征：

• 技术人员对机器人的使用经验很少
• 质量控制是关键
• 任务将来可能会发生变化
• 该任务需要与人工协作
• 任务速度不快，也不需要很大的力量

技术人员对机器人的经验很少

机器人是复杂的设备。因此，它们需要经验丰富的技术人员来操作和维护。这种专业知识的很大一部分是在重新编程。协作机器人能够简单直观地进行控制。他们的编程界面更吸引外行。这意味着经验不足的操作员和技术人员可以操作和重新编程该设备。尽管入门级任务对于经验不足的人来说很容易并且可以访问，但这些技术可以提升到其工业机器人表兄弟的复杂性和效率。这就是为什么你的团队仍然应该寻找专家来学习。然后他们将发展他们的编程技能并部署更完整的机器人单元。

质量控制是关键

与许多其他机器人类型一样，协作机器人具有可重复性和准确性。与人类同行相比，情况尤其如此。因此，高精度应用程序可以成为协作机器人自动化的理想选择。质量控制错误会导致产品出现故障或不可接受。这通常意味着生产过程效率较低。这是您企业的收入损失。机器人技术通常有助于减少这些问题。由于其精确和可编程的特性，它们实现了这一点。协作机器人通常部署在这些应用程序中。

任务可能会在未来发生变化

协作机器人具有独特的能力，可以轻松地“教授”任务。没有经验的技术人员在开始时通常会发现手动教学工具很有帮助。然而，协作机器人再利用的真正价值在于编程接口。它的图形化编程使那些新的和未经训练的机器人很容易掌握。这意味着，如果任务稍有变化，则可以快速轻松地更改协作机器人程序。这大大降低了您调用积分器进行重新编程的频率。这种成本的降低可以让您获得更多收入并加快投资回报。

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该任务需要与人工协作

协作机器人的定义特征是它们与人合作的能力。某些任务可以通过在人工工作中包含一些自动化来优化。机器人擅长处理简单而平凡的任务。人们擅长包括复杂决策等特征的任务。将两者结合在一起工作可以利用两者的优势。他们以这种方式的表现超过了任何一方单独可以做到的。这种优化可以最大限度地提高您的生产潜力。这种提高的效率带来了更高的收入和投资回报。

任务速度不快，体力要求不高

协作机器人的主要局限性在于强度和速度规格。这是由于他们以人为本的方法设计的。需要高速机械的任务不适合协作机器人。这包括大批量取放或组装等任务。在这些应用程序中部署协作机器人可能会导致未实现的效率提升。此外，有效载荷限制将阻碍协作机器人执行所有任务的能力。协作机器人可能无法完成诸如大型物料搬运应用之类的繁重任务。传统工业机器人将是这些应用的更好选择。

Cobot 应用程序通常在人类的力量和速度能力范围内。然而，协作机器人提供比人类更长的正常运行时间。机器人不需要休息、轮班或病假。它们还提供了更大的一致性。这是因为他们不会因高速移动负载而感到疲劳或受伤。与单独的人工操作员相比，这提供了更高的效率和吞吐量潜力。

与协作机器人的真正交易

协作机器人正在改变机器人行业，但仍可能被误解。它们的性能限制和较高的价格点可能会对其在市场上的使用产生怀疑。从它们在过去几年中不断增长的存在来看，我们了解到“易用性”是中小企业增长和更多可访问性的主要驱动力。他们为机器人开辟了一个新市场，这个市场没有复杂自动化的资源。尽管“真正的”人机协作在今天还很少见，但协作机器人为世界打开了新的可能性；更容易学习和使用机器人以及未来真正的人机协作。话虽如此，未来仍需书写。

成本考虑

设备成本始终是 ROI 计算的主要因素。您可能会惊讶地发现协作机器人通常比类似的工业机器人手臂更贵。然而，工业机器人的二次成本更高。这些对于协作应用程序通常是不必要的。例如，工业机器人总是需要额外的安全设备。这种安全设备包括：

• 光幕
• 安全扫描仪
• 击剑
• 盾牌
• 紧急停止按钮

此外，非协作产业类型更难整合。这主要是由于它们更复杂的编程环境。这些机器人将需要经验丰富的技术人员和程序员来安装和设置。工业机器人的维护成本也更高。与协作机器人相比，工业机器人在集成后通常更昂贵。即使协作机器人本身最初更昂贵，情况也是如此。标准应用程序中普通协作机器人的合理成本约为 35,000 美元至 60 美元。

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