手引导机器人

RIA 15.06-2012 安全标准定义了四种协作机器人（cobot）操作方法，每种方法在制造操作中都有自己的位置。在这四个中，手引导似乎得到的关注最少。在安全标准中，第 5.10 节（协同操作要求）定义了使机器人在协同操作中发挥作用的必要条件，即符合以下一项或多项：

• 5.10.2 安全等级监控停机

• 5.10.3 手动引导

• 5.10.4 速度与间隔监控

• 5.10.5 固有设计或控制的功率和力限制

手动引导简单地说明设备（例如，手动引导手柄）将位于末端执行器或机器人工具附近，并且将具有紧急停止和启用装置（想想活人开关就像你想要的那样见示教器）。许多自动化用户将手动引导简单地视为“引导引导”，即在操作中自由移动机器人以示教点或路径的能力。这是一个普遍的观点，但在大量可以通过手动指导改进的应用中，引导式教学只是冰山一角。

另一种常见的观点是，由于没有很多大型协作机器人可用，手动引导应用程序仅限于更长的范围或更重的有效载荷。虽然大多数功率和力量受限的协作机器人确实可能无法处理非常大的应用程序，但重要的是要了解大多数机器人可以用于协作应用程序。

协作机器人或协作操作的核心是协作——与他人共同工作。与机器人协作通常被认为是与机器人携手完成一项任务。手引导的核心是操作者用手移动或引导机器人——一种最符合协作真正含义的协作操作形式。

请记住，最有效地使用协作机器人是通过让操作员和机器人在必要时进行交互并让每个人在自己的工作空间中完成单独的任务来实现的。与他人共享工作站时并没有太大的不同。在集成工具以协助操作员时，设备应提高效率并减少压力或应变。如果您不断接近或围绕您的伴侣移动，无论是人还是机器人，整个过程的效率都会降低。最好仔细观察整个任务以及您尝试实现的解决方案，以找出最适合协作机器人的方案。

灵活性和功能性

根据 RIA 15.06-2012 安全标准第 5.10.3 节，手动引导设备需要有急停和启用开关。但是，在满足限力限力协同操作要求的机器人上使用手动引导的情况下，可能不需要急停和使能开关。由于这些原因，当有多个手动引导选项时，它真的很有帮助。 FANUC 提供两种类型的手动引导手柄：一种包括标准机器人所需的整体安全装置，另一种是无线的，可与 CR 系列限力限力机器人配合使用。当一个产品有很多功能选项时，它就像拥有一个储备充足的工具箱——你可能并不总是需要所有的工具，但在必要时提供它们可以帮助用户快速绕过障碍。

基于点的教学 — 点位示教中，用户使用手部引导手柄将机器人移动到一个位置，然后按下示教按钮记录该点。用户继续引导机器人到下一个位置并记录该点。重复这个过程可以快速为整个应用程序生成一个完整的运动程序。基于点的教学是一个直观的过程，对于那些从未使用或编程过机器人的人来说尤其容易。

基于路径的教学 — 对于某些过程，需要记录机器人的完整路径运动。这种方法适用于复杂轮廓表面的打磨或抛光等应用，因为它必须具有遵循形状的平滑路径。手动引导软件设置为自动记录机器人运动过程中的位置，然后准确回放完整路径。操作员只需按住示教按钮，然后沿路径移动机器人。随着机器人的移动，位置会以预设的间隔生成。一旦动作完成并释放按钮，路径就会在程序中生成。如果需要微调，可以单独修改每个位置以达到完美路径。

手动手柄的另一个特点是控制工具的按钮。每次按下按钮都会切换工具的状态。这在操作员需要将零件从一个位置移动到另一个位置的机器人应用中特别有用。可使用程序来限制抓取位置中抓取器的功能，以防止操作员意外将零件释放到预设区域之外。

某些应用可能需要在关键区域更慢、更精确的机器人运动。包含一个按钮，可以在手动引导控制下自动将机器人的运动更改为较慢的速度，以更好地控制机器人的位置。在其他情况下，最好将机器人的运动限制为仅线性运动，不允许工具旋转。包含一个按钮，可将运动曲线从旋转关节切换为仅线性运动。

在较大的有线手动引导产品上，包括一个额外的按钮，用于需要最终过程控制和灵活性的程序应用程序，例如多阶段操作或当地安全法规要求机器人双手操作时。通常，此附加按钮用于指示应用程序的手部引导部分结束，并允许机器人在满足必要的安全要求（例如操作员离开协作空间）后返回个人自主模式。

手引导应用

既然我们知道了什么是手引导协同操作以及产品的所有可用功能，那么公司是如何使用这个产品的呢？如前所述，通常最好根据职责将手引导应用程序分开。

应用示例1

该应用程序让操作员使用手动提升辅助装置将零件装载到装配站，该装配站向生产线的其余部分送料。操作员将提升辅助装置步行到零件架并拾取零件，然后将零件步行到装配站并将其装载到夹具中。零件就位后，操作员将提升辅助装置移开，以免干扰其余操作。与其自动添加手部引导机器人作为电梯辅助的直接替代，让我们分别检查应用程序的功能。

第 1 部分是一项自主机器人操作，要求机器人从机架中挑选一个零件并将其带到操作员面前。在机器人和操作员之间设置一个光幕将使机器人在根据风险评估正确配置后以自动模式安全运行。这允许机器人通过处理过程中重复和繁重的部分来减轻操作员的负担。

一旦机器人拾取零件并将其带到光幕上，第 2 部分就开始了。此时，操作员通过光幕伸出手，使机器人进入安全等级的零速检查。一旦启用开关被激活，机器人的运动就会受到操作员的控制，然后操作员将其引导到装配区，在该装配区将零件装载到夹具中。零件释放后，操作员通过光幕引导机器人返回。

释放使能开关时，机器人返回到安全级零速检查，直到光屏被清除。然后，机器人可以恢复自主模式并返回零件架以获取下一个零件。操作员执行组装操作，然后将零件沿生产线发送到下一个工位。由于不必从零件架上手动获取零件，操作员可以腾出时间来执行额外的增值工作。

节省的时间可能足以减少生产线上的装配站数量，因为操作员可以在第一个站的任务时间内执行额外的工作。此外，在轮班结束时，操作员将不会因为不必在每个零件循环的第一站和零件架之间走动而感到疲倦。

应用示例2

此示例涉及现有的协作焊缝检测站。这个安全等级的监视器停止系统让机器人将焊接框架带入共享工作区。一旦机器人停止，焊缝检查员进入共享空间并检查焊缝。当需要补焊焊缝时，零件可能不会处于理想的焊接角度。无需技术人员前往牢房并让机器人慢跑，而是使用手动引导。手动导向手柄安装在工装上，便于焊工检查。

启用手动引导可以轻松地将零件移动到正确的位置以进行焊接修饰。这还允许检查员通过手动操作手动移动零件来查看零件的多个侧面。该应用程序现在包含两种类型的协作操作，并且是如何将多种类型的协作操作设计在一起以提供理想的制造解决方案的一个示例。

应用实例3

一个好的入门/DIY 应用程序涉及使用手动引导来简化手动更改零件样式或托盘的视觉过程。系统设置首先需要操作员将一盘零件放在桌子上。机器人使用视觉找到托盘和第一部分，然后开始该过程。

随着零件托盘的变化，必须调整机器人的观察位置。使用手动引导可以使操作员不必将机器人置于示教模式以在示教器上进行“视觉发现”更改。一旦对该功能进行了预编程，操作员就可以使用手动引导工具进行必要的更改。手动引导工具上的额外处理按钮表明操作员已手动将机器人移动到新的“视觉发现”位置。然后机器人使用通过手动引导教导的新位置，直到下一个零件托盘更换。

对于新用户或自己动手的人来说，这种方法比修改机器人程序非常容易使用，有助于节省宝贵的时间。

应用实例4

许多高混合/小批量焊接车间都缺乏训练有素和合格的焊工。为弧焊机器人添加手部引导功能可使具有基本焊接知识的操作员轻松教授程序以焊接其小批量零件。操作员使用手动引导移动焊枪，因此焊丝处于焊接接头的正确位置。手部引导硬件上的按钮提供了一个简单的用户界面，可以轻松为任何部分创建完整的程序。然后操作员可以让机器人在他们移动到下一个焊接站时焊接零件。

机器人手部引导减轻了焊工熟练使用示教器对机器人进行慢跑和编程的需要。通过允许焊工快速轻松地对机器人进行编程，他们能够在多个工位保持生产运行，并且零件混合度很高。

随着越来越多的中小型制造商实施机器人来处理各种应用和流程，手动引导工具和技术将继续扩展功能并变得更易于使用。

本文由密歇根州罗切斯特山的 FANUC America Corp. 提供。如需更多信息，请访问此处 .