手引导协作机器人：安全标准解析

RIA 15.06-2012安全标准定义协作机器人（协作机器人）操作四种方法，各有制造运营定位。四种中手引导似获关注最少。安全标准第5.10节（协作操作要求）定义机器人协作操作功能须符合以下一项或多项：

• 5.10.2 安全额定监控停止
• 5.10.3 手引导
• 5.10.4 速度与分离监控
• 5.10.5 固有设计或控制的功率与力限制

手引导仅规定设备——如手引导把手——靠近末端执行器或机器人工具，且同时具急停和致能装置（如示教器上那种活人开关）。许多自动化用户单纯视手引导为“示教引导”，即自由移动机器人示教操作点或路径。这常见观点但示教引导只是手引导浩瀚应用冰山一角。

另一常见观点：手引导应用受限于长臂展或重负载，因大型协作机器人不多。虽大多数功率力限制协作机器人可能无法处理超大应用，但理解大多数机器人可用于协作应用很重要。

协作机器人或协作操作核心是协作——与他人共同工作。与机器人协作常被认为是手把手共同完成任务。核心层面，手引导是操作员手动移动/引导机器人——最贴近协作真谛的协作操作形式。

请记住，最高效利用协作机器人是让操作员和机器人必要时交互，各自在自有工作空间完成各自任务。这与与他人共享工位无异。集成辅助操作员工具时，设备应提高效率减少压力劳损。若不论人或机器人，你持续伸手绕过搭档，整个流程效率降低。最好仔细审视整体任务和你试图达成的解决方案，找出协作机器人最佳切入点。

灵活性与功能性

据RIA 15.06-2012安全标准5.10.3节，手引导设备需有急停和致能开关。但手引用于满足功率力限制协作操作要求机器人时，急停和致能开关可能不必要。因此多种手引导选项很有帮助。发那科提供两类手引导把手：一种含标准机器人所需集成安全，另无线适配CR系列功率力限制机器人。产品功能选项多如拥有装备齐全工具箱——虽非时时需所有工具，但必要时可用帮用户快速绕过障碍。

基于点示教——操作员用手引导把手移动机器人到位置，按示教按钮记录点。继续引导至下一位置记录点。重复此过程快速生成整个应用完整运动程序。基于点示教直观易用，特别适合从未用过/编程机器人者。

基于路径示教——某些工艺需记录机器人完整路径运动。此法适用打磨抛光复杂曲面等应用，需平滑路径跟随形状。手引导软件设为机器人运动中自动记录位置，随后精准回放完整路径。操作员按住示教按钮移动机器人沿路径。机器人移动时按预设间隔生成位置。运动完成释放按钮，路径在程序生成。需微调时可单独修改各位置达完美路径。

手引导把手另一功能：控制工装按钮。每按切换工装状态。机器人应用中操作员需移动工件从一处到另处时特别有用。程序可限制夹爪拾取/放置位置功能防操作员预设区外误释放工件。

某应用关键区域需更慢更精准机器人运动。含按钮可自动将手引导控制下机器人运动变慢以更好控制位置。其他情况最好限制机器人运动仅线性不允许工具旋转。含按钮切换运动模式从旋转关节到仅线性运动。

大尺寸有线手引导产品含额外按钮编程需终极工艺控制灵活性应用，如多阶段操作或当地安全法规要求双手操作机器人。常用此额外按钮指示手引导部分结束，允许机器人满足必要安全要求后（如操作员离开协作空间）返回单独自主模式。

手引导应用

既知手引导协作操作是什么及产品所有可用功能，公司如何用此产品？如前所述，常按职责分离手引导应用最佳。

应用示例1

此应用操作员用手动升降辅助装置装料入装配站供后续生产线。操作员走升降辅助装置到料架拣料，再走到装配站装入夹具。工件就位后操作员移开升降辅助装置免干扰后续操作。不直接用手引导机器人替代升降辅助，分别审视应用功能。

第1部分为自主机器人操作：机器人从料架拣料送至操作员。机器人与操作员间设光栅，按风险评估配置得当使机器人自动模式安全运行。这让机器人分担操作员重复重体力劳动部分。

第2部分始于机器人拣料送至光栏。此时操作员伸手穿光栏，触发机器人安全额定零速检查。致能开关激活后，机器人运动由操作员控制引导进装配区装入夹具。工件释放后操作员引导机器人退回穿过光栏。

致能开关释放后，机器人回安全额定零速检查直至光栏清空。机器人恢复自主模式返回料架取下个工件。操作员执行装配操作送工件下线下一工位。因无需手动从料架取料，操作员时间释放做额外增值工作。

节省时间可能足减少生产线装配站数，因操作员能在首站任务时间内完成额外工作。班末操作员也因无需每循环往返首站和料架而少疲劳。

应用示例2

此例涉及现有协作焊缝检测站。此安全额定监控停止系统机器人将焊接工件送入共享工作空间。机器人停止后焊检员进入共享空间检查焊缝。需补焊时工件角度可能非理想焊接角。不让技术员去工位点动机器人，改用手引导。手引导把手装工装便于焊检员触达位置。

启用手引导让工件易移至补焊正确位置。也允许检查员手动移动工件用手引导把手查看多面。此应用现融合两类协作操作，例证多类协作操作如何协同工程提供理想制造解决方案。

应用示例3

好入门/DIY应用：用手引导简化工件款式/托盘手动更换视觉流程。系统设置先需操作员放工件托盘桌面。机器人视觉找托盘和首个工件开始工艺。

托盘更换时机器人视觉位置须调整。手引导可解放操作员免进示教模式在示教器修改“视觉找”。预编程此功能后，操作员可用手引导工具做所需更改。手引导工具额外工艺按钮通知操作员手动移动机器人至新“视觉找”位置。机器人随后用手引导示教新位置直至下次托盘更换。

新用户/DIY者此法极易用，比修改机器人程序省宝贵时间。

应用示例4

许多高混低产焊接车间面临缺乏训练有素合格焊工。给电弧焊机器人加手引导让具基础焊接知识操作员易示教程序焊小批量工件。操作员用手引导移动焊枪使丝处焊缝正确位置。手引导硬件按钮提供简单用户界面易为任何工件创建完整程序。操作员可让机器人焊工件同时去下一焊站。

机器人手引导免除焊工需精通示教器点动编程机器人。让焊工快速易编程机器人，高混料下能维持多工位生产运行。

随中小制造商实施机器人应对多样应用工艺，手引导工具技术将持续拓展功能变得更易用。

本文由FANUC America Corp.贡献，密歇根州罗切斯特山。更多信息访问here .