机器人设计：自动化趋势高管圆桌访谈

随着制造设施自动化程度提升，机器人扮演更重要角色。协作机器人等系统虽能辅助人类工人，但关于成本、安全等因素仍存诸多疑问。《Motion Design》就这些问题采访了机器人行业领袖专家组。

专家组成员包括：Festo SE首席技术官Frank Melzer博士；三菱电机自动化总裁兼CEO Scott Summerville；欧姆龙自动化美洲市场副总裁Mark Sadie；OnRobot CEO Enrico Krog Iversen；Universal Robots产品管理与市场副总裁Jim Lawton。

协作机器人如何改进？仍有哪些障碍？

Frank Melzer博士：协作机器人最初为辅助工人装配任务而开发，如今应用广泛。安全限速、力限制、安全工作空间定义等功能已成为标配。ISO/TS 15066标准及按安全需求逐一指定应用是目前阻碍协作机器人广泛采用的限制因素。

Jim Lawton：协作机器人不限于装配，已在广泛应用中证明自身。传统机器人占地大，而协作机器人低成本、易部署、占地小、可安全在人类附近运行。要让机器固有安全，意味着在所有情况下零受伤风险，这不存在。即使极小负载的机器人，若夹持注射器含致命毒素或病毒，也会因应用而非机器人本身带来风险。只有协作机器人的应用才能被判定为安全与否。

Enrico Krog Iversen：协作机器人改进迅猛，负载增加、重复精度提升，大量第三方组件和工具开发商生态涌现。所有改进包括处理更大负载，均未牺牲使其能部署在人类附近的安全特性。

Scott Summerville：协作机器人自推出以来持续改进。引入障碍包括运行速度和重复精度。协作机器人在人类附近须降速运行，且重复精度往往低于标准工业机器人，限制用途。系统常由缺乏经验的用户设计，许多失败案例非因机器人局限，而是系统架构师经验不足。

Mark Sadie：协作机器人目前在机械臂力和速度方面提供安全性，允许人机近距离协作。机会在于让协作机器人理解任务和末端工具所需的安全性。改进领域包括安全额定的末端工具如夹爪。

工业物联网（IIoT）如何影响机器人“智能化”及互联？

Summerville：机器人向来能与彼此、操作员、外部设备通信，连通性非新事物。IIoT使通信更快、更易建立；但大多数制造商不愿通过互联网传输数据。若IIoT定义更侧重数据，工厂主机系统现被编程利用数据做决策、预警潜在问题。这让机器人厂商有理由开发预防性维护等数据分析应用。

Sadie：IIoT让机器人延伸灵活自动化的核心价值。智能机器人可集成工厂系统、企业IT系统，适应自动化订单、产品、工装、配置变更。集成机器视觉也让机器人更智能，在作业间移动时保持机器、工装、零件的精准定位。

Melzer：互联机器人或是克服ISO/TS 15066限制的最相关发展。互联可穿戴设备可帮助协作机器人与操作员交换信息；可穿戴设备可能比激光扫描仪或相机系统更便捷、准确地检测操作员下一步动作意图。

Lawton：IIoT为自动化部署带来前所未有的颗粒度，使用户深入洞察机器人性能。例如远程监控边缘设备支持远程监控和编程协作机器人，这在COVID-19催生的远程办公、社交距离、缺勤背景下尤为宝贵。

成本是否已降至中小制造商可负担？

Melzer：传统机器人主要服务汽车行业，性能适配其需求。设计师设想更小更轻机器人，意识到协作机器人可承担数百万现由人工完成的装配任务。协作机器人装配销量降低成本，使中小制造商开始采用。除成本降低，易用性也驱动中小企业采用。

Sadie：成本绝对已达中小企业可投资水平。过去典型高速机器人自动化单元轻松达六位数美元以上。目前协作机器人自动化单元成本大幅降低，提供极佳投资回报。协作移动机器人可在工厂内按需移至不同应用和作业，增加柔性制造价值。

Summerville：随着机器人能力提升和产量增加，采购成本下降，正面影响ROI。机器人耐用性也达历史最佳，进一步提升ROI。协作机器人通常采用图标驱动编程环境，新用户易上手，缩短构建和重新编程时间。且所需安全设备较少（如围栏、光幕），降低工作单元成本和复杂性。

Lawton：除低准入成本，协作机器人易编程，即使无机器人经验者也能操作。这进一步降低采用成本，因无需每次重新编程都请机器人专家。

Iversen：中小制造商采用自动化从未如此快捷廉价。国际机器人联合会报告显示2019年协作机器人安装量增长11%。我们认为低准入成本和易用性是驱动这一惊人增长的两大因素。

如何确保任何末端执行器能连接任何机器人？

Iversen：确保“任何末端执行器连接任何机器人”要求极高，尤其考虑到每年都有新机器人和末端执行器上市，一些必然锁定在专有软硬件和通信接口中。

Sadie：如其他自动化产品，末端执行器技术需进步以支持自动化网络，提供上传至机器人控制器的通用接口控制文件。目前许多末端执行器产品有针对特定机器人的客户驱动和软件集成，这些特殊优势不应在追求通用连接中丢失。

Melzer：协作机器人进一步成功主要取决于末端工具（EOAT）的灵活性；这必须是国家和国际标准委会的优先事项。标准化EOAT接口前景诱人，但通用接口须容纳不止几种夹持功能。这种复杂性使标准化成为雄心勃勃且难以实现的目标。

Summerville：缺乏通用机械和控制接口始终阻碍机器人实施并增加总解决方案成本。短期内不见机器人厂商就通用接口达成一致；但厂商显然希望更多机械接口公司适配其机器人。这可能是可预见未来的兼容性路径。

Lawton：鉴于机器人、末端执行器种类繁多，不同品牌采用不同软硬件接口，短期内不太可能出现“任何末端执行器连接任何机器人”的局面。

COVID-19下自主移动机器人（AMR）在医院和外卖配送中发挥作用，未来还有哪些应用？

Sadie：后疫情环境催生创意解决方案，令人振奋。将自主移动技术与协作机器人结合，在制造、安保、酒店、物流、商业等诸多市场潜力无限。

Summerville：随着AMR能力提升，集成固定机器人和AMR的系统正变得更具成本效益、更易实施。固定机器人用途也因疫情增加，特别是在食品、电子、医疗器械和一般制造业中，用于让工人、装配工、包装工、检验员保持社交距离。

Melzer：服务机器人领域肯定受疫情刺激，意识到需要新协作机器人能力并将受欢迎。个人护理、内部物流、仓储是AMR需求显著领域。