非汽车制造业拥抱机器人提效增柔

但机器人或许永远无法完全接管生产。

更便宜、功能更多的机器人，加上更灵活工作单元和便于机器人部署的安装方式，正加速非汽车领域自动化制造设施增长。关于机器人自动化是否导致车间无灯制造，观点不一。

虽2018年机器人总销量和营收下滑，但据机器人工业协会，生命科学、食品消费品、塑料橡胶、电子行业工业机器人订单同比增24%。

增长缘由多——其中机器人系统更易安装、集成自动化系统、编程。

如瑞士ABB推标准化模块化自动化方案，而非为每客户定制工程工作单元。

“一切压缩时间，因我们不花数周数月设计工程，”ABB USA Robotics销售营销副总裁Dwight Morgan（密歇根Auburn Hills）说。“所以在我们参与的所有应用中，如机床上下料、包装，有标准方案族，让我们极快推进、建立短交期。”

FANUC America（密歇根Rochester Hills）提供移动机器人，可装轮子或叉车搬运就位。

“且通常更自包容，连接更少，”通用行业汽车段工程总监Rick Maxwell说。

Maxwell同事John Tuohy全球大客户执行总监称，FANUC有客户对半自主举升辅助感兴趣。

“以协作形式，FANUC能将我们任何机器人改装成举升辅助装置，类似工厂配重或举升辅助装置，”Tuohy说。“操作员手动操纵机器人到位，完成任务，发送机器人自主返回取下一零件。”

RobotWorx运营总监Tom Fischer（俄亥俄Marion，集成ABB/FANUC/Kuka/Motoman机器人进工作单元）称，以太网通讯进步取代模拟设置，让机器人同步使用多功能（如与其他机器人交互、人机界面、按钮操作站）容易得多。

“能一次传多信号，而非逐个布线，”他说。“只是简单插上再设以太网I/O。”

Fischer称人为因素也让机器人安装更易。“我认为我们到达更懂电子的一代，通过电子游戏经验更擅长用键盘（或机器人示教器）控制而非直接操作，”Fischer说。“他们能将此经验用于机器人。”

MC Machinery Systems下游机器人是下一个大事。这三菱子公司总部伊利诺伊Elk Grove Village，销售线切割、铣床、激光切割机并集成自动线。

“取零件、拾取、妥善堆叠，移至机器人可搬运至独立位置处，”自动化专家Jason LeGrand说。“可能经平整机、压平机、折弯机。这是下一个大事，我们正与集成商开会探究需求以实现。”

推动下游机器人的是三菱2018年收购瑞士Astes4，其造Astes4Sort，面向分拣的柔性制造系统。

“他们绝对无可争议处于工业激光器自动化分拣前沿，”LeGrand说。“其功能是我们激光自动化需要迈出的下一步。Astes4Sort取出成品按指令堆叠；这本身对最终用户极具吸引力。”

零件堆叠托盘化，就绪进制造下一步。“这让后端集成机器人操作容易得多，因知道有一堆同向同向叠放的同类零件，”LeGrand说。“这是允许机器人接管后续流程无需更贵视觉系统的第一步。”

机器人价格趋平？

历史上机器人变便宜，但据传闻价格趋平而价值上升。

据麦肯锡全球管理咨询，过去30年工业机器人均价减半。statista.com数据显示工业机器人平均售价从2009年$63,000降至2018年$45,000。

RobotWorx网站报新工业机器人含控制器示教器$50,000-$80,000。通常翻新机器人半价，据RobotWorx。

近期机器人价格真没降，但机器人公司加了更多功能，RobotWorx的Fischer说。

人机界面改进例证。“过去须接线次级配件作HMI，”他说。“今FANUC等公司将其加入软件，可在示教器跑。”

协作机器人功能增强另例证。“最大用途是机床看护，当下最火，”他说。“能让操作员在工作单元与机器人并肩工作。”

FANUC的Maxwell赞同功能论。如电脑业，可能不付更少买笔记本但获更多价值，同价买机器人获显著更多功能。今机器人更快、更强算力、更强处理力、或更高负载。

MC Machinery的LeGrand也赞同。“[机器人]更适配更广应用，”他说。“结果制造商用它们做更多。正发生的是制造商拿切得好的零件堆，送到机器人可及处。

“现在制造商问‘从这点用机器人能做什么精简操作、给可重复周期以便有效规划生产’等，”他续说。

用你的手

制造商识别机器人能提效之处并装上车间后，可利用更直观友好软件编程。

“我们公司全司及全行业都在巨力推动让自动化使用编程更直观，如手动引导、菜单程序等，”Maxwell说。“你会发现许多制造商、特别是FANUC有基础易用菜单驱动选项。我们iHMI手把手教你生成程序。图形化、真简单。”

机器人编程跑通后，机器人公司让从基础编程迁移到更复杂任务集成机器人增强功能更易，视手头工作而定，Maxwell说。

FANUC和ABB等机器人商也加手动引导编程。拾放操作中，操作员握把手拖拽末端执行器（EOAT）到零件位、再拖到空位、再拖到箱子。老法用示教器按X/Y/Z轴按钮定位。

“现在可跑了，”Maxwell说。“三四步教会机器人做什么。所以更直观、更易用。”

ABB YuMi双臂机器人全集成视觉、真空夹持、两型机械夹持、力控，也可手动引导编程。“像教孩子骑车，”Morgan说。

YuMi常用物料搬运、装配、包装、食品生产。“YuMi出箱即用，”Morgan说。“双臂，一臂可作夹具持件，另一臂作工作手。不需传送带、托盘、夹具。”

无真无灯生产？

无灯制造受阻于零件搬运物流，但详尽规划、IIoT、仍在开发的AI等有望攻克。但完全无灯未必是答案，一制造商说。

对任何自动化者，无灯是目标，LeGrand说。其工作单元思路是让激光尽可能长时间开机。

“大家都在向它迈进，”他说。“往年自动化系统、更重要的是编程技术和机床配置，不太设真无灯。有很多零件翘起等停机。我们都从错误学习。”

LeGrand称无灯需权衡，尤其操作员做动态排样每巢唯一时。合同车间常见。

“许多职业车间自以为的无灯不适用他们，”他说。“他们能做，但须不同方式处理排样、编程、一切。须用不同参数切割。”

未必最快切法，但慢工出细活在无灯制胜，LeGrand说。

“须持续移动不停。所以零件间距可能稍大，防翘起敲击可能更激进。”

结果客户可能得两套MC Machinery机床程序：一无灯、一有人。

FANUC的Maxwell赞同无灯是未来、仍是多客户目标。“见相对好成功跑很长周期，”他说。“或一班、或一班半，但制造流程中仍有区域需人介入。成功通常在三班、二到三班。”

因无灯不只赖自动化，还赖其他机床工艺如物料搬运。物流重要，他说，规划不好会缺料。

Maxwell建议意图无人作业者先分解运营为离散步骤。再考虑各步骤可能出错、定如何无操作员解决。

RobotWorx的Fischer称现场保留部分人员永远必要。“无灯生产有点用词不当，”他说。“真无无灯生产。总有支持。但公司走向骨干自动化。”

此时仍需保留关键人员支持线，他说；不一定是操作员，而是维修技师和机器人技师，以防故障维修。

“推动无灯趋势的是机器人用于机床看护和物料搬运，”Fischer说。“未来是AI和IIoT。”

IIoT允许警报发远程位置让工人监控干预、排产维护、追踪产量。AI更预测性，让机器人自主发起调整。

机器人AI在研发，无机器人搭载，Fischer说。“所有OEM在做研发项目，但尚无成果，”他说。“或五到十年见到。”

另一阻碍真无灯大问题是零件质量，Fischer说。

“若做装配、焊接，除非零件质量极准，否则遇到只有人能从质量输出或维修视角识别的问题，”他说。汽车制造商必须目检安全焊缝确保位置正确无缺陷。相机太受限无法完成检测，他补说。

ABB的Morgan转向工业4.0而非无灯。“知道，我们做机器人数十年，‘无灯生产’近乎被视为自动化制造圣杯，”他说。“人们以为一旦流程业务达那级，就到达了。”

他人聚焦无灯，ABM瞄准未来工厂和工业4.0，打造灵活敏捷制造设施，胜任低混大量与高混小量。

“看传统大量产品如手机，看今天三星安卓手机有多少颜色内存配置，”Morgan说。“这就是我们今在制造业见到的。”

全新集成生态系统将整个自动化配置集成进客户需求如快速交付。如Morgan说，隐形眼镜制造商可能产数十亿软性隐形眼镜，但今厂内有电子履约运营，集成FedEx等物流公司驻厂。

“我们真正见制造商大聚焦：花钱处须可靠可用，极度聚焦整体设备效率，”Morgan说。“世界级OEE数字前80-85%今成极低门槛，世界级今从90%起。每层级效率。意味协作机器人与操作员共同工作制造环境，全数字化连接。”