疫情如何加速自动化：趋势、柔性与协作机器人崛起

更安全、更快、更智能方案助产业渡疫情难关

制造自动化长期趋势因COVID-19疫情显著加速。约一年后，审视长远影响恰逢其时：疫情是否推动自动化拓展新领域？供应商是否让自动化更灵活、更易部署？

本质上，协作机器人(协作机器人)比传统机器人更易部署。因设计与人共享工作空间，常规下不需防护栏、可适配狭小有人空间（经安全风险评估确认）。也更易设置，FANUC America授权系统集成商总监Dick Motley说。用户可字面上抓住手臂引导FANUC CRX系列协作机器人，使“简单应用设置极直观。机器人自动化可快速部署。”他补充：“夹爪、底座等外设生态系统日益丰富，轻松解决末端工具水电气接口。”

坏消息：协作机器人慢。虽内置传感器限制接触力，“高速下难满足安全标准，”Motley解释，“无论接触传感多灵敏，高速运动后瞬间停止违背物理规律。”故虽协作机器人似将统治自动化（疫情期销售爆发），适用性有限。

Motley提“客户产线末端相对低速码垛作业”适配协作机器人。“每分钟2-4箱，极高密度输送线汇聚至此码垛。无物理空间部署传统机器人（含停距计算等传统单元要素）。唯一自动化选项是协作机器人。……速度够慢，纸箱大概不伤人。”

对人安全且易用

非谓传统机器人不能人机邻近、或难设置。或慢速协作机器人处理锐利危险物免防护。为解决这些，FANUC等OEM有系统“限制运动范围或速度”允许间歇人机交互。FANUC称其安全架构为“双重检查安全”(DCS)。“如需在机器人一侧建‘禁入区’供操作员上料，启用软件约束防机器人进入，通常配光幕/安全垫/扫描仪加固。人离开上料区，机器人即恢复全速。”

Motley还指DCS调整可在FANUC Roboguide离线编程仿真包、连接机器人笔记本、用户界面设备(iPendant或新教导平板)完成。新平板界面极易用，“全新编程风格，离计算机语言十万八千里。拖拽图标时间轴。”

Promess Inc.密歇根布莱顿应用总监John Lytle报告：疫情加速其电动压装工作站功能拓展。Promess已通过紧凑自包含、集成光幕防伤让单元易上线。“自动化装配并用传感判定合格件，随心所欲放置、随工厂变化适配。”Promess增辅助功能、强化单元向工厂其他设备通讯信息。例：除压合两件确认力位达标判合格，工作站还可测尺寸传递信息，省去单独检测工位。

此类测量需相机/激光，Promess集成技术使最终用户仍获独立“即插即用”单元。Lytle解释：“聚焦让最终用户简单，非需相机技师、PLC专家、高级集成商的大科学工程。20人软件团队日夜让易用化。客户拿到工作站已设置好，只输参数。”相机除测件，还可定向工件。实现更复杂布局，如自动从托盘多工件拾取。Promess还集成协作机器人自动上下料。最终成果：多功能工作站简化传输线、助社交距离、数据经互联网/内网传递他设备“决策做什么”。

更智能更灵活

ABB Robotics美国总经理Joe Chudy称：“所有行业、大小装置都在寻找从流程中移除人的方法。”疫情直接关联需求最大增幅在医疗制造、包装/物流、食品加工。后两者特别挑战：极致速度需求面对不一致输入。Chudy言：“亚马逊招不够人、自动化不够快，沃尔玛等同理。但拣选分拣物品数量多样性迫使实施某种AI。”

Chudy称食品加工业同样逼迫推动自动化创新。形容肉类切割包装为人类本就恶劣环境，疫情雪上加霜。“蛋白”（业内称产品）逐件不同。“我们问能否去鸡骨、翅膀咋办？”Chudy回忆。

蛋白形态不一致，破解需智能相机系统与AI定向机器人夹爪。“限制切割蛋白损失快速回报，”Chudy补，“用水刀等技术贴近切割，视觉技术选型、安装位置、定向皆关键。”

长远看，Chudy信由这些挑战驱动的AI进步也将应用金属切削。如随机料箱拾取因AI改进而提升，及去托盘化、物流任务。“获取时间才是随机料箱拾取关键。多快定位零件？多快取走？物流市场同理。”Chudy认速度重要，处理拾取所需海量图像数据至今限制应用。“[现在]技术增强维护降低，此类应用在市场繁荣。”

无夹具焊接与智能焊接也在研究：“呈件给相机决定咋焊、公差、测间隙、做传统程序员所有事。实验室行，量产未上。”

视觉技术是核心。Chudy言曾“让金属圈很多家伙紧张”，因视觉系统曾需专业技师装维。“现在新应用能自我监测。”

Motley也称视觉技术为巨大赋能器且更易部署。“给机器人眼睛适应环境，启用诸多：降应用搭建成本、减换型时间、少换件、更好柔性、更高可靠性、过程检测。”FANUC新3D视觉技术3DV提供“通用紧凑传感器易集成末端工具。机器人自带眼睛而非固定传感器，固定传感器仍有地位。”3D点云比平面2D图像提供更多信息。信息越多，“机器人控制更能决定下一步做什么。”

金属加工制造

包装蛋白处理迥异典型金属加工。Fastems LLC总裁Dave Suica解释夹爪技术变革。“转向伺服控制夹爪。许多工件可变形。普通动力夹爪施力过大，超克服摩擦提升所需力。伺服控制定位后有压力覆盖。”总体上，倾向“不需人工换夹爪切换作业的‘高端’自动化。智能自动化与自动换爪、计算机控制替代PLC，可动态切换：无人场景下A/B/C件切换。系统可自主运行72小时。”

Fastems虽以大型柔性制造系统(FMS)闻名，覆盖全范围机器人与托盘搬运配置。Suica称疫情致部分企业为快速回岸某产品购买自动化单机。无论大FMS或单机机器人，“仍拥全线制造管理软件，”Suica说，“仍有调度、仍有跑不同时间不同零件能力。”Fastems以集成客户ERP实现预测动态调度自豪。“ERP改变需求，我们自动调整制造顺序，保持流动不堆库存。”

回到包装装配挑战，Motley称FANUC汽车根基服务良好。“极紧配合机器人运动分配密封胶密封车身喷漆前，高速不漏薄点、低速转弯不堆厚胶……直接贡献装配操作胶水分配。”

远程控制迈向HTML5

疫情驱动自动化与社交距离凸显远程监控需求。远程监控非新，几乎所有控制/自动化/机床厂商提供方案。但Fagor Automation-USA伊利诺伊尔克格罗夫村加速发布基于HTML5控制架构。北美总经理Harsh Bibra解释：HTML5不只基于浏览器，“跨多浏览器一致。有人用iPhone、安卓、Win10笔记本。机床HTML5界面让他们以相似方式看到相同画面。HTML5让机床平台无关。”

HTML5提供更好移动端商业智能访问，含地理定位。地理定位可限远程连接特定位置设备，增强安全。例：限远程连接员工家中、非他处，防手机丢失被访问。Bibra补：“HTML5无上限。视逻辑功率或HMI功率，可赋予远程端N次方自由度：不只监控，还能下机床指令如循环启停。即远程控制是社交距离终极形态。”