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      協作機器人的優勢和常見應用場景

      發布時間:2020-05-29

      近年來,協作機器人(cobots)開始引領機器人市場增長。一些產業開始將引入協作機器人作為尋求新的自動化未來的一種方式。

      旨在與人類協同工作的協作機器人與傳統的工業機器人有著明顯的對比,固定式的傳統工業機器人獨立工作的時候需要與人類保持距離。由于協作機器人固有的安全性,如力反饋和碰撞檢測的應用,人與協作機器人并肩合作的安全性將得以保證,而配備了傳感器以及限制力和功率的安全功能的協作機器人則使機器人與人之間的協作成為可能,從而縮短生產流程,提高生產率,降低失誤率,也使人類的工作變得更有效率,更有價值,卻也沒有替代人類。可以說協作機器人脫穎而出的原因是它們能在原來全部由人工完成的工作領域中發揮作用。

      制造業中,生產力是成功的關鍵。而生產率提高得越多,企業的利潤就越高,這是不變的準則。近些年來,越來越多的人選擇協作機器人。以下有7個原因為什么制造商應該考慮投資協作機器人。

       1、協作機器人易于編程

       一些新的協作機器人設計為用戶友好且易于編程,從而無需工程師來實施。有些甚至具有手動引導功能,協作機器人可以通過示例來學到東西,同時可以按照完成其編程任務所需的一系列動作來進行引導。

       2、設置時間短

       設置自動化所需的時間越長,初始投資就越昂貴。員工培訓、生產停產以及必須聘請外部服務提供商的高成本可能會使投資回報的時間延長。對于中小型公司來說,這些可能會帶來很大的問題。

       協作機器人設計的時候就考慮到了這點,以及需要具有開箱即用的功能。預編程軟件使用戶可以自行安裝機器人,因此用戶可以在不到30分鐘的時間內設置好。此外,協作機器人設置的時間短所帶來的靈活性提高了生產率和投資回報率。

      3、協作機器人可用于不同的應用程序

       協作機器人的主要賣點之一就是靈活性。為新任務編程協作機器人很簡單,并且不需要外部服務人員。這將多功能性引入到生產線中,并且可以很容易地將協作機器人設置為在同一天執行一系列不同任務,或者為某些任務指定工作的日期。

       協作機器人可以輕松地集成到敏捷系統中,因為它們使用戶可以快速響應設計更改并相應地重新設置協作機器人。

       當前市場上的協作機器人可以擔當許多角色,通常為服務角色和工業角色。服務型協作機器人用于在公共場所提供信息、運輸貨物或提供安全保護。工業型協作機器人則具有多種應用,包括但不限于拾取和放置、包裝和碼垛、組裝、機器維護、表面精加工以及質量測試和檢查。

      4、結果一致性

       機器人永遠不會疲倦,因此和做同樣工作的人類做出來的結果相比,它們的結果更加一致和準確。這使得它們特別適合單調的任務,因為它們可以重復執行簡單的動作而不會降低工作質量。只要設置好,協作機器人就可以以相同的能力執行相同的任務。

       5、對員工的積極影響

       制造業工人普遍擔心自己會被機器人所取代,畢竟它們具有更快速、更精確且永不疲倦的優點。但是事實是這種情況發生的可能率太低了。尤其是在具有高混合量和小批量生產的公司中,因為通常來說,使用的傳統工業機器人都是高成本和低靈活性的。

      信息技術用于智能制造,使人力和協作機器人可以協同合作,而無需減少人員規模。工人沒有被機器代替。而是通過使用協作機器人,工人可以省去重復的過程,并減少了他們的時間,因此可以處理更復雜的工作,從而改善了工人的日常體驗。

       協作機器人能支持人類員工工作,接管危險、骯臟和沉悶枯燥的任務,從而創建一個更安全,更愉快的工作區環境。

       6、提高生產力并優化流程

       協作機器人在接管人類員工的過程中,員工難以在長時間內集中精力或將性能保持在一致水平,而機器人的精度將故障和產品缺陷的可能性降低到幾乎為零。

       快速更改協作機器人要執行的任務,這有助于工人優化生產線并削減成本,同時保持高標準的產品質量。

       7、快速的投資回收期

       協作機器人的成本低于工業機器人,而使用哪種應用程序以及使用時間長短,這也決定了協作機器人可以在短短200-300天內收回投資成本。

      協作機器人最常見的應用場景如下:

       1、對工人來說,手動拾取和放置應是當今重復性最高的任務之一了。枯燥乏味的操作很容易導致工人出錯,而高度重復的肢體動作也容易導致身體的勞累和損傷。從拾取和放置任務開始應用協作型機器人對于減少工人的重復勞動是一個很好的開始。拾取和放置任務是指將工件拾取并放置在另一地點。實際生產中可以利用這項操作從托盤或傳送帶上拾取物品,用于包裝或分揀。從傳送帶上拾取還需要先進的視覺系統支持。拾放類的協作機器人需要一個末端執行器來抓取物體,可以是夾具或真空吸盤裝置

       2、設備看護需要工人在數控機床、注塑機或其他類似設備前長時間站立,以時刻注意機器的運行需求,比如更換刀具或補充原料。這一過程對于操作員來說,耗時漫長、無比乏味。這種情況下,使用協作機器人不僅讓員工解放了出來,而且一臺協作機器人可以維護多臺機器,提高了生產率。看護類的協作機器人要求具有針對特定設備的I/O對接硬件。這些硬件提示機器人何時進入下一周期的生產或何時需要補充原料。

       3、產品的包裝和碼垛屬于拾取和放置類別里的一個子類。產品離開工廠車間之前需要為運輸進行適當準備,包括收縮包裝、箱體裝配和裝載、箱體整理、放置托盤準備發運。這種類型的工作重復率高,且包含一些小型負載,十分適合用協作機器人取代人工作業。快速的產品更換是高低生產量混合的批量生產型企業的業務關鍵所在。這項應用要求利用傳送帶跟蹤,以同步機器人和傳送帶的運動。對于外形不一致的產品,應用時還需要結合視覺系統。

       4、加工作業是指任何需要利用工具操作工件的作業過程。協作機器人常用于膠合處理、分配和焊接過程。這其中的每種加工任務都要求使用工具重復完成固定路徑。這些任務如果使用新員工需要投入大量時間進行訓練,才能達到成品要求。而使用協作機器人后,可以通過在一臺機器人上完成編程后復制給其他機器人。協作機器人同時還解決了工人完成的精度和重復操作的問題。傳統的焊接機器人系統,通常需要操作人員具有非常專業的機器人編程和焊接知識。

       5、人工進行的精加工作業必須使用手動工具而且作業過程通常很費勁。工具所產生的震動也可能導致操作人員受傷。協作機器人可以提供精加工所需的力度、重復性和精確度。機器人可以完成的精加工類型包括拋光、研磨、去毛刺。機器人可以通過手動示教或計算機編程的方法教授機器人完成相應動作。協作機器人所具有的力控制系統使機器人更加耐用。通過末端執行器或內置的力傳感裝置,可以實現對不同尺寸零件的精加工。

       6、最后,協作機器人還可以對零件進行質量檢測。這一過程通常包含對成品零件的全面檢測、對精密加工件拍攝高分辨率圖片檢測、零件與CAD模型的對比確認。固定多個高分辨率攝像頭在協作機器人上可以將質量檢測過程進行自動化,快速獲得檢測結果。使用協作機器人進行檢測可獲得高質量的檢測,更加準確的生產批次。完成檢測需要安裝具有高分辨率攝像頭的末端執行器、視覺系統和軟件。

       

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