近年來,協作機器人(cobots)開始引領機器人市場增長。根據BIS Research的研究數據顯示,到2021年,協作機器人的市場銷量將達到15萬臺,銷售額有望增至20億美元。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(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)協作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人與傳統的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)業機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人有著(zhu)明顯的(de)(de)對比，固(gu)定(ding)式的(de)(de)傳統工(gong)(gong)(gong)業機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人獨立工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)時候需要與人類保持距離。由于協作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人固(gu)有的(de)(de)安全(quan)性,如力反(fan)饋和碰撞(zhuang)檢測的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong),人與協作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人并肩合作(zuo)(zuo)的(de)(de)安全(quan)性將得(de)以(yi)(yi)保證，而(er)配備(bei)了傳感器(qi)(qi)(qi)以(yi)(yi)及限制力和功(gong)率(lv)的(de)(de)安全(quan)功(gong)能(neng)的(de)(de)協作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人則(ze)使(shi)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人與人之(zhi)間的(de)(de)協作(zuo)(zuo)成(cheng)(cheng)為(wei)可能(neng)，從(cong)而(er)縮短生(sheng)產流(liu)程(cheng)，提高生(sheng)產率(lv)，降低失誤率(lv)，也(ye)使(shi)人類的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)變得(de)更(geng)有效(xiao)率(lv)，更(geng)有價值，卻也(ye)沒有替代人類。可以(yi)(yi)說協作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人脫穎而(er)出的(de)(de)原因是它們能(neng)在原來全(quan)部由人工(gong)(gong)(gong)完成(cheng)(cheng)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)領域中發揮作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。

制造業(ye)中，生(sheng)產(chan)力是成功(gong)的(de)關鍵。而生(sheng)產(chan)率提高(gao)得越多(duo)，企業(ye)的(de)利潤(run)就越高(gao)，這(zhe)是不變的(de)準則。近些年來(lai)，越來(lai)越多(duo)的(de)人(ren)(ren)選擇(ze)協作機器人(ren)(ren)。以下(xia)有(you)7個原因為什(shen)么(me)制造商應該考慮(lv)投資協作機器人(ren)(ren)。

1、協作機器人易于編程

一些新的協(xie)作機器人(ren)設計為用戶友好(hao)且易(yi)于(yu)編程(cheng)，從而無需工(gong)程(cheng)師來實施。有些甚至具(ju)有手動(dong)引導功能(neng)，協(xie)作機器人(ren)可以通過示例來學到東西，同時可以按(an)照完成其編程(cheng)任務所需的一系列動(dong)作來進行引導。

2、設置時間短

設置自動化所需的時(shi)間(jian)越長，初始投資就越昂貴。員工培(pei)訓、生產停產以及必(bi)須聘(pin)請外(wai)部(bu)服務(wu)提供商的高成本可能會使投資回報的時(shi)間(jian)延長。對于(yu)中小型公(gong)司來說(shuo)，這些可能會帶來很大(da)的問題(ti)。

協(xie)作機(ji)(ji)器(qi)人(ren)設(she)計(ji)的(de)時(shi)候就考慮(lv)到了這點，以及需要(yao)具有開箱即用(yong)的(de)功能。預編程軟件(jian)使用(yong)戶(hu)可以自行安裝機(ji)(ji)器(qi)人(ren)，因此(ci)用(yong)戶(hu)可以在不到30分鐘(zhong)的(de)時(shi)間內設(she)置好(hao)。此(ci)外(wai)，協(xie)作機(ji)(ji)器(qi)人(ren)設(she)置的(de)時(shi)間短(duan)所(suo)帶來的(de)靈(ling)活性(xing)提(ti)高(gao)了生產率(lv)和(he)投資回報率(lv)。

3、協作機器人可用于不同的應用程序

協作機器(qi)人的主(zhu)要賣(mai)點之一(yi)(yi)就是(shi)靈活(huo)性。為新任(ren)務編程協作機器(qi)人很(hen)簡單(dan)，并且(qie)不(bu)(bu)需要外(wai)部服務人員。這將多功能(neng)性引入(ru)到生產線中，并且(qie)可(ke)以很(hen)容易地將協作機器(qi)人設置為在同一(yi)(yi)天(tian)執(zhi)行(xing)一(yi)(yi)系列(lie)不(bu)(bu)同任(ren)務，或(huo)者為某些任(ren)務指定工作的日期。

協作機器人可以(yi)輕松地集成(cheng)到(dao)敏捷系統中，因為它們使用戶可以(yi)快速響應設計(ji)更改并相應地重新(xin)設置(zhi)協作機器人。

當前市場上的(de)協作機(ji)器人可以擔當許多角色(se)(se)，通常(chang)為服務角色(se)(se)和(he)工業(ye)角色(se)(se)。服務型協作機(ji)器人用于(yu)在公共(gong)場所提供(gong)信息、運輸貨物或提供(gong)安全(quan)保護。工業(ye)型協作機(ji)器人則具(ju)有多種應用，包括(kuo)但不限(xian)于(yu)拾(shi)取和(he)放置、包裝和(he)碼(ma)垛、組裝、機(ji)器維護、表面精加工以及(ji)質量測試和(he)檢(jian)查。

4、結果一致性

機器(qi)人(ren)(ren)永(yong)遠(yuan)不(bu)會疲倦，因此和做同(tong)樣工(gong)作的(de)人(ren)(ren)類做出來的(de)結果相(xiang)(xiang)比，它們的(de)結果更加一致和準(zhun)確。這使得它們特別適(shi)合單調的(de)任(ren)務，因為(wei)它們可(ke)(ke)以重復執(zhi)行(xing)簡單的(de)動作而不(bu)會降低工(gong)作質(zhi)量。只要設置好，協作機器(qi)人(ren)(ren)就可(ke)(ke)以以相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)能力(li)執(zhi)行(xing)相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)任(ren)務。

5、對員工的積極影響

制造業工人普遍擔(dan)心自(zi)己會被機器人所取代，畢竟它(ta)們(men)具(ju)有更快速、更精確且永(yong)不疲倦的(de)優點。但是事(shi)實是這種情況發生的(de)可能率太低了。尤(you)其是在具(ju)有高混合量和小批量生產的(de)公司(si)中，因(yin)為通常來說，使用的(de)傳統工業機器人都是高成本和低靈活性的(de)。

而(er)這也(ye)就為現在所謂的第(di)四次工業革命打開了(le)大門(men)。

信息技術用于智(zhi)能制(zhi)造，使(shi)人(ren)(ren)力(li)和協作(zuo)(zuo)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)可(ke)以協同(tong)合作(zuo)(zuo)，而無需(xu)減少人(ren)(ren)員規模(mo)。工人(ren)(ren)沒有被機(ji)器(qi)代替。而是通過使(shi)用協作(zuo)(zuo)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)，工人(ren)(ren)可(ke)以省去重復的(de)(de)過程(cheng)，并(bing)減少了他(ta)們的(de)(de)時間(jian)，因此可(ke)以處理更(geng)復雜的(de)(de)工作(zuo)(zuo)，從(cong)而改(gai)善了工人(ren)(ren)的(de)(de)日常(chang)體驗。

協作(zuo)機器人(ren)能支(zhi)持人(ren)類員工(gong)(gong)工(gong)(gong)作(zuo)，接管危險、骯臟(zang)和沉(chen)悶枯燥的任務，從而創(chuang)建一個更安全，更愉快的工(gong)(gong)作(zuo)區(qu)環境。

6、提高生產力并優化流程

協作機器(qi)(qi)人(ren)在(zai)(zai)接(jie)管人(ren)類員工的過程中，員工難以(yi)在(zai)(zai)長時間內集中精(jing)力或將(jiang)性能(neng)保(bao)持在(zai)(zai)一致水(shui)平，而機器(qi)(qi)人(ren)的精(jing)度將(jiang)故(gu)障和產(chan)品缺陷(xian)的可能(neng)性降低到幾乎為零。

快速(su)更改協作機器人要執行的(de)任(ren)務，這有助于工人優化生產線并削減成本，同(tong)時保持高標準的(de)產品質量。

7、快速的投資回收期

協作(zuo)(zuo)機(ji)器人(ren)的成(cheng)本(ben)低于工業(ye)機(ji)器人(ren)，而使用哪(na)種應用程(cheng)序(xu)以(yi)及(ji)使用時間長短，這也(ye)決(jue)定了協作(zuo)(zuo)機(ji)器人(ren)可以(yi)在短短200-300天內收回投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)。

優(you)傲機(ji)器(qi)人(ren)公司(Universal Robots)是協作機(ji)器(qi)人(ren)的(de)(de)領(ling)導廠商之一,該公司近(jin)期發(fa)布(bu)的(de)(de)一份白(bai)皮書，列舉了(le)協作機(ji)器(qi)人(ren)最(zui)常見(jian)的(de)(de)應(ying)用場景。

1.對工(gong)人(ren)(ren)來說,手動(dong)拾(shi)取(qu)(qu)(qu)和放(fang)置(zhi)(zhi)應是(shi)當今重(zhong)復性最高(gao)的(de)(de)(de)任務之一(yi)了(le)。枯燥乏(fa)味的(de)(de)(de)操作(zuo)很容易導致工(gong)人(ren)(ren)出(chu)錯,而高(gao)度重(zhong)復的(de)(de)(de)肢體動(dong)作(zuo)也容易導致身體的(de)(de)(de)勞累和損傷。從(cong)拾(shi)取(qu)(qu)(qu)和放(fang)置(zhi)(zhi)任務開始(shi)應用(yong)協作(zuo)型機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)對于減少工(gong)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)重(zhong)復勞動(dong)是(shi)一(yi)個很好的(de)(de)(de)開始(shi)。拾(shi)取(qu)(qu)(qu)和放(fang)置(zhi)(zhi)任務是(shi)指將(jiang)工(gong)件拾(shi)取(qu)(qu)(qu)并放(fang)置(zhi)(zhi)在另一(yi)地點。實際生產中可以利用(yong)這項操作(zuo)從(cong)托盤或傳送帶(dai)上(shang)拾(shi)取(qu)(qu)(qu)物(wu)品,用(yong)于包裝或分揀。從(cong)傳送帶(dai)上(shang)拾(shi)取(qu)(qu)(qu)還需要(yao)先進的(de)(de)(de)視覺系統(tong)支持。拾(shi)放(fang)類的(de)(de)(de)協作(zuo)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)需要(yao)一(yi)個末(mo)端執行器(qi)(qi)來抓取(qu)(qu)(qu)物(wu)體,可以是(shi)夾(jia)具或真空吸盤裝置(zhi)(zhi)

2.設備看護(hu)需(xu)要工(gong)人在數控機(ji)床、注塑機(ji)或其他類(lei)似(si)設備前長時(shi)間站立,以時(shi)刻注意機(ji)器(qi)的(de)(de)運行需(xu)求,比如更換刀具(ju)或補(bu)充原(yuan)料。這一(yi)過程對于(yu)操作(zuo)(zuo)員來說,耗(hao)時(shi)漫長、無比乏味。這種情況下,使用協作(zuo)(zuo)機(ji)器(qi)人不(bu)僅讓員工(gong)解放了出來,而且一(yi)臺協作(zuo)(zuo)機(ji)器(qi)人可(ke)以維護(hu)多臺機(ji)器(qi),提(ti)高了生產率。看護(hu)類(lei)的(de)(de)協作(zuo)(zuo)機(ji)器(qi)人要求具(ju)有針(zhen)對特定(ding)設備的(de)(de)I/O對接硬件(jian)(jian)。這些硬件(jian)(jian)提(ti)示機(ji)器(qi)人何時(shi)進入下一(yi)周期的(de)(de)生產或何時(shi)需(xu)要補(bu)充原(yuan)料。

3.產品的(de)(de)(de)(de)包裝(zhuang)和(he)(he)碼垛屬于拾取(qu)和(he)(he)放(fang)置類別(bie)里的(de)(de)(de)(de)一個子類。產品離開工(gong)廠車間之前需要(yao)為運(yun)(yun)輸進行適(shi)當(dang)準(zhun)備(bei),包括收縮包裝(zhuang)、箱體裝(zhuang)配和(he)(he)裝(zhuang)載、箱體整理、放(fang)置托盤準(zhun)備(bei)發運(yun)(yun)。這種類型的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)重復率高(gao),且包含一些小型負載,十分適(shi)合(he)用協作(zuo)機器人取(qu)代(dai)人工(gong)作(zuo)業(ye)。快速的(de)(de)(de)(de)產品更(geng)換是高(gao)低生產量混合(he)的(de)(de)(de)(de)批(pi)量生產型企(qi)業(ye)的(de)(de)(de)(de)業(ye)務(wu)關(guan)鍵(jian)所(suo)在。這項應(ying)用要(yao)求利用傳送帶跟(gen)蹤,以同步機器人和(he)(he)傳送帶的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動。對于外形不一致(zhi)的(de)(de)(de)(de)產品,應(ying)用時還(huan)需要(yao)結合(he)視(shi)覺系統。

4.加工(gong)作(zuo)(zuo)業是指(zhi)任何需要(yao)(yao)利用(yong)(yong)工(gong)具(ju)操(cao)作(zuo)(zuo)工(gong)件的(de)作(zuo)(zuo)業過(guo)程。協(xie)作(zuo)(zuo)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)常(chang)用(yong)(yong)于膠合(he)處理、分配和焊接(jie)過(guo)程。這其中的(de)每種加工(gong)任務(wu)都要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)使(shi)用(yong)(yong)工(gong)具(ju)重復完成固定路徑。這些任務(wu)如果使(shi)用(yong)(yong)新員(yuan)工(gong)需要(yao)(yao)投入大量時間進行訓(xun)練,才能達(da)到成品要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)。而使(shi)用(yong)(yong)協(xie)作(zuo)(zuo)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)后(hou),可以(yi)通過(guo)在一臺機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)上完成編程后(hou)復制給(gei)其他機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)。協(xie)作(zuo)(zuo)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)同(tong)時還解決了(le)工(gong)人(ren)(ren)完成的(de)精度和重復操(cao)作(zuo)(zuo)的(de)問(wen)題。傳統(tong)的(de)焊接(jie)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)系統(tong),通常(chang)需要(yao)(yao)操(cao)作(zuo)(zuo)人(ren)(ren)員(yuan)具(ju)有非常(chang)專業的(de)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)編程和焊接(jie)知(zhi)識。

5.人(ren)工(gong)(gong)進(jin)行的(de)(de)精加工(gong)(gong)作(zuo)業必須使(shi)用(yong)手(shou)(shou)動(dong)工(gong)(gong)具而(er)且作(zuo)業過(guo)(guo)程通常很費勁(jing)。工(gong)(gong)具所產生的(de)(de)震動(dong)也可能導(dao)致(zhi)操作(zuo)人(ren)員受傷(shang)。協(xie)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)可以提供(gong)精加工(gong)(gong)所需的(de)(de)力度(du)、重復性和精確度(du)。機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)可以完成(cheng)的(de)(de)精加工(gong)(gong)類型(xing)包(bao)括(kuo)拋光、研磨、去毛刺(ci)。機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)可以通過(guo)(guo)手(shou)(shou)動(dong)示教或(huo)(huo)計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)編程的(de)(de)方法(fa)教授機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)完成(cheng)相應動(dong)作(zuo)。協(xie)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)所具有(you)的(de)(de)力控(kong)制系統使(shi)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)更加耐用(yong)。通過(guo)(guo)末端執行器(qi)(qi)或(huo)(huo)內(nei)置的(de)(de)力傳感裝(zhuang)置,可以實現對不同尺(chi)寸零件的(de)(de)精加工(gong)(gong)。

6.最后,協(xie)作機器人還可(ke)以對零(ling)(ling)件進(jin)行(xing)質(zhi)量檢測(ce)。這一過程(cheng)(cheng)通常包含對成品零(ling)(ling)件的全面檢測(ce)、對精密加工件拍攝(she)高(gao)(gao)(gao)分辨率(lv)(lv)圖片檢測(ce)、零(ling)(ling)件與CAD模型(xing)的對比(bi)確(que)認(ren)。固定多個高(gao)(gao)(gao)分辨率(lv)(lv)攝(she)像(xiang)頭在(zai)協(xie)作機器人上可(ke)以將(jiang)質(zhi)量檢測(ce)過程(cheng)(cheng)進(jin)行(xing)自動化,快(kuai)速獲(huo)得檢測(ce)結果。使用協(xie)作機器人進(jin)行(xing)檢測(ce)可(ke)獲(huo)得高(gao)(gao)(gao)質(zhi)量的檢測(ce),更加準確(que)的生產批(pi)次。完成檢測(ce)需要安裝(zhuang)具有高(gao)(gao)(gao)分辨率(lv)(lv)攝(she)像(xiang)頭的末端(duan)執行(xing)器、視覺系統和軟件。

看完這么多，你對協作機器人心動了(le)嗎？