基于协作机器人的“渐次自动化”解决方案

在国际定义上，协作机器人首要分为两大类，一是契合工业机器人规范ISO10218，选用了固有安全规划、保护性办法以及标识的工业机器人；还有一类没有依据工业机器人的安全规范来规划，但是契合相应职业安全规范的协作型机器人。

现在业界探讨更多的协作机器人首要是指工业场景下，可以跟人同享操作空间，一起完成使命的机器人。

工业机器人大约在20世纪70年代开端落地，并在工业场景中运用，阅历了20年的展开，在1995年，通用轿车的机器人中心委托西北大学的教授开发协作机器人项目，提出了协作机器人的概念。又过了20多年的时刻，中国协作机器人正在从概念走到现实。

在21世纪的前十年，国际传统工业机器人巨头和协作机器人的明星企业KUKA、UR、Rethink、ABB、FANUC相继研发和发布了其协作机器人产品。

在2011年发布的ISO10218-1工业机器人规范中，也提到了几种协作型的运用，包含人与机器人对物料的交代、安全界面、机器人的中止、人与机器人同享操作空间时怎么确保人的安全、拖拽示教等。

规范中也提到了完成人机协作的几种技能，例如：安全级监控中止、手动牵引、速度和区域的隔离、功率和力限制。事实上，在工业中没有肯定意义上安全的机器人，只要安全的运用。依据ISO10218以及最新的ISO15066协作机器人规范中，更多着重的是体系的安全。

协作机器人的四大特色为安全、高效、易用、灵敏，可以投合现在出产的展开需求，协助用户提高工厂的中心竞争力，即自动化、智能化、柔性化，但这并不意味着协作机器人可以胜任所有的运用场景。因而，挑选适宜的运用场景，并在此根底下发挥协作机器人的特色显得尤为重要。

在现阶段，协作机器人与传统工业机器人是一种互补的关系，“协作化”也是未来工业机器人展开的一个重要趋势。

3年前，在机器人控制范畴具有16年技能积累的艾利特全面切入协作机器人赛道，将已有技能通过协作机器人产品化落地到实践运用。艾利特机器人运用及产品总监蔡嵩林一直着重，协作机器人技能需求针对未来客户的运用场景展开。无论是完善产品素质，仍是用户端产品迭代都遵循这一逻辑。

在蔡嵩林看来，协作机器人的四大特色催生了许多传统工业机器人无法进入的新范畴的运用（例如复合机器人），同时在一些传统机器人的战场（例如转移、拼装），协作机器人轻量化、安全友爱、灵敏布置的差异化优势也有才能代替传统计划。

协作机器人的适配场合

蔡嵩林认为，评价协作机器人在工厂中的适应性，首要从两个维度评论。

首要，用户需求结合自身状况剖析现在的出产现状。

产品特色：工厂的出产类型是否为多品种、少批量？例如轿车零部件和电子职业，产品生命周期越来越短，产线切换频频，这种状况下需求出产方法和出产工具都更具有柔性。

工厂自动化才能：大厂一般有自动化部分，但中小企业的自动化团队才能不强，一般只要设备保护工程师。因而在导入自动化设备时，易用和低学习门槛决定了技能是否可以快速实践。

产线特色：现在已经到达的自动化程度？例如产线上的部分工艺已完成规范自动化，当时方针是将这些工艺串联起来，那么就合适考虑协作机器人。或许关于人力密集且作业重复性高的工位来说，可以通过协作机器人完成单站自动化。

工业趋势：关于大部分企业来说，工业的趋势日趋闪现了柔性化、数字化、智能化需求，那么协作机器人的敞开性可以支撑工厂对产品追溯以及机器人监控的要求。

其次，在评价了出产现状后，假如期望导入机器人，那么就需求考虑完成自动化的过程。蔡嵩林表明，比起一步到位的全自动化，基于协作机器人的“逐步自动化” （ProgressiveAutomation）将会成为更灵敏和更高效的自动化晋级形式。

在实践走访客户的过程中，艾利特观察到倾向于选用全自动化产线的客户往往是一些自动化水平不太高的客户。“他们看到友商和同行通过完成自动化获得的优势，一是减人，二是提高了产品品质，因而急于提高自己工厂的自动化水平，往往期望快速跨过自动化过程，通过仿制的方法直接到达全自动化目的。”

“咱们认为这种方法是不可取的。”蔡嵩林在走访多家工厂后提出：“榜首，全自动化在硬件、人力和时刻上的出资十分大；第二，直接跨过中心过程完成全自动化，中心的技能危险十分高，往往项目展开了一两年之后，无法到达预期的方针。”

因而，艾利特认为有上述需求的客户，并不是最合适选用协作机器人的用户。“咱们主张客户运用逐步自动化的形式，完成技能和商务上的危险可控，按部就班。”

蔡嵩林进一步指出，这种形式可以让客户一边在进阶的过程中加深对协作机械臂运用特色的理解，一边提高自动化团队的运用才能，为将来进一步推行自动化打好根底。

“这样协作机器人的设备利用率更高，跟着用户关于产品了解程度加深，可完成‘一机多用’，尤其合适工厂初始自动化程度不高，或是计划通过机器人换人改善现有出产形式的企业。”蔡嵩林说道。

他举例，江苏的一家客户首要为电器厂商和白色家电厂商供给遥控器和线控器，他们导入协作机器人的榜首站是在PCB板的转移和装配线用协作机械臂做分板上下料，客户工厂有十分多的自动化设备，包含焊接、PCB板插装、分板、测验、以及后道拧螺丝和拼装等运用。

“客户工艺化的设备已经做得十分规范化了，虽然产品的生命周期较短，常常迭代，但是工艺流程变化较小，因而客户期望重复利用现有的自动化设备。”在评价了实践出产状况后，客户发现改善的机会在于现有大量进行转运作业的人工工位。

最终这家客户运用协作机器人做成规范的作业站，可以灵敏地依据产线需求将机台移动到相应人工方位，代替工人履行物料移载然后完成减员。

“逐步自动化”的应战

在逐步自动化的过程中工厂常常会遇到三类应战。

应战一：产线已经定型了，对空间要求高；

应战二：机器人导入后怎么兼容现有设备，新设备导入时旧设备是否只能筛选；

应战三：可以适应伸缩性较大的产能需求？

对此，协作机器人都能供给较为理想的解决计划。

关于榜首类应战，协作机器人选用一体化轻质关节规划，结构紧凑，具有高负载自重比，装置要求低且无需安全围栏，可以协助用户省空间和固件的投入。

艾利特协作机器人支撑任意视点装置（正装、侧装乃至吊装），六关节机器人各单关节可±360°旋转，无作业死点，因而尤其合适既有产线中的灵敏布置，用户在规划机器人方位和运转空间时限制较少。

关于第二类应战，客户要求新设备与现有设备有较好的兼容性，协作机器人可以通过通讯的方法满意用户的期望。

艾利特机器人的通讯接口敞开，有各类规范的数据输入输出及总线接口。客户可以从两种工站的规划理念中挑选合适自己的方法，其一，以机器人为中心作为总控，其他的设备作为集成的单元来协同协作机器人完成自动化；其二，协作机器人作为履行机构。

蔡嵩林举例，一些轿车集成厂商更偏好这类方法——以PLC为主，PLC负责控制整个产线（包含传送带和设备交互），协作机器人作为履行单元规划的作业站。

在艾利特机器人用于减速机装配的事例中，整个工站是整线的操作，减速机作为一个规范产品，整个产线用PLC控制（包含相机和传感器），机械臂在其中作为单元模组进行上下料作业。

蔡嵩林解说：“减速机型号多样，订单动摇较大，因而基于协作机器人规划的推拉作业站可以按产线产能需求移动到相应方位，完成快速布置，满意柔性化出产需求。”

第三类应战则来自产能的伸缩性，这时要求产线切换效率更高。

传统职业如白电职业，有些工厂一天的产线切换需求到达十多次（因为有些工厂有大量、不同标准的贴牌订单）。协作机械臂的拖拽示教和快速移动性可以确保机械臂在切换使命时相较于传统工业机器人更快速，在这类运用中有更大的优势。

至今，艾利特协作机器人产品多面开花，促使产品线扩展的边沿本钱进一步下降。在蔡嵩林看来：“协作机器人也好，工业机器人也罢，最终有必要服务于用户，协助他们完成价值。艾利特将持续专心于协作机器人赛道，助力更多工厂完成柔性化出产。”

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