近年来,协作机器人(cobots)开始引领机器人市场增长。根据BIS Research的研究数据显示,到2021年,协作机器人的市场销量将达到15万台,销售额有望增至20亿美元。一些产业开始将引入协作机器人作为寻求新的自动化未来的一种方式。
协作机器人脱颖而出的原因是它们能在原来全部由人工完成的工作领域中发挥作用。由于协作机器人固有的安全性,如力反馈和碰撞检测的应用,人与协作机器人并肩合作的安全性将得以保证。优傲机器人公司(Universal Robots)是协作机器人的领导厂商之一,该公司近期发布的一份白皮书列举了协作机器人最常见的应用场景。
对工人来说,手动拾取和放置应是当今重复性最高的任务之一了。枯燥乏味的操作很容易导致工人出错,而高度重复的肢体动作也容易导致身体的劳累和损伤。从拾取和放置任务开始应用协作型机器人对于减少工人的重复劳动是一个很好的开始。拾取和放置任务是指将工件拾取并放置在另一地点。实际生产中可以利用这项操作从托盘或传送带上拾取物品,用于包装或分拣。从传送带上拾取还需要先进的视觉系统支持。拾放类的协作机器人需要一个末端执行器来抓取物体,可以是夹具或真空吸盘装置
设备看护需要工人在数控机床、注塑机或其他类似设备前长时间站立,以时刻注意机器的运行需求,比如更换刀具或补充原料。这一过程对于操作员来说,耗时漫长、无比乏味。这种情况下,使用协作机器人不仅让员工解放了出来,而且一台协作机器人可以维护多台机器,提高了生产率。看护类的协作机器人要求具有针对特定设备的I/O对接硬件。这些硬件提示机器人何时进入下一周期的生产或何时需要补充原料。
产品的包装和码垛属于拾取和放置类别里的一个子类。产品离开工厂车间之前需要为运输进行适当准备,包括收缩包装、箱体装配和装载、箱体整理、放置托盘准备发运。这种类型的工作重复率高,且包含一些小型负载,十分适合用协作机器人取代人工作业。快速的产品更换是高低生产量混合的批量生产型企业的业务关键所在。这项应用要求利用传送带跟踪,以同步机器人和传送带的运动。对于外形不一致的产品,应用时还需要结合视觉系统。
加工作业是指任何需要利用工具操作工件的作业过程。协作机器人常用于胶合处理、分配和焊接过程。这其中的每种加工任务都要求使用工具重复完成固定路径。这些任务如果使用新员工需要投入大量时间进行训练,才能达到成品要求。而使用协作机器人后,可以通过在一台机器人上完成编程后复制给其他机器人。协作机器人同时还解决了工人完成的精度和重复操作的问题。传统的焊接机器人系统,通常需要操作人员具有非常专业的机器人编程和焊接知识。
而协作机器人系统的优势是,简化编程,仅仅通过地点和方位记录的方法或传统的CAD/CAM编程就可以实现,简化了机器人编程,让仅有焊接经验的工人也能完成协作机器人的编程。采用Polyscope的接口可以帮助维持稳定的TCP速度,保证了机器人可以以恒定的速度投入原料。这种情况根据固定焊枪、密封胶、胶水、或焊膏种类的不同,机器人应用的末端器执行器也各不相同。
人工进行的精加工作业必须使用手动工具而且作业过程通常很费劲。工具所产生的震动也可能导致操作人员受伤。协作机器人可以提供精加工所需的力度、重复性和精确度。机器人可以完成的精加工类型包括抛光、研磨、去毛刺。机器人可以通过手动示教或计算机编程的方法教授机器人完成相应动作。协作机器人所具有的力控制系统使机器人更加耐用。通过末端执行器或内置的力传感装置,可以实现对不同尺寸零件的精加工。
最后,协作机器人还可以对零件进行质量检测。这一过程通常包含对成品零件的全面检测、对精密加工件拍摄高分辨率图片检测、零件与CAD模型的对比确认。固定多个高分辨率摄像头在协作机器人上可以将质量检测过程进行自动化,快速获得检测结果。使用协作机器人进行检测可获得高质量的检测,更加准确的生产批次。完成检测需要安装具有高分辨率摄像头的末端执行器、视觉系统和软件。
