人机协作趋势内幕

一系列制造业的特殊需求正在推动无笼子机器人的快速发展,这些机器人可以与人类一起工作或在人类附近工作。让我们来看看最新的进展。

格林菲尔德编程一个万能机器人UR5
格林菲尔德编程一个万能机器人UR5

不久之前,这个概念离现实似乎还有很多年的距离,但现在看来,我们已经达到了人机合作的临界点。尽管工业机器人在保护区工作的时代还没有结束,但机器人与人类并肩工作的时代正日益成为现实。

在本周于芝加哥举行的ProMat/ automation 2015活动上,我在一个地方看到了比以前更多的这种趋势的证据。展会上最突出的例子是:通用的机器人,拥有UR10、UR5和新推出的UR3机器人;重新考虑机器人Baxter机器人;而且三菱电机自动化与系统集成伙伴Aspect Automation合作,展示了协同工业机器人系统。

万能机器人在此次展会上的存在不仅体现在其巨大的展位空间上,而且还体现在该公司的机器人在其他展会地点的出现,例如在华盛顿Robotiq而且帝国机器人展位。

尽管这三款万能机器人产品都是为了在装配操作中与人类一起工作而设计的,但该公司最新发布的产品——机器人UR3-由于其尺寸和桌面安装格式,设计用于更直接的人机协作。UR3重24.3磅。它的有效载荷为6.6磅。,所有腕关节360度旋转,末端关节无限旋转。据该公司称,这些功能使UR3成为目前可用的最灵活、最轻量的桌面机器人,可以与人类并肩工作。

万能机器人公司的首席技术官和联合创始人埃斯本·奥斯特加德(Esben Oestergaard)并不陌生,他声称自己在市场上拥有独特的地位。他说,该公司目前有大约4000个机器人部署在“与人类协作的应用程序中,这比我们所有竞争对手的总和还要多。”

据称,UR3的应用范围涵盖了从医疗设备到电路板和电子元件的制造和组装行业。根据Oestergaard的说法,机器人可以用正确的扭矩捡起螺钉、安装并拧紧它们。在涂胶应用中,UR3可以沿着狭窄的路径以恒定和稳定的压力剂量完全相同的胶水。

除了万能机器人能够与人类一起工作之外,奥斯特加德指出,该公司用于机器人编程的图形用户界面是该公司迄今为止发展势头的另一个关键区别。我必须承认这是非常直观的——你可以在视频中看到这一点的证据,在Oestergaard的最小指导下,我能够在短短几分钟内为UR5机器人编程多个路点。根据我的经验,万能机器人的一个新的营销标签可能是,他们的机器人很容易编程,甚至一个编辑器都可以做。

如今,在人机协作领域最著名的玩家可能是Rethink Robotics,该公司因其独特的技术而得到广泛认可巴克斯特机器人。在与Rethink Robotics的吉姆·劳顿(Jim Lawton)交谈时,他指出,人机合作的兴起源于以下几个因素,最明显的是:

  • 他援引波士顿咨询集团(Boston Consulting Group)最近的一项研究称,“制造业中90%的任务尚未实现自动化,因为用标准的工业机器人技术实现自动化并不实际。”
  • 大多数中小型制造商都被排除在机器人领域之外,因为他们通常缺乏工业机器人编程知识。
  • 此外,这些较小的制造商通常执行不同的车间生产作业,因此需要机器人非常灵活——这是大多数工业机器人不容易做到的。“机器人需要适应不精确的生产环境,”劳顿说。“巴克斯特和Sawyer (Rethink Robotics公司最近推出的单臂机器人)是为经常进行更改的半结构化环境而设计的。(见视频)

劳顿表示,就在两年前,协同机器人还被业界普遍忽视。然而,到2014年,它的地位出现了“转机”,不再只是一种求知欲。他说:“它(协作机器人)很快就会出现在每个制造设施中。”“如果没有它,制造商将无法运作。”

在指出“协作等于安全等于不在笼子里”时,劳顿强调了即使是一些大型工业机器人供应商也在朝着这个方向前进——我在三菱电机自动化的展台上看到了这个方向的展示。在这次展览中,三菱电机自动化(MEA)展示了与其合作伙伴Aspect Automation的合作,以说明MEA的安全控制器与激光扫描仪的组合如何在工业机器人周围创建安全区,使人类可以在工业机器人附近工作而不需要使用保护笼。

三菱的David Kaley解释说,电子组装行业的大型企业都需要这种人机协作能力来进行高速材料处理和零件挑选操作,这些要求正在推动三菱在这一领域的系统开发。

Kaley说:“大多数为人类协作设计的机器人速度不够快,无法用于高速材料处理应用。”“但通过这种技术组合,人类可以与任何类型的机器人密切合作。”他指出,这种类型的机器人-人类协作技术并不是为了非常近距离的手拉手的人/机器人协作,而是为了与机器人“非常接近而不需要笼子”的工作。

在三菱展台上展示的系统包括一个三菱拾取和放置机器人(RV-4FL),连接到三菱新的安全控制器(4F-SF001-01)和第三方激光扫描仪,以创建两个级别的安全操作区域。在“黄色”区域(覆盖机器人周围约5英尺的360度),该区域内的任何运动都会导致机器人减速至极低的速度,但仍继续工作。任何进入“红色”区域的东西,距离机器人3英尺以内,都会导致它完全停止工作。在这一点上,机械臂的任何操作或轻推都像一个e-stop。如果没有触发e-stop,一旦人类移动到红色和黄色区域之外,操作将自动恢复到预先设置的速度。

Aspect Automation的Camren Blank解释说,该系统采用冗余系统监控通道,根据OSHA要求,使用安全控制器来控制激光扫描传感器和机器人。

当被问及最初激发三菱开发该系统的电子组装应用之外的部署时,Blank指出,他们正在与CNC车间和实验室讨论部署该技术。

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