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工业机器人如何与人类形成“完美的伙伴”?

作者:希文      发布时间:2021-04-26      浏览量:2
与早期的工业机器人不同,今天,“协作机器

与早期的工业机器人不同,今天,“协作机器人”配备了传感器,并具有能够有效探测周围人并对其作出反应的安全特性。这样的设计可以让人和机器人形成“完美的合作伙伴”。

未来,可以形成安全高效的人机交互机器人--或“协作机器人”(Cobotics)。

将对工业装配、生产线、物流等应用领域产生革命性影响。

在许多行业中,一些厂商逐步大规模引进了这种自动化协作机器人系统,在汽车制造业的批量生产中,如宝马,他们于2013年开始使用车门生产线,现在包括大众和许多汽车零部件供应商在内的制造商都在使用这种人机协作机器人。

大众生产线上的合作机器人

完美合作伙伴

尽管目前的实际情况并不乐观,但在大多数实际应用中,机器人活动的操作区域仍然需要被障碍包围和隔离。然而,随着科技的飞速进步,不像早期的工业机器人,今天的工业机器人。该“协作机器人”配备了传感器,具有安全特性,能够有效地检测周围的人并做出相应的响应。这样的设计让人和机器人成为完美的伙伴:后者的力量和准确性,再加上前者的视觉、感知、思维和适应性,将释放出更高效的生产力。

人和机器人的组合至少目前是这样的,因为人类拥有的许多技能现在无法通过程序来创造。“有了丰富的经验和非书本知识,就没有办法用程序代码来表达它。例如,工人可以检测到有问题,钻的振动和平常不一样,或者材料太硬。“很难用文件的形式记录这件事,”Saenz说。这需要人类和机器人之间的“协作”来完成更多的任务。

人类和机器人合作伙伴

宝马使用“合作机器人”来避免受伤。

宝马长期大胆尝试使用“协作机器人”,并取得了比预期更多的成果。

宝马公司于2013年为其在南加州的工厂安装了由UniversalRobots设计和制造的协作机器人。2015年3月,UniversalRobots最新推出的是UR3机器人,现在他们和三个协作机器人--UR3、UR5和UR10。机器人可以和工人一起完成一些门的装配任务,比如它可以“协助”工人完成门胶等操作。没有这些机器人,传统的操作将是艰苦的,也可能导致工人手腕的职业伤害。

这个机器人的“人机协作”功能允许员工安全地与机器人在近距离工作,其独特的力感应使其在与人接触时自动限制所产生的力。例如,默认的力感应极限设置为150牛顿的力,也就是说,一旦一个人接触到机器人并产生150牛顿的力,机器人就会自动停止工作。但它也可以调整,以自动停止工作时,一个最低的50牛顿的力量是在工作路径上遇到的。“我们感兴趣的是人体工程学和安全。当一个工人离机器人太近时会发生什么呢?机器人会首先警告你离得太近了。”然后立即停止当前操作。宝马(BMW)装配和物流主管里希莫里斯(RichMorris)表示。

今年,宝马协作机器人被应用于另一项人体工程学任务:将硬橡胶插入底盘的孔中。“许多工人在做这件事时大拇指受伤。”莫里斯解释说。宝马最初通过3D打印开发了保护骨骼来支持手指,但现在拥有“超级拇指”的协作机器人已经完全接管了任务,

系列合作机器人

合作机器人通过演示了解到最先进的协作机器人在功能上是灵活的,因此相同的机器人模型可以很容易地根据任务切换模式,如安排任务、装卸任务和处理原材料任务。由

ReThinkRobotics设计的Baxter机器人有两个机械手和一个动态的面部表情(屏幕)。机器人可以通过演示训练来学习执行各种任务:人类可以控制机器人的手臂,指定一系列动作,机器人会记住和重复,从而达到演示学习的目的。另一方面,头部屏幕使用面部提示通知周围的人他们正在执行的任务,或者他们将要面对的问题。第一个离开实验室并投入使用的巴克斯特机器人是澳大利亚糖果巨头黑格(Haigh)2015年2月推出的巧克力采摘机器人。该机器人与其他工厂工人一起工作,没有受到保护和隔离。

协作机器人的下一个主要应用领域是消费电子产品的组装和生产,目前许多国家和地区主要依靠人力。今年3月,巴克斯特机器人引入了一个“单手”小兄弟“Sawyer”,旨在进行电路板测试和机器操作。今年4月,ABB在德国汉诺威市正式推出了一款名为“YuMi”的协作机器人。机器人配备了大量的传感器,甚至可以精确地通过缝纫针。

YuMi是英语“你我”的缩写。工人和机器人可以和谐共处,共同完成同样的任务。

YuMi合作机器人

是一种具有视觉和触觉的协同双臂装配解决方案。玉美灵巧的手臂,包在柔软的材料中,配备了创新的力传感技术,从而确保了人类同事的安全。安全体现在机器人的各种功能上,使机器人能够在开放的环境中工作。

对于广大公众来说,值得期待的是,一旦协作机器人在业界得到了广泛的应用,并完成了长时间的安全验证,它们可能会立即出现在国内市场上,当然还有许多特殊的挑战。“在工业环境中,人类通常是18岁以上的成年人,他们明白戴护目镜和皮鞋在工作环境中的重要性。但在家庭环境中,一切都变得不同,比如宠物和在地上滚动的孩子,这对机器人的‘智慧’提出了挑战。”“然而,我相信家庭市场在未来仍将是一个更大的市场,”Saenz说。

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