協作機器人可以通過與人類更密切的互動帶來顯著的好處，但它們需要高質量的零件更換來確保安全性和生產力。

多年來，重型工業機器人一直是工廠的重要設備，使制造商能夠提供高水平的一致性和可重復性，從而提高生產力。

然而，不斷變化的消費者行為正在推動對生產中更多定制的需求增加，智能制造和高度自動化正在成為常態。這反過來又產生了對更小、更輕便、更敏捷的機器的需求，這些機器可以與工人建立更密切的關系。輸入協作機器人或“協作機器人”。

協作機器人可以承擔需要精度的重復性任務，它們正在成為大生意。 2017 年至 2020 年間，全球協作機器人安裝量翻了一番，從大約 11，000 臺增加到 22，000 臺。BIS研究公司的一項研究表明，全球協作機器人市場預計將從580年的2018.9億美元增長到2024年的<>億美元。

雖然需要更多的人機協作，但協作機器人的廣泛采用確實帶來了一些挑戰 - 尤其是在安全領域。成功取決于許多因素：從充分的培訓（針對人類和機器）到獲得可靠的組件，如傳感器，這將有助于協作機器人了解他們的環境并做出相應的反應。

因此，讓我們看看協作機器人在現代工業環境中的作用，并解釋如何使它們保持最佳運行水平。

傳統工業機器人面臨的挑戰

工業機器人具有簡化和優化生產的能力，但傳統上它們需要高投資成本，比人類更難教，并且存在一些安全問題。以下是需要考慮的一些因素：

計算成本

在成本方面，工業機器人絕不是微不足道的購買。雖然它們提供了良好的投資回報，但它們確實需要一種涉及大筆資金的專用且深思熟慮的方法。它們通常需要高昂的前期投資以及額外的安裝和配置成本。還需要考慮未來的維護成本。

教學棘手

對工業機器人進行編程并培訓它們執行特定任務需要工作，并且需要具有專業技能的經驗豐富的技術人員。這項活動對制造商來說價格更高，制造商需要在內部雇用這些專家。而且這不是一次性的：當需要更改或軟件需要升級時，可能會產生額外的成本。

對機器人進行編程時也需要小心。如果操作不正確，它有可能出現故障或運行效率低下。

保持安全

工業機器人遠非謹慎：它們是大型笨重的機器，可以快速和重復地移動，可能對工人構成危險和風險。這需要在機器人周圍添加堅固的安全籠以隔離和保護人類同事的額外費用。

雖然最新的工業機器人具有許多安全功能，但已經放置了一段時間的舊機器可能缺乏檢測附近物體（包括人類）的感官能力，使它們容易發生碰撞和潛在事故。

協作機器人簡介

工業機器人在汽車裝配等重型工程應用中發展起來，其強度足以舉起重達數百公斤的物體。相比之下，協作機器人專門設計用于直接與人類互動并與他們合作執行任務，使用更小的有效載荷。

例如，協作機器人通常坐在桌面上。它們非常適合執行復雜而精細的裝配工作、精確保持或重復的拾取和放置操作，具有最高水平的一致性和可靠性。制造環境中的特定功能包括打磨和拋光、膠合和密封、擰緊以及質量測試和檢查。

通常，協作機器人的成本只是大型工業機器人投資的一小部分。他們不需要專業編程，而是可以通過與人類的直接互動來輕松學習任務的動作。

協作機器人的概念最早是在 90 年代中期提出的，第一家推出協作機器人的主要制造商是 2004 年的 KUKA。此后，許多機器人制造商進入市場，協作機器人的能力迅速增長。最初的機器通常重約10公斤，有效載荷僅為幾公斤。隨著時間的推移，協作機器人已經發展到變得更大、更強大。FANUC于2015年推出了首款協作式機器人，有效載荷為35公斤，同年ABB也推出了首款雙臂協作式機器人。

通過最新法規維護工廠安全

協作機器人不像笨重的工業機器人那樣被隔離在籠子里，而是經常位于人類工人旁邊的桌面上。由于它們的位置如此接近人類，因此安全至關重要，發那科、西門子、歐姆龍和ABB等全球工業機器人制造商正在構建將員工保護放在首位的協作機器人。

協作機器人需要能夠在瞬間對工人的存在做出反應，以防止出現潛在的破壞性和致命情況。因此，它們的設計具有固有的安全措施，而不是依賴于物理保護措施。例如，手臂安裝了位置傳感器和先進的安全功能，如防撞功能，使其可以安全地在與生產線上的人相同的空間內工作。

為了確保員工安全和維護工廠安全，確保協作機器人按預期運行至關重要。安全標準ISO 10218和技術規范RIA TS 15066定義了協作機器人的安全功能和性能。

許多協作機器人具有直接示教功能，用戶可以握住手臂并將其移動到每個所需的位置。ISO 10218 和 ISO/TS 15066 為協作機器人教學提供了標準和指導，這是工人的手與機器人直接接觸的一個重要方面。

例如，Omron 的 TM 系列協作式機器人使用直觀的手動引導機制來教機器人新任務，而無需對機械臂的運動進行編程。“手動引導模式”等功能監控速度和力度，以確保教學過程符合最新的安全標準。

無論固有的安全功能如何，相關標準仍然要求協作機器人在部署前進行全面的風險評估，并且制造商在涉及緊急停止的情況下考慮所有可能的危險和結果。

保持安全和生產力

由于協作機器人是移動機器，因此它們具有許多易損件，定期維護對于確保它們保持良好狀態至關重要。除了傳感器和其他復雜的機電組件外，協作機器人還需要電纜、線束、潤滑系統、密封件、法蘭、螺釘、螺栓和 O 形圈。它們都必須定期檢查和維護，以安全運行并充分發揮其潛力。

在這方面，必須與自動化供應商合作，該供應商可以訪問保持協作機器人運行所需的全系列零件和備件。在EU Automation，我們在機器人和協作機器人方面的經驗植根于從西門子，ABB和三菱等領先OEM提供可追溯和可驗證零件的長期自動化和控制組件的歷史。這些組件以堅固的包裝運輸，以保持最佳狀態。這種對零件質量的承諾對于協作機器人等人機在環應用至關重要，因為其中安全性是給定的。

協作機器人將繼續存在

總而言之，工業機器人的優勢在工業界是眾所周知的，在向工業4.0過渡期間，它們一直是工廠的關鍵組成部分。但是，隨著制造商尋求優化運營并引入新的定制水平，他們越來越多地轉向協作機器人的靈活性和效率。

集成的安全功能，通過快速發展的安全標準得到加強，使協作機器人能夠與人類和諧工作，使制造商能夠突破生產力的界限，最終提高利潤。因此，協作機器人正在牢固地確立自己作為未來更智能工廠中必不可少的元素的地位。