依诺信案例 | 与协作机器人并肩工作是什么样的体验

2023年07月19日

协作型机器人在手工装配领域需求特别高，因为它们不仅能与员工密切互动，还能集成到各种工业应用中。它们的职责是在适当的情况下为人类同事提供支持。无论是在大型企业还是中小型企业，协作型机器人都具有很多优势，比如它们不占用过多的空间，并且能快速适应一定的工作要求。与传统的工业机器人不同，这些灵活的工作助手是专为人机协作而设计的。在工作场所，它们与人类员工并肩工作，且无需使用防护罩。但是，如何将人机协作与现有流程相结合以及如何让员工意识到机器人解决方案能让他们的工作事半功倍?item 位于索林根的欧洲总部向我们展示了如何在装配区和自动化小部件仓库中使用协作型机器人。

1、创建半自动化装配过程

作为持续改进过程 (CIP) 的一部分， item 决定采用机器人解决方案来精简欧洲总部的装配过程，并以尽可能少的支出实现装配过程的半自动化。我们重点关注的是小部件装配区，因为它是手工装配占主导的区域。那么，我们是怎么实施整个项目的呢?首先，我们安排了一个专业团队对加工、拣选和装配过程进行测试和分析，并且对整个过程链、所使用的单个产品和系统进行了检查。我们的团队调查了市场上已有的解决方案以及哪些解决方案最适合用来优化和自动化小部件的装配过程。

采用模块化设计的 item 装配组件系统可以将轻型机器人集成到现有的工作环境中。

在实际案例中，我们使用了优傲机器人提供的轻型机器人来实施人机协作。该解决方案主要用于小批量生产。它形象地展示了机器人技术给中小型企业带来的巨大优势——因为中小型企业的生产运营必须定期调整以适应不断变化的客户需求。在这个案例中，我们要通过人机协作将多个零部件组装成一个滚轮。在此之前，员工在手工装配时需要将这些零部件一一组装在一起。而我们使用协作型机器人装配系统的主要目的是缓解员工的工作压力。在实施项目的过程中，我们还使用了众多 item 产品，比如人体工学工作台和运输推车。因此，借助模块化设计的item 装配组件系统可以将轻型机器人集成到现有的工作环境中。然后，将工件托架系统安装在单独的功能性单元中。

2、利用协作型机器人为员工提供支持

在此之前，所有的滚轮零部件都在小部件装配区拆开包装，并放置在不同的料盒中，然后放入气动装配设备中进行组装。现在，这些工作大多数由协作型机器人完成。员工只需在一开始将工件放在几个周转箱中即可。协作型机器人会拾取必要的单个零件并插入装配设备中。完成自动装配后，机器人会对成品进行分类并放入对应的工件托架。因此，我们可以实现三种不同类型滚轮的半自动化生产。在这个过程中，偶尔才需要人机协作，因为机器人完成了近 90% 的工作。当装配设备插入零件并启动后，也就开始了自动化生产过程，这意味着员工只需要完成 10% 的装配工作。这样做的好处是，当协作型机器人处理这些工作时，员工可以专注于有更高价值创造潜力的生产活动。

在这个案例中，偶尔才需要人机协作。员工摆脱了单调枯燥的工作，可以更好地专注于有更高价值创造潜力的生产活动。

除了减轻员工的压力，这种形式的人机协作还有很多优点，比如它可以节省包装材料，因为所有的成品滚轮直接存储在工件托架上。在引入机器人应用之前，规定数量的成品滚轮都放在纸盒中。此外，协作型机器人还能统计滚轮数量——一旦规定数量的滚轮组装完成且工件托架已经装满，协作型机器人就会通过光学辅助装置发出信号。装满的工件托架堆放在料箱中，盖上盖板并存放在自动化小部件仓库中。在这个案例中，我们避免了一系列手工过程，这一切人机协作功不可没。类似的解决方案也适用于中小型企业，他们可以借助人机协作来提高生产效率和员工满意度。

*在生产滚轮时，协作型机器人拾取必要的零部件，然后插入装配设备中即可。

3、人机协作的实际案例

人机协作滚轮的生产过程

要想成功引入协作型机器人，各个部门的员工必须尽早参与。比如，在上面介绍的人机协作案例中，公司充分考虑了员工个人的想法和愿望，也非常透明地展示了项目实施的结果。“从一开始以及在项目实施过程中确保信息的绝对透明是获得员工支持避免员工抵触的关键。毕竟，人机协作的目的是为员工服务，而不是危害他们利益的。” item 项目和创新经理 Przemyslaw Krzysztyniak 解释说。因此，员工要将协作型机器人看成普通的工具或设备，并根据自己的需要设定机器人的工作节奏。

引进新技术后，所有的人都惊叹不已。我们营造了更好的工作氛围，协作型机器人也成为了团队的一员。

为了确保整个小部件装配团队能独立操作协作型机器人，简单直观的操作方法尤为重要。从一开始，员工对引入协作型机器人的反应就非常积极。“引进新技术后，所有的人都惊叹不已。我们营造了更好的工作氛围，协作型机器人也成为了团队的一员。”团队的控制站操作员 Mahek 表示。由于这款协作型机器人外观类似蛇形并且是在 20 年引入的，因此员工给它起了一个朗朗上口的名字—— “Cobra20” 。

手工装配中的人机协作，item 使用的协作型机器人装配系统无需任何专业知识即可操作，并且使用现有的基础设施就可以实施。深入了解这些系统的优势、如何实施这些系统以及员工的反应。

4、协作型机器人装配系统，一种灵活的解决方案

除了员工反应和使用的设备外，经济因素也对成功集成协作型机器人具有决定性的影响。而这正是 item 产品组合模块化设计的用武之地。从本质上来说， Cobra20 不仅可用于单一的装配过程，还能用来生产多种产品。要实现这个目标，我们可以使用 Zimmer 集团推出的多功能机械抓手。简单安装后，这款协作型机器人就可以执行螺钉固定应用等各种任务，从而生产三个不同产品系列的零部件。

item 协作型机器人装配系统是一种非常灵活的解决方案，可以根据需要完全集成到相应的工作台上。

这个协作型机器人装配系统绝不是一个完全孤立、永久固定的系统——相反，它是一种非常灵活的解决方案，可以根据需要集成到相应的工作台上。而且，我们在实施项目时也充分考虑了《机械指令》 2006/42/EC 的安全规定以及 DIN ISO/TS 15066 等各种标准和技术规范的要求。在安全性方面，该解决方案是人机协作的典型案例，因为协作型机器人集成到工作环境后完全排除了与人意外接触的可能。此外，这款协作型机器人预设的防护功能也为员工提供了更多的安全性——当机械臂的移动范围超出规定的工作区域，运动就会自动停止。