合作机器人来了。更小，更敏捷。它们很容易集成，几小时就可以编程。它们成本更低，占用的空间更少。像大多数机器人一样，他们把我们从枯燥、肮脏和危险的工作中解放出来。这些力量和力量限制的机器人打破了单调，没有打破银行，或我们的头。它们经常去它们的大载荷同类不能去的地方。协作机器人很冷静，很酷，而且通常没有围栏。

但他们并不孤单。他们轻量级的身体和有限的性能也不意味着他们的工作区域总是安全的。合作带来了风险．无围栏机器人系统有多种形式，各种形状和大小。总有一天，真正的人-机器人协作(HRC)可能是无限的。

与此同时，请睁大你的眼睛寻找非传统的机器人细胞，比如无栅栏的传统机器人。软件嵌入到最新的机器人控制器中去了吗传感器和其他安全控制技术正在将高速、高负荷的机器人从它们的硬围栏中解放出来，让它们与人类同事合作。它们并没有你想象的那么反常。它们在野外很难被发现。

新的机器人用户可能只会把“无围栏的安全”等同于协作能力和力量限制机器人。并非如此，但有些情况比其他情况更具挑战性。这种无栅栏的机器看护单元配备了高性能的ABB机器人，可以随您的工作流程移动。看看它是如何运作的．

现在再来看看这种无护栏的曲轴测试过程，由于巨大的KUKA机器人和多级安全控制，使得宝马的工人在人体工程学上更加友好。观看视频．

围着围头可以节省楼层空间，以及架设硬防护的成本和时间。它允许在单元格布局中更具灵活性，并更轻松地重新配置或重新定位工作单元。没有围栏和锁定，工人能够更有效地与用于协作和维护的小区互动。

“很多人来找我们，说他们想要一个协作机器人。但当我们谈论他们的应用时，他们真正想要的是无围栏机器人。RIA认证的机器人集成商在猎户座,密歇根州。“我们从吞吐量和有效负载方面的应用程序需求开始。然后我们再回头研究适合应用的机器人。”

一个协作的力量和力量限制机器人并不总是答案。但有时它是有意义的，特别是当你工作的空间有限，操作者和机器人必须接近或直接彼此工作，就像这个AMT案例研究。

合作更好的人体工程学，质量
一个汽车OEM客户找到了集成商，要求为其动力系统设施提供一个协作机器人电池。机器人将协助操作员插入火花塞。

在这种情况下，机器人是一个FANUC CR-35iA协同机器人（图为35千克有效载荷。绿色，软泡沫包覆的Cobot沿着装配线运行，没有任何安全围栏。它配备了定制的ARM端部（eoat），旨在容纳四个火花塞。

装配过程从发动机块在传送带上一个一个地输送开始。机器人将EOAT展示给同样站在旁边的操作员。操作员直接与机器人交互，将火花塞装入EOAT。装完火花塞后，操作者只需按下机器人上的一个按钮即可恢复操作。然后，机器人手臂转向输送线，将EOAT降低到发动机机体上方的位置，并将火花塞插入气缸盖。

EOAT的工作原理就像一个气动扳手。当机器人将火花塞插入缸盖并开始施加向下的力时，它压缩弹簧加载的工具，工具开始旋转火花塞。这将启动线程进程。在下游，更复杂的自动化通过拧紧火花塞到特定扭矩设置来完成工作。

以前是手动操作，工具悬挂在架空电缆系统上，操作员将工具移动到相应位置。他们会把火花塞装进工具里，把它举到头上，然后笨拙地试图把火花塞塞进汽缸盖里。人体工程学是一个主要问题，质量也是。

凡登•布姆说:“这对一些身高不高的人来说尤其具有挑战性。”“由于这次操作是手动的，所以会与工装、火花塞和发动机组发生碰撞。在运行过程中，火花塞也有交叉穿线的可能。”

人机工程学和质量是自动化的两个令人信服的原因。但是为什么不使用传统的机器人呢?为什么是这个特别的协作机器人?

范登·布姆表示，工厂想要一个真正的协作机器人应用程序，不仅仅是一个在无围栏环境中工作的协作机器人，而是一个可以与操作人员互动的机器人。在这个特殊的例子中，有效载荷并不过量机器人也不需要以非常高的速度移动，但是有一个到达范围的要求。FANUC CR-35iA协作机器人的使用范围更广，再加上工厂已经在工厂的其他部分使用FANUC机器人。

“通过协作机器人，实现比使用传统的机器人和添加光屏或面积扫描仪，这是一个更简单的实现，”Vanden Boom说。“动作相当有限，它允许与运营商的互动非常良好。”

评估、降低风险
这是工厂和OEM部门部署的第一个协作机器人。安全是主要关注点。

“额外的注意力由公司，工厂和工会安全组提供安全，”Vanden Boom说。“操作员直接与机器人互动的事实，以将零件装载到植物劳动力的eoat所需的购买。”

协同机器人单元包括两个Banner EZ-SCREEN®安全光屏，以保护操作人员在火花塞安装期间不小心接触到EOAT。

Vanden Boom说:“我们最初的工作概念是没有任何光屏或额外的安全措施。“但在我们进行风险评估时，根据工具设计，如果在机器人与火花塞一起向下移动时，操作人员将手插入机器人中，可能会产生一个夹点。我们增加了几个小的光屏，只有在机器人向下运动时才会被激活。”

Vanden Boom表示，该应用程序已经有两年多的历史，至今仍在成功运行。

“我们有很多使用协作机器人的应用，它们实际上并不与人互动。它们只是在一个无围栏的环境中运作。这个应用程序是真正的协作。”

AMT有一个内部安全小组委员会，致力于研究人机协作技术和应用。他们的团队在去年和一半的HRC应用程序中开发了大约十几个HRC应用程序，包括该合作伙伴应用与围栏障碍机器人3D计量的六角形AB。观看视频．

我们探讨了几种类型的HRC应用程序协作机器人首先让人们置于人们．

无论你使用的是动力和力限制型机器人，还是配备安全传感器和控制的无围栏高性能机器人，都不能想当然。必须对整个应用程序进行评估，以便在工人和自动化相互交互时识别并减轻所有潜在风险。风险评估是不可替代的。

合作机器人和协作传送带
考虑与传统的高速机器人的羽毛包装线的这种演示单元（图）。Fanuc Robot与罗克韦尔自动化Safezone Mini Safete Area扫描仪集成，可以在被突破指定的安全区域时监测人类或物体的存在，以慢慢或停止机器人。在行动中观看．

如果需要人工干预，机器人会自动降低速度，然后在操作员进入机器人的工作范围时停止。一旦操作者离开工作区域，机器人自动恢复全速正常工作。

您还会注意到机器人上的独特夹具。软机器人抓握系统可以处理无数的不同形状和尺寸的物品，而不会损坏它们，甚至是软糕点。甜甜圈，任何人？软执行器也使夹持器成为无围栏环境下人机协作的一个很好的解决方案。

演示单元还包括创新的协作输送系统。与传统的传送带不同，Shuttleworth独家滑动矩形®输送机技术分散在输送机表面上的力，使得没有一个表面积会导致损伤。据制造商称，人员可以直接在输送机表面上安全地工作。

“Shuttleworth是一个机器人系统集成商的梦想产品，因为它是协作的，”Ken Tinnell，该公司的副总裁和总经理说。“它的反压力很低;它既安全又安静。它也很灵活。你可以随时随地使用它，这样机器人就不用那么辛苦地工作了。”

位于印第安纳州亨廷顿的亨廷顿，Shuttleworth是Promach包装机械品牌系列的部门。创始人Jim Shuttleworth初创防滑滚轮技术在20世纪70年代初。应用程序在多年来进入各种行业，包括食品和饮料，纸张，汽车，能源和消费品包装商品。

Tinnell说:“我们之前就在做协作传送带。”“这可以归结为一些我们可以利用的很棒的物理特性，这是其他人无法利用的。”

温柔的产品和手
该技术利用由专有塑料成型的分段，松散的辊子覆盖的单独动力的滚轮。传送的物品的重量与轴之间的摩擦系数和辊子的内径相结合，提供了驱动力。随着所传达的物品停止，它下方的分段滚子也停止，产生非常低的背压积累并减少产品损坏。

沙特尔沃斯公司的工程经理迈克尔·刘说:“它不像你在10年或15年前买的那种把产品从a输送到B的传送带。”“如果你把一个箱子放在普通的传送带后面，你实际上可以感觉到你的手受到的力量。与滑脱扭矩，它将传达的产品，但你不会感到力量对你的手。它对产品的影响很温和。”

根据廷内尔的解释，它在工人的手上也很温和。

“当你把手放在传送带表面的滚筒上时，它会立即停止。你不会被剥皮或烧伤。没有大量的摩擦转移到你的身体。如果你把手拿开，滚筒又开始转动。这减少了产品背靠背时的压力。该系列的第一个产品感受到的压力大大减少，减少了95%。

“它让我们比其他任何传送带都要安全得多，”廷内尔继续说。“这确实是协作机器人的主题。他们想去掉篱笆。当你把协作机器人和协作传送带放在一起时，你会得到一个惊人的结果。”

这个演示单元激发了一个新的应用程序，目前正在Shuttleworth进行研发评估。他们在食品行业的一位长期客户想要自动化一个需要重复手腕动作的过程。工人们抱怨重复性劳损。

目前的研发电池用Shuttleworth输送机采用FANUC CR-7IA协作机器人。机器人将在一个非常小的区域中与操作员合作地工作，这就是该过程需要动力和力限制机器人的原因。机器人周围没有足够的空间来允许安全区域扫描仪和光线屏幕安全停止距离。

尽管这一过程需要非常高的产品处理速度，合作机器人将选择倍数的产品，所以它的较慢的速度不是问题。在完成的工作单元中，操作员将完成产品操作的一部分，而合作机器人将协助重复的工作，这是所有手腕损伤的来源。

“操作员和机器人将在ARM距离内工作，”刘说。“这是合作的重要优势。”

Tinnell说:“如果一切顺利，我们将进入下一步，即实现整个工作单元。”“这可能会改变这家公司在所有工厂的经营方式。”

Liu和Tinnell都有机器人系统集成的背景。他们将Shuttleworth的快速市场份额增长归功于协作机器人的日益普及。

“在过去三年中，我们的销量翻了一番，”廷内尔说。“我认为这是由于我们的传送带的协作性，加上机器人系统集成商对协作解决方案日益增长的需求。”

各种协作技术正在为更安全的人机交互开辟新的途径。没有围栏，没有界限，真正的人-机器人合作即将到来。我们还没到那一步。但我们接近。

本文介绍了RIA成员:
应用制造技术有限公司
Shuttleworth，LLC