机器人走向极端

机器人每天都做单调乏味的工作。传统上，这是他们的领域。但是时间、技术和经验已经表明他们有能力做得更多。生产力、质量和效率已走到了最前列。ROI现在通常以月而不是年来衡量。卷没有那么关键。

当我们把更多的注意力放在收益上时，有时我们会忘记我们保存了什么。免受极端温度、繁重载荷、恶劣化学物质和有毒气体的影响。他们神奇的能力能去我们不能去的地方，做我们不应该做的工作。从化学精炼和危险物质的处理，到有毒药物的合成和零下码垛，机器人的超人能力使它们走向了极端。

机器人炉攻丝
开炉是一项艰苦的工作。举重是重复的，对体力的要求很高。温度高到足以熔化金属。有毒气体和有毒粉尘使这项任务对人类来说尤其不适宜。但对于机器人和一个经验丰富的自动化集成商来说，开炉并不费事。

专业分析工程公司(SAE)成立于1996年，是一家专业从事工业自动化、机器人、过程控制、系统集成、制造和布线的工程服务公司。这家总部位于犹他州的公司已经完成了多个行业的项目，包括磷还原炉和炼钢炉的电弧炉自动出铁。

SAE为制药和农业巨头拜耳旗下的一家磷酸盐精炼设备提供了6个自动出铁炉。该工厂位于爱达荷州的Soda Springs，运营着多个电弧炉来生产用于除草剂的元素磷。

在精炼过程中，废料以熔渣的形式产生，其温度接近1650℃，足以熔化钢铁。这种熔渣必须定期从炉中除去攻丝．在敲击过程中，弧形炉周围的环境非常严厉。极端高温，溅熔融材料的可能性，有毒的烟雾和蒸气对人类造成危险。

操作环境非常恶劣，甚至机器人也需要保护。金属外壳下面是FANUC M-900一世B/360重型负载机器人倒在一个定制的7轴定位器上，具有协调运动。倒装允许在工作区内进行其他活动，而地板安装配置将禁止此类活动。

取暖，减轻负荷
机器人必须能够在IDAHO冬季冬季到超过38°C时从-29°C变化的环境温度。为了处理高环境温度和极端流程环境，机器人受到RIA成员Roboworld制造的耐热ROBOSUIT的保护。SAE工程师直接与Roboworld一起使用，使其机器人装甲定制，以适应倒置的安装位置和本申请所需的附件设备。

SAE还为机器人配备了所有关节电机和轴承箱上的定制、恒温控制电阻加热器，以在极冷的冬季保持运行能力。他们还将辅助绝缘装置安装在机器人的线束上，保护服下面。电气外壳和暴露位置的操作面板中的所有导管和接线均采用屏蔽和绝缘，以防止恶劣的操作环境。

SAE的工程经理Lane Nielson表示，除了FANUC的高精确度和可重复性外，这款机器人还能够在炉口附近的恶劣操作环境中生存下来。有360公斤的有效载荷，它也有所需的力量来操纵重型工具和执行苛刻的任务，一天24小时，一周7天。

重型工具是由SAE设计和制造的。每个机器人端部臂工具长约5.5米，重113千克。机器人需要四种不同的工具在炉子攻丝过程中执行多个功能。该工具存储在自动刀架中。由...制作的工具变换器ria platinum成员ATI工业自动化是用来准确定位每个工具在机架，因为它需要和自动耦合到机器人手臂。

由SAE构建的PLC控制系统为机器人单元，相关设备和安全系统提供了主控制。它还与客户的SCADA系统相互界面。无线远程吊坠允许操作员执行系统的主要功能，而无需剩余在控制面板旁边的固定位置。安全系统包括物理障碍物，人员访问门配备锁定安全开关，电子停止拉动电缆和e-STOP按钮，以保护在机器人单元周围工作的人。

在自动化之前，该炉的出钢过程完全是手工的。它要求操作员具有一定的强度和耐力，以执行繁重而繁琐的工具重复任务。通过集成机器人系统，它为那些身体上无法执行先前的手动任务的人创造就业机会。机器人还能够操纵比以前人类操作员使用的手动工具更重、更健壮、寿命更长的工具来执行相同的工作。

这6个机器人系统在磷酸盐精炼设施的每个位置都是独特的，要求SAE工程师对建筑进行广泛的结构修改，并设计坚固的安装结构，以支持这些680公斤重的FANUC机器人。第一个机器人安装于2013年2月。在接下来的几年中安装了更多的系统，最近的第6个机器人安装于2018年10月完成。

(特别感谢Specialized Analysis Engineering的Lane Nielson为本节所作的技术贡献。)

虽然Fanuc机器人在爱达荷州的炉子挖掘炉，但川崎机器人距离Windy City不远，而且正在制作电池。

建筑工业电池
繁重的有效载荷和熔融铅不符合此重型机器人帮助构建工业电池。既不是机载铅尘，人类工人的健康危害。

当位于伊利诺伊州纳佩维尔的工业铅酸蓄电池生产商英国运输机和其他电动设备的电池制造商BatteryBuilders Inc.（BBI）决定升级他们的设备时，他们从他们的新机器人那里得到的回报远远超过了预期。他们将以更少的劳动力加倍生产，提高产品质量，降低健康和安全风险。

由于昂贵的设备造成的昂贵生产延误，BBI与密歇根州邦贡港的MAC Engineers合作，令人沮丧，以取代其25岁的COS（铸造）机器。Mac也集成了一个Kawasaki ZX300S大型有效载荷机器人倾向于新的六站COS机器。自动化机器趋势任务将七到五个人的工人数量减少，并在制造设施的其他领域进行了更多的高价值任务。

机器人的过程首先是精确地对齐一组垂直堆叠的电池板，确保边缘均匀和整齐。然后机器人拿起这些盘子，在一个大鬃毛刷上移动，清除末端连接器或凸耳上任何残留的碎片。接下来，机器人会对产品进行熔剂处理，通过去除加热时可能形成珠子的金属氧化物来制备金属耳。然后将凸耳浸入锡中以建立更牢固的连接，然后再浸入熔化的铅中以连接板并建立正负极。最后，机器人将电池板放入最后一个工位，该工位自动将电池板插入成型的塑料外壳中。

BBI需要一台精密的机器，每天连续对齐136kg的电池板达500次。川崎机器人有300公斤的有效载荷，结合了3230毫米的长射程和最小数量的死区空间，在一个小的占地面积的宽工作范围。高重复性(±0.3 mm)使其适合高精度和重型起重应用。结合这些功能，机器人可以到达不同高度的多个机器，同时生成更一致的产品。

“我们已经看到了产品质量的明显变化，”BBI的助理经理说。“这不仅是其动作中精确的机器人，它也是它周围的所有设备。一切都是自动化的，组合可以获得更准确的产品。“

看看川崎机器人在Battery Builders的工作，因为它执行整个六站COS过程，包括电池板对准，刷涂，助焊剂应用，锡浸，熔融引线浸渍和套管。

在多步骤COS过程中，只需要在电池类型修改时更换机器人末端工装即可。当需要更换不同类型的电池时，操作员就会更换机器人的抓手。

高产量，低风险
虽然增加产量是BBI升级的主要目标，但制造商经历了不可预见的健康和安全利益。人工堆积电池板并将其装入箱中，会产生更多空气中的铅尘，比新的自动化过程暴露的风险更大。旧的流程还要求员工举起更重的重物，这导致了更大的受伤风险。

对于BBI来说，重要的是要看到自动化对不仅仅是他们的底线的积极影响，而且很重要，也很重要，也很重要。

BBI环境健康与安全专家说：“我们已经看到暴露空气监测结果显著下降，我们预计随着时间的推移，空气中铅粉尘浓度的降低会降低血铅水平。”。

在自动化过程中产生的任何空降铅灰尘被局部排气通风系统立即捕获并沉积在HEPA过滤的除尘器中。在BBI的每日家务常规期间，通过HEPA过滤的真空和湿擦拭，在机器人表面上收集的任何残留铅粉尘。Kawasaki ZX300S机器人手腕和基座分别是额定IP67和IP65，并且是防尘。

由于更换了旧的COS机，BBI使用更少的工人工作时间经历了更好的产品质量，更加一致。用于操作旧机器的员工现在正在电池组装部门工作，允许BBI在电池组装的最终阶段上专注更多的员工，最终提高电池的整体质量。

自动化制造过程减少了操作员接触空气中铅粉尘的量，并减少了他们的角色所需的重物量，从而形成了一个显著安全的工作环境。一旦所有集成完成，BBI预计每天将生产从400个电池增加到1000个电池，这是自动化之前的两倍以上的输出。

机器人自动化也在医疗行业中占据了不断增加的作用。采取我们探索的蛇的机器人手术室里的机器人和人工智能．他们去了传统的外科手术工具的地方。在药房中，机器人将在人类不应该的地方。

处理危险的药物
美国国家职业安全与健康研究所(National Institute for Occupational Safety and Health)的数据显示，每年有800万美国医疗工作者可能接触到危险药物。用于治疗癌症的化疗、细胞毒性药物和肿瘤药物，以及关节炎、多发性硬化症和其他非癌症疾病，可能构成最大的风险。NIOSH的研究表明，接触化疗药物的医护人员患癌症、染色体异常和生殖损伤的风险增加。

人们对危险药物安全处理、监管环境的变化以及整体药房效率和患者安全的关注度提高，使人们更加关注自动化。Arsuem是伊利诺伊州布法罗格罗夫制药自动化解决方案的领先开发人员，开发了RIVA™ 全自动IV复合系统。

RIVA被医院药房用来自动和准确地准备注射器和袋子中的IV溶液。通过自动化过程，RIVA提高了患者和药房技术人员的安全性。

更安全，更快
自动化所需的重复和复杂的任务准备静脉袋和注射器减少污染和人为错误的发生率。RIVA还确保儿科、新生儿和成人患者的危险和非危险剂量是准确的。该系统允许同时制备更多剂量，从而提高了配制过程的效率。

Stäubli TX-60L UL机器人通过RIVA复合系统将药品从一个工作站循环到另一个工作站。机器人在整个过程中移动物品的速度有助于该系统令人印象深刻的吞吐量。整个系统是封闭在ISO等级5的无菌环境中，以坚持IV复合所需的严格无菌洁净度水平。

观看Stäubli TX-60L UL机器人在北卡罗来纳州阿什维尔特派团医院安装的两个RIVA自动IV复合系统中的一个中，填充IV袋和注射器。

技术人员可以灵活地只进行单一的每日轮班，或者一些人可以一周7天、一天24小时运行该系统。迄今为止，ARxIUM已经为RIVA复合系统集成了超过50个Stäubli机器人和控制器。RIVA系统已注入800多万剂疫苗。

由于其清洁度、可靠性和可重复性，Stäubli机器人帮助RIVA系统通过提高IV混合物配制的安全性和准确性来提高病人护理和药房效率。2018年，医疗研究公司KLAS连续六年将RIVA自动IV复合系统评为Top IV Robot。

从工业和医疗保健自动化，到海格船上的五星娱乐，机器人没有界限。土地利伯无需申请这些工作。

公海上的机器人
平静的海水，滚滚的海浪，汹涌的大海……当机器人遇到我们世界上海洋和水道的不可预知的性质时，所有的赌注都被打消了。这六轴关节必须准备好，无论大自然向他们扔什么。

Roboscreens®将工业机器人与世界上最大的游轮之一携带舞厅滴下视觉效果。该系统不仅将娱乐娱乐到新的水平，它还将机器人技术带到新极端。

Royal Caribbean的Quantum Class Cruise Ships是第一个提供其签名场地的海运船只，两座70°。这款多级巨大的房间是通过跨越船舶的落地玻璃墙的270度全景海景。一天中的起居室，两°夜间变成夜间的娱乐中心，用尖端视觉技术和六个装罗塞上方的龙门的龙头上方，无缝混合在主舞台上方。

优越的运动控制
Andy Flessas（AKAAndyrobot®）开发了与Michigan的Auburn Hills中的ABB机器人一起开发，每个Roboscreen都是一个2米高的Daktronics LED视频显示，安装在ABB IRB 6620机器人。屏幕呈现唯一的视频和图像，而机器人在与屏幕图像和仓库执行器的协调中进行编排的运动。由Andyrobot创建的自定义接口和软件包和软件包由Andyrobot创建，以确保ABB的快速机器人编程语言之间的无缝通信，LED屏幕上显示的视频以及环境中的屏幕和机器人的移动。

在2014年的少女航行之前，RoboScreen娱乐系统与超级巨星乐队Bon Jovi巡回了世界。看到我们将这些眼镜带到生命的机器人低语的背后的幕前故事提升娱乐艺术-机器人．

瑞典哥德堡的ABB PC软件团队与Andyrobot合作编程机器人，尤其是海上运营机器人的独特挑战。机器人不仅要处理自己的六个动作轴，它们还必须弥补船的偏航，俯仰，卷和翻译，因为它与波浪相互作用，并在正常，中等和地区移动水中的水波涛汹涌的大海。为了最大限度地减少这种运动的影响，机器人具有明确定义的阈值，用于不同的海洋状况。

ABB说，在每一个机器人中内置的优越的运动控制是提供一致、可靠和安全的结果的关键，以确保机器人是现场场景的一部分而不受干扰。观看车载节目片段停止性能．

这些不是唯一找到海腿上船的机器人。这些机器人调酒师为五艘皇家加勒比游轮提供饮料。

与此相处极度深入水下机器人．这种ROV(遥控潜水器)能够潜水150米，在世界各地被用于水产养殖、商业潜水、市政当局、警察搜索和救援、军事和研究。

回到陆地上，机器人在寒冷的条件下证明了它们的威力。

北极条件下的沉重举重
艾伯森是爱达荷州博伊西的一家大型食品杂货连锁店，在全美35个州拥有门店，该公司需要一个新的自动化解决方案来实现其冷包装业务。码垛机器人需要满足非常特定的速度、有效载荷、灵活性和占地面积的要求。它还必须经受住像北极一样的环境下的食品级化学清洗，这些清洗可能会使汽车的油漆脱落。

在搜索市场后，Albertsons选择了Kuka KR Quantec Pa北极机器人。即使在低至-30°C的冰冷温度下，五轴机器人也能够快速且精确地执行码垛任务。由于北极设计，它不需要防护服。狭窄的基座和大幅度达到允许短暂的循环时间和高度灵活性，当墙壁空间有限的冻结环境中堆叠。

没有太多的机器人能够长期承受这种潮湿寒冷环境的严酷。看着这个库卡机器人在阿尔伯森省做骨头冰冷的、背靠背断裂的工作。

勇敢于时代分零温度和眩晕高度，这些输电线路检测机器人升高到达电力线，每天覆盖几公里。反过来，他们保持双腿的同事更安全，更靠近地面。

这不仅是大型工业机器人系统或特殊用途机器人卡内基梅隆搜救蛇形机器人能够经受极端环境的考验。协作机器人虽然小，但却出奇的强大。看看这个万能机器人Cobot凭借高温和苛刻的环境在FAA维修站执行HVOF和等离子喷涂过程。

把你那累人的，危险的，有毒的任务给我们。你最严酷的极端。那些太热了摸不着，又太冷了摸不着。在那里人类面临巨大的风险和不顾危险。把他们从沉重的重量和危险的高度中解放出来。因为我们不怕毒气、蒸汽和灾难现场。机器人冲进别人敢踩的地方。

RIA成员在本文中有：
ABB机器人学
发那科美国公司
川崎机器人（美国）公司。
库卡机器人集团
史陶比尔北美