協(xié)作型機器人在手工裝配領域需求特別高，因為它們不僅能與員工密切互動，還能集成到各種工業(yè)應用中。它們的職責是在適當?shù)那闆r下為人類同事提供支持。無論是在大型企業(yè)還是中小型企業(yè)，協(xié)作型機器人都具有很多優(yōu)勢， 比如它們不占用過多的空間，并且能快速適應一定的工作要求。與傳統(tǒng)的工業(yè)機器人不同，這些靈活的工作助手是專為人機協(xié)作而設計的 。在工作場所，它們與人類員工并肩工作，且無需使用防護罩。但是，如何將人機協(xié)作與現(xiàn)有流程相結(jié)合以及如何讓員工意識到機器人解決方案能讓他們的工作事半功倍?item 位于索林根的歐洲總部向我們展示了如何在裝配區(qū)和自動化小部件倉庫中使用協(xié)作型機器人。

1、創(chuàng)建半自動化裝配過程

作為持續(xù)改進過程 (CIP) 的一部分， item 決定采用機器人解決方案來精簡歐洲總部的裝配過程，并以盡可能少的支出實現(xiàn)裝配過程的半自動化。我們重點關注的是小部件裝配區(qū)，因為它是手工裝配占主導的區(qū)域。那么，我們是怎么實施整個項目的呢?首先，我們安排了一個專業(yè)團隊對加工、揀選和裝配過程進行測試和分析，并且對整個過程鏈、所使用的單個產(chǎn)品和系統(tǒng)進行了檢查。我們的團隊調(diào)查了市場上已有的解決方案以及哪些解決方案最適合用來優(yōu)化和自動化小部件的裝配過程。

采用模塊化設計的 item 裝配組件系統(tǒng)可以將輕型機器人集成到現(xiàn)有的工作環(huán)境中。

在實際案例中，我們使用了優(yōu)傲機器人提供的輕型機器人來實施人機協(xié)作。該解決方案主要用于小批量生產(chǎn)。它形象地展示了機器人技術給中小型企業(yè)帶來的巨大優(yōu)勢——因為中小型企業(yè)的生產(chǎn)運營必須定期調(diào)整以適應不斷變化的客戶需求。在這個案例中，我們要通過人機協(xié)作將多個零部件組裝成一個滾輪。在此之前，員工在手工裝配時需要將這些零部件一一組裝在一起。而我們使用協(xié)作型機器人裝配系統(tǒng)的主要目的是緩解員工的工作壓力。在實施項目的過程中，我們還使用了眾多 item 產(chǎn)品，比如人體工學工作臺和運輸推車。因此，借助模塊化設計的item 裝配組件系統(tǒng)可以將輕型機器人集成到現(xiàn)有的工作環(huán)境中。然后，將工件托架系統(tǒng)安裝在單獨的功能性單元中。

2、利用協(xié)作型機器人為員工提供支持

在此之前，所有的滾輪零部件都在小部件裝配區(qū)拆開包裝，并放置在不同的料盒中，然后放入氣動裝配設備中進行組裝?，F(xiàn)在，這些工作大多數(shù)由協(xié)作型機器人完成。員工只需在一開始將工件放在幾個周轉(zhuǎn)箱中即可。協(xié)作型機器人會拾取必要的單個零件并插入裝配設備中。完成自動裝配后，機器人會對成品進行分類并放入對應的工件托架。因此，我們可以實現(xiàn)三種不同類型滾輪的半自動化生產(chǎn)。在這個過程中，偶爾才需要人機協(xié)作，因為機器人完成了近 90% 的工作。當裝配設備插入零件并啟動后，也就開始了自動化生產(chǎn)過程，這意味著員工只需要完成 10% 的裝配工作。這樣做的好處是，當協(xié)作型機器人處理這些工作時，員工可以專注于有更高價值創(chuàng)造潛力的生產(chǎn)活動。

在這個案例中，偶爾才需要人機協(xié)作。員工擺脫了單調(diào)枯燥的工作，可以更好地專注于有更高價值創(chuàng)造潛力的生產(chǎn)活動。

除了減輕員工的壓力，這種形式的人機協(xié)作還有很多優(yōu)點，比如它可以節(jié)省包裝材料，因為所有的成品滾輪直接存儲在工件托架上。在引入機器人應用之前，規(guī)定數(shù)量的成品滾輪都放在紙盒中。此外，協(xié)作型機器人還能統(tǒng)計滾輪數(shù)量——一旦規(guī)定數(shù)量的滾輪組裝完成且工件托架已經(jīng)裝滿，協(xié)作型機器人就會通過光學輔助裝置發(fā)出信號。裝滿的工件托架堆放在料箱中，蓋上蓋板并存放在自動化小部件倉庫中。在這個案例中，我們避免了一系列手工過程，這一切人機協(xié)作功不可沒。類似的解決方案也適用于中小型企業(yè)，他們可以借助人機協(xié)作來提高生產(chǎn)效率和員工滿意度。

*在生產(chǎn)滾輪時，協(xié)作型機器人拾取必要的零部件，然后插入裝配設備中即可。

3、人機協(xié)作的實際案例

人機協(xié)作滾輪的生產(chǎn)過程

要想成功引入?yún)f(xié)作型機器人，各個部門的員工必須盡早參與。比如，在上面介紹的人機協(xié)作案例中，公司充分考慮了員工個人的想法和愿望，也非常透明地展示了項目實施的結(jié)果?！皬囊婚_始以及在項目實施過程中確保信息的絕對透明是獲得員工支持避免員工抵觸的關鍵。畢竟，人機協(xié)作的目的是為員工服務，而不是危害他們利益的?！?item 項目和創(chuàng)新經(jīng)理 Przemyslaw Krzysztyniak 解釋說。因此，員工要將協(xié)作型機器人看成普通的工具或設備，并根據(jù)自己的需要設定機器人的工作節(jié)奏。

引進新技術后，所有的人都驚嘆不已。我們營造了更好的工作氛圍，協(xié)作型機器人也成為了團隊的一員。

為了確保整個小部件裝配團隊能獨立操作協(xié)作型機器人，簡單直觀的操作方法尤為重要。從一開始，員工對引入?yún)f(xié)作型機器人的反應就非常積極?！耙M新技術后，所有的人都驚嘆不已。我們營造了更好的工作氛圍，協(xié)作型機器人也成為了團隊的一員?！眻F隊的控制站操作員 Mahek 表示。由于這款協(xié)作型機器人外觀類似蛇形并且是在 20 年引入的，因此員工給它起了一個朗朗上口的名字—— “Cobra20” 。

手工裝配中的人機協(xié)作，item 使用的協(xié)作型機器人裝配系統(tǒng)無需任何專業(yè)知識即可操作，并且使用現(xiàn)有的基礎設施就可以實施。深入了解這些系統(tǒng)的優(yōu)勢、如何實施這些系統(tǒng)以及員工的反應。

4、協(xié)作型機器人裝配系統(tǒng)，一種靈活的解決方案

除了員工反應和使用的設備外，經(jīng)濟因素也對成功集成協(xié)作型機器人具有決定性的影響。而這正是 item 產(chǎn)品組合模塊化設計的用武之地。從本質(zhì)上來說， Cobra20 不僅可用于單一的裝配過程，還能用來生產(chǎn)多種產(chǎn)品。要實現(xiàn)這個目標，我們可以使用 Zimmer 集團推出的多功能機械抓手。簡單安裝后，這款協(xié)作型機器人就可以執(zhí)行螺釘固定應用等各種任務，從而生產(chǎn)三個不同產(chǎn)品系列的零部件。

item 協(xié)作型機器人裝配系統(tǒng)是一種非常靈活的解決方案，可以根據(jù)需要完全集成到相應的工作臺上。

這個協(xié)作型機器人裝配系統(tǒng)絕不是一個完全孤立、永久固定的系統(tǒng)——相反，它是一種非常靈活的解決方案，可以根據(jù)需要集成到相應的工作臺上。而且，我們在實施項目時也充分考慮了《機械指令》 2006/42/EC 的安全規(guī)定以及 DIN ISO/TS 15066 等各種標準和技術規(guī)范的要求。在安全性方面，該解決方案是人機協(xié)作的典型案例，因為協(xié)作型機器人集成到工作環(huán)境后完全排除了與人意外接觸的可能。此外，這款協(xié)作型機器人預設的防護功能也為員工提供了更多的安全性——當機械臂的移動范圍超出規(guī)定的工作區(qū)域，運動就會自動停止。

*協(xié)作型機器人裝配系統(tǒng)的功能非常強大，可以輕松地集成到現(xiàn)有的工作臺上。

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