協(xié)作機器人利用運動控制速度和敏捷性

一種名為YuMi的新型協(xié)同雙臂機器人采用獨特的機電一體化設計和創(chuàng)新的運動控制，無需障礙物，保持架和軟件安全區(qū)。在開發(fā)新設計概念時，旨在使小型零件裝配在技術上和經(jīng)濟上都可行，目標是使與附近的手動工作單元共存的單元自動化，并在與人類工作人員交互時實現(xiàn)固有的安全環(huán)境。

YuMi的設計基于運動控制軟件，速度限制硬件，減輕重量，緊湊框架和14軸靈活性的革命性集成。如果發(fā)生意外碰撞，輕型填充鎂合金臂可在必要時在幾毫秒內(nèi)停止運行，例如，嵌入其集成手中的攝像頭監(jiān)控直接環(huán)境。綜合效果是確保人類同事在生產(chǎn)線和制造細胞方面的安全性。

“即使發(fā)生接觸，YuMi的設計也不會傷害人們，”ABB公司機器人業(yè)務部裝配和測試業(yè)務部經(jīng)理Nicolas De Keijser告訴Design News。

“柔軟的雙臂和輕巧的設計有助于提高機器人同事的整體安全性。機器人的設計讓人感到安全和舒適。“

“簡單地說，在不太可能發(fā)生安全故障的情況下，包括其夾具在內(nèi)的物理機器人無法造成傷害，”De Keijser說。“適度的機器人速度也讓人類有時間反應以避免碰撞。”

YuMi是ABB聲稱的世界上第一個本質安全，協(xié)作的工業(yè)機器人。其本質安全設計已被UL列為全球認證。

用于機器人設計的雙臂技術為組裝應用提供了許多優(yōu)勢。它可以在裝配單元內(nèi)實現(xiàn)靈活的固定，因為一個臂可以用作夾具，而另一個臂可以操縱零件，并且還允許引導柔性部件。另一個關鍵是YuMi以協(xié)作的方式實現(xiàn)高吞吐量，其占地面積小，速度快，精度/準確度高。

機器人本身安全的設計旨在消除圍欄，鎖定或其他障礙物的需要，其伺服夾持器手可以輕松定位，然后引導夾具拾取零件。實時算法為每個臂設置無沖突路徑，并根據(jù)所需任務進行定制。如果在不太可能的情況下接觸，則填充物通過吸收力來保護同事。

“如果機器人遇到一個意想不到的物體，例如與人類同事最輕微的接觸，YuMi可以迅速診斷其環(huán)境的變化，并在必要時注冊過載，在幾毫秒內(nèi)關閉運動以防止受傷，”De Keijser說過。

如果YuMi感覺到意外的影響，例如與同事發(fā)生碰撞，它可以在幾毫秒內(nèi)“暫停”正在進行的動作，并且可以輕松地重新開始動作。此外，機器人可以快速診斷其環(huán)境的變化，并在必要時記錄過載，在幾毫秒內(nèi)關閉其運動以防止受傷。當這與浮動襯墊結合時，人類同事的安全性急劇增加。即使具有固有的安全功能，機器人也能夠精確快速地在空間中返回到同一點，精度達到0.02毫米，最大速度可達1,500毫米/秒。

YuMi專為滿足消費電子行業(yè)所需的靈活和靈活的生產(chǎn)需求而設計，并且越來越多地應用于其他市場領域，ABB開發(fā)了一種協(xié)作式雙臂小零件裝配機器人解決方案，包括靈活的手，零件供給系統(tǒng)，基于攝像頭的零件位置和最先進的運動控制。通過使用手持相機，它也非常適合檢查和測試應用。

“自從近兩年前在漢諾威工業(yè)博覽會上推出全球市場以來，YuMi已被眾多小零件裝配制造商成功部署，并逐漸成為玩具，手表和書寫筆等行業(yè)客戶的選擇，僅舉幾例，“De Keijser說。“YuMi的包裝應用非常普遍，包括將多個部件裝入包裝，組件裝配和易碎材料包裝。”

YuMi的性能和準確性使其成為最適合協(xié)作的機器人解決方案，用于處理需要高靈活性和準確性的小零件裝配和其他處理應用。因此，它增加了可以使用協(xié)作機器人的整體市場。

憑借其靈活性和快速部署能力，YuMi可以支持和增強從中小企業(yè)到大型企業(yè)的技術工人的能力，特別是在重復和枯燥的任務中。我們希望隨著新應用程序每天在越來越多的行業(yè)中出現(xiàn)，人與機器人之間的這種互動將繼續(xù)。

De Keijser表示，小零件裝配的“新常態(tài)”是產(chǎn)品數(shù)量減少，產(chǎn)品生命周期縮短，交貨時間縮短，以及在最終市場附近定制商品的趨勢日益明顯。協(xié)作機器人的極端多功能性使其能夠通過快速重新定位和學習新任務，以與高價值員工相同的方式適應生產(chǎn)環(huán)境的變化。新思維是協(xié)作機器人將從根本上改變行業(yè)對裝配自動化的看法。

隨著機器人系統(tǒng)和解決方案的簡化，它們將變得更易于安裝，調試和編程。簡單的一個很好的例子是引導編程，它允許操作員通過簡單地移動其手臂來完成任務，從最大的汽車制造商到當?shù)氐拿姘鼛煛?/p>

前進的挑戰(zhàn)

De Keijser表示，改進協(xié)作機器人的易用性和編程將是更廣泛采用的主要驅動因素之一。這將與計算機視覺，人工智能和傳感器技術的進步密切相關，這將使機器人具有更好的感知和感受環(huán)境的能力。

“今天的客戶需要機器人系統(tǒng)和解決方案，使人與機器能夠更加接近地工作，簡單易用，并提供有效的工廠管理，”De Keijser說。

考慮到這一點，ABB已經(jīng)確定了機器人技術的三個發(fā)展趨勢，他們認為這將影響未來所有機器人的使用方式：協(xié)作，簡化和數(shù)字化。今天，由于其靈活性和快速部署能力，協(xié)作機器人支持并增強了來自中小型企業(yè)或通常被稱為中小企業(yè)的技術工人的能力，特別是在重復和枯燥的任務中。

De Keijser說，隨著越來越多的行業(yè)每天都在出現(xiàn)新的應用程序，人與機器人之間的這種互動將會繼續(xù)。第二個簡化趨勢將使機器人的安裝，調試和編程更容易。簡單的一個很好的例子是直觀的編程，任何人都可以做。最后，有效的工廠管理將依賴于數(shù)字化或解鎖互聯(lián)網(wǎng)能力的能力。

自YuMi以來的這一年，ABB的團隊一直在學習更多，并了解這項技術的潛力。

“YuMi能夠實現(xiàn)更精簡的自動裝配和物料搬運系統(tǒng)，同時還能管理復雜的應用。與此相關的成本效益正在釋放出這種自動化的潛力，這種自動化可用于許多裝配應用，其中投資回報率不利于更傳統(tǒng)的自動化技術。此外，由于這個原因，我們看到許多中小型企業(yè)開始投資自動化，“De Keijser說。