协作机器人 vs. 传统机器人

    工业焊接机器人的出现已有相当长的时间。现在，协作机器人（cobots）在全自动和全手动的工作流程之间提供了一个中间地带。虽然传统机器人有一些优势，但使用协作机器人进行焊接往往可以为企业带来更多的好处。

    传统机器人采取替代员工的方式，而协作机器人则是与员工并肩工作。这种人机协作产生的效果要比人或机器各自为战所产生的效果更好。以下是协作机器人在焊接领域很重要的八个原因。

01 更高的准确性

    焊接自动化有助于避免人为错误，从而提高焊接的精确度。焊接等对几何形状敏感的部件和工序在装配过程中出现错误的风险最高，因此是机器人技术的理想应用领域。

    虽然传统机器人也可以解决这些人为错误，但机器仍然有可能出错。它们可能不会分心，但适应能力较差，因此任何异常情况（如零件错位）都更容易产生错误。而使用协作机器人进行焊接可以最大限度地降低这些风险。

    基于协作机器人的工作流程既受益于机器人的精确性，也受益于人类的适应性。工作人员可以在焊接前准备零件并监控协作机器人的性能，以防止产生错误的异常。因此，与传统机器人相比，协作机器人焊接产生的错误更少，材料浪费也更少。

02 实现效率提升

    同样，协作机器人焊接工艺也更加高效。这种效率的部分原因在于机器人可以比人类移动得更快。更少的错误和消除伤害风险进一步提高了它们更快焊接的能力。

    然而，机器人本身也远非完美。任何过程偏差都可能导致传统机械化装置出现严重中断和停机。相比之下，协作机器人由于与人类工人的密切合作而更具适应性。

    这种适应性意味着协作机器人工作流程可以在不断变化的环境中保持更长时间的最佳效率。因此，一些制造商在实施后吞吐量增加了300%。

03 提高安全性

    使用协作机器人进行焊接也比手动焊接或传统机器人更安全。这些机器处理任务中最危险的部分——实际焊接，使工作人员远离烧伤风险和其他危险。它们还可以预防肌肉骨骼疾病，因为工人不会进行那么多的精细运动。

    传统机器人可以产生类似的优势，但本身也很危险。大型、快速移动的机器可能会撞到员工，无法感知附近的工人，不小心烧伤他们，或者产生夹点。由于协作机器人的设计目的是与人类并肩工作，因此它们采用了更多的安全措施，如通过传感器检测工人和减少突然的移动。

04 增加正常运行时间

    协作机器人有助于提升焊接自动化的另一个原因是它们可以延长正常运行时间。这些机器通常比传统系统更容易编程，并且需要最少的随附设备或空间。因此，制造商可以在没有太多中断的情况下实施它们。

    协作机器人可以延长其整个使用寿命的正常运行时间，因为它们与人类工人的协作可以采取更多的预防措施。全自动系统中的送丝问题可能会导致停机和材料浪费。借助协作机器人，团队可以监控送丝以确保其顺利进行，从而防止这些事故发生。

    同样，随着条件的变化，员工可以相当快地重新编程或以其他方式调整协作机器人。这样，生产线就可以适应不断变化的需求，而无需长时间停机。

05 缓解劳动力挑战

    制造商可以通过使用协作机器人进行焊接来缓解劳动力挑战。当机器人处理最重复、最耗时的任务时，设备可以在没有额外帮助的情况下保持高产出水平。

    与传统机器人相比，协作机器人也可以提高留存率。由于协作机器人不会取代员工，因此它们不会对感知到的工作安全构成威胁。它们还可以自动化人们通常不喜欢的工作部分，但为人们留下空间来执行更具吸引力和动态的角色。这些因素可以提高工作满意度，降低人员流动。

06 更具成本效益

    从长远来看，协作机器人很多时候比传统自动化更具成本效益。这种经济性部分源于协作机器人不需要任何补充基础设施。因此，虽然机器人本身可能更昂贵，但这是制造商实施它们所必须进行的唯一购买。

   协作机器人在设计上也很灵活，因此对它们进行编程不会花费那么长时间，从而更快地获得投资回报。同样，如果制造商必须改变工作流程以满足消费者不断变化的需求或优化运营，它们也能适应。这种不受干扰的特性最大限度地降低了持续成本。

07 提高灵活性

    这种适应性本身就是协作机器人的一个关键优势。对于今天的制造商来说，仅仅提高效率是不够的，他们还必须具有灵活性，因为中断很常见，而且趋势变化的频率越来越高。相关数据显示，仅在 2021 年就发生了超过 11,500 次供应链中断，因此传统机器人的不灵活性很快就会成为障碍。

    协作机器人的灵活性改进了完全手工操作的流程。它比传统机器人适应性更强，也比人类员工效率更高。因此，与手动工作流程相比，它们可以在换班后更快地进入工作状态。

08 工作保障

    最后，使用协作机器人代替传统机器人进行焊接有助于防止有关工作保障的社会问题。尽管自动化创造的职位多于需要的职位，但它可能会在工人周围引起不安的情绪。

    协作机器人之所以不同，是因为它们在设计上与人类互补。重新学习仍然是可能的，但不是强制性的，而且在使用这些机器时不会有裁员的威胁。

    这种工作安全感的增强会改善员工的情绪，提升公司的公众形象。制造商可以享受自动化带来的效率和可靠性，而不会因取代工人而招致质疑。

    自动化对于在当今制造业中保持竞争力至关重要，但完全依靠机器人的解决方案并不完美。使用协作机器人进行焊接可帮助组织利用这项技术的优势，同时管理其不足之处。完全手动的工作流程既缓慢又容易出错。传统机器人缺乏灵活性，而且可能不安全。协作机器人则是两者之间的平衡点，有助于制造企业获得更大的收益。

    ▲本文来自于控制工程中文版杂志（CONTROL ENGINEERING China）2024年3月刊《技术文章》栏目：使用协作机器人实现焊接自动化的八大优势