過(guò)去，汽車行業(yè)中機(jī)器人的主流應(yīng)用是在固定的安全圍欄中工作，但目前這種應(yīng)用正逐步被取代：多功能的自動(dòng)化裝配系統(tǒng)早已離開(kāi)了“封閉的單元”，執(zhí)行生產(chǎn)、裝配和物料處理的任務(wù)。這樣的轉(zhuǎn)變意味著相應(yīng)的安全理念也要變化，確保人和機(jī)器人之間的互動(dòng)不會(huì)對(duì)人的肢體甚至生命造成嚴(yán)重的傷害。
更好的服務(wù)
服務(wù)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人之間的界限正在逐漸消失。人類的角色被重新定義為智能生產(chǎn)的一部分。對(duì)人類而言，服務(wù)機(jī)器人能夠協(xié)助工作，尤其是一些體力要求高或單調(diào)重復(fù)的工作，能夠很好地減輕人類地工作壓力。這樣，人類可以參與復(fù)雜度更高、責(zé)任更大的工作，比如流程的規(guī)劃和程序的編寫(xiě)等。靈活解決方案的重要性日漸凸顯——緊湊且靈活的助手而不是大批量裝配機(jī)器人。
圖1 當(dāng)與制動(dòng)導(dǎo)引車AGV結(jié)合使用時(shí)，服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高效的物料供應(yīng)功能
靈活度
如今，緊湊的、適應(yīng)性強(qiáng)的機(jī)器人正在進(jìn)入中小型企業(yè)，機(jī)械手執(zhí)行抓取和放置應(yīng)用或不同生產(chǎn)階段之間的處理環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)的機(jī)器人相比，這種類型的服務(wù)機(jī)器人更靈活，也更容易適應(yīng)新的任務(wù)和條件。當(dāng)與制動(dòng)導(dǎo)引車AGV結(jié)合使用時(shí)，服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高效的物料供應(yīng)功能，既可以應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，也可以在非工業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景中覓得一席之地，例如在藥房中使用。
服務(wù)機(jī)器人帶來(lái)的移動(dòng)性
這也是為什么內(nèi)部物流是一個(gè)非常有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域。在這里，多年來(lái)AGV已經(jīng)幾乎成為標(biāo)配，保證了生產(chǎn)中材料的高效流動(dòng)或者是作為生產(chǎn)的核心部分。然而，對(duì)于定制化批量生產(chǎn)需要新的理念，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的生產(chǎn)中，高效的數(shù)據(jù)交換不再是唯一重要的因素。尤其是在內(nèi)部物流，柔性的生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)了更大的靈活性，取代了剛性的生產(chǎn)流程。
運(yùn)輸?shù)母郊又?/strong>
在這類場(chǎng)景中，服務(wù)機(jī)器人和AGV的組合能夠創(chuàng)造更大的價(jià)值：可移動(dòng)的基座上安裝一個(gè)機(jī)械手之后，在受控區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人可以執(zhí)行除裝載、運(yùn)輸物件以外更多的任務(wù)。比如在需要時(shí)，在工件上執(zhí)行必要的工作步驟或者給包裝貼標(biāo)簽等。以一個(gè)安裝了服務(wù)機(jī)器人的FTS為例，配備了傳感器技術(shù)和照相系統(tǒng)后，可以在站點(diǎn)到下一個(gè)站點(diǎn)的過(guò)程中，執(zhí)行一系列規(guī)定的測(cè)量、檢查和分類的任務(wù)。由于這一系列的額外工作，使得物料的運(yùn)輸成為了增值鏈的一部分。
這種由機(jī)械手和AGV組成的系統(tǒng)，其另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于能夠補(bǔ)償系統(tǒng)的定位誤差，從而提供更高的精度：例如，機(jī)械手直到要拿起的部件的精確位置，因此可以彌補(bǔ)AGV定位精度不足的問(wèn)題。
另一個(gè)應(yīng)用案例可能涉及特殊的平臺(tái)，他們運(yùn)輸不同裝備的服務(wù)機(jī)器人單元并將他們存放在使用點(diǎn)。只要完成工作，他們就會(huì)被收回并被帶到一個(gè)新的目的地。因此，在未來(lái)的工廠將會(huì)看到移動(dòng)運(yùn)輸和服務(wù)機(jī)器人的融合解決方案。
圖2 服務(wù)機(jī)器人和AGV的組合能夠創(chuàng)造更大的價(jià)值
機(jī)器人？當(dāng)然不在話下！
作為安全自動(dòng)化解決方案的供應(yīng)商，皮爾磁多年來(lái)一直關(guān)注機(jī)器人技術(shù)：來(lái)自自動(dòng)化專家的安全傳感器，包括光幕、激光掃描儀或安全門(mén)系統(tǒng)，在無(wú)數(shù)的機(jī)器人應(yīng)用中為人和機(jī)器提供可靠的保護(hù)。基于多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，安全專家協(xié)助機(jī)器人的最終用戶通過(guò)CE認(rèn)證，承擔(dān)起機(jī)器人應(yīng)用的安全責(zé)任。同時(shí)，皮爾磁在幫助形成安全方面的共識(shí)所需的國(guó)際規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮了重要的作用，例如關(guān)于人機(jī)協(xié)作（HRC）的技術(shù)說(shuō)明ISO/TS 15066。當(dāng)操作人員靠近機(jī)器或者在工作空間中共同執(zhí)行工作任務(wù)時(shí)，安全的重要作用不言而喻，這對(duì)于移動(dòng)的機(jī)器人應(yīng)用更是如此。物理分離的系統(tǒng)正在被新的能夠兼顧安全性和生產(chǎn)力的安全理念所取代。
模塊化的應(yīng)用
皮爾磁迅速意識(shí)到了生產(chǎn)發(fā)展的新趨勢(shì)，在產(chǎn)品組中增加了服務(wù)機(jī)器人的單元。為促進(jìn)其發(fā)展，皮爾磁特意采用了開(kāi)放的方法，應(yīng)用機(jī)器人控制的機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）的特殊軟件包。ROS框架是當(dāng)下流行的、開(kāi)源的機(jī)器人操作系統(tǒng)，無(wú)論是單個(gè)的機(jī)器人還是整個(gè)的機(jī)器人應(yīng)用，皮爾磁的ROS軟件包都可以進(jìn)行軟件程序的編寫(xiě)。
共同的解決方案
ROS軟件包中包含特定的功能和驅(qū)動(dòng)。他們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)社區(qū)免費(fèi)提供給用戶。例如，可能有一個(gè)用于工業(yè)路徑規(guī)劃的軟件包，開(kāi)源框架的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就在于ROS社區(qū)內(nèi)的聯(lián)合協(xié)作以及與來(lái)自不同領(lǐng)域的專家的交流——從研究機(jī)構(gòu)到機(jī)器人制造商。通過(guò)合作，用戶甚至能成功實(shí)施復(fù)雜的機(jī)器人應(yīng)用。皮爾磁根據(jù)工業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和ROS工業(yè)聯(lián)盟的要求，開(kāi)發(fā)和測(cè)試自己的ROS軟件包，因此可為苛刻的工業(yè)任務(wù)提供高質(zhì)量的代碼。
執(zhí)行過(guò)程中更大的開(kāi)放性
特別是在動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境應(yīng)用中，更能體會(huì)到ROS的優(yōu)勢(shì)：例如在為AGV導(dǎo)航、避免碰撞或抓取不同的、變化的物體時(shí)，由于各個(gè)軟件包是模塊化的，應(yīng)用非常靈活并且與各個(gè)制造商的硬件均兼容。除了開(kāi)放、免費(fèi)提供源文件的優(yōu)勢(shì)外，ROS的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是能夠使用python或C++等編程語(yǔ)言。ROS可以在不同的制造商之間使用，提供一個(gè)完全符合工業(yè)4.0精神的網(wǎng)絡(luò)化的、可交互操作的系統(tǒng)。
皮爾磁的服務(wù)機(jī)器人模塊開(kāi)啟了內(nèi)部物流的新應(yīng)用領(lǐng)域，超越了機(jī)器人應(yīng)用的經(jīng)典領(lǐng)域。服務(wù)機(jī)器人直觀的即插即用原則有助于確保各個(gè)模塊之間的及時(shí)連接，迅速準(zhǔn)備好所需的應(yīng)用。服務(wù)機(jī)器人幫助工人的工作過(guò)程更加地符合人體工程學(xué)、更安全也更有成效。最終使得整個(gè)的過(guò)程更加高效，降低成本并保證高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
