使用机器人技术，帮助电子产品制造商将废品率降低到接近为零的水平，并将生产率提高近5倍。Creating Revolutions公司为酒店行业提供客户服务寻呼系统。曲棍球大小的通信盘被设计为通过智能手机无线连接来宾和服务员。组装通信盘，是一项复杂的任务CONTROL ENGINEERING China版权所有，需要准确性和重复性。
　　“问题是，工人很难以完全相同的方式，一遍又一遍的高效地重复一个特定过程。”Einar Rosenberg说道,他是Creating Revolutions公司的首席执行官。Rosenberg正在寻找一种既能满足质量又能满足数量需求的自动化解决方案。
　　“这两个元素总是互相竞争。我们考察了大约40个不同的机器人公司，它们中的大多数并没有一个很好的编程方法；机器人对环境要求太高；或者那些机器人太大或太粗糙。”Rosenberg说，比较之后他选择了Universal Robots公司的UR3协作机器人来完成他的研究。

想要指导UR3 协作机器人改变任务，只需要扫描二维码。本文图片来源: Universal Robots

　　与人的协作
　　由于内置的安全系统，使得机器人手臂在遇到路线中的物体或人员时会自动停止工作，这种机器人被归类为协作机器人。这一特性使人类和机器人能够并肩工作，而不需要传统工业机器人通常所必需的围栏。
　　“我们需要人类给机器人进料。机器人的安全特性实际上简化了很多，因此我们感觉最有价值的资产——不是机器人而是人——变得更加安全了。”Rosenberg说。
　　按小时付费机器人
　　经过Universal Robots认证的系统集成商Hirebotics公司将这种机器人集成到了Creating Revolutions公司的装配线上。该系统可让像Creating Revolutions这样的初创公司在不花费前期资本支出的情况下、按小时租用协作机器人。“我们是一个初创企业，所以我们买不起一个非常昂贵的机器人。”Rosenberg说，“传统机器人及其内部设置的复杂性和高昂费用令人望而却步，而现在我们正在改变这一切。”
　　完美捻涂硅胶
　　机器人需要处理两个循环：首先，机器人逐行检查铝壳部件在托盘上是否正确排列。然后机器人拾取零件，放入夹具，拾取硅胶注射器并且排列硅树脂在机壳内侧边缘。放下注射器，机器人挑选丙烯酸圆盘，并将其放置在硅树脂上。
　　“然后机器人执行的过程，我们称之为 ‘扭曲’，因为我们发现，无论怎么做，涂抹的硅胶从来都没有达到一个完美的圆圈。为了实现均匀的涂抹，机器人使用一个吸入装置来压下和扭转丙烯酸盘，从而在把组装好的部件放回托盘之前将硅树脂涂抹的更完美。 ” Rosenberg介绍道。
　　效率提升5倍
　　该机器人预先设定的另一个循环是钻孔和焊接过程。该机器人从分配器中取出一个带铜基的圆盘，并将其放入一个光学激光传感器中，使其对准光盘，然后将该磁盘放入一个固定架中，通过关闭两个夹具将其夹持住。
　　“下一步就是机器人从皮带上抓取钻头，然后是啄钻过程，因为如果你持续用力，丙烯酸就会粉碎。该机器人足够灵敏，使其可以快速弹起，直到钻出一个完美的洞。” Rosenberg说。
　　在钻孔完成后，机器人将钻头放回皮带，并释放其中一个夹具，形成一个开放区域，在该区域内可以使用自动焊锡机的烙铁。
　　回到皮带上，机器人抓取焊枪，在铜上以及钻孔的周围放置三处焊料。一旦该步骤完成，机器人通过释放压缩空气，将产生的碎片冲开，松开第二钳，然后抓住光盘，并把其放置到存放完成产品的容器中。据Rosenberg说，采用协作机器人后预焊的效率提高了近5倍。

UR3 机器人可通过直观的触摸屏接口进行编程。

　　机器人: 协作的“第三只手”
　　在使用机器人之前，手工焊接过程确实需要操作员有“第三只手”。“由于这些板的存在，必须钳住电线，因为人类必须手持焊接针和焊锡丝。现在，机器人将焊料放在你应该焊接这些电线的位置。”Rosenberg说。由于无须手持焊锡丝CONTROL ENGINEERING China版权所有，因此工人就能够拿着光盘，握住电线，而不是一个钳子；然后焊接就简单了。机器人使它更清洁，大家用起来也更容易；这是一种真正的协作方式。
　　快速机器人集成
　　从Creating Revolutions公司第一次接触 Hirebotics到订购这些机器人，只用了几个星期的时间。然后就进入到安装和编程。Hirebotics公司的联合创始人Matt Bush解释说，快速部署势在必行。协作机器人在这方面可以提供帮助，因为它们通常不需要额外的安全围栏来执行任务。
　　“当我们抵达客户现场时，我们可以很快调整机器人。我们可以抓住机器人手臂，把它放到自由驱动模式，并通过物理移动使其按照我们希望它运行的路径来运行这种方式来‘教它’，而不必通过对数以百计的路径点进行编程来实现。”Bush说。
　　对现有程序的修改也很简单。Rosenberg说，“我们需要从两个钻取过程转变为一个钻取过程。 Hirebotics公司将修改后的软件发给我们，我们把它拷贝到USB，并上传到机器人；然后‘嗖’的一下，修复就完成了。只需要一两个小时就可以完成代码。一天之内，我们就可以完全改变机器人的运行方式。 ”

企业用户可以直接通过智能手机，实时接收机器人的生产数据。

　　机器人监控APP
　　Hirebotics公司还提供了一个智能手机界面，旨在让客户监控机器人的性能，并获得持续的技术支持。性能数据是在事件发生时，从机器人发出的，可以通过 Hirebotics 移动应用程序实时监测图表，从而快速获得准确的生产数字。网络摄像头可以显示生产线上的情况，允许客户和 Hirebotics公司随时监视生产活动。在过程中增加移动可见性，是工业4.0 的信条之一。
　　“通过收集机器人在一定时间内所生产的单位数量的详细信息，结合其它数据，就可以对我们的生产需求做出真实、准确的预测控制工程网版权所有，例如需要多少人，以及为了将生产保持在最优水平，我们需要专注于什么。”Rosenberg说。
　　Hirebotics 还能实时监测机器人以防止出现任何故障。“我们可以实时地了解，在世界的任何地方，机器人正在加工哪个光盘，正在进行什么过程或步骤。” Rosenberg说，调用云连接是工业4.0的一个重要组成部分。
　　他说：“我们的很多客户都是中小型的生产制造商，例如像Creating Revolutions一样的初创企业。它们可能没有像很多大型的原始设备制造商(OEM)那样大规模的集成工厂。”
　　“这是他们第一次真正真正理解，从机器中获取的数据有多么强大。我们的一些客户过去经常定期做时间研究，因为他们的客户需要它。既然他们引入了云连接的机器人，他们就不再需要做研究，因为他们非常清楚的知道，每一秒钟机器人在生产什么。”Rosenberg说。

最初，员工对机器人同事的到来感到焦虑，现在员工则把 UR3 看成是团队的一员。

　　机器人增加就业机会
　　最初，员工对与机器人共享工厂空间的想法感到不满。“但是当机器人部署完毕,他们就开始意识到,那些单调乏味，或需要一定灵活性的工作需要由机器人新同事完成,因为人无法持续保持完美的工作状态，现在机器人已经被视为团队的一部分。”Rosenberg说，“我们甚至增加新工作岗位，以便跟上由于部署机器人而带来的产量增加。实际情况是，过去在国外进行生产成本更低，但如果同时考虑减税、降低航运成本以及使用机器人，那就可以让我们在美国创造新的就业机会。”
　　下班后的辅助工作
　　除了在白天与人类工作者并肩工作之外CONTROL ENGINEERING China版权所有，晚上工人下班回家后，机器人还会继续工作数小时，为第二天下一步装配工作准备零件。
　　“很多年以来，由于完全自动化是资本密集型的，很多公司都避免实现完全的自动化。但是，通过按小时租用机器人，企业只需要按实际工作时间支付费用。这样以来，不同规模的公司都能负担得起协作机器人的成本，从而使其生产过程可以实现更多地自动化。”Bush说。他们的云连接解决方案，使客户可以安心的离开现场，只需要机器人待在现场就可以了。
　　Rosenberg提到的最近一个事件是：机器人使用错误的组件开始了错误的组装过程。“我们通过机器人上安装的高清摄像头监视到现场工况，经过分析认为不需要派任何人到工厂；可以让机器人自行停止运行，第二天我们再去清理混乱的现场。在任何其他情况下，如果我们相信这样的机器人，我们将不会在没有人类监控的情况下运行它。”
　　由机器人执行的装配生产线，已成为Creating Revolutions公司的一个巨大的销售亮点。“当客户来到这里控制工程网版权所有，看到机器人，他们意识到机器人可以保证质量和精度。由于我们还不是一个成熟的公司，他们想确认他们即将使用的产品不会失败。”Rosenberg说，“机器人向他们展示了强大功能，从而大大支持了我们的销售。”
　　构建云基础设施
　　Hirebotics 使用 TCP/IP 连接云基础设施，公司利用这些设施来监控现场机器人。Hirebotics 还使用了云连接器来实现其它服务，如照相机或客户的设备。
　　“通信协议是任何机器构建的重要组成部分，确定包括哪些是至关重要的，不仅是当前的体系结构，而且还包括未来的任何升级或扩展。”Bush说。这种设置使 Hirebotics 可以实施更多的控制，从而可以在无需更新机器人操作或程序的情况下，改变它们使用设备的方式,。”
　　利用标准的体系结构，如 TCP/IP 套接字通信或 XML远程过程调用 (RPC)，为我们提供了一个经过良好测试和稳定框架的大型库以供我们选择，以及快速扩展现场机器人功能的能力。然后，我们就可以在以前安装的机器人上使用它，并在现场快速提供增强的功能或监控.”Bush强调说。尽管协作机器人一直被宣传为用户友好，具有非常直观的触摸屏界面，但它其实还有可能更深入系统中，并使用高级脚本功能。
　　“我们编程的方式和我们能够在核心机器人上编写应用程序编程接口（API）层的方式，允许我们非常快速地从设计、推进到编程，并投入到生产。我们已经编写了应用到机器人上的API，在程序中，我们不断参考云基础设施。” Bush说，“我们甚至能够利用机器人的实时数据流，这就是我们获得实时诊断的方法。我们能够连续地向云发送诊断数据包，每隔3到5秒发送一次，并且因为有了这些来自于机器人内置的实时数据反馈信息，我们可以完成所有这些工作。”（作者：Brian Dillman）