隨著機器人技術(shù)的不斷改進和發(fā)展，買家在購買機器人時面臨的選擇也越來越多。你知道如何選擇機器人嗎？更重要的是，如何避免你可能察覺不到的錯誤，哪怕你之前已經(jīng)有使用機器人的經(jīng)驗？購買機器人的投資少則數(shù)萬美元，多則數(shù)百萬美元，因此，對于初次購買者，合理選擇機器人并避免常見錯誤是至關(guān)重要的，因為這些錯誤可能會增加巨大的不必要的成本，甚至導致項目被推遲。為了幫助工程師和制造人員避免這樣的情況，我結(jié)合過去近30年在自動化領(lǐng)域的經(jīng)驗，歸納出了機器人應(yīng)用中的10大常見錯誤。
錯誤1：低估有效負載
機器人應(yīng)用的第一大錯誤就是，用戶低估了特定應(yīng)用中機器人的有效負載。造成這一現(xiàn)象的最普遍原因，就是在計算有效負載時沒有把機械手臂末端工具的重量包括在內(nèi)。第二大原因則是低估甚至完全忽視了離心負載所產(chǎn)生的慣性力。慣性力會讓機器軸超載。我們經(jīng)常會遇到SCARA機器人轉(zhuǎn)動軸超載的情況。如果沒有改正這一問題，很可能會損壞機器人。
減少負荷和/或降低速度參數(shù)是一個補救辦法。但是，降低速度又會導致周期時間延長，這是用戶不希望看到的的情況，因為周期時間本來就是在購買機器人時所考慮的一個重要因素。因此，必須從一開始就考慮到各項和負荷相關(guān)的因素。
錯誤2：機器人任務(wù)過量
有時機器人的強大功能和靈活性會讓設(shè)計者給它安排過多的任務(wù)，并把工作單元設(shè)計得過于復(fù)雜。這樣的結(jié)果，可能再次導致周期時間的延長，或者會產(chǎn)生極度復(fù)雜的編程方案，甚至會限制處理器速度。而如果是用戶而不是系統(tǒng)設(shè)計者試圖在機器人已投入生產(chǎn)之后再去解決故障，這個錯誤產(chǎn)生的后果就會更嚴重。在生產(chǎn)中，意外停機會造成極大的經(jīng)濟損失。
另一個使機器人負擔過重的普遍現(xiàn)象是所謂的“使用超標”－讓機器人去執(zhí)行設(shè)計中根本沒有為它設(shè)計的額外任務(wù)。如果已經(jīng)對機器人進行了模擬應(yīng)用，確認了它的原始任務(wù)，那這時再給它添加額外任務(wù)，結(jié)果就尤其嚴重。如果在開展項目之前沒有進行新的應(yīng)用模擬，那么也無法達到預(yù)定的周期時間。千萬注意不可讓機器人在給定的周期時間內(nèi)去做超越它能力范圍的事情。
錯誤3：不注意線纜管理
線纜管理不是件難事，而也許正是因為它的容易性，人們會很容易就忽視了這一環(huán)節(jié)。然而，沿著機器臂末端工具或者外圍設(shè)備的合理的線纜布置對于機器人的自由運行是至關(guān)重要的。如果在設(shè)計時沒有考慮到這個問題，會導致機器人做過多的無用功，還會造成線纜的混亂和擠壓。而且，如果沒有使用動態(tài)線纜或者未能盡可能地減少線纜擠壓，也會導致線纜破損，從而造成意外停機。
錯誤4：對應(yīng)用要素考慮不周
Bosch Rexroth公司用“LOSTPED”（下文中有敘述）來概括一個機械系統(tǒng)所需要考慮的所有要素。透過這些要素，用戶就可以從每個視角對應(yīng)用進行把握，并避免系統(tǒng)已經(jīng)安裝之后再發(fā)生問題而導致巨大經(jīng)濟損失。一旦將這些要素綜合，你甚至會發(fā)現(xiàn)需要考慮不同的機器人，比如，你需要的是一個Cartesian系統(tǒng)，而不是SCARA機器人或六軸機器人。
LOSTPED包含的各個要素是：
L：負荷，必須考慮有效負荷、趨向和使用時間；
Q－趨向：必須考慮移動的平面、移動中可能遇到的障礙，以及潤滑和維護的影響；
S－速度：必須考慮速度、加速和減速，以及其產(chǎn)生的慣性；
T－運行：考慮移動的距離、直線位置、潤滑間隔期以及可能的球形螺釘制動桿；
P－精確度：必須考慮移動的精確度和最終位置
E－環(huán)境：考慮環(huán)境溫度、清潔度和是否存在腐蝕性物質(zhì)；
D－任務(wù)周期：必須考慮運行和非運行時間的各自比例，以及對于元件的熱效應(yīng)
錯誤5：誤解精確性和可重復(fù)性之關(guān)系
一臺高精確度的機器可以重復(fù)使用的，但一臺可重復(fù)使用的機器卻并不一定是精確的。可重復(fù)性是指機器人可以精確地返回到預(yù)設(shè)位置，而精確度則是通過準確移動到所計算的位置來體現(xiàn)的。棘爪指令就是基于幾個預(yù)設(shè)點來計算一列機器人位置，從而充分利用機器人的精確性能。精確性是直接和機械容錯或者機器臂的精確度相關(guān)的。
錯誤6：過多依賴機器人的控制器
很多機器人制造商都認為，機器人的運行大部分取決于它的控制器，而不是本身的機械性能。這種說法是荒謬的，因為一旦機器人投入使用之后，它的工作時間大多數(shù)是本身機械性能的穩(wěn)定性來決定。如果機械性能出了問題，那它導致減產(chǎn)的可能性比控制器出了問題而導致減產(chǎn)的可能性更大。一個機器人系統(tǒng)一般是用戶基于對控制器和軟件的熟悉程度而選擇的。如果出問題的機器人也有一流的機械性能，那將是一個競爭優(yōu)勢。反之，如果機器人安裝之后需要經(jīng)常維修，那么即便因為對控制器的熟悉程度而節(jié)省了很多時間，也會因為維修機器而很快浪費掉。
錯誤7：忽視對機器人技術(shù)的理解
機器人的生產(chǎn)者或者集成商一般都會為機器人創(chuàng)建一個與某應(yīng)用相匹配的工作單元，但如果終端用戶沒有很好地理解機器人技術(shù)，就肯定無法對機器人進行良好利用。任何生產(chǎn)設(shè)備的運行時間，都是和用戶對設(shè)備的理解程度以及維護設(shè)備的能力直接相關(guān)的。對于機器人技術(shù)來說同樣如此。
很多新用戶都會拒絕接受機器人使用培訓。然而，他們忽視了一點，充分理解機器人的功能以及某個品牌的優(yōu)勢，是將機器人成功集成到生產(chǎn)中的關(guān)鍵。
錯誤8：忽視備選配件和功能
示范操作臺、通信線纜，甚至是某些特定的軟件選項，都是在初次購買機器人時必須考慮的問題，但這些問題卻常被忽視。這些配件的交貨時間和成本都有可能導致項目被推遲，并造成預(yù)算超標。
在購買機器人之前，務(wù)必對比不同產(chǎn)品之間的優(yōu)勢，并考慮到所有因素，以及對任何選擇性設(shè)備的需要。有的用戶為了節(jié)省成本，總是不愿考慮這些，殊不知它們對機器人的整體性能至關(guān)重要。
錯誤9：低估或高估機器人的能力
低估機器人的功能，會導致系統(tǒng)重復(fù)運行，并增加不必要的成本。很多用戶都會使用復(fù)用安全電路。而如果高估了控制器的功能，則會造成額外的設(shè)備成本、重復(fù)工作，并導致項目推遲，帶來經(jīng)濟損失。為了控制I/O的數(shù)量，很多用戶都會采用額外的伺服系統(tǒng)，或者讓機器人同時執(zhí)行多項程序，這也是一個常見錯誤。
錯誤10：沒有考慮機器人學
投入成本的規(guī)模、對機器人技術(shù)的不熟悉以及過去的失敗經(jīng)驗都會讓人們對機器人望而生畏。但是，為了提高產(chǎn)量并獲得長期競爭優(yōu)勢，卻必須跳過這些認識誤區(qū)。機器人確實不是萬能的，但在很多情況下都能起到很大的作用。
快速上市時間、產(chǎn)量的提高、操作簡單性、靈活性、可復(fù)用性、獨立性、精確性、控制能力以及節(jié)省成本，這些優(yōu)勢足以證明應(yīng)用機器人的必要性。
其它錯誤
以上10個錯誤是我根據(jù)自己在這個領(lǐng)域的經(jīng)驗選出的具有代表性的錯誤。但是，還有很多很常見的錯誤：
比如沒有考慮到機器人在將來的應(yīng)用、選擇機器人只看價格、在應(yīng)用之前沒有完全把握它的功能、沒有完全發(fā)揮機器人的性能等等，它們都會影響機器人系統(tǒng)的性能。
不管你的機器人是用來執(zhí)行什么任務(wù)的，最重要的是要和供應(yīng)商以及系統(tǒng)集成商保持密切聯(lián)系。如果能更好地讓他們理解你的需要，他們就能給你提供一個最完美的機器人。希望關(guān)于上面的這10個錯誤，大家能夠踴躍討論，對機器人使用的誤區(qū)提出自己的看法。
來源：電子工程專輯，作者：George E. Martin，Bosch Rexroth公司
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