Intro
Sedan den första industrirobot, Unimate, installerades i en GM-fabrik i 1950-talet, industriell automation har varit förknippade med stora företag som kör med stor verksamhet som medför massiv produktion linjer. Storleken, formen, och dynamik för industrirobotar lång återspeglas denna verklighet. Industrirobotar var stora, bullriga, massivt kraftfulla, och krävde sina egna burar för att hålla dem långt borta från mänsklig arbetskraft.
Också: Robotics verksamhet: Allt vi människor behöver veta
En radikal omvandling i industriell automation har inträffat under de senaste tio åren, och det är så mycket en teknisk förändring som en följd av den föränderliga ekonomin, en alltmer beroende av små upplagor, snabb leverans och smidig verksamhet. En ny generation av robotar speglar dessa förändringar. De är snabbt kunna sättas in, uppgift-agnostiker, mindre än sina otymplig förfäder, och kan arbeta tillsammans med människor utanför burar.
För att vara säker, stora företag som Amazon, som förvärvade logistik robot tekokare Kiva för en svindlande $775 miljoner euro år 2012, har drivit förändring i industriell automation. Men förskjutningen mot smidig verksamhet har resulterat i att den senaste tidens utveckling av otaliga bordsskiva och mobila robotar plattformar som kan vara förvånansvärt tilltalande för en ny typ av kund: Små och medelstora företag.
De indikatorer som är tydliga. Det snabbast växande segmentet av industriella automations är samverkande robotar, kallas så eftersom de kan användas för att arbeta tillsammans med människor utanför burar. En större leverantör, Yaskawa Motoman, uppskattar att 95 procent av sin robotics kunder har fem robotar eller mindre. Jämför det med de gamla dagar industriell automation när dussintals eller hundratals uppgift-specifika blev robotar som krävs för att producera en färdig produkt och du börjar se omfattningen av det skift.
Denna guide kommer att fungera som en introduktion till industriell automation för kunder som kanske aldrig har övervägt att automatisera en del av sin verksamhet. Möjligheterna är enorma för de kunniga nog att ligga före kurvan.
Också: 25,000 robotar och räkna: Välkommen till det snabbast växande segmentet för industriell automation
(Bild: Getty Images/iStockphoto)
Trender som driver robotics antagande i Små och medelstora företag
Quick setup / Programmerbara utan kompetens
Historiskt sett, ett av de största hindren för inträde till industriell automation har varit omfattande kostnader och tidsbrist i samband med installationen. Det används för att ta veckor eller månader att sätta upp och slå i en automatiserad produktionslinje. Uppgiften utfördes av en grupp av robotteknik experter skicklig i programmering språk och avancerad teknik, ämnen obekant för de flesta.
Kanske den mest betydande förändringen är att komma till industriell automation under de senaste åren är att de robotar blir lätt sättas i rader utan att dramatiskt saktar ner eller konfigurera verksamhet. Och tack vare framsteg i hur robotar att lära sig, många system som är avsedda att sättas upp av icke-experter.
Begreppet konst är planeringen-av-demonstration (PbD), vilket är exakt vad det låter som. Människor fysiskt flytta robotar genom åtgärder, som roboten kan sedan upprepa. Enligt Universal Robots, som är marknadsledande i samarbete robotarm:
Patenterad teknik som gör att operatörer utan erfarenhet av programmering för att snabbt ställa in och använda vår cobots med intuitiv 3D-visualisering. Helt enkelt flytta robotarmen till önskad waypoints eller tryck på piltangenterna på lätt-att-använda fjärrkontroll med pekskärm.
Universal Robots har revolutionerat cobot set-up, minska typisk robot distribution mätt i veckor, upp till några timmar. Den genomsnittliga set-up tid som rapporterats av våra kunder är bara en halv dag. Out-of-box experience för en outbildad operatör för att packa upp den cobot, montera den, och programmet de första enkla uppgift är vanligtvis mindre än en timme.
Vanligtvis, PbD inte heltäckande, vilket ofta kräver justering via ett API. Universal Robots fartyg sina enheter med undervisning hängen, bärbara programmering konsoler som syftar till nybörjare. Konsulter och en snabbt växande tjänstesektorn med inriktning på små och medelstora kunder dyker upp, liksom, och många leverantörer erbjuder hjälp med att få sina robotar på nätet, för att underlätta övergången till automation.
Prisvärd
De mest populära gemensamma robot på marknaden är UR5 av Universal Robots, så det är en bra utgångspunkt när man talar om pris. UR5 är en plattform robot med sex frihetsgrader och en 5 kg nyttolast. Det kan vara utrustad med flera manipulatorer (den del som faktiskt interagerar med världen genom att förstå eller manipulera objekt) och är lämplig för en mängd uppgifter som komponenter för tillverkning, pick-and-place, och benchwork i labs och lättare tillverkning butiker.
UR5 kostar ca $35 000 personer, inklusive de flesta komponenter och undervisning hänge. Som sätter mitten av pack i termer av samverkande robotar. Ofta, ytterligare grippers eller end-verktyg kommer att behövas för specifika program, driver upp kostnaderna.
LÄS OCKSÅ: Robotics Verksamhet: Allt vi Människor Behöver Veta
Med ledare i samarbete robot plattformar stelnar, det blir en formativ tid till slutet effektor-marknaden, med företag snabbt krafter och nyskapande för att vinna marknadsandelar. Det var nyligen en tre-vägs koncentrationen i “robot händer” marknaden Uppfattning Robotics (OSS), OptoForce (Ungern), och På Roboten (Danmark) kom tillsammans att bilda OnRobot. Soft Robotics, ett företag med hjälp av material som vetenskap till förmån för komplexa tekniska, gör mjuka piggar som uppfyller objekt och är lämpliga för ett bredare spektrum av uppgifter än deras hårda skal motsvarigheter.
Robot verktyg kan lägga allt från ett par tusen till $20.000 eller mer till priset av en robot plattform. Robotiq, ett företag som gör manipulatorer för robotar och hjälper företag av alla storlekar integrera automation i sin verksamhet, sätter ungefärlig siffra för en fullt fungerande samarbete robot på $50,000.
Säker
Detta medför en asterisk. Samverkande robotar faktureras som säkra, och i stort att det är sant. Men ett vanligt talesätt i branschen är att en robot är bara säkert tills du sätta en kniv i sin hand.
Med andra ord, inget verktyg är antingen säker eller farlig i sig. Det är en fråga om hur det används. Det finns för närvarande en underström insats i ett hörn av industrin för att hjälpa till att fastställa strängare efterlevnad protokoll för att garantera säkerheten.
“Jag hoppas ärligt 2019 är året som robot säkerhet blir högsta prioritet”, ” Melonee Klokt, VD Hämta Robotics, som gör mobilt samverkande robotar, berättade för mig nyligen. “Den potentiella misstag av ett företag robotteknik kunde ställa vår bransch tillbaka för år.”
I USA, arbetsplatsen automations riktlinjer fråga från OSHA, men dessa riktlinjer har inte fångats upp av den snabba utvecklingen av teknik och det är fortfarande lite av en Vilda Västern miljö när det kommer till uncaged robotar.
Alla som sagt, säkerheten eftersom robotar har kommit ut ur burarna för att börja arbeta tillsammans med människor har varit stark. En kombination av kraft sensorer, som gör att robotar för att sluta när de springer in i saker, avancerad maskin vision, och andra avkänning innovationer har resulterat i plattformar som är rimligt säkra om de används på ett ansvarsfullt sätt i en miljö där medarbetarna att förstå riskerna.
Även: Program lär robotar att respektera ägande
Flexibel användning
Har ditt företag med lager och leverera komponenter? Tillverkning donglar? Utföra vetenskapliga tester? Tillverka metall? Det är en robot för att. I själva verket är det möjligt att alla dessa verksamheter kan betjänas av samma robot.
Trenden inom industriell automation uppgift-agnostiker plattformar som kan anpassas och konfigureras för ett oändligt antal distribution. Företag som Hämtar Robotics, som gör autonoma mobila robotar för materialhantering och plocka & placera, kan flytta material i ett lager lika lätt som de kan fylla på lagret i en logistikverksamhet. När man utformar en lätt pneumatiska samarbete robot, Festo avsiktligt modellerad efter en mänsklig arm, en blinkning till de olika uppgifter som den var avsedd att utföra.
Det bredaste integrering av samverkande robotar som har hänt i branscher som komponenter hantering, men som du ser i användningen fall och fallstudier som beskrivs nedan, Små och medelstora företag av alla slag är att hitta innovativa sätt att automatisera med samverkande robotar.
(Bild: Getty Images/iStockphoto)
Vilka uppgifter kan automatiseras?
Repeterbara uppgifter i förutsägbara miljöer. Det skulle kunna innebära att plocka olika produkter av en linje och placera dem i ett fack. Det kan också innebära löpande befintliga maskiner, såsom CNC-maskiner eller svetsare. I andra änden av spektrumet, det kan innebära att man håller i en bägare och pipettering av kemikalier.
Sektorer
Automation är så mångsidig att det är svårt att hem på bara några sektorer där Små och medelstora företag som gynnas av automation. Denna lista är inte uttömmande, men det kommer att ge dig en idé av den mångfald av applikationer för industriell automation.
Tillverkning
Av alla Små och medelstora företag, tillverkare är förmodligen mest bekant med automation tack vare CNC-maskiner. Men industriella 3D-skrivare, som HP: s Metall Jet 3D, som du kan skriva ut delar av metall, för samverkande robotar som kan tenderar CNC-maskiner och material hantering autonoma mobila robotar, som de från att Hämta Robotics, är att utöka automation möjligheter inom sektorn.
Också: Kommer robotarna att möjliggöra en arkitektonisk renässansen?
Jordbruk
Av alla de sektorer som nu anta industriell automation och robotar, jordbruk måste vara den längsta kommer. Det beror på att växter är känsliga och uppgifter som är enkla för människor, som att plocka en jordgubbe, presentera incredible machine vision och vägen planering problem för robotar.
Men nya lösningar finns nu tillgängliga. Soft Robotics, som gör flexibel manipulatorer, har använt material vetenskap för att hjälpa till att lösa ett ihållande problem i industriell automation: Svårt robot händer tenderar att blåmärke känsliga objekt som producerar. (VD för Soft Robotics, Carl Vause, nyligen vällde med stolthet, medan berätta för mig hur hans företagets produkter äntligen lyckats att automatisera en del av Peeps linje, ingen andra företag som kan producera ett slut effektor kan upprepade gånger för att plocka upp marshmallow godsaker utan att förstöra dem.)
Automatiserad traktorer och vatten övervakningen av lösningar finns nu allt vanligare i jordbruket. Den rättsliga marijuana industrin är den senaste att utforska automation. Ett företag som heter bloom har skapat ett automatiserat plocka lösning som inte kommer att skada grödan.
Måste läsa
3 sätt robotar kan stödja mänskliga arbetstagare TechRepublic
Automatiska Process Automation förklarade TechRepublic
Konstruktion
Bygg webbplatser erbjuder en bra kompromiss mellan den strukturerade värld av fabriker och ostrukturerad värld av vägar och motorvägar. Branschen har återhämtat sig fint sedan kollapsen för ett decennium sedan, och en flod av nya och äldre företag har tagit död sikta på sek 1,2 biljoner industrin.
Caterpillar, till exempel nyligen investerat i Sarcos, ett företag robotteknik med en linje av exoskelett att öka mänsklig styrka.
Företag som Ekso Bionics, som började catering till sjukvård och rehabilitering marknader, har kryssade mot tung industri med en ny linje av produkter som gör det möjligt för arbetstagare att hissa verktyg ovanför deras huvuden i timmar på en gång utan att skada sig.
Och det är nu flera företag som använder drönare för att följa utvecklingen på byggarbetsplatser i realtid.
Silicon Valley spelare som Byggt Robotics är att räkna ut hur att slå dumma maskiner såsom grävmaskiner i självständiga, system för datainsamling för att effektivisera plats verksamhet.
Också: Hardhat som krävs: En full body -, industri robot som är nästan redo för jobb
Laboratoriet
En lista av de vanligaste orsakerna till fel i pipettering inkluderar inte att blöta pipettspetsen, underlåtenhet att ta temperaturen på ett ämne hänsyn till underlåtenhet att torka pipettspetsar efter arbete, pipettering i en vinkel … det går på.
Att införa fel vid mätning skede är särskilt lömsk, eftersom dessa misstag är svårt att spåra. Följande är en trend som vi ser med låga table-top 3D-skrivare, som är snabba att avancerad tillverkning till massorna, ett företag som heter Opentrons nyligen presenterade en ny version av sin lilla pipettering robot som kostar ca $4000, långt mindre än andra automatiserade lab lösningar.
Skrivbordet samverkande robotar hjälper också automatisera laboratorium uppgifter, som fungerar som en hjälpande hand på en bänk.
(Bild: Getty Images/iStockphoto)
Fallstudier
Automatisera professionella tjänster: TLAC Toronto Utskrift Och Publicering
Det finns en uppfattning om att automatisering och gammaldags hantverk är i konflikt med varandra. Men i en tid av flexibel, lätt sättas automation det är bara inte fallet.
Jag blev påmind om detta vid ett senare samtal med Miraz Manji, grundare av TLAC Toronto Tryckning Och Förlagsverksamhet, ett 2D-och 3D-design, skriva ut och publicera shoppa i Toronto, Kanada, som skapar böcker för self-publicerad författare. Manji team använder en blandning av automation, gammaldags design talang, och nära uppmärksamhet hantverk att tillverka små och medelstora serier av fysiska böcker av exceptionell kvalitet-en nisch på marknaden tills automation ökade antalet småskaliga böcker en liten butik som kunde producera.
“Boken som en produkt har mindre detaljer av kreativitet som håller högt värde för författare och läsare,” sade Manji. “Genom att slå samman custom-tillverkning med robotteknik, vi håller de emotionella och konstnärliga aspekter, såsom färgning av ett foto eller den typ av papper som används. Vi behöver människor att göra vad de gör på den högsta nivån, vilket är design och inspektion.”
Publicering ger en intressant historisk fallstudie just för att det var en bransch som en gång bebott av master skrivare och bookbinders som var ersatt en massa med ankomsten av industriell skala publicering. Den gamla jobb var helt eliminerad.
Men då den grafiska branschen förändrats. “Industrin gick igenom en stor förändring och en hel del människor att själva publiceras, förklarar Manji. “De gamla automatiska processen för att producera tio tusen man eller femtio tusen inte fungerar. Nu är vi ner till 250 böcker. Reaktionen (och, på motsvarande sätt kan en förare av) allt detta var en spridning av print-on-demand-tjänster. “Det fanns en hel del rookie misstag. Vi såg att för tio år sedan bara för att skapa en bok. Ingen riktigt visste hur mycket engagemang kund ska ha i den faktiska prototyper processen. Hur gör du för att upprätthålla dessa gränser?”
Också: Nvidia forskare gör det lättare att lära robotar att plocka upp saker
Kvaliteten var över kartan också, som alla som läst en väns självpublicerad bok vet. Lysrör vit sidor mellan två bitar av kartong inte en angenäm läsupplevelse göra. “Många företag gick i konkurs,” Manji sagt. “Vi överlevde. Vi gjorde det genom att fokusera på vår formel, vårt arbetsflöde.”
TLAC använder en robot bok pärm som stygn, klämmor, och lim, emulera en hand. Systemet är snabbare och mer flexibel än den berömda Espresso book maskiner som fortfarande pressa bort i några bokhandlare i hela landet, och producera ett enda böcker att beställa.
Den hemliga sås på TLAC, dock, är hur de har effektiviserat sina prototyper arbetsflöde för att dra fördel av programvara och robotautomation och samtidigt bevara sin trohet till hantverk. “Vi har en bakgrund inom process automation,” Manji sagt.
TLAC kunder matchas med designers och redaktörer, som skapar design filer som städas upp med hjälp av en automatiserad process. Efter att de rörde upp av en människa under en inspektion. TLAC använder sin bok bindande robot i samband med mänskligt arbete för att producera en prototyp. Processen är inte helt automatiserad, och en arbetstagare kan ingripa och göra korrigeringar på fluga. “Vi kasta ut de första femton böcker. De är bara inte där, för vad vi kallar för ” utskrift som räknas.'”
När en prototyp bedöms som acceptabel, i större skala utskriften startas. Sidorna skärs ut med hjälp av en programmerbar cutter, en annan given kvalitet, och som är bundna av roboten. TLAC utvecklat en egen sensor handske som en arbetstagare kan bära för att räkna färdiga böcker-en ny lösning kan det licens. Klienten tar emot automatiska uppdateringar som boken går igenom TLAC s 11-stegs process. Det fantastiska med detta är inte att enskilda delar av tekniken finns-de har under en lång tid-men det TLAC är ett litet företag med fem anställda. Genom att dra fördel av det bästa av mänskligt hantverk och den mest tillgängliga tillverkning och automatisering av arbetsflöden verktyg, denna lilla start är att hjälpa omdefiniera sin marknad, samtidigt som det pekar på ett nytt sätt för smarta små tillverkare att leverera både värde och kvalitet.
Måste läsa
AMERIKANSKA Armén kunde anlita medveten robotar inspirerad av ryggradslösa djur CNET
Robotar inte vill ta din eländiga office jobb CNET
Boutique tillverkning med robotar: Gemener NYC
I USA har den inhemska produktionen av glasögon ganska mycket torkade upp under 1980-talet som utländska intressen förvärvade Amerikanska företag och off-shore-lösning tillverkning för att spara pengar. Så när arkitekten Brian Vallario-och finans kille Gerard Masci bestämde sig för att öppna en glasögon företaget byggt på produkter Tillverkade i USA, det fanns alla skäl i världen att vara skeptisk till den ansträngning.
Den Brooklyn-baserade företaget de började kallas Gemener. Vallario hade gjort en del forskning om robotar i forskarskolan och hade nog passerat förtrogenhet med automatisering för att veta att tekniken höll på att förändras, och skulle kunna ge enorma fördelar för en liten tillverkare. Teamet sökte reda på Axeln, ett företag som hjälper små företag att integrera industriell automation.
“Det var en fullständig lärande process, men det gick ganska smidigt,” han berättade nyligen Robotiq i en case-studie med titeln Aldrig För Liten för Cobots. “Med hjälp av Axis New Jersey, vi var få kontakt med en integrator men majoriteten av integration var gjort på våra egna.”
Också: Robotar har en mångfald problem
Axis rekommenderas att använda en arm från Universal Robots med en gripper från Robotiq. En lokal integrator togs in för att skapa en egen monter där roboten står. Roboten har konfigurerats för att samverka med en CNC-maskin som skär ut glasögon ramar från fast ark. Hela integration tog fem dagar.
“Kostnaderna för att automatisera var extremt hög,” Masci berättade Robotiq, “men vi kunde alltid få våra huvuden runt som på grund av det värde som roboten skulle lägga till i processen. Det största problemet var att integrationen kostnaden för de flesta automatiska lösningar var 3-4 gånger kostnaden för själva lösningen. När vi arbetat fram en lösning med hjälp av UR5 och Robotiq gripdon, integration kostnaden var en bråkdel av det faktiska inköpspriset. Då det gjort det ohållbart för ett litet företag på två personer för att integrera en robot till vår lösning.”
Den slutliga konfigurationen startar när Stora ark av material skärs ner till mindre och mer hanterbar storlek. Den Allmänna Robot arm tenderar CNC-maskinen, fylla på arken till första positionen, så att andra position. Varje Gemener medelvärden ca 500 enheter med flera stil iterationer i varje körning. Roboten laddar ramar skära i en hink för efterbehandling, färdigställa den automatiserade processen.
“Vi har 17 olika stilar nu,” sade Vallario. “Vi behövde verkligen något som var lätt att programmera och att vi kan manipulera på fluga. Om jag gör en ändring på en design, som jag har för att kunna tillämpa de förändringar snabbt. Och eftersom vi tävlar mot större, high-end glasögon tillverkare, har vi för att leverera högsta kvalitet även om vi gör mycket mindre produktioner.”
Gamla skolan tillverkning, new automation technology: Goldbrecht USA
Tillverkning är en del av livet i Los Angeles, en stad som står för 523,100 tillverkning jobb, mer än någon annan metro området i landet. Mycket av Los Angeles industriella basen består av små – och medelstora företag, vilket gör det till en viktig ledartyp för hälsa nationens ljus tillverkningsindustrin.
Dessutom: Hur kommer ledarhundar reagera på service robotar?
Jag nådde ut till James Tschortner, VD Goldbrecht USA, en tillverkare av dörr-och fönsterlösningar i Los Angeles-området. “Det huvudsakliga problemet är bristen på utbildad arbetskraft i marknaden”, sade han. “När vi har intervjuer, vi har folk som kommer in, och vi är mycket förvånade över vad de inte vet.”
Det är förståeligt att det är irriterande att sålla igenom obehöriga sökande. Men dra i objektivet tillbaka en bit och bristen på kvalificerad arbetskraft bör inte komma som någon överraskning. De två fåglar av ekonomiska offer, off-shoring och automatisering, gick efter lågutbildade tillverkning jobben först. Mitten – och högkvalificerade jobb var mer motståndskraftig tills lågkonjunkturen tog en stor tugga, alla sa att vi tappat cirka 6 miljoner jobb tillverkning i USA mellan 1990 och 2012, enligt en rapport förra året av Los Angeles County Economic Development Corporation.
Under samma period, men nationella industriproduktionen ökade med 46.7 procent. Med andra ord, produktivitet skjutit i höjden. I kapitalvaror, arbetsproduktiviteten ökade med 142 procent mellan 1990 och 2011, en tydlig signal om att tillverkare har varit att investera i teknik under arbete.
Också: Robotar rising: 5 trender som driver robotics sektorn 2019
Det har varit Tschortner strategi. Med riktade investeringar i teknik, hans företag har kunnat hålla jämna steg med efterfrågan, trots att inte kunna hitta kvalificerad arbetskraft. Men nu när bygget är återigen blomstrande — översättning: massor av order för dörrar och fönster — han behöver för att bygga upp verksamheten snabbt. I en stram arbetsmarknad, Goldbrecht USA har visat att automatiska CNC-maskiner och bordsskiva robotar. Det är hjälpt företaget att övervinna arbete hinder som tidigare skulle vara strikt hämmare av tillväxt.
Tidigare och relaterade täckning:
Robotteknik i verksamheten: Allt vi människor behöver veta
En verkställande guide till teknik och marknad som drivkrafter bakom $135 miljarder robotics marknaden.
Levande Maskiner: En snabb historia av robotar (Del i)
Bespottad som styggelser eller firade som genialt knep of human engineering, robotar har funnits längre än du tror.
Ville: Robot tränare (nej, verkligen)
Den unika jobb är en antydan om vad som komma som robotar allt med oss i den mänskliga världen
Underbara robotar tillverkade av high tech papper är fascinerande
Femtio elever fick detta shapeshifting papper och berättade att låta sin fantasi flöda. Här är vad de kom med.
Program lär robotar att respektera ägande
Forskare vid Yale University har utvecklat ett robotsystem som hjälper robotar vara mer artig (och ännu viktigare, mer användbar).
Inuti den senaste Martian robot
Lucy Condakchian av SSL ger oss de senaste nyheterna om hur hennes team designat den robotarm som är på väg att gräva i Mars.
Relaterade artiklar:
Robotar rising: 5 trender som driver robotics sektorn i 2019Killer AI robotar måste förbjudas, säger FN: s chiefWalmart leder vägen… i golvet skuras robotar?Robotar med mjuka händer kommer att förändra världen. Här är varför.Robotteknik gold rush är i systemet-agnostiker add-onsHow att träna en robot med virtuell verklighet (ingen kodning behövs)Robot för barn utsedd till bästa Europeiska start
Relaterade Ämnen:
Små och medelstora företag
CXO
Innovation
Artificiell Intelligens