丰田将协作机器人与现有设备相结合，以实现超高负载能力和安全性

在（日本）Handa市的Tōchita工厂（703工厂），丰田工业公司正在实施改进措施，以使工厂对未来的工人更具吸引力。倡议集中于自动化原材料输入过程。通过将协作机器人与现有平衡器相结合，丰田公司开发了一种处理重型材料的解决方案。这不仅减少了工作时间，也减轻了人工搬运重物所带来的负担。

应对手动搬运重型材料的挑战

以前，原材料是使用起重设备和起重机手工处理的，但是原材料很重，并且存在掉落的风险。此外，操作员经常被从很远的地方叫来执行不定期且单调乏味的任务，这将造成员工工作积极性降低。

关键价值驱动因素

协作机器人解决的任务

解决自动化挑战

更智能的材料输入：结合视觉系统、cobots和平衡器

在自动化材料输入过程中，解决方案是以创新的方式组合现有产品。具体来说，这挑战了由平衡器辅助的协作机器人的使用。在考虑了几种组合以满足所需的周期时间和其他标准后，他们通过将刚性臂机构与UR机器人相结合实现了他们的目标。此外，由于机器人臂、夹具和原材料质量的独特环境，与平衡器结合的系统导致伺服振荡的问题。然而，使用UR机器人，可以任意设置负载、重心和惯性，通过优化速度和加速度等设置，问题得到了解决。由于原材料堆积如山，随机挑选是必要的。在这个项目中，他们与合作伙伴一起构建了一个视觉摄像系统。

在材料处理过程中使用力模式稳定推力

丰田工业公司开发办公室生产工程部发动机部门的工作负责人Satoshi Ishihara讨论了UR机器人的优势:“当使用平衡器执行材料处理时，会出现推力波动，并且在正常位置控制模式下，会有保护性停止的风险。然而，通过使用UR机器人内置力传感器启用的力模式，我们能够将推力导向指定的方向，从而实现平稳的材料处理。”

力模式也用于材料处理以外的其他领域。“在拿起原材料时，我们使用力模式引导机器人的夹具进入原材料，同时进行协调动作。强制模式被广泛使用。对于风险评估，安全围栏和安全激光扫描仪一起使用，以降低风险。为了避免工人的手伸到悬挂的货物下，我们还安装了栅栏。创建一个无围栏区域以促进顺利的材料供应，并在地面上放置了一个安全激光扫描仪，以便在有人进入该区域时停止系统(预防性停止)。

高效和安全:紧凑的自动化提供强大的结果

“自动化的效果非常显著。通过自动化原材料输入过程，我们成功地减少了工作时间，现在可以考虑各种组合，”丰田工业公司发动机部制造二部加工部经理Hideki Yamada说。

Yamada继续说道，“每当我们引入自动化设备时，安全围栏和其他设施往往会变得更大，但有了这个系统，它既紧凑又能确保安全，所以我们非常喜欢它。”

协作机器人支持自动化流程的逐步扩展

除了扩大原材料处理领域的自动化流程，丰田工业公司还在考虑自动化其他流程，如发动机起放和基于传送带的流程。在介绍了协作机器人之后，开发办公室生产工程部发动机部门组长Tatsuya Shimizu评论道:“找到解决方案需要时间。因此我们决定首先引入一个协作机器人，一边使用一边学习，并逐步扩展其应用，这样自动化才能逐渐进步。”

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