哪些制造团队需要做出这项选择？

数控加工或加工流程稳定的团队

如果需要反复装卸抓取位置固定的工件，应根据具体任务，评估机器人工作站的节拍、负载能力和机床连接方式。KUKA 介绍了固定式工业机器人在此类场景中的应用；是否适用，取决于具体工件和机床的操作空间。

空间有限、批量经常变化的制造现场

对于现有生产线，换产和操作空间可能是影响选型的关键因素。Universal Robots 介绍了协作机器人在机床上下料中的应用；夹具、工件供料和防护措施能否适配现有生产线，需要结合完整应用场景进行评估。

负责多变搬运任务试点的团队

如果工件位置、工位或人工操作步骤经常变化，可以针对性地试用移动机器人或人形机器人方案。Fraunhofer IPA 介绍了人形机器人用于机床上下料的潜力，但并未证明其在某台特定设备上的表现；这需要通过试点验证。

选择时应重点考虑什么？

首先明确一个范围清晰的上料或下料流程。在采购试点方案或机器人工作站之前，使用相同的工件、机床流程和安全要求，对三种机器人方案进行比较。

专用机器人工作站

适合评估的情况：工件、抓取位置和机床流程基本固定，且对明确的生产节拍要求较高。

需要权衡的因素：供料、防护区域和编程都需要根据具体任务设计；如果操作步骤经常变化，可能需要相应调整。

搭配外围设备的协作机器人

适合评估的情况：需要将任务整合到空间有限的现有生产线中，而且换产需求较高。

需要权衡的因素：靠近操作人员并不意味着可以不设置隔离式防护装置。正如 DGUV 所述，夹具和移动中的工件也必须纳入风险评估。

人形机器人

适合评估的情况：多变的操作步骤或多个面向人的工位，确实需要机器具备移动和操作能力。

需要权衡的因素：Fraunhofer IPA 介绍的应用潜力，并不代表其已通过特定机床的节拍或安全验证；这需要通过工艺试点来确认。

评估标准 采购时的检查要点 对哪些团队尤其重要
节拍和负载能力 测量包括机床门和夹具在内的完整周期；计算负载和工作范围时，应同时考虑工件和夹具。 对于工件固定的生产任务，上下料需要可靠地达到既定节拍。约 33% 的采购人员将这一要求列为首要考虑因素。
换产和空间 比较夹具更换、工件供料、操作空间，以及产品切换后的重新启动流程。 在空间狭窄且批量多变的现有生产线上，我希望能够灵活调整，同时不影响操作空间。约 27% 的采购人员优先考虑这种灵活性。
多变的搬运任务 明确工件类型、位置偏差和抓取任务；在试点中使用真实工件，验证识别和抓取是否会出错。 如果工件位置或操作步骤不断变化，我需要确认方案能够处理这些具体变化。约 20% 的采购人员将这一能力作为关注重点。
安全和集成 在签订采购合同前，明确机床许可、运行模式、防护措施，以及集成和验收的责任归属。 改造现有机床时，我需要明确由谁负责接口以及整套应用的安全运行。约 20% 的采购人员最关注这一点。

采购时哪些错误会增加难度？

  • 把演示效果当成满足自身生产节拍的证明

    Fraunhofer IPA 记录的人形机器人机床上下料应用潜力，并不能说明机器人能否处理特定设备上的工件、故障情况和节拍要求。

    请使用具有代表性的工件，结合真实的机床操作空间、规定的节拍和明确的故障场景，安排试点。应在下单前确定验收标准。

    夹具、机床操作空间和备用方案可能增加集成及验证工作量。

  • 将“协作”误认为无需安全方案即可运行

    根据 DGUV 的说明，协作应用的评估范围还包括末端执行器和移动中的工件。因此，所需防护措施不能只依据机器人本身来确定。

    请针对完整的上下料应用，评估操作人员的介入方式、运行模式、工具和工件，并据此确定防护区域和技术措施。

    实施过程中可能需要额外进行安全集成、测量，或调整工具和工件供料方式。

  • 还没确认机床接口，就先选机器人

    仅凭工作范围和负载能力，无法全面描述上下料任务。Fraunhofer IPK 指出，对于多变的机床上下料，定位、机床内部空间和夹具也会影响路径规划。

    比较报价前，请先确认机床门、夹具、控制系统、工件供料、夹具和故障处理流程，并要求供应商明确这些接口的集成范围。

    后续调整供料、夹具或控制系统，可能需要重新进行集成和调试。

  • 把一般性的服务介绍当成项目承诺

    服务内容介绍并未明确发生机器人与机床组合系统故障时由谁响应。例如，Schaeffler 介绍了面向人形机器人系统的全生命周期服务；具体项目包含哪些服务，需要另行约定。

    请以书面形式明确职责、响应时间、备件、培训，以及制造商、集成商和运营方之间的协作方式。

    职责不明确可能导致停机，并需要额外安排与集成商的沟通和协调。

值得了解的供应商和品牌

KUKA

KUKA 介绍了用于自动化机床上下料的固定式工业机器人及其他机器人解决方案。对于规划专用机器人工作站，其产品组合可作为参考。

  • 据 KUKA 介绍，其产品涵盖不同负载和工作范围，并提供可行性研究及服务。
  • 机器人、夹具和防护装置是否适配现有机床，需要结合具体应用进行确认。

Universal Robots

Universal Robots 介绍了用于数控机床、注塑机等设备上下料的协作机器人，以及协作机器人在冲压机上的应用案例。

  • 这些应用案例可为评估机器人能否整合到现有生产流程中提供参考。
  • 称为协作机器人，或已有相关案例，并不意味着其他机床也适用相同的防护方案。

Agile Robots

Agile Robots 将 Agile ONE 定位为适用于工业任务的产品，包括机床操作和取放作业。因此，该型号值得纳入相应范围的试点评估。

  • 制造商表示，Agile ONE 适用于操作和机床上下料等任务。
  • 制造商公布的性能信息不能替代在目标设备上对节拍、可靠性和安全性的实际验证。

Schaeffler

Schaeffler 介绍了其作为人形机器人系统集成和工业化合作伙伴的定位。对于采购团队而言，具体项目和服务范围尤其值得关注。

  • 据 Schaeffler 介绍，其服务包括技术支持、维修、备件供应和培训等。
  • 针对所选机器人和机床类型的服务内容及职责，仍需结合具体项目协商确定。

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常见问题

协作机器人进行机床上下料时，可以自动在没有防护围栏的情况下运行吗？

不可以。仅凭“协作机器人”这一名称，并不能认定其可以在没有隔离式防护装置的情况下运行。根据 DGUV 的说明，末端执行器和随机器人移动的工件也必须纳入风险评估；应针对预定工作场所和完整应用确定防护措施。

在欧盟市场投放机床时，适用哪些法规？

根据欧盟委员会的说明，2027 年 1 月 20 日之前投放欧盟市场的机床必须符合《机械指令》2006/42/EG；自 2027 年 1 月 20 日起，适用《机械法规》（EU）2023/1230。具体机器人与机床组合系统的要求，以及集成过程中的责任归属，需要另行确认。

使用多种工件进行试点时，应记录哪些内容？

试点应根据预定任务，记录工件类型和位置偏差、抓取点、机床操作空间和夹具，以及周期和故障处理流程。Fraunhofer IPK 指出，在多变的机床上下料中，摄像技术、可更换夹具、机床内部空间测量和基于位置的路径规划都十分重要。