協(xié)作機器人因其特殊的設計和結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比不可避免地在一些條件下處于下風，例如節(jié)拍、精度、剛度以及在極限環(huán)境下的耐力。但相反的，以柔性見長的協(xié)作機器人結(jié)構(gòu)緊湊、部署靈活、編程簡單、無需安全圍欄即可實現(xiàn)與人共享工作空間，因此在許多場景下，協(xié)作反而能夠發(fā)揮專長。

盡管如此，用戶有時還是會關注“協(xié)作機器人如何在極限環(huán)境下工作？”對此，我們做了以下梳理。

在機器人應用場景中，往往會遇到一些特殊的使用工況，首先我們討論“如何定義極限環(huán)境”？這里的極限是指高溫？高壓？高速？還是其他？我們定義了如下特殊工況：

1.傳統(tǒng)的惡劣工作環(huán)境：高溫、潮濕、粉塵、輻射等。

2.人機協(xié)同環(huán)境：可以分為兩種情況，一種是不具備較高自動化改造性價比的成熟工藝產(chǎn)品，此時人機協(xié)同的自動化升級具有更好的性價比和更低的技術(shù)風險，另一種則是建立在提升現(xiàn)有生產(chǎn)線的自動化過程中，不可避免的人機協(xié)同環(huán)境。

3.高度柔性的自動化生產(chǎn)：越來越多的自動化生產(chǎn)線要求以更少的產(chǎn)線去兼容更多的產(chǎn)品生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)線的快速切換，滿足細分的產(chǎn)品市場和小批量客戶訂單需求。

4.狹小空間自動化改造：主要有兩種情況，一種是部分早年自動化生產(chǎn)線升級，需要在特定且狹小空間內(nèi)進行自動化改造，另一種是復雜形狀產(chǎn)品的內(nèi)部組裝、焊接、鎖縛、檢測等，需要在狹小空間內(nèi)進行操作。

5.苛刻的DRP：隨著自動化生產(chǎn)的不斷普及，越來越多的客戶意識到了DRP的重要性。除了設備的可靠性設計，機器人的穩(wěn)定性和維護便利性也成了重中之重。

其中除了第1項，其他都是在越來越深入的自動化理念挖掘中產(chǎn)生的更新更高層次的要求。

Delta德爾塔儀器是一家專注于檢驗檢測領域機器人應用系統(tǒng)的服務商，適用于汽車零部件測試實驗室、理化實驗室、機電實驗室、輕工五金實驗室、家具實驗室、建筑建材實驗室等領域的檢測設備設計研發(fā)、生產(chǎn)制造、實驗室輔導和規(guī)劃為一體的智能科技型企業(yè)，為產(chǎn)品試驗提供整體解決方案的專業(yè)服務商。

今天，我們將結(jié)合實際應用案例，為大家展示檢驗行業(yè)中Delta德爾塔儀器公司實際開發(fā)項目案例，話不多說，讓我們一同走進車間感受協(xié)作機器人的力量吧。

智能家居中的智能鎖、家用電器行業(yè)應用——門開關壽命耐久

1、智能門鎖壽命耐久性測試系統(tǒng)

電子/指紋門鎖壽命耐久性測試系統(tǒng)用于對電子防盜鎖等產(chǎn)品進行生物識別開門、指紋開門、鑰匙開門、密碼開門，磁卡開門、人臉識別開門、機械鑰匙開鎖等模擬用途行為測試，本系統(tǒng)提供多種測試模式可供試驗選擇，符合GA374-2019、GB 21556-2008 鎖具安全通用技術(shù)條件，JG/T 394-2012，IEC 62692 數(shù)字門鎖系統(tǒng)標準，UL294門禁系統(tǒng)、UL1037，BHMA A156.25，BHMA A156.13，BHMA A156.36等相關標準試驗要求。專為密碼電子門鎖，指紋電子門鎖，刷卡智能門鎖研發(fā)設計的一體化壽命測試系統(tǒng)；符合標準：JG/T394-2012《建筑智能門鎖通用技術(shù)要求》中的反復啟閉次數(shù)6.14。

2、家用電器門開關壽命耐久性測試系統(tǒng)

家用電器門開關壽命耐久性測試系統(tǒng)能夠符合 IEC60335-1/GB4706.1《家用和類似用途電器的安全第 1 部分 ：通用要求》、IEC60335-2-24:2007/GB 4706.13-2014 《家用和類似用途電器的安全 制冷器具、冰淇淋機和制冰機的特殊要求》、IEC60335-2-7/GB4706.24-2008《家用和類似用途電器的安全 洗衣機的特殊要求》以及 GB/T 8059-2016《家用和類似用途制冷器具》標準中第10章節(jié)“門、蓋和抽屜的耐久性試驗”等要求。本測試系統(tǒng)是根據(jù)各類電冰箱、洗衣機、微波爐、烤箱、消毒柜的門鎖扣及鉸鏈的使用壽命的標準測試要求而設計制造的一款智能機器人自動測試設備，系統(tǒng)你那個根據(jù)被測冰箱、洗衣機的不同規(guī)格要求，靈活并全面地進行各類指標設置、動作模擬。

3、鋁合金門窗耐久性測試系統(tǒng)

新國標鋁合金門窗耐久性測試系統(tǒng)滿足標準 GB/T8478-2020《鋁合金門窗》標準中第6.6.9、第6.6.10條款的全部要求，同時能夠滿足 GB/T39529-2020《系統(tǒng)門窗通用技術(shù)條件》及 GB 17565-2007《防盜安全門通用技術(shù)條件》。適用于門窗力學性能為活動扇在機械力作用下保持正常使用功能的能力，能根據(jù)門、窗的開啟形式和使用特點進行模擬確定其力學性能的各項試驗要求。本測試系統(tǒng)可用于替代傳統(tǒng)建筑門窗檢驗驗室的用氣缸和電機驅(qū)動的體積笨大、功能單一的壽命試驗機，一機多用，檢驗方法和實現(xiàn)測試功能的手段靈活多變，可實現(xiàn)多種規(guī)格多種形式的門窗及五金件的壽命耐久性試驗，并可拓展為家用電器門蓋、防盜門、高鐵動車車門、汽車車門及其零部件等啟閉耐久性試驗，應用領域廣泛。

4、家具綜合力學智能測試系統(tǒng)

家具綜合力學檢測機器人系統(tǒng)面向傳統(tǒng)的數(shù)控加工行業(yè)運動控制技術(shù)而升級研制出的具有開放結(jié)構(gòu)、能結(jié)合具體應用要求而快速重組的運動控制系統(tǒng)，采用基于網(wǎng)絡的開放式結(jié)構(gòu)，利用 DSP 的計算能力，進行復雜的運動規(guī)劃、高速實時多軸插補、誤差補償和運動學、動力學計算，實現(xiàn)運動控制的高精度、高速度和平穩(wěn)運動。從而實現(xiàn)對家具如：（桌子、椅子、柜子、床）的力學性能測試。 針對家具力學性能測試模擬家具在正常使用和習慣誤用時，各部位受到一次性或重復性載荷的條件下所具的強度或承受能力的試驗。 對試樣四邊以規(guī)定的力值進行反復循環(huán)加載。一定次數(shù)后,檢查試樣結(jié)構(gòu),功能等方面是否存在損壞,籍此了解產(chǎn)品的性能及缺陷。

5、柜子及柜門耐久性測試系統(tǒng)機器人

柜子及柜門耐久性測試系統(tǒng)機器人用于模擬柜子，柜類家具在日常使用時承受載荷的條件下，所具有的抗傾翻能力。柜子及柜門耐久性測試系統(tǒng)機器人適用于對柜子及柜門的強度、疲勞及耐久性測試。機器人測試加載墊：直徑200mm。

依據(jù)標準：

GB/T 10357.5-2011《家具力學性能試驗 第5部分:柜類強度和耐久性》

l7.1.2.1拉門垂直加載試驗

l7.1.4拉門耐久性試驗

GB/T10357.4-2013 4.4 柜類穩(wěn)定性

GB/T10357.4-2013 4.5.2 活動部件打開時的加載穩(wěn)定性試驗

GB/T 18884.3-2015 4.6.2.7 柜門耐久性試驗

GB/T 29498-2013 5.4.5.4 木門反復啟閉耐久性能

6、辦公椅耐久性測試系統(tǒng)機器人

椅子耐久性測試機器人系統(tǒng)適用于對辦公椅的強度耐久性進行測試，座面、椅背耐久性聯(lián)合測試，扶手枕靠耐久性, 靠背、扶手沖擊，向前穩(wěn)定性能。配套夾具可輕松方便調(diào)整加載位置以適應不同規(guī)格的試樣,定位把手方便定位,提高工作效率，試樣裝夾無需工具配合，簡單快捷方便。

7、床墊耐久性測試系統(tǒng)機器人

床墊耐久性測試系統(tǒng)機器人適用于對床墊墊面中心睡眠區(qū)域采用一定重量的輥筒進行滾壓測試，模擬睡眠過程中人體翻滾情況對床墊造成的影響，對床墊邊部以規(guī)定形狀的加載墊及規(guī)定的力值進行加載耐久性測試，模擬使用者坐于床墊邊部，臀部對床墊進行加載而造成的影響。進行一定次數(shù)的加載后，對比測試前后墊面高度，圍邊高度，硬度的變化及床墊損壞的情況，以評定床墊的質(zhì)量。

測試項目：包括以下測試及測量項目：

1.墊面耐久性測試

2.邊部耐久性測試

3.床墊高度測量

4.硬度值測量

8、床墊回彈性測試系統(tǒng)機器人

床墊回彈性測試系統(tǒng)機器人適用于模擬彈簧床墊在使用中遭遇人體臀部的沖擊，以評估其疲勞壽命性能。用臀部造型的沖擊頭在床墊和盒彈簧單元的表面施加可重復、可控制和計數(shù)的撞擊,測量床墊和盒彈簧單元的支撐堅固程度,利用床墊表面形成的凹窩來測量床墊和盒彈簧單元的變形。床墊回彈性測試系統(tǒng)機器人使用特定的加載塊反復對床墊進行沖擊, 評估其耐用性和彈簧的堅牢保持度。

9、沙發(fā)耐久性測試系統(tǒng)機器人

沙發(fā)耐久性測試系統(tǒng)機器人是用于模擬日常使用情況下，沙發(fā)對長期重復性載荷的承受能力。沙發(fā)耐久性測試系統(tǒng)機器人主要是試驗沙發(fā)的座，背，扶手的耐久性。試驗時將一定形狀，質(zhì)量的加載模塊，以規(guī)定的加載形式，頻率，分別對座，背，扶手表面重復加載。

沙發(fā)耐久性測試系統(tǒng)機器人技術(shù)參數(shù)：

1.座面加載模塊：50kg直徑200mm沖擊面R341mm

2.背面加載模塊：200mmx100mm

3.扶手加載模塊：直徑50mm

4.配 重 塊：70kg，直徑350mm

5.加 載 頻 率：0.33Hz～0.42Hz(20～25次/min)

6.背部加載塊間距：300mm

7.扶手加載角度：45度

汽車行業(yè)運用——檢測

10、汽車座椅疲勞耐久性測試系統(tǒng)

汽車座椅疲勞耐久性測試系統(tǒng)機器人應用最先進的協(xié)作機器人技術(shù)及自動控制與測量融入到汽車座椅的疲勞測試中，實現(xiàn)座椅測試與測量的一體化及自動化，可以做到對于動作過程的位置及力量的精確控制，在動作的過程中完成特性參數(shù)的測量。該系統(tǒng)可通過機器人驅(qū)動控制對座椅以一定的速度，一定的負載反復沖擊，對座椅耐久性能、座椅安全性能方面的試驗。

汽車座椅疲勞耐久性測試系統(tǒng)適用于國家標準 GB15083-2004 及專業(yè)標 ZBT26008 中規(guī)定的汽車座椅耐久性能試驗的測試；其性能指標完全可以滿足國內(nèi)外標準，例如 ECER17（歐共體法規(guī)）、FMVSS207（美國聯(lián)邦法規(guī)）、國標以及德國大眾公司EP標準中對座椅耐久性能、座椅安全性能方面的試驗要求。

測試項目：

1、汽車座椅坐墊耐久性試驗；

2、汽車座椅坐墊靜剛度試驗；

3、汽車座椅調(diào)角器交變載荷耐久性試驗。

主要技術(shù)參數(shù)：

1、加載行程：0～600mm；

2、加載負荷：0～200Kg(或指定）；

3、加載頻率 0～30次/分鐘。

11、汽車車門開閉耐久性試驗系統(tǒng)

汽車車門開閉耐久性試驗系統(tǒng)主要用于小型乘用車、SUV（越野車）、商務MPV的側(cè)開車門、發(fā)動機罩、后背門（行李箱蓋）和加油口蓋的開閉耐久性試驗；以驗證四門兩蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與強度是否滿足產(chǎn)品設計要求。

一、依據(jù)標準：

1）GB15086《汽車門鎖及車門保持件的性能要求和試驗方法》

2）QC/T 586《汽車門鉸鏈》

3）QC/ T323《汽車門鎖和陳保持件》

4）QC/T 627《汽車電動門鎖裝置》

5）QJQ 6136-2010 《開閉件系統(tǒng)可靠性試驗方法》

6）Q/JSKW-B-0028-2020《乘用車開閉件耐久試驗規(guī)范》

注：未標年份的標準采用頒布、修訂或正在修訂的標準

二、試驗項目：

1）側(cè)門開閉耐久試驗；

2）發(fā)動機蓋開閉耐久試驗；

3）行李箱蓋開閉耐久試驗；

4）關門速度性能試驗；

5）關門力性能試驗。

12、智能機器人全自動沖擊試驗系統(tǒng)

智能機器人全自動沖擊系統(tǒng)集成了金屬材料力學沖擊試驗機、自動控溫低溫槽、視覺定位、機器人、分揀收集裝置及信息管理軟件等系統(tǒng)，在人工進行批量試樣的上料、組批及下達任務后，系統(tǒng)將自動進行試樣的降溫、保溫、上料、沖擊，并在試驗完成后自動上傳試驗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了全自動沖擊試驗。

智能機器人全自動沖擊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，由機器人對沖擊試樣的參數(shù)進行設定：試驗時間(從冷卻環(huán)境到完成沖擊)小于4.5s；沖擊試樣缺口對稱面偏離砧座中點不大于0.1mm(行業(yè)要求不大于0.5mm)。試驗完成后，系統(tǒng)會得出沖擊試樣是否合格的結(jié)果。

智能機器人全自動沖擊系統(tǒng)提高了實驗室裝備的智能化水平，可實現(xiàn)低溫槽的自動保溫控制，提高了上料節(jié)奏的穩(wěn)定性，確保試樣擺放位置的精確度，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動傳輸，增強了試驗操作的規(guī)范性，排除了人為誤差，提高了試驗準確性與工作效率。

一、試驗標準：

智能機器人全自動沖擊試驗系統(tǒng)按照 GB/T 229-2007?金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法?(或 ISO 148-1：2006

MetallicMaterials—CharpyPendulumImpactTest—Part1：TestMethod)和ASTME23-2012cStandardTestMethods

for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials進行沖擊試驗。其中，GB/T 229-2007(或ISO 148-1：2006)

適用于室溫以及高低溫下的試驗，而ASTME23-2012c適用于溫度高于-196℃的試驗。智能機器人全自動沖擊系統(tǒng)按照夏比擺錘沖擊試驗標準要求而研發(fā)，在取放樣節(jié)奏、放樣位置、試樣傳送、記錄和讀取試驗數(shù)據(jù)等方面都進行了嚴格的控制。

二、試驗過程：

在采用智能機器人全自動沖擊試驗系統(tǒng)進行沖擊試驗前需做好準備工作，包括檢查設備的狀態(tài)和試樣是否符合試驗標準，如查看擺錘擺放是否到位、沖擊刀刃與試樣間隙是否達標、指針是否回零、沖擊系統(tǒng)手臂擺放位置是否準確等。試驗過程按照GB/T 229-2007(或ISO 148-1：2006)或者ASTM E23-2012c規(guī)定的方法進行。智能機器人全自動沖擊試驗系統(tǒng)按照夏比擺錘沖擊試驗標準設定，沖擊試驗時間恒定，保證了試驗節(jié)奏的一致性，得到的試驗結(jié)果偏差小且數(shù)據(jù)分布更為集中，減少了人為誤差和試驗結(jié)果的波動性，降低了試驗結(jié)果的誤判和錯判的概率，提高了試驗效率和結(jié)果準確率。

13、智能機器人全自動拉伸試驗機系統(tǒng)

智能機器人全自動拉伸試驗機系統(tǒng)產(chǎn)品集成了材料力學拉伸試驗機、全自動測量裝置、機器人及信息管理軟件等系統(tǒng)，在人工進行批量試樣的上料、組批及分類任務下達后，自動進行試樣的上料、測量、對中、拉伸、廢樣分類擺放，測量數(shù)據(jù)自動上傳，實驗結(jié)果自動上傳，自動判別是否合格，實現(xiàn)了拉伸實驗室的全自動拉伸試驗。本試驗系統(tǒng)提高了實驗室裝備的智能化水平，可實現(xiàn)試樣的自動測量與對中，精確的數(shù)據(jù)測量，試驗結(jié)果的自動傳輸，規(guī)范了試驗操作，排除人為誤差，提高了試驗準確性和工作效率。本試驗系統(tǒng)代表了我國實驗室智能技術(shù)裝備的發(fā)展水平，將成為我國智能實驗室拉伸試驗的主流機型。

產(chǎn)品創(chuàng)新點：

1、基于智能化的力學實驗室拉伸試驗集成設計；

2、自主研發(fā)通訊接口板，實現(xiàn)對進口拉伸試驗機的控制；

3、開發(fā)了后臺數(shù)據(jù)管理軟件，實現(xiàn)了試樣批量處理、試驗結(jié)果實時判定、數(shù)據(jù)自動傳輸、設備運行狀態(tài)實時監(jiān)測等智能管理功能；

4、機器人夾爪夾面的弧形設計，能夠有效保證夾持60mm厚的試樣時，依然保持橫平豎直；

5、全自動測量裝置取代傳統(tǒng)人工測量，即提高了精度也提高了效率。多種測量方式切換，兩種工作模式選擇，即可在線使用，也可離線使用。結(jié)構(gòu)輕巧，移動方便。測量精度達到±0.01mm，適用的樣條范圍：厚度為3～60mm，長度為200～500mm；

6、采用協(xié)作六軸機器人，重復定位精度高。系統(tǒng)穩(wěn)定性能優(yōu)良；

7、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，操作畫面分級管理。安全防護系統(tǒng)完善。機器人夾爪保護、引伸計保護、全自動測量裝置等保護聯(lián)鎖有效可靠；

8、可根據(jù)試樣的不同要求，進行合格與不合格的分類擺放，方便操作人員。

近年來，科技高速發(fā)展、人口紅利消失、疫情的反復、限電政策的頒布等種種因素，讓越來越多的企業(yè)踏上了自動化升級之路，然而工廠布局空間的緊張、工人對于機械操作的低水平以及成本的控制無一不牽制著企業(yè)的發(fā)展。Delta德爾塔儀器建議客戶使用漸次自動化的模式，實現(xiàn)技術(shù)和商務上的風險可控，循序漸進。

未來，我們也將持續(xù)深耕智能制造領域，為更多領域更多客戶提供創(chuàng)新、有競爭力的解決方案、產(chǎn)品以及服務，旨在助力各種規(guī)模和不同行業(yè)的用戶加速自動化升級和柔性制造落地。