机器人是为危险、极端条件而开发和设计的

机器人每天都在做枯燥、单调的工作。虽然这是他们的传统领域，但他们有能力做得更多。生产力、质量和效率已经跃居首位。投资回报(ROI)现在通常以月为单位，而不是以年为单位。体积不是那么重要。

当我们把更多的注意力放在收获上时，有时我们会忘记我们节省了什么。不受极端温度、繁重的有效载荷、苛刻的化学物质和有毒烟雾的影响。机器人有能力去我们不能去的地方，做我们不该做的工作。从化学精炼和危险材料处理，到有毒药物配制和低温码垛，机器人的超人能力将它们发挥到极致。

机器人攻炉

打炉是一项累人的工作。搬运重物是重复的，对体力的要求很高。温度高到足以熔化金属。有毒的烟雾和有毒的灰尘使这项任务对人类很危险。但对于机器人和一个有经验的自动化集成商来说，打炉不是难事。

Specialized Analysis Engineering, Inc. (SAE)是一家工程服务公司，在工业自动化、机器人、过程控制、系统集成、制造和布线方面拥有专业知识。总部位于犹他州洛根的公司已经完成了广泛的行业项目，包括用于磷还原炉和钢铁冶炼炉的电弧炉攻丝自动化。

SAE已经为拜耳拥有的磷酸盐精炼设施自动化了六个熔炉攻丝单元。该工厂操作多个电弧炉，生产用于除草剂的单磷。

在精炼过程中，废物以熔渣的形式产生，其温度接近1650°C，足以熔化钢铁。这些熔渣必须定期从炉中取出，这一过程称为出渣。在攻丝过程中，电弧炉周围的环境极其恶劣。极端高温、熔融物质飞溅的可能性以及有毒烟雾和蒸汽对人类有害。

工作环境如此极端，连机器人都需要保护。在金属罩下是一个重型载荷机器人，倒置在一个定制的第七轴定位器上，协调运动。倒置安装为工作空间中的其他活动提供了空间，这将被地板安装配置所禁止。

减轻压力，减轻负担

机器人必须能够在爱达荷州冬季-29°C到夏季超过38°C的环境温度下工作。为了应对高温环境和极端的工艺环境，机器人由Roboworld制造的耐热装甲保护。SAE工程师与Roboworld合作定制机器人装甲，以适应该应用所需的倒置安装位置和附件设备。

工具更换器和自动化工具架允许倒置安装的机器人在没有操作员干预的情况下执行多个熔炉攻丝任务。提供:专业分析工程公司/机器人工业协会[/caption]

在自动化之前，这个出炉过程完全是手工的。它要求操作者有一定程度的力量和耐力来使用笨重的工具执行重复的任务。通过整合机器人系统，它为那些原本无法从事体力劳动的人创造了就业机会。机器人还能够操作更重、更坚固、寿命更长的工具，而不是以前由人类操作人员使用的手动工具来执行相同的工作。

六个机器人系统安装在磷酸盐精炼设施的每个位置都是独一无二的，因此SAE工程师需要对建筑物进行广泛的结构修改，并设计坚固的安装结构来支撑这些680公斤重的机器人。第一个机器人于2013年2月安装。在接下来的几年里安装了更多的系统，最近的第六次机器人安装于2018年10月完成。

建造工业电池

沉重的载荷和熔铅都不是这个帮助制造工业电池的重型机器人的对手。空气中的铅尘对人类工人的健康也有危害。

位于伊利诺伊州内珀维尔市的电池建造公司Battery Builders Inc.。该公司是一家总部位于美国的工业铅酸电池制造商，用于叉车和其他电动设备，当他们决定升级他们的设施时，他们的新机器人比预期的要好得多。它们将以更少的劳动力使产量增加一倍以上，提高产品质量，降低健康和安全风险。

由于陈旧的设备导致了昂贵的生产延误，BBI与密歇根州本顿港的MAC工程公司合作。这台有25年历史的铸带机(COS)即将更换。MAC还集成了一个大型有效载荷机器人来管理新的六站COS机器。自动化的机器处理任务将工人的数量从7人减少到5人，并将他们解放出来从事制造设施其他领域的更高价值的任务。

首先，机器人会精确地对准一组垂直堆叠的电池极板，确保边缘均匀平整。然后机器人捡起盘子，在一个大的刷毛刷上刷掉任何残留在末端连接器或耳片上的碎片。接下来，机器人将产品运行在助熔剂过程中，通过去除加热时可能形成珠子的金属氧化物来制备金属耳。然后将凸耳浸入锡中以建立更牢固的连接，然后再次浸入熔融的铅中以连接板并建立正负极。最后，机器人将电池极板放置到最后一个工位，该工位会自动将极板插入模塑塑料套管中。

BBI需要每天连续对齐136公斤电池板500次。他们集成的大型有效载荷机器人具有300公斤的有效载荷，并结合了3230毫米的长范围和最小的死空间，以较小的占地面积实现广泛的工作范围。高重复性(±0.3 mm)使其成为高精度和重型起重应用的理想选择。结合这些功能，机器人能够到达不同高度的多台机器，同时产生更一致的产品。

在多步COS过程中，机器人EOAT只需要在修改电池类型时进行更改。当需要更换不同类型的电池时，操作员会更换机器人上的夹持器。

高产量，低风险

虽然提高产量是BBI升级的主要目标，但制造商获得了意想不到的健康和安全效益。手工堆叠电池极板并将其装入机箱中会产生更多的铅尘，比新的自动化工艺暴露在空气中的风险更大。旧的工艺还要求员工举起更重的东西，导致受伤的风险更大。

对于BBI来说，重要的是看到自动化不仅对他们的底线产生了积极影响，而且对员工的工作环境也产生了积极影响。

在自动化过程中产生的任何空气中的铅尘立即被当地的排气通风系统捕获，并沉积在hepa过滤的集尘器中。在BBI的日常清洁过程中，通过hepa过滤真空和湿式擦拭，收集在机器人表面的任何残留铅尘都会被清除。机器人手腕和底座的防护等级分别为IP67和IP65，并且防尘。

自从更换了旧的COS机器后，BBI用更少的工作时间体验了更好、更一致的产品质量。以前操作旧机器的员工现在在电池组装部门工作，这使得BBI可以将更多的员工时间集中在电池组装的最后阶段，并最终提高电池的整体质量。

自动化的制造过程减少了操作人员接触空气中铅尘的机会，减少了他们所需要的繁重的起重工作，从而大大提高了工作环境的安全性。一旦所有的集成完成，BBI预计产量将从每天400个增加到1000个，这是自动化之前产量的两倍多。

机器人自动化在医疗保健行业也扮演着越来越重要的角色。它们能到达传统手术工具无法到达的地方。在药房，机器人正在去人类不该去的地方。

处理危险药品

根据美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)的数据，每年有800万美国医疗保健工作者可能接触危险药物。用于治疗癌症的化疗、细胞毒性和肿瘤药物，以及关节炎、多发性硬化症和其他非癌性疾病，可能构成最大的风险。NIOSH的研究表明，暴露于化疗药物的医护人员患癌症、染色体异常和生殖损害的风险增加。

对危险药物安全处理、不断变化的监管环境、整体药房效率和患者安全的高度关注，使自动化得到了更多的关注。ARxIUM是一家位于伊利诺伊州布法罗格罗夫的药房自动化解决方案开发商。开发了RIVA全自动静脉配液系统。

RIVA被医院药房用于自动和准确地制备注射器和袋中的静脉溶液。通过自动化流程，RIVA提高了患者和药房技术人员的安全性。

更安全、更快

将准备静脉输液袋和注射器所需的重复和复杂的任务自动化，可以减少污染和人为错误的发生率。RIVA还确保儿童、新生儿和成人患者的危险剂量和非危险剂量是准确的。该系统通过允许同时制备更多剂量来提高复合过程的效率。

机器人通过RIVA配制系统将药品从一个站循环到另一个站。机器人在整个过程中移动物品的速度有助于系统令人印象深刻的吞吐量。整个系统在ISO 5级环境中进行无菌封闭，以坚持IV配制所需的严格无菌清洁度水平。

技术人员可以灵活地只运行一天的班次，也可以一周七天、一天24小时运行系统。迄今为止，ARxIUM已经为RIVA复合系统集成了50多个机器人和控制器。RIVA系统已填充了800多万剂疫苗。

机器人帮助RIVA系统通过提高静脉混合剂配制的安全性和准确性来提高患者护理和药房效率。2018年，医疗保健研究公司KLAS连续第六年将RIVA自动化IV配液系统评为最佳IV机器人。

北极条件下的重物

艾伯森是一家总部位于爱达荷州博伊西的大型杂货连锁店，在美国35个州设有门店，需要一种新的自动化解决方案来进行冷包装操作。码垛机器人需要满足非常特定的速度、有效载荷、灵活性和占地面积要求。它还必须承受类似北极的环境和食品级化学冲洗，这些化学冲洗可能会刮掉汽车上的油漆。

在搜索市场后，艾伯森选择了一款五轴机器人，即使在零下30°C的低温下，也能快速准确地执行码垛任务。由于北极的设计，它不需要防护服。狭窄的底座和较大的延伸范围可以缩短循环时间和高度灵活性，当在寒冷的环境中堆放物品时，地板空间有限。

机器人会冲进别人敢踩的地方。他们不害怕那些对人类来说是危险的、可能致命的、艰苦的、危险的、有毒的任务。它们去了人类不能去的地方，不仅使工作场所更安全，而且更好。

Tanya M. Anandan是特约编辑机器人工业协会(RIA)和机器人在线．RIA是一个非营利性的行业协会，致力于通过机器人技术和相关自动化来提高北美制造业和服务业的区域、国家和全球竞争力。这篇文章最初出现在RIA网站上．RIA是CFE媒体内容合作伙伴推进自动化协会(A3)的一部分。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

原始内容可以在www.robotics.org．

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