长期以来，大型制造商一直在使用专用工业机器人来提高生产线的效率和吞吐量，从而取得中小型企业无法匹敌的成本优势。但是，如今的工业机器人已不再只限于大规模生产。现在，各种规模的企业均可使用小型通用机器人与人类并肩作业来提高生产率，工作空间最小只需 2 平方英尺。

本文将探讨阻碍中小型企业大规模部署协作机器人的因素，以及情形发生改变的原因。此外，本文还以 KUKA Robotics Corp. 的机械臂式机器人为例，说明如何将其分别应用于大型和小型设施。

协作机器人的崛起

在历史上，有若干因素促使工业机器人技术应用局限于大型企业。其中一个主要因素是难以产生投资回报率 (ROI)。早期的工业机器人需要大量设计工作，并根据特定任务进行定制，因此操作范围相对狭窄。然而，由于成本高昂且缺乏灵活性，意味着即使机器人比人手拥有更高的效率和吞吐量，但只有应用于大批量生产线时才能证明其合理性。中小型设施却鲜少能够满足这一条件。

为了实现利益最大化，大型企业的工业机器人往往体积庞大，移动速度快，而且在处理的物料和速度方面，远远超出人类的能力（图 1）。机器人的冲力相当大，若在行进过程中冲撞工作人员，则足以造成伤亡。为了确保工作人员安全，必须设置带联锁装置的防护栅或其他护栏隔离大型工业机器人，确保人员进入工作区时机器人能停止作业。

图 1：传统工业机器人往往体积庞大，移动速度快，因而必须设置防护栅以确保工作人员安全。（图片来源：KUKA Robotics Corp.）

像 KUKA Robotics AGILUS KR 3 R540 这样的紧凑型机械臂的推出，为工业设施管理者提供了更多选择（图 2）。这些设备提供了现成的通用平台，以相对适中的成本显著提高了操作灵活性。若配合以合适的末端执行器配件（例如安装于机械臂末端的抓具或工具），可大幅扩展通用平台的应用范围，使机器人系统获得合适的 ROI。此外，这些机械臂完成初始应用任务后，可以随时对其进行编程以执行不同动作；也可更换末端执行器机构改用于其他应用，从而扩大了投资回报潜力。