隨著自動(dòng)化和數(shù)字化在全球制造行業(yè)中迅速發(fā)展，越來 越多的制造商采用機(jī)器人解決方案來提高車間的智能 化科技水平。協(xié)作機(jī)器人作為一種新興的機(jī)器人品類， 也日益受到關(guān)注。本文探索性地介紹了協(xié)作機(jī)器人的類型、優(yōu) 勢(shì)以及發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而說明了如何更好地利用協(xié)作機(jī)器人技術(shù) 來完善人工技能、提高生產(chǎn)效率。
協(xié)作工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)理念旨在讓工人與機(jī)器人在車間中 合作協(xié)作完成相關(guān)任務(wù)。 國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（The International Federation of Robotics）定義了兩種類型的協(xié)作機(jī)器人：一種類 型是符合國際組織標(biāo)準(zhǔn) 10218-1 的，另一種類型是不符合該標(biāo) 準(zhǔn)的。國際組織標(biāo)準(zhǔn) 10218-1 為工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用、安全設(shè)計(jì)、 保護(hù)措施提供相關(guān)的技術(shù)要求和指導(dǎo)意見。這并不意味著不符 合該標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人就不安全，它們可能遵循了其他的安全標(biāo)準(zhǔn)， 例如國家或公司內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。
滿足上述規(guī)范的機(jī)器人種類有很多，但是它們的人機(jī)協(xié)作 程度卻有很大差異。 技術(shù)范圍的一端是傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，它 們需要在一個(gè)單獨(dú)的工作空間中運(yùn)行，工人可以定期進(jìn)入該空 間而無需關(guān)閉機(jī)器人電源，這就避免了生產(chǎn)流程被打亂——停 機(jī)造成的生產(chǎn)流程被打亂可能產(chǎn)生每分鐘數(shù)千美元的經(jīng)濟(jì)損失。 在機(jī)器人的工作空間中設(shè)有能夠探測(cè)人體運(yùn)動(dòng)的傳感器，可以 確保當(dāng)工人進(jìn)入設(shè)定區(qū)域時(shí)，機(jī)器人的操作動(dòng)作變緩或停止。
技術(shù)范圍的另一端是專為人機(jī)協(xié)作工作而設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器 人。這類機(jī)器人也被稱為“cobots”，其設(shè)計(jì)包括了多種防護(hù) 功能特征，可確保當(dāng)工人有意或無意地直接接觸到機(jī)器人時(shí)， 不會(huì)受到傷害。 這些防護(hù)功能特征包括：采用輕質(zhì)材料；圓滑 的輪廓設(shè)計(jì)；表面覆蓋襯墊；應(yīng)用“智能皮膚”技術(shù)（ 襯墊中 集成了嵌入式傳感器）；在機(jī)器人基體和關(guān)節(jié)上安裝力和速度 傳感器，并設(shè)定相應(yīng)的閾值，以確保在接觸發(fā)生時(shí)，機(jī)器人的 力和速度不會(huì)超過規(guī)定的閾值。
總體而言，工業(yè)協(xié)作機(jī)器人可以劃分為兩類，第一類是非 直接人機(jī)接觸類；第二類是任務(wù)同步類，這類機(jī)器人會(huì)根據(jù)工 人的動(dòng)作實(shí)時(shí)調(diào)整自身動(dòng)作，以配合工人完成相應(yīng)任務(wù)。目前， 據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)成員統(tǒng)計(jì)，第一類協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用最普遍， 也就是人機(jī)共享工作空間，機(jī)器人和工人按順序完成各自的任 務(wù)，機(jī)器人執(zhí)行重復(fù)或不符合人體工程學(xué)的任務(wù)，比如，提重 物或擰螺釘?shù)取?
任務(wù)同步類型的協(xié)作機(jī)器人會(huì)根據(jù)工人的動(dòng)作實(shí)時(shí)調(diào)整自身動(dòng)作（例如，根據(jù)工人放置工件的角度調(diào)整抓取動(dòng)作的角度， 配合工人完成抓取動(dòng)作），這在技術(shù)上是非常具挑戰(zhàn)性的。 這類 機(jī)器人的動(dòng)作軌跡隨時(shí)都可能改變，因此其運(yùn)動(dòng)具有不可預(yù)測(cè)性， 這就要求最終用戶確保其在最大運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的操作都滿足安全性 要求。 目前來說，任務(wù)同步類型機(jī)器人在各個(gè)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用 實(shí)例還比較少，這是因?yàn)榻^大多數(shù)的制造企業(yè)都依賴操作的精確 性和可重復(fù)性來提高生產(chǎn)效率。
