導(dǎo)讀：協(xié)作型機(jī)器人體現(xiàn)了機(jī)器人發(fā)展的最新趨勢，他更能適應(yīng)業(yè)內(nèi)對機(jī)器人柔性化和感知能力等方面提出的要求，而且把人類的靈活性、適應(yīng)性和解決問題的能力與機(jī)器人的力量、耐久性和動作的準(zhǔn)確性結(jié)合起來，為生產(chǎn)裝配環(huán)節(jié)帶來模式創(chuàng)新，這讓中國機(jī)器人企業(yè)看到了“擺脫跟隨者角色”的機(jī)會，中國協(xié)作機(jī)器人迎來“彎道超車”的機(jī)遇。

　　協(xié)作機(jī)器人市場前景

　　2014年，全球工業(yè)機(jī)器人制造“四大家族”之一的ABB推出了世界上首款協(xié)作機(jī)器人YuMi，開啟了工業(yè)機(jī)器人的一個新篇章。未來工業(yè)4.0時代，智慧工廠里的生產(chǎn)線柔性化程度更高，機(jī)器人需要與人協(xié)同共享一個工作空間，人機(jī)協(xié)作機(jī)器人有望成為機(jī)器人領(lǐng)域下一個增長點。

　　瑞士ABB 公司的YuMi

　　協(xié)作機(jī)器人，是一種可以在一定區(qū)域內(nèi)安全的與人類進(jìn)行直接交互的機(jī)器人。協(xié)作機(jī)器人的操作相對較為簡單，是工業(yè)機(jī)器人的一個分系，在價格上也比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人“親民”的多。

　　協(xié)作機(jī)器人的興起意味著傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人必然有某些不足，或者無法適應(yīng)新的市場需求。主要有三點：

　　一是傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人部署成本高；

　　二是傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人無法滿足中小企業(yè)需求；

　　三是無法滿足新興的協(xié)作市場需求。

　　和傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人比較，協(xié)作機(jī)器人在體型上就跟它不在一個檔次。為了達(dá)到“協(xié)作”的目的，機(jī)器人與人類之間的工作距離就不能太遠(yuǎn)，因而，協(xié)作機(jī)器人尺寸都是偏小的，甚至可以直接放置在工作臺。

　　除了與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人有近似的運轉(zhuǎn)速度和精確度以外，協(xié)作機(jī)器人還擁有一些傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人所沒有的優(yōu)勢，例如輕巧、安全、價格低、靈活性高、友善的操作接口及人機(jī)協(xié)作等特色，不僅使大型企業(yè)的生產(chǎn)流程更上一層樓，也為原本卻步于自動化生產(chǎn)的中小型企業(yè)開啟新的契機(jī)。

　　ReThink Robotics的Baxter是新一代協(xié)作工業(yè)機(jī)器人

　　不管是從市場，還是技術(shù)層面來講，協(xié)作機(jī)器人都有著不可取代的優(yōu)勢與市場前景，已然是未來市場上的一大趨勢。

　　據(jù)分析機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets研究報告，預(yù)計2016年至2022年期間，協(xié)作機(jī)器人有望年復(fù)合增長60%，從2015年的接近1.1億美元升值到2022年的超過33億美元。

　　協(xié)作機(jī)器人行業(yè)規(guī)范

　　協(xié)作型機(jī)器人的有序發(fā)展離不開行業(yè)規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)的約束。2013 年5 月，美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會（RIA）宣布新的機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)通過美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（ANSI）的認(rèn)可。

　　新ANSI/RIA R15.06-2012 版本標(biāo)準(zhǔn)是1999 版本標(biāo)準(zhǔn)的升級版，等同于國際ISO10218:2011 機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)。其中一項對國際等同標(biāo)準(zhǔn)的重要升級覆蓋了人員和機(jī)器人的協(xié)同工作情況。

　　此標(biāo)準(zhǔn)為協(xié)同機(jī)器人作業(yè)提出了四項要求，確保人員可以靠近一臺正在運行的無安全護(hù)網(wǎng)的機(jī)器人。處于協(xié)同工作模式下的機(jī)器人必須滿足標(biāo)準(zhǔn)提出的四項要求之一：

　　安全級監(jiān)測站——這種操作模式要求機(jī)器人系統(tǒng)監(jiān)控工作區(qū)域，當(dāng)有人進(jìn)入?yún)f(xié)同工作區(qū)域時，停止一切動作。這種監(jiān)測可能涉及使用激光監(jiān)測是否有人跨越工作區(qū)邊緣，切換到監(jiān)測封閉空間是否打開了門，以及類似的東西。

　　手動示教——此類機(jī)器人不具備自主功能，需要工人操作員控制機(jī)器人的每一個動作。運動的速度也受到監(jiān)控，并保持在機(jī)器人內(nèi)部系統(tǒng)的安全限值內(nèi)。

　　速度和分離監(jiān)測——機(jī)器人以這種方式監(jiān)測和限制他們的運動速度，并監(jiān)測協(xié)同工作區(qū)域里各個部件和工人的距離。機(jī)器人的運動必須保持在與工人的最小距離之外，或者當(dāng)工人離得太近時，機(jī)器人將停止運動。

　　功率和力量限制——當(dāng)此類機(jī)器人有運動速度和功率限制的設(shè)計，當(dāng)它與工人或其他物體接觸時，內(nèi)置的傳感器就能檢測到。當(dāng)類似接觸發(fā)生時，速度和功率限制將使得碰撞能量不足以造成嚴(yán)重傷害。

　　國際委員會起草了ISO 技術(shù)規(guī)范（TS）15066，作為在協(xié)同工作模式下使用此標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)。具體內(nèi)容仍在進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，開發(fā)完成之后需要征得業(yè)界的認(rèn)可才能作為 ISO10218 安全標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充。

　　通過這一系列的定義，協(xié)作機(jī)器人的操作并不陌生。當(dāng)配置了恰當(dāng)?shù)墓ぷ鲄^(qū)域限制監(jiān)測傳感器，并編程實現(xiàn)恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)時，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人也能實現(xiàn)第一種模式的功能。然而，已經(jīng)開始出現(xiàn)在第四種模式下運行的機(jī)器人，能夠在不受限制的環(huán)境中工作。這種機(jī)器人通常針對微小零部件組裝或要求高精度搞重復(fù)度的材料搬運。通常這些人物包括協(xié)助工人自動完成日常任務(wù)，而工人則處理需要判斷或不易被機(jī)器人替代的操作任務(wù)。

　　協(xié)作機(jī)器人目前有幾種形式。 其中最常見的一種是單個機(jī)械臂固定在工作臺、墻壁或天花板上，可以伸入工作區(qū)工作。類似于Rethink Robotics的Baxter機(jī)器人和ABB的YuMi，外表更像人形，有兩只機(jī)械臂，軀干，甚至還有一個“頭”。這種機(jī)器人可以獨自站立，能夠像工人 一樣在工作站操作，因此也更容易像工人一樣進(jìn)入工廠流水線。而另一些，例如Kawada的Nextage，則安裝有輪子，可以快速重新部署。