隨著(zhù)自動(dòng)化和數字化在全球制造行業(yè)中迅速發(fā)展，越來(lái) 越多的制造商采用機器人解決方案來(lái)提高車(chē)間的智能 化科技水平。協(xié)作機器人作為一種新興的機器人品類(lèi)， 也日益受到關(guān)注。本文探索性地介紹了協(xié)作機器人的類(lèi)型、優(yōu) 勢以及發(fā)展趨勢，進(jìn)而說(shuō)明了如何更好地利用協(xié)作機器人技術(shù) 來(lái)完善人工技能、提高生產(chǎn)效率。
協(xié)作工業(yè)機器人的設計理念旨在讓工人與機器人在車(chē)間中 合作協(xié)作完成相關(guān)任務(wù)。 國際機器人聯(lián)合會(huì )（The International Federation of Robotics）定義了兩種類(lèi)型的協(xié)作機器人：一種類(lèi) 型是符合國際組織標準 10218-1 的，另一種類(lèi)型是不符合該標 準的。國際組織標準 10218-1 為工業(yè)機器人的應用、安全設計、 保護措施提供相關(guān)的技術(shù)要求和指導意見(jiàn)。這并不意味著(zhù)不符 合該標準的機器人就不安全，它們可能遵循了其他的安全標準， 例如國家或公司內部標準。
滿(mǎn)足上述規范的機器人種類(lèi)有很多，但是它們的人機協(xié)作 程度卻有很大差異。 技術(shù)范圍的一端是傳統的工業(yè)機器人，它 們需要在一個(gè)單獨的工作空間中運行，工人可以定期進(jìn)入該空 間而無(wú)需關(guān)閉機器人電源，這就避免了生產(chǎn)流程被打亂——停 機造成的生產(chǎn)流程被打亂可能產(chǎn)生每分鐘數千美元的經(jīng)濟損失。 在機器人的工作空間中設有能夠探測人體運動(dòng)的傳感器，可以 確保當工人進(jìn)入設定區域時(shí)，機器人的操作動(dòng)作變緩或停止。
技術(shù)范圍的另一端是專(zhuān)為人機協(xié)作工作而設計的工業(yè)機器 人。這類(lèi)機器人也被稱(chēng)為“cobots”，其設計包括了多種防護 功能特征，可確保當工人有意或無(wú)意地直接接觸到機器人時(shí)， 不會(huì )受到傷害。 這些防護功能特征包括：采用輕質(zhì)材料；圓滑 的輪廓設計；表面覆蓋襯墊；應用“智能皮膚”技術(shù)（ 襯墊中 集成了嵌入式傳感器）；在機器人基體和關(guān)節上安裝力和速度 傳感器，并設定相應的閾值，以確保在接觸發(fā)生時(shí)，機器人的 力和速度不會(huì )超過(guò)規定的閾值。
總體而言，工業(yè)協(xié)作機器人可以劃分為兩類(lèi)，第一類(lèi)是非 直接人機接觸類(lèi)；第二類(lèi)是任務(wù)同步類(lèi)，這類(lèi)機器人會(huì )根據工 人的動(dòng)作實(shí)時(shí)調整自身動(dòng)作，以配合工人完成相應任務(wù)。目前， 據國際機器人聯(lián)合會(huì )成員統計，第一類(lèi)協(xié)作機器人應用最普遍， 也就是人機共享工作空間，機器人和工人按順序完成各自的任 務(wù)，機器人執行重復或不符合人體工程學(xué)的任務(wù)，比如，提重 物或擰螺釘等。
任務(wù)同步類(lèi)型的協(xié)作機器人會(huì )根據工人的動(dòng)作實(shí)時(shí)調整自身動(dòng)作（例如，根據工人放置工件的角度調整抓取動(dòng)作的角度， 配合工人完成抓取動(dòng)作），這在技術(shù)上是非常具挑戰性的。 這類(lèi) 機器人的動(dòng)作軌跡隨時(shí)都可能改變，因此其運動(dòng)具有不可預測性， 這就要求最終用戶(hù)確保其在最大運動(dòng)范圍內的操作都滿(mǎn)足安全性 要求。 目前來(lái)說(shuō)，任務(wù)同步類(lèi)型機器人在各個(gè)制造領(lǐng)域中的應用 實(shí)例還比較少，這是因為絕大多數的制造企業(yè)都依賴(lài)操作的精確 性和可重復性來(lái)提高生產(chǎn)效率。
