協(xié)作型機(jī)器人又名人機(jī)協(xié)同作業(yè)機(jī)器人，它的發(fā)明旨在引導(dǎo)或輔助人類實(shí)現(xiàn)特定作業(yè)任務(wù)，從而降低人類勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。需要指出的是，假設(shè)人類與協(xié)同機(jī)器人在一同工作， 如人類在工作過程中出現(xiàn)偏差或誤操作，機(jī)器人將具備感知這一行為并及時(shí)糾正的能力。同時(shí)，協(xié)作機(jī)器人可以實(shí)時(shí)感知甚至預(yù)測作業(yè)過程中與人體的接觸并能迅速規(guī)避以避免傷害。

以汽車制造工廠為例，很多汽車裝備工序都市由人類員工手工完成，這樣裝配方式成本很高，而將人工全部替換為機(jī)器人在技術(shù)上并不現(xiàn)實(shí)。如果機(jī)器人和人類沒有緊密互動(dòng)，則二者的生產(chǎn)潛力都無法發(fā)揮出來。協(xié)作機(jī)器人的出現(xiàn)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(dòng)作的準(zhǔn)確性結(jié)合起來，這將能顯著改善當(dāng)今生產(chǎn)裝配的困境。

圖2 寶馬美國工廠中工人和協(xié)作機(jī)器人一同作業(yè)

圖2 寶馬美國工廠中工人和協(xié)作機(jī)器人一同作業(yè)

早在2012 年12 月，德國著名汽車生產(chǎn)廠商寶馬公司率先在其美國卡羅萊納州斯帕坦堡市的汽車工廠采用協(xié)作機(jī)器人。它們將與人類員工共同完成對(duì)汽車車門的絕緣和防水處理工序。人類員工負(fù)責(zé)向車門噴灑膠水，與此同時(shí)，協(xié)作機(jī)器人靈活調(diào)整車門開合，讓膠水噴灑到車門的正確位置。如果這道工序沒有機(jī)器人的參與，人類員工要花費(fèi)一到兩小時(shí)來移動(dòng)笨重的車門，倘若一味強(qiáng)行提高工作效率，工人的身體健康會(huì)受到極大損害。鑒于協(xié)作機(jī)器人在寶馬公司的5 家工廠表現(xiàn)良好，寶馬公司打算為協(xié)作機(jī)器人增加更多的工作種類，這意味著寶馬公司會(huì)把當(dāng)前常規(guī)機(jī)器人的各項(xiàng)技術(shù)移植到協(xié)作機(jī)器人身上。

協(xié)作型機(jī)器人國產(chǎn)化率較低，甚至至今還未引起國內(nèi)企業(yè)的足夠重視。國務(wù)院總理李克強(qiáng)在今年的政府工作報(bào)告中提出，要實(shí)施“中國制造2025”，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國的步伐。在堅(jiān)持“以人為本”的思想發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的進(jìn)程中，協(xié)作機(jī)器人將占據(jù)極其重要的戰(zhàn)略地位。

協(xié)作型機(jī)器人的主要產(chǎn)品和行業(yè)規(guī)范

◆ 丹麥Universal Robots 的優(yōu)傲（UR）系列機(jī)器人

圖3 UR10 機(jī)器人

圖UR10 機(jī)器人

其中尺寸最大的UR10 機(jī)器人可處理高達(dá)10kg 的負(fù)載自動(dòng)化作業(yè)， 延伸半徑達(dá)1300mm。其特點(diǎn)在于其基于平板電腦、簡潔易用的用戶界面和示教系統(tǒng)，以及機(jī)器人本體安裝的便捷性。