協(xié)作型機器人又名人機協(xié)同作業(yè)機器人，它的發(fā)明旨在引導(dǎo)或輔助人類實現(xiàn)特定作業(yè)任務(wù)，從而降低人類勞動負擔(dān)。需要指出的是，假設(shè)人類與協(xié)同機器人在一同工作， 如人類在工作過程中出現(xiàn)偏差或誤操作，機器人將具備感知這一行為并及時糾正的能力。同時，協(xié)作機器人可以實時感知甚至預(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器人在技術(shù)上并不現(xiàn)實。如果機器人和人類沒有緊密互動，則二者的生產(chǎn)潛力都無法發(fā)揮出來。協(xié)作機器人的出現(xiàn)把人類的靈活性、適應(yīng)性和解決問題的能力與機器人的力量、耐久性和動作的準確性結(jié)合起來，這將能顯著改善當今生產(chǎn)裝配的困境。

圖2 寶馬美國工廠中工人和協(xié)作機器人一同作業(yè)

圖2 寶馬美國工廠中工人和協(xié)作機器人一同作業(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)作機器人。它們將與人類員工共同完成對汽車車門的絕緣和防水處理工序。人類員工負責(zé)向車門噴灑膠水，與此同時，協(xié)作機器人靈活調(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器人的參與，人類員工要花費一到兩小時來移動笨重的車門，倘若一味強行提高工作效率，工人的身體健康會受到極大損害。鑒于協(xié)作機器人在寶馬公司的5 家工廠表現(xiàn)良好，寶馬公司打算為協(xié)作機器人增加更多的工作種類，這意味著寶馬公司會把當前常規(guī)機器人的各項技術(shù)移植到協(xié)作機器人身上。

協(xié)作型機器人國產(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)院總理李克強在今年的政府工作報告中提出，要實施“中國制造2025”，堅持創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型、強化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強國的步伐。在堅持“以人為本”的思想發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)的進程中，協(xié)作機器人將占據(jù)極其重要的戰(zhàn)略地位。

協(xié)作型機器人的主要產(chǎn)品和行業(yè)規(guī)范

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

圖3 UR10 機器人

圖UR10 機器人

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