協作機器人介紹

工業協作機器人也稱人機協作機器人，與傳統工業機器人必須用安全保護欄與人隔離不同，它可以和人在共同工作空間中合作、互動，共同完成工作。因此，協作機器人必須具備高安全性、高靈活性和高精度，且滿足即插即用、編程簡單直觀、操作簡單，讓非專業人員也能快速掌握并使用的特征。一旦發生非預期碰撞，協作機器人就會立即自動停止運行，保護操作人員和周圍設備不受傷害。不過現在研究人員有了新想法，協作機器人是否可以不再視人類為交互過程中的障礙？萊斯大學（Rice University）的研究人員在機器人完成任務時，用“溫和的反饋”訓練機器人，讓機器人不再把人視為一種隨機的干擾，而把人視為一個理性的存在，甚至可以根據人的指令完成任務。

當前國內外已有不少于30家的機器人廠商推出了協作機器人產品，與此同時，協作機器人的安全性高、靈活易用、與人協作等特性，也極大的吸引了部分制造企業開始嘗試將協作機器人引入到生產線，完成精密裝配、檢測、產品包裝、打磨、機床上下料等工作。

小型化、輕量型協作機器人正在成為工業機器人的發展新趨勢，中小企業借力協作機器人邁向工業4.0，成為推動工業機器人市場高速發展的重要驅動力，人機協作將更精準地助力智能制造。

從傳統機器人到協作機器人的幾點變化：協作機器人應用領域：

許多傳統應用都因能夠重復作業、完成繁重體力勞動的協作機器人而受益無窮，例如：裝配、裝載/卸載、包裝、分揀、分發、打磨和拋光應用。隨著機器人在各種規模的企業中的采用率日漸增加，機器人不再僅為大型工業制造商所用。借助如今的協作技術，許多機器制造商發現投資回報期短至不到1年。除了帶來了勞動力成本削減，產品生產率提高等好處以外，這些機器人還可支持各工廠縮小裝配線規模，而且能夠直接在其操作員旁邊同地協作。最后，某些協作機器人可以在復雜的人類環境中作業，而無需安裝大型的外部傳感器和屏障。這可支持工廠按照當前工作環境所需，部署、撤除機器人或部署人力。此舉可實現大量多品種小批量制造設施所需要的靈活性。

協作型、復雜感測機器人不僅能夠在操作員身邊協作，還支持在難以部署傳統機器人的復雜、危險應用場合中作業。在諸如噴涂或去除大型艦船的油漆等應用中，通常操作員通常面臨各種危險，包括化學品和高空墜落。而現在，可以部署機器人完成此工作，而無需執行在艦船上安裝導桿、軌道或傳感器這樣過于復雜的任務。另一個應用是災難恢復機器人，即部署機器人在陌生且險峻的地形中執行任務。

在某些應用中，我們發現大型組織使用了自動化設備機器人第七軸，而現在借助更智能、更便捷的協作機器人，更小規模的組織也能使用自動化設備了。倉儲和物流行業已使用了多年的自動導引車（AGV），但是傳統上，需要投資大型設施，以支持操作這些車輛。而新導航技術支持在倉庫或者工廠內操作AGV，而無需使用反射器或者標記。除了新導航技術以外，通過結合移動機器人和關節型機器人，還開發了一種新興技術。這種結合展現了一個激動人心的新機會，即可以在設施周圍操縱機器人，以及在人類環境中作業時，通過機器人揀選和包裝產品。

降低風險、縮短手術時間和恢復時間依然是外科手術機器人的關注焦點。通過改善常規腹腔鏡檢查和關節鏡檢查技術，外科手術機器人在手術室人員身邊以及對患者進行安全作業的同時，能夠為外科醫生提供更高的可見性、敏捷度、準確性和舒適度。如今的外科手術機器人能夠減少手術創傷，改善患者療效，縮短接受前列腺、心臟、婦科手術和其他手術的患者的術后住院時間。隨著新外科手術的開發、全球需求的增加，以及協作技術繼續創新，外科手術機器人發展潛力無限。

最后，協作機器人將在遠程安全和監控領域帶來一個振奮人心的機遇。此應用結合了各種不同的技術，包括移動機器人、傳感和視頻監控。這些機器人所面臨的機遇包括國家邊界，以及其他大面積的開闊區域，例如：農場、太陽能電站、倉庫、機場停車場或者軍事基地的應用。

協作機器人無需外部安全屏障，隨著此類機器人的部署數目不斷增加，從中受益的應用也日漸增多。如今，我們已看到了協作機器人給工業設置、復雜/危險應用、倉儲和物流，以及安全和監控領域帶來的明顯益處。

讓我們欣賞一批優秀的協作機器人產品：

1 RethinkRobotics

美國知名新興機器人制造企業，目前最先進的協作機器人提供商之一。在2012年推出過工業機器人Baxter，它具有常識性，擁有友好的面孔和感知人類的特性。2015年 Rethink公司公布了新一代工業機器人Sawyer，較Baxter體型更小，能夠處理普通機器人無法處理的高精度工業任務：比如為測試電路板。

2 優傲機器人

成立于2005年的優傲機器人(Universal Robots)在巨頭云集的工業機器人市場中實屬“晚輩”。不過協作機器人領域，優傲機器人卻擁有絕對的話語權。

與傳統工業機器人不同，優傲自成立起的目標就是以“協作機器人”重新定義機器人自動化技術，填補全自動生產線與全手動裝配生產線間的市場空白。2008年優傲開始銷售UR5，第一次實現協作機器人商業化。值得一提的是，自2008年12月推出首款UR機器人迄今，不到七年時間內，優傲的機器人產品已經暢銷全球50多個國家，銷量超過4000臺。

3 ABB YuMi

ABB是全球電氣產品、機器人及運動控制、工業自動化和電網領域的技術領導企業，致力于幫助電力、工業、交通和基礎設施等行業客戶提高業績。目前，ABB已在全球范圍內安裝了超過25萬臺工業機器人。

為了適應“人機協作”的需求，2007年，ABB開始研發一款代號為YuMi的小型機器人，YuMi在英文中是“你和我”協同工作的簡稱，YuMi于2015年4月的德國漢諾威展會正式發布。和傳統工業機器人相比，YuMi體型嬌小，靈活度高。傳統工業機器人多為單臂6軸，而YuMi卻第一次像人類一樣被賦予了“雙臂雙手”，而且是單臂7軸、雙臂14軸，不用抬起肩關節，就能用肘關節和手腕靈巧地完成小件裝配等精細活。

4 發那科 綠色機器人

日本發那科公司(FANUC)是當今世界上數控系統科研、設計、制造、銷售實力最強大的企業，這款綠色機器人與發那科傳統的黃色機器人的外觀基本相同，但動作相對要慢一些，最快只有250mm/秒。同時，這款機器人的肢體不是金屬鑄件，而是軟性材料。

5 Festo

費斯托(Festo)——氣動業全球領先廠商，總部位于德國，是一家國際性家族企業。同時費斯托教學培訓體系在全球工業教育領域處于市場領導地位。費斯托推出的BionicCobot仿生機械手臂不僅模仿人類手臂的解剖結構，如同其生物樣本，氣動輕型機器人可借助其靈活敏感的運動解決眾多任務。得益于這種靈活性機器人第七軸，這款機器人能夠直接并安全地與員工一同工作。

6 KUKA LBR iiwa

2014年11月，庫卡(KUKA)在中國首次發布庫卡公司第一款7軸輕型靈敏機器人LBR iiwa，它首次實現人類與機器人之間的直接合作，并開啟了庫卡“人機協作”的新篇章。

LBR iiwa機器人的結構采用鋁制材料設計，其自身重量不超過30公斤，負載重量可分別達到7公斤和14公斤，超薄的設計與輕鋁機身令其運轉迅速，靈活性強，不必設置安全屏障。庫卡是首家也是唯一一家提供10公斤以上有效載荷輕型機器人的制造商。

7 Bosch APAS機器人

2014年10月，博世(Bosch)推出了其首個協作機器人解決方案APAS，它是協作機器人中首個獲得認證的助理系統，可以協助人類工作，且無需任何額外的防護。

APAS的黑色皮外套是觸覺檢測裝置，在機器人和人類一起工作，這些傳感器能夠在檢測到任何非常規的力時給控制器提供即時反饋。同時，機器人還有安全距離保護，當檢測到人靠得太近時，其會自動降低運行速度，相當于隱形的防護網。在人離開該區域后，機器人會自動恢復正常速度。

8 Yaskawa MotoMIN

2015年6月，安川電機(Yaskawa)開發出了小型6軸機器人“MotoMINI”。MotoMINI便于變換放置位置，實現了人機協同分擔作業等高度自由性，用于小部件的組裝、操作，以及電子電氣零部件的配膳及插入等。

MotoMINI還具有小型輕量、高速、高精度等三大特點。MotoMINI可搬運重量為500g，最大伸展距離為246mm，重量為4.3kg。采用人可抱起搬走的尺寸，也可安裝在桌子上。 而與安川目前為止最小的工業機器人相比，將動作加速度提高一倍以上，同時將特定動作的節拍時間縮短了25%。

9 Kawasaki duAro

川崎重工(Kawasaki)于2015年6月3日上市了4軸水平多關節型雙臂機器人“duAro”。據稱該機器人可在工廠生產線等場所簡單設置在工人旁邊，能夠與工人一起協同工作。

duAro機器的人機身具備從身體水平伸出的兩根機械臂，兩根機械臂成對工作。可設置在相當于一名工人所占的空間內，可代替實施工人用雙臂進行的作業。另外還可與工人共同作業，當工人與機器人發生碰撞時，可通過碰撞檢測功能停止機器人運轉。具體操作時會監控機械臂中內置的電機所流過的電流，當檢測到異常值時，就會判斷為發生了碰撞，停止機械臂運轉。

10 Epson Robots

1981年愛普生(Epson)工業機器人誕生，公司創立的最初目的是滿足內部自動化需求，卻迅速獲得了全球許多最高水準的制造工廠的認可。在過去26年里，愛普生工業機器人一直是小型部件組裝作業領域的領導者，其中包括基于PC的控件、緊湊型SCARA機器人等。

在今年的世界機器人大會上愛普生推出了易用性更強，性價比更高的T3緊湊型SCARA 機器人。該款機器人打破了愛普生傳統SCARA機器人的概念，從外結構設計理念上進行了完全的更新換代，T3從此開啟了免控制器的全新時代。

11 新松雙臂協作機器人

?新松公司自主研發的國內首臺柔性多關節技術和可動雙目視覺系統的雙臂協作機器人，具有高靈活性、安全性、自主避障、快速配置等特點。14個完全具有自主知識產權的一體化中空伺服驅動單元，可以將用戶所需的絕大部分接口（電源、I/O、總線、氣路等）集成在內，為用戶提供更加自由、開放的開發環境。同時集成化與柔性化地實現快速、安全、靈活、精準、高效的旋擰、定位等全套裝配解決方案。