协作机器人介绍

工业协作机器人也称人机协作机器人，与传统工业机器人必须用安全保护栏与人隔离不同，它可以和人在共同工作空间中合作、互动，共同完成工作。因此，协作机器人必须具备高安全性、高灵活性和高精度，且满足即插即用、编程简单直观、操作简单，让非专业人员也能快速掌握并使用的特征。一旦发生非预期碰撞，协作机器人就会立即自动停止运行，保护操作人员和周围设备不受伤害。不过现在研究人员有了新想法，协作机器人是否可以不再视人类为交互过程中的障碍？莱斯大学（Rice University）的研究人员在机器人完成任务时，用“温和的反馈”训练机器人，让机器人不再把人视为一种随机的干扰，而把人视为一个理性的存在，甚至可以根据人的指令完成任务。

当前国内外已有不少于30家的机器人厂商推出了协作机器人产品，与此同时，协作机器人的安全性高、灵活易用、与人协作等特性，也极大的吸引了部分制造企业开始尝试将协作机器人引入到生产线，完成精密装配、检测、产品包装、打磨、机床上下料等工作。

小型化、轻量型协作机器人正在成为工业机器人的发展新趋势，中小企业借力协作机器人迈向工业4.0，成为推动工业机器人市场高速发展的重要驱动力，人机协作将更精准地助力智能制造。

从传统机器人到协作机器人的几点变化：协作机器人应用领域：

许多传统应用都因能够重复作业、完成繁重体力劳动的协作机器人而受益无穷，例如：装配、装载/卸载、包装、分拣、分发、打磨和抛光应用。随着机器人在各种规模的企业中的采用率日渐增加，机器人不再仅为大型工业制造商所用。借助如今的协作技术，许多机器制造商发现投资回报期短至不到1年。除了带来了劳动力成本削减，产品生产率提高等好处以外，这些机器人还可支持各工厂缩小装配线规模，而且能够直接在其操作员旁边同地协作。最后，某些协作机器人可以在复杂的人类环境中作业，而无需安装大型的外部传感器和屏障。这可支持工厂按照当前工作环境所需，部署、撤除机器人或部署人力。此举可实现大量多品种小批量制造设施所需要的灵活性。

协作型、复杂感测机器人不仅能够在操作员身边协作，还支持在难以部署传统机器人的复杂、危险应用场合中作业。在诸如喷涂或去除大型舰船的油漆等应用中，通常操作员通常面临各种危险，包括化学品和高空坠落。而现在，可以部署机器人完成此工作，而无需执行在舰船上安装导杆、轨道或传感器这样过于复杂的任务。另一个应用是灾难恢复机器人，即部署机器人在陌生且险峻的地形中执行任务。

在某些应用中，我们发现大型组织使用了自动化设备机器人第七轴，而现在借助更智能、更便捷的协作机器人，更小规模的组织也能使用自动化设备了。仓储和物流行业已使用了多年的自动导引车（AGV），但是传统上，需要投资大型设施，以支持操作这些车辆。而新导航技术支持在仓库或者工厂内操作AGV，而无需使用反射器或者标记。除了新导航技术以外，通过结合移动机器人和关节型机器人，还开发了一种新兴技术。这种结合展现了一个激动人心的新机会，即可以在设施周围操纵机器人，以及在人类环境中作业时，通过机器人拣选和包装产品。

降低风险、缩短手术时间和恢复时间依然是外科手术机器人的关注焦点。通过改善常规腹腔镜检查和关节镜检查技术，外科手术机器人在手术室人员身边以及对患者进行安全作业的同时，能够为外科医生提供更高的可见性、敏捷度、准确性和舒适度。如今的外科手术机器人能够减少手术创伤，改善患者疗效，缩短接受前列腺、心脏、妇科手术和其他手术的患者的术后住院时间。随着新外科手术的开发、全球需求的增加，以及协作技术继续创新，外科手术机器人发展潜力无限。

最后，协作机器人将在远程安全和监控领域带来一个振奋人心的机遇。此应用结合了各种不同的技术，包括移动机器人、传感和视频监控。这些机器人所面临的机遇包括国家边界，以及其他大面积的开阔区域，例如：农场、太阳能电站、仓库、机场停车场或者军事基地的应用。

协作机器人无需外部安全屏障，随着此类机器人的部署数目不断增加，从中受益的应用也日渐增多。如今，我们已看到了协作机器人给工业设置、复杂/危险应用、仓储和物流，以及安全和监控领域带来的明显益处。

让我们欣赏一批优秀的协作机器人产品：

1 RethinkRobotics

美国知名新兴机器人制造企业，目前最先进的协作机器人提供商之一。在2012年推出过工业机器人Baxter，它具有常识性，拥有友好的面孔和感知人类的特性。2015年 Rethink公司公布了新一代工业机器人Sawyer，较Baxter体型更小，能够处理普通机器人无法处理的高精度工业任务：比如为测试电路板。

2 优傲机器人

成立于2005年的优傲机器人(Universal Robots)在巨头云集的工业机器人市场中实属“晚辈”。不过协作机器人领域，优傲机器人却拥有绝对的话语权。

与传统工业机器人不同，优傲自成立起的目标就是以“协作机器人”重新定义机器人自动化技术，填补全自动生产线与全手动装配生产线间的市场空白。2008年优傲开始销售UR5，第一次实现协作机器人商业化。值得一提的是，自2008年12月推出首款UR机器人迄今，不到七年时间内，优傲的机器人产品已经畅销全球50多个国家，销量超过4000台。

3 ABB YuMi

ABB是全球电气产品、机器人及运动控制、工业自动化和电网领域的技术领导企业，致力于帮助电力、工业、交通和基础设施等行业客户提高业绩。目前，ABB已在全球范围内安装了超过25万台工业机器人。

为了适应“人机协作”的需求，2007年，ABB开始研发一款代号为YuMi的小型机器人，YuMi在英文中是“你和我”协同工作的简称，YuMi于2015年4月的德国汉诺威展会正式发布。和传统工业机器人相比，YuMi体型娇小，灵活度高。传统工业机器人多为单臂6轴，而YuMi却第一次像人类一样被赋予了“双臂双手”，而且是单臂7轴、双臂14轴，不用抬起肩关节，就能用肘关节和手腕灵巧地完成小件装配等精细活。

4 发那科 绿色机器人

日本发那科公司(FANUC)是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业，这款绿色机器人与发那科传统的黄色机器人的外观基本相同，但动作相对要慢一些，最快只有250mm/秒。同时，这款机器人的肢体不是金属铸件，而是软性材料。

5 Festo

费斯托(Festo)——气动业全球领先厂商，总部位于德国，是一家国际性家族企业。同时费斯托教学培训体系在全球工业教育领域处于市场领导地位。费斯托推出的BionicCobot仿生机械手臂不仅模仿人类手臂的解剖结构，如同其生物样本，气动轻型机器人可借助其灵活敏感的运动解决众多任务。得益于这种灵活性机器人第七轴，这款机器人能够直接并安全地与员工一同工作。

6 KUKA LBR iiwa

2014年11月，库卡(KUKA)在中国首次发布库卡公司第一款7轴轻型灵敏机器人LBR iiwa，它首次实现人类与机器人之间的直接合作，并开启了库卡“人机协作”的新篇章。

LBR iiwa机器人的结构采用铝制材料设计，其自身重量不超过30公斤，负载重量可分别达到7公斤和14公斤，超薄的设计与轻铝机身令其运转迅速，灵活性强，不必设置安全屏障。库卡是首家也是唯一一家提供10公斤以上有效载荷轻型机器人的制造商。

7 Bosch APAS机器人

2014年10月，博世(Bosch)推出了其首个协作机器人解决方案APAS，它是协作机器人中首个获得认证的助理系统，可以协助人类工作，且无需任何额外的防护。

APAS的黑色皮外套是触觉检测装置，在机器人和人类一起工作，这些传感器能够在检测到任何非常规的力时给控制器提供即时反馈。同时，机器人还有安全距离保护，当检测到人靠得太近时，其会自动降低运行速度，相当于隐形的防护网。在人离开该区域后，机器人会自动恢复正常速度。

8 Yaskawa MotoMIN

2015年6月，安川电机(Yaskawa)开发出了小型6轴机器人“MotoMINI”。MotoMINI便于变换放置位置，实现了人机协同分担作业等高度自由性，用于小部件的组装、操作，以及电子电气零部件的配膳及插入等。

MotoMINI还具有小型轻量、高速、高精度等三大特点。MotoMINI可搬运重量为500g，最大伸展距离为246mm，重量为4.3kg。采用人可抱起搬走的尺寸，也可安装在桌子上。 而与安川目前为止最小的工业机器人相比，将动作加速度提高一倍以上，同时将特定动作的节拍时间缩短了25%。

9 Kawasaki duAro

川崎重工(Kawasaki)于2015年6月3日上市了4轴水平多关节型双臂机器人“duAro”。据称该机器人可在工厂生产线等场所简单设置在工人旁边，能够与工人一起协同工作。

duAro机器的人机身具备从身体水平伸出的两根机械臂，两根机械臂成对工作。可设置在相当于一名工人所占的空间内，可代替实施工人用双臂进行的作业。另外还可与工人共同作业，当工人与机器人发生碰撞时，可通过碰撞检测功能停止机器人运转。具体操作时会监控机械臂中内置的电机所流过的电流，当检测到异常值时，就会判断为发生了碰撞，停止机械臂运转。

10 Epson Robots

1981年爱普生(Epson)工业机器人诞生，公司创立的最初目的是满足内部自动化需求，却迅速获得了全球许多最高水准的制造工厂的认可。在过去26年里，爱普生工业机器人一直是小型部件组装作业领域的领导者，其中包括基于PC的控件、紧凑型SCARA机器人等。

在今年的世界机器人大会上爱普生推出了易用性更强，性价比更高的T3紧凑型SCARA 机器人。该款机器人打破了爱普生传统SCARA机器人的概念，从外结构设计理念上进行了完全的更新换代，T3从此开启了免控制器的全新时代。

11 新松双臂协作机器人

新松公司自主研发的国内首台柔性多关节技术和可动双目视觉系统的双臂协作机器人，具有高灵活性、安全性、自主避障、快速配置等特点。14个完全具有自主知识产权的一体化中空伺服驱动单元，可以将用户所需的绝大部分接口（电源、I/O、总线、气路等）集成在内，为用户提供更加自由、开放的开发环境。同时集成化与柔性化地实现快速、安全、灵活、精准、高效的旋拧、定位等全套装配解决方案。