在浩瀚媒體中，Pentagon和Google加年夜了例如對(duì)無(wú)人機(jī)和車輛設(shè)置如許自立體系的存眷，工業(yè)特殊是臨盆制作業(yè)正在追求集成化協(xié)作式的技巧處理計(jì)劃。一方面人們?cè)谂τ趹?yīng)用裝備替換人的任務(wù)，另外一方面努力于讓體系、人與機(jī)械人可以或許互相協(xié)作。由于在曩昔的一段時(shí)光內(nèi)，機(jī)械人與人的協(xié)作更加親密。很多行業(yè)看到了人機(jī)協(xié)作的優(yōu)勢(shì)，而有些行業(yè)卻以為如許的運(yùn)用沒(méi)成心義，然則在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中照樣對(duì)人機(jī)協(xié)作的商量予以年夜力支撐。Universal Robots公司的CTO Esben H.?stergaard表現(xiàn)：“人機(jī)協(xié)作正在轉(zhuǎn)變臨盆制作，在此時(shí)代，機(jī)械人在人們印象中噪聲年夜或風(fēng)險(xiǎn)性年夜的抽象正在改變。”

　　圖1 到2015年，世界規(guī)模內(nèi)工業(yè)機(jī)械人的發(fā)賣量有很年夜增加（單元：1000臺(tái)）

　　在Automatica 2014展會(huì)上，在這個(gè)范疇有如許一個(gè)明白的根本不雅點(diǎn)，即往后機(jī)械人和人會(huì)有更進(jìn)一步的協(xié)作。同時(shí)，在2015年的漢諾威工業(yè)展覽會(huì)上，最新一代的機(jī)械人曾經(jīng)成了存眷核心，同時(shí)，讓更多對(duì)此感興致的專業(yè)界人士與最新一代機(jī)械人近間隔接觸的前提也曾經(jīng)構(gòu)成（圖1）。技巧搶先的機(jī)械人臨盆廠商展現(xiàn)了機(jī)械人技巧若何可以或許成為臨盆中更具競(jìng)爭(zhēng)力和靈巧性的癥結(jié)。在此，人機(jī)協(xié)作也遭到了人們進(jìn)一步的存眷，機(jī)械人也將會(huì)加倍接近它們的同事。關(guān)于這一點(diǎn)，F(xiàn)esto公司擔(dān)任電機(jī)一體化體系研討的Alexander Hildebrandt博士表現(xiàn)：“將來(lái)技巧必需可以或許順應(yīng)轉(zhuǎn)變著的框架及人們的參與。”

　　更具平安性的協(xié)作關(guān)系

　　如St?ubli公司在引見TX2機(jī)械人裝有的CS9掌握器時(shí)所講的那樣，機(jī)械人應(yīng)該與人更多地協(xié)作，且個(gè)中機(jī)械人應(yīng)具有“首創(chuàng)性的平安功效”。多半如許的平安功效，如平安加快和平安停滯功效構(gòu)成了人與機(jī)械人在沒(méi)有防護(hù)圍欄的條件下平安靠得住協(xié)作的基本。因?yàn)榧捎袀鞲衅?，所以機(jī)械人可以或許辨認(rèn)出要接近操作人員并主動(dòng)加速，在接上去的臨盆功課中也不會(huì)有年夜幅度的舉措。一旦機(jī)械人的運(yùn)動(dòng)規(guī)模內(nèi)沒(méi)有操作人員時(shí)，機(jī)械人即可以在其編程的“溫馨感應(yīng)區(qū)內(nèi)”以之前的高速運(yùn)轉(zhuǎn)功課，并持續(xù)正常任務(wù)。TX2-6軸機(jī)械人構(gòu)造系列裝有取得T?V認(rèn)證的可以或許知足SIL3-Ple請(qǐng)求的CS9掌握器。

　　圖2 應(yīng)用了UR公司38臺(tái)UR5型和UR10型機(jī)械人的Trelleborg Sealing Solutions公司可以或許加年夜其用戶的定單量，為了合營(yíng)機(jī)械人完成臨盆，公司還多聘請(qǐng)了50名任務(wù)人員

　　這在明天是平安和主動(dòng)化融會(huì)的一個(gè)相對(duì)主要的尺度，第三代UR機(jī)械人中操作人用友愛(ài)且輕型的UR5和輕型的UR10機(jī)械人也已斟酌到這一點(diǎn)（圖2）。異樣，機(jī)械人手臂的靈巧運(yùn)用也必需相符尺度并獲得T?V認(rèn)證：無(wú)需防護(hù)圍欄，易操作且可疾速編程。機(jī)械人臂要設(shè)置新的功效，個(gè)中有8個(gè)可校準(zhǔn)的平安功效。6軸曲折臂機(jī)械物證實(shí)了這些功效，該型機(jī)械工資輕型構(gòu)造的機(jī)械人，承載才能為5～10kg。？stergaard證明了該型機(jī)械人市場(chǎng)需求量年夜：“輕型機(jī)械人可作為汽車工業(yè)的噴漆機(jī)械人或?yàn)閷?duì)象臨盆廠商供給很年夜的幫助性，該型機(jī)械人最重要的功效照樣合適用于中小型臨盆制作企業(yè)。”

　　靈感來(lái)自生物學(xué)

　　當(dāng)人們談到輕型機(jī)械人技巧和人機(jī)協(xié)作時(shí)，會(huì)很天然地談到位于Augsburger的機(jī)械人臨盆廠商kuka公司。該公司研發(fā)的LBR iiwa型機(jī)械人可完成各類任務(wù)：其可以或許從經(jīng)由過(guò)程應(yīng)用裝置在塑料框里的玻璃板顯示器來(lái)清算年夜型廚房的臺(tái)面，可在汽車車身里主動(dòng)地裝置栓塞，也就是該型機(jī)械人老是涌現(xiàn)在那些單調(diào)且強(qiáng)度年夜的任務(wù)義務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)。

　　圖3 工業(yè)應(yīng)用的人機(jī)協(xié)作的一個(gè)靈巧的柔性機(jī)械人技巧幫助體系版本

　　機(jī)械人在那些可靈巧運(yùn)用且便于實(shí)行的行業(yè)中證實(shí)了一個(gè)新的成長(zhǎng)趨向，也就是人們?cè)谘邪l(fā)機(jī)械人時(shí)從生物學(xué)中獲得的靈感，為機(jī)械人的研發(fā)和運(yùn)用注入了新的活氣，如許機(jī)械人便從本來(lái)的硬冷且僵化的機(jī)械釀成了柔嫩且服從的助手，這可稱之為“柔性機(jī)械人”。德國(guó)Fraunhofer–IPA的機(jī)械人幫助體系部分主任Martin H?gele表現(xiàn)，迄今為止，機(jī)械人構(gòu)造的機(jī)械部件正在向優(yōu)化剛性和周詳性偏向成長(zhǎng)，跟著人機(jī)協(xié)作的普及，人和機(jī)械分管完成任務(wù)義務(wù)，會(huì)愈來(lái)愈多的涌現(xiàn)新型機(jī)械人手臂：構(gòu)造緊湊、服從、敏感且無(wú)機(jī)的機(jī)體化機(jī)械人手臂具有被稱之為“柔性機(jī)械人”的這些典范特點(diǎn)的機(jī)械人手臂的增長(zhǎng)會(huì)被看做是一個(gè)能夠的開始。這預(yù)示著臨盆車間內(nèi)的下一個(gè)新的成長(zhǎng)偏向（圖3）。美國(guó)和瑞士的若干項(xiàng)目正將該項(xiàng)技巧向前推動(dòng)，在此方面德國(guó)如今也正在積極展開任務(wù)。一家企業(yè)長(zhǎng)時(shí)光以來(lái)一向從事這項(xiàng)任務(wù)，這應(yīng)該舉動(dòng)當(dāng)作模范嗎？至多有一點(diǎn)是清楚的，即Festo正在研發(fā)服從的機(jī)械人手臂，生物型調(diào)理抓手機(jī)械人手臂。Hindebrandt表現(xiàn)：“應(yīng)用生物型調(diào)理幫助裝配曾經(jīng)涌現(xiàn)了沖破性停頓，也就是完成了從一個(gè)處置技巧到人機(jī)協(xié)作的再立異。”

　　氣動(dòng)構(gòu)造極端輕盈且服從，直接接觸沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)性。當(dāng)產(chǎn)生狀態(tài)時(shí)，幫助體系立刻讓步，不須要像應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)械人那樣對(duì)任務(wù)人員停止嚴(yán)密的掩護(hù)。與重型工業(yè)機(jī)械人相反，生物型的調(diào)理助理體系是一個(gè)獨(dú)一的體量，有用負(fù)荷比高、活動(dòng)進(jìn)程柔嫩靈巧且自在度高、節(jié)儉動(dòng)力的幫助體系。

　　Hindebrandt持續(xù)說(shuō)道：“用新的臨盆制作方法制作出選擇性激光燒結(jié)裝配（SLS），也就是一種靈巧、服從且構(gòu)造輕的掌握處置裝配是個(gè)特別的挑釁。接收‘抓起工件’、‘翻開抓手’、‘退到肇端地位’一切這些敕令，而獲得德國(guó)將來(lái)獎(jiǎng)表?yè)P(yáng)的輕型幫助體系，應(yīng)用的是集成化的圖象和語(yǔ)音辨認(rèn)裝配。”以后工程技巧人員正在研發(fā)任務(wù)領(lǐng)域內(nèi)正在努力于輕型付賬體系的外形尺寸的最好化和掌握調(diào)劑規(guī)矩體系的研發(fā)。

　　Hindebrandt在引見他們今朝在幫助體系方面的研發(fā)任務(wù)時(shí)表現(xiàn)，當(dāng)關(guān)系到資料運(yùn)用的穩(wěn)固性時(shí)，公司也在展開增材制作技巧范疇的研發(fā)任務(wù)。Festo的研發(fā)人員正在結(jié)合項(xiàng)目INSERO3D在框架內(nèi)停止一個(gè)微縮3D相機(jī)的研討。未來(lái)生物型調(diào)理助理體系應(yīng)可以或許借助于該微縮3D相機(jī)在一個(gè)空間內(nèi)識(shí)別情形，以便可以或許躲避妨礙（圖4）。據(jù)稱，曾經(jīng)研收回的第一臺(tái)微縮3D相機(jī)樣機(jī)已在新型人機(jī)協(xié)作運(yùn)用中應(yīng)用。

　　柔性機(jī)械人是智能化機(jī)械人技巧

　　遵守線性活動(dòng)的機(jī)械人直接改變?yōu)殪`巧的功課人員的同事是一個(gè)典范性的轉(zhuǎn)變。在此，服從的機(jī)械人應(yīng)可以或許實(shí)用于各類綜合性的義務(wù)，而不只是服從，由于如許的機(jī)械人由靈巧的資料和具有彈性的部件構(gòu)成。今朝，德國(guó)的若干年夜學(xué)、研討院所和企業(yè)曾經(jīng)在應(yīng)用如許的帶有生物長(zhǎng)處的機(jī)械人。例如，德國(guó)的KIT曾經(jīng)在停止如柔性機(jī)械人的天然皮膚研討、節(jié)奏式接近傳感器的運(yùn)用及便攜式機(jī)械人體系的研討課題的研討任務(wù)。

　　圖4 生物型調(diào)理助理體系應(yīng)可以或許借助于微縮3D相機(jī)在一個(gè)空間內(nèi)識(shí)別情形，以便可以或許躲避妨礙

　　柔性機(jī)械人技巧體系涵蓋完成直不雅性、平安靠得住性和敏銳性微目的結(jié)合機(jī)能的浩瀚迷信定律的聯(lián)合。在此，電子技巧、傳感器技巧及驅(qū)動(dòng)技巧互相融會(huì)。德國(guó)Fraunhofer-IPA的Martin Hügele說(shuō)：“還有精致的折疊和層壓技巧將引入機(jī)械人的新構(gòu)造。柔性機(jī)械人技巧體系在能夠的情形下也能夠采用別的一品種型的臨盆方法：代替?zhèn)鹘y(tǒng)式的裝置，強(qiáng)化持續(xù)性臨盆方法，例如產(chǎn)物的構(gòu)造可以或許以增材制作的辦法停止制作，從而融會(huì)在一路。”這類互相融會(huì)的產(chǎn)物構(gòu)造和臨盆技巧是Festo生物型掌握調(diào)理助理體系的特點(diǎn)。

　　柔性機(jī)械人技巧的將來(lái)氣象今朝照樣未知的，由于相干的新規(guī)矩還處于初始階段。然則，由于具有直不雅性特色的柔性機(jī)械人比那些“固執(zhí)型”裝備更快地獲得了人類同事的承認(rèn)。？stergaard在談到UR的機(jī)械人時(shí)表現(xiàn)：“在臨盆制作中集成柔性機(jī)械人技巧宣布了人機(jī)協(xié)作登上了一個(gè)新的臺(tái)階。這給人機(jī)協(xié)作付與了更年夜的靈巧性。”

　　在不遠(yuǎn)的未來(lái)，人們不只可以使用柔性機(jī)械人技巧，并且可對(duì)人機(jī)協(xié)作有許多新等待，這證實(shí)傳感器技巧、驅(qū)動(dòng)技巧和掌握體系在賡續(xù)的向前成長(zhǎng)。Hindebrandt在瞻望將來(lái)時(shí)表現(xiàn)：“將來(lái)臨盆的特色是應(yīng)用平安靠得住的機(jī)械人，并完成無(wú)風(fēng)險(xiǎn)性的人機(jī)交互。經(jīng)由過(guò)程固有的特征或至多是借助于傳感器技巧（節(jié)奏式傳感器/電容傳感器）可以或許完成機(jī)械人可完成人機(jī)交互的平安靠得住性。如許，人們平日會(huì)承認(rèn)選擇可以或許與人協(xié)作的機(jī)械人所要消費(fèi)的本錢，并掌握其在臨盆中的運(yùn)用。”