工业4.0环境下的人机协作机器人

【编者按】一直以来，国际机器人市场都是一些由工程师为对应制造业设计的重型、昂贵且笨拙的机器人，但在实践应用中，并非所有的工业流程环节都需要大型机器人来提取较重的负载，顺应市场需求，“协作机器人”悄然诞生，这种新型机器人能够直接和人类员工一起并肩工作而无需使用安全围栏进行隔离，并有望填补全手动装配生产线与全自动生产线之间的差距。

工业4.0已经成为制造业的一个流行概念。然而，何为“工业4.0”?它被定义为制造业的电子计算机化，包括更高层次的互联性、更智能的设备和机器与设备之间的通信。众所周知，人类社会曾经历过三次工业革命：第一次工业革命是水和蒸汽动力带来的机械化。第二次工业革命是电力的使用使大规模生产成为可能。第三次工业革命是电子工程和IT技术的采用，以及它们带来的生产自动化。而“工业4.0”则被定义为第四次工业革命。

第四次工业革命关键词之一是智能工厂，即依靠机器设备具有的强大数据处理能力，利用系统提供的信息、统计数据和动态分析能够使生产变得更精益、更节能。“人机协作”机器人作为一种新型机器人，不仅具有机器人“精准”，又同时具有人一般的”灵活“，近来备受业界关注与青睐。在工业4.0的大环境下，”人机协作“机器人又将何去何从呢?

人机协作机器人的前世今生

一直以来，国际机器人市场都是一些由工程师为对应制造业设计的重型、昂贵且笨拙的机器人，但在实践应用中，并非所有的工业流程环节都需要大型机器人来提取较重的负载，取而代之的是轻便、敏捷的机械臂越来越多地承担了组装和提取工作。更加灵活的机械臂于是成为一种承担每天工作的可行性方案，小型的，低噪音的，低功耗的机器人是应对工业企业自动化和合理化需求最简单、最合理的解决方案。顺应市场需求，“协作机器人”悄然诞生，这种新型机器人能够直接和人类员工一起并肩工作而无需使用安全围栏进行隔离，并有望填补全手动装配生产线与全自动生产线之间的差距。迄今为止，部分企业尤其是中小企业依然认为机器人自动化过于昂贵和复杂，因而从不去考虑应用的可能性。然而，轻便灵活的“协作型”机器人成为了中小企业的福音。

自2005年成立以来，Universal Robots (优傲机器人) 一直致力于开发具有广泛可用性的机器人技术，公司推出的UR3，UR5和UR10机器人可以在所有工业生产领域实现自动化和合理化的人机协作应用，并具备成本效益高、高度灵活、且使用方便安全等特点，因而广获业界青睐。这种6轴工业机器人是一种小型、轻便、易用的机器人，在财力、人力和技术等方面具有显著优势，例如：编程简单，安装迅速，灵活部署，人机协作、安全可靠以及业内最短投资回报期等。其中值得一提的是UR机器人强大的灵活性：机器人可在现场由员工编程，并可被快速重新设置，执行多元任务。由于重量轻巧，机器人可在厂房内轻松移动，打破了工作空间的限制。

协作型机器如何实现“人”与“机”的共存

协作型机器人拥有两个特点：一个是机器与人的互动，互相合作。一个是机器的编程和维护非常方便。优傲机器人均具有敏感的力反馈特性，当达到已设定的力时会立即停止，这样在风险评估后可以不需要安装护栏，使人和机器人能协同工作;优傲机器人公司全新推出的协作型UR3机器人，由于体型比较小和功耗很低，在生产过程中机器人工作时几乎是无声的，而其他机器人工作时则会产生令人头疼的噪音。因而这种人机协作机器人能够为客户营造一个非常安全和舒适的工作环境，让员工快速和机器人相处，协作工作。在编程方面它对于一些普通操作员工和非技术背景的人员来说都非常容易，这就使得机器人可以成为一个轻松上手的工具。同时优傲机器人具有快捷安装和部署的特点，它的灵活性使得可以很容易的移动机器人到新的项上使用。而且它还能够独立工作，无需额外的员工对可以很容易的其进行监管。这些特点大大节约了人员方面的开支，为生产厂商节省成本，提高经济效益。协作型机器人作为人们忠实的工作伙伴，具有广大的应用市场，目前在电子行业、汽车汽配行业、食品行业都可找到这种机器人的身影。

工业4.0时代的协作型机器人

随着工业4.0时代的来临，全世界的制造企业也即将面对各种新的挑战。有些挑战已经通过日益成熟的自动化及自动化解决方案中机器人的使用得到了应对。在过去的生产线和组装线等工作流程中，人和机器人是隔离的，这一格局将有所改变。协作型机器人将会变得越来越重要。虽然有些领域和生产线还是需要人力操作，但有些仍可以使用机器人实现局部自动化，以优化生产线。引进协作型机器人会为生产线和组装线应对挑战开拓新的机遇，找到更好的解决方案，把人和机器人各自的优势发挥到极致。

“智能工厂”、“无人工厂”在工业4.0时代成为大热之词，并被认为是自动化的最高境界。那么，这是否意味着未来人将被机器所取代呢?其实不然，我们应该这样理解：未来的工厂世界是人与机器和谐共处的所缔造的。协作型机器人作为一种新型的机器人，它将小件装配等自动化应用带入了一个全新时代，工人与机器人可以和谐共处，共同完成一个任务。

当然，工业4.0，它其实还是一个想法、一个愿景，因为要真正实现完全的自动化，不论是大工厂也好，还是小工厂也罢，还需要一段漫长的时间，在这段过渡期里面会有越来越多的自动化，更多的机器人涉及到、参与到这个生产过程当中。在未来，我们希望可以利用人的创意，以及机器的稳定性，合理利用这“两类员工”的特长，共同打造一个美好和谐的工业环境。

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