雄克 Co-act 机械手 JL1 实现人机协作

实现人机协作需要配备智能、安全的机械手。在研究中，雄克展示了支持 HRC 的执行器的重要特性、必须满足的最低标准以及现今已能够提供的解决方案。更重要的是：借助雄克 Co-act 机械手 JL1，为未来的 HRC 机械手树立了新的标杆。

Co-act 机械手 JL1 应用：借助雄克 Co-act 机械手 JL1 外壳中的触摸屏和 LED 面板，可直接与操作员进行通信。

当雄克在约两年前推出世界上第一款获得验证的安全抓取系统时，就已预见到，将会在这一成功基础上继续前行。当时，雄克抓取系统业务单元主管 Ralf Steinmann 已经描绘了未来生产过程的目标蓝图，即无障碍人机协作。仅在 24 个月之后，技术开发工程师通过对雄克 Co-act 机械手的技术研究兑现了这一承诺。这些研究极有可能将机械手的发展推向新的维度。

机械手发展演化：研发获得认证的 HRC 机械手系统的过程中所经历的各个阶段。除机械手的各项功能外，还必须始终将工作环境、机器人和工件供应等外部因素纳入考量范围，以确保实现安全的人/机协作。

雄克依然秉承模块化抓取系统的成功原则。用户也应能够通过标准系统实现自定义解决方案，而不会导致成本高昂的过度设计。这些自定义解决方案预计会用于不同的机械加工领域，而在这些领域多年来一直应用气动模块。因此，未来会持续对雄克旗舰产品 PGN-plus 等成熟组件进行进一步开发并进行技术更新。如，2016年推出的全新雄克 PGN-plus 在获得专利的多齿导轨的六个承载轴肩之间具有更大的支持尺寸，可施加更大的扭矩，并可使用较长的手指。此外，通过多齿导轨中的润滑剂槽的持续润滑，可确保机械手在正常、清洁的工作条件下运行时，整个使用寿命期间无需维护。最后一个重要特性是，由于驱动活塞的表面积增大，可进一步增强抓取力。此外，雄克借助新型 PGN-plus 将其气动全能型产品的电气性能延伸到机电一体化抓取系统组件领域。

升级安全理念

由于人机分工操作区域之间的距离越来越近，例如，操作员利用自动化系统移除有缺陷的组件、将零件装载到储存传送带上或清除故障时，雄克安全抓取系统 EGN 和 EZN 可与 ECM 控制器和 ECS 安全模块相结合，实现 SLS、SOS 和 STO 功能。若配合安全地毯、门开关、光幕或实现区域监控的 3D 摄像头，可界定分级防护区域，从而当人/机之间的距离过近时，无需借助急停操作彻底中断生产过程，而是使机械手以限定的安全速度运行或使其进入安全操作停止模式，具体取决于激活哪个防护区域。在安全操作停止模式下，仍然持续为机械手供电，因此即使不存在机械抓取力，也会安全地夹紧被抓取的零件。离开安全防护区域后，机械手会直接切换回常规工作模式，而且无延迟也无需重新启动系统。

未来，在生产线或装配线只有在特定条件下才能经济地实现完全自动化时，或者人力对于生产过程不可或缺时，会在人机之间比较明显地分隔并划分各生产子过程。在这种情况下，自主机器人，即在员工直接工作的环境中使用的机器人，可处理那些不符合人体工学或非常单调的任务。例如智能升降与定位辅助技术，可减少人的体力消耗并确保过程链的高效率。与完全自动化相比，对人员与机器人的空间要求会随着人机协作而降低，同时生产过程的灵活性也会大幅提高。据雄克的专家称，机器人辅助系统的数量，尤其是在装配领域应用的机器人辅助系统的数量，会因此在未来大大增加。

雄克 Co-act 机械手促进交互与通信

人机之间的协作越密切，安全要求就越高。在低层次阶段，即在分工操作区域相互独立时，依照 DIN EN ISO 12100 标准进行风险评估及依照 DIN EN ISO 13849 标准进行机器安全认证（功能安全区域）足以满足要求，但人/机直接协作时，还必须将 DIN EN ISO 10218-1/-2 和 DIN EN ISO/TS 15066 标准中的防护原则纳入考量范围。这正是雄克 Co-act 机械手系列产品的优势所在。即使是最基础的操作，雄克 Co-act 机械手也能够在未来的人机协作中按照既定的目标操作，并满足以下三项最严格的安全要求：在抓取物品上绝不会失败，始终能检测到人机接触，在抓取过程中绝不会造成人员受伤。借助各种传感器，可对抓取过程进行实时调整。可使用各种“感官”记录、评估和传达所处情境、环境和操作条件。因此，未来，雄克 Co-act 机械手能够将所有与生产过程及操作环境相关的数据传输到控制及生产系统。重点将集中于智能物料流、生产过程优化及持续文档记录。雄克的特性：Co-act 系列模块的设计与不同制造商的产品无关，可应用于所有相关 HRC 机器人。

雄克 Co-act 机械手 JL1 清楚地展现了其发展方向。这是第一款智能 HRC 机械手，可直接与人进行交互及通信。雄克有意将品牌形象大使 Jens Lehmann 名字的首字母作为该系列产品名称。这位世界顶级的守门员能够很好地代表雄克安全、精准的抓取和夹持功能，无人可与之匹敌。JL1 具备五项独特的特性：第一，安全驱动，抓取力范围较宽，同时可确保功能安全。因此，可始终确保在操作过程中断时，仍会可靠地夹持被抓取的零件。第二，具备环境传感器，可记录机械手的操作环境。第三，配有软件，可评估及处理传感器的信号。第四，抓取力存在限制，当机械手无意间与人接触时，会立即应用此特性。最后一个重要特性是，外部轮廓光滑，无尖头、棱角或锋利的边缘。

用于环境监控的感应环

无论是机械手柔软的外壳、流畅的外形、防止工件丢失的特性还是通过 LED 面板进行通信的接口：雄克都通过 Co-act 机械手 JL1 鲜明地展示了 HRC 应用所需的关键特性。此外，凭借专门设计的抓取工艺和手指中的测力爪，机械手能够在给定抓取力大小的情况下，基于其抓取的是工件还是人手实时调整操作，这项特性绝不是无关紧要。在机械层面，该机械手不仅可以进行平动抓取，还可实现成角度的抓取操作，表明该机械手能够可靠地输送各种物体。根据相关应用进行调整后，工厂计划员和用户可根据需要自行部署各传感器与安全机制之间的复杂交互。测力爪和通过摄像头进行的可视监控相互整合，并结合由触感传感器和电容式传感器组成的外壳或电流式抓取力控制。人类通常会综合多种感官对环境进行评估，感应环与此类似，有助于 Co-act 机械手 JL1 对操作环境进行综合感知。专用软件可收集来自各传感器的信息并从中识别出有用信息。此外，借助 OPC UA 接口，机械手能够与机器人及更高层级的系统控制进行通信。在这种情况下，其为实现工业 4.0 所预期的生产过程灵活性创造了先决条件。同时，该机械手也可直接用作工厂控制器与操作员之间的通信工具：借助 LED 指示灯和相应的颜色编码系统，可提供相关信息，指示系统是否已准备就绪，可以进行操作或者机械手抓取的工件是否正确。根据具体应用，可通过已定义的机械加工区域、RFID 或直观代码对组件进行识别。借助集成的触摸屏，可直接与机械手进行通信，也可进行示教或在不同的操作模式之间进行切换。

雄克组成 Co-act 团队集中 HRC 实力

基于该系列产品，在后续工作中，雄克将侧重于开发雄克 Co-act 机械手系列的各标准模块。在标准系列上市前，雄克将以用户特定解决方案的形式推出适用于各相关应用的 HRC 机械手。雄克专门为此成立了跨领域的雄克 Co-act 团队，团队成员都是在设计、产品管理、装配及配送领域受到过专门培训的专家。专家团队可确保将抓取领域的各种能力集中起来，无论部署何种 HRC 机器人都能应对。因此，可快速实现所需的技术并可主动进行支持，从而实现所需的风险评估。

Co-act 机械手 EGP：抓取力低于 140 N/mm2 且配有柔软外壳，小型组件专用的雄克 EGP 机械手可满足 HRC 应用的所有基本要求。现已采用特殊解决方案形式提供此款产品。

Co-act 机械手 JL1：软壳 – 智能内芯：雄克 Co-act 机械手 JL1 是人机协作发展历程中的又一里程碑。

HRC：通过各传感器之间进行复杂交互，雄克 Co-act 机械手 JL1 可持续记录其工作环境。

电容式传感器系统：使用电容式传感器系统，雄克 Co-act 机械手 JL1 可检测到人的接触并自动进入安全操作停止模式。

Co-act 机械手 WSG：雄克 Co-Act 团队如果能够以定制解决方案的形式提供 HRC 机械手。例如，将雄克力敏 WSG 装配成用于检测铸铁零件的 HRC 机械手。

（雄克）

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