新一代的機(jī)器人正在征服整個(gè)工業(yè)。他們不再躲在高高的防護(hù)網(wǎng)之內(nèi)，晃動(dòng)著焊鉗，進(jìn)行焊接工作，而是從一開始的規(guī)劃和設(shè)計(jì)中就被定義了新功能—與人類協(xié)同合作。新一代的機(jī)器人對(duì)比現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人更具人身安全性，在此基礎(chǔ)上，他們的設(shè)計(jì)更為輕便，可以感觸到人類的活動(dòng)并及時(shí)適應(yīng)自己所處的環(huán)境變化。這樣的話，員工總是處于最安全的位置，避免受到由機(jī)器人所引起的傷害。人機(jī)協(xié)作是當(dāng)今機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展中最為盛行的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，因此也成為了2017年度機(jī)器人大會(huì)的主要課題。

　　從理論到實(shí)踐：人機(jī)協(xié)作是不是已經(jīng)運(yùn)用到了實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中？既然安全和生產(chǎn)效率的話題在人機(jī)協(xié)作運(yùn)用中起著決定性的作用， 如何判斷新一代的機(jī)器人到底是不是安全？是不是當(dāng)一個(gè)機(jī)器人在接觸到人類的時(shí)候馬上停止就足夠安全了，還是安全度相對(duì)于每一個(gè)實(shí)際應(yīng)用有不同的定義？一個(gè)生產(chǎn)效率高的機(jī)器人，是不是可以同時(shí)兼?zhèn)錁O高的安全性能？抑或生產(chǎn)效率和安全永遠(yuǎn)是魚和熊掌不可兼得？

　　本文將從人機(jī)協(xié)作的現(xiàn)狀分析，應(yīng)用實(shí)例，優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)，前景展望的角度全方位解讀當(dāng)今工業(yè)4.0/智能制造的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域——人機(jī)協(xié)作。

工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀解析以及發(fā)展趨勢(shì)展望

　　從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，2016年的數(shù)據(jù)顯示，全球的工業(yè)機(jī)器人安裝案例，50%應(yīng)用于裝卸、移動(dòng)和堆垛；25%應(yīng)用于焊接工序；10%的應(yīng)用在裝配工位；4%應(yīng)用于噴漆以及表面處理； 而只有2%是應(yīng)用于機(jī)加工。數(shù)據(jù)體現(xiàn)出：當(dāng)前的工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在技術(shù)智能化程度低，高重復(fù)度的簡(jiǎn)單工序中，而在精密加工中的應(yīng)用還處在初級(jí)階段，開發(fā)潛能巨大。

　　從應(yīng)用程度來(lái)看：自2001年起至2015年，全球工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用從01年的75000案例到2015年的253000案例，15年間翻了三番。據(jù)專家推測(cè)至2019年全球的工業(yè)機(jī)器人安裝案例將飆升至414000。

　　從各個(gè)國(guó)家的分布來(lái)看，從2011年開始中國(guó)成為全球最多安裝案例國(guó)家，在2019年中國(guó)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)德國(guó)、日本、歐洲和北美，占據(jù)全球36%的安裝案例。但就機(jī)器人使用密度(每一個(gè)工業(yè)機(jī)器人在1萬(wàn)員工的使用比率)而言，與日本、德國(guó)、北美和韓國(guó)等機(jī)器人集中應(yīng)用于高自動(dòng)化汽車行業(yè)的密度相比，中國(guó)汽車行業(yè)的機(jī)器人使用密度卻還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以上幾個(gè)國(guó)家。在“中國(guó)制造2025“的規(guī)劃中，從2016年到2020年將有65萬(wàn)新的工業(yè)機(jī)器人被安裝使用。

　　工業(yè)機(jī)器人作為未來(lái)的重要生產(chǎn)工具，目前有六大技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。首當(dāng)其沖是人機(jī)協(xié)作，這個(gè)我們之后會(huì)繼續(xù)詳細(xì)介紹；接下來(lái)是機(jī)器人與CAD/CAM數(shù)據(jù)互相連通，隨著大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)的成熟以及PLM、ERP、MES、CRM縱橫數(shù)據(jù)的貫通，CAD/CAM數(shù)據(jù)直接和工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行連接，減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和生產(chǎn)效率; 第三個(gè)趨勢(shì)是提高投資回報(bào)率，隨著機(jī)器人產(chǎn)能擴(kuò)張，應(yīng)用數(shù)量大幅增加，所有機(jī)器人以及總體設(shè)備的成本降低，對(duì)應(yīng)于全球人工的成本增加，機(jī)器人應(yīng)用的投資回報(bào)率將明顯提升; 第四個(gè)趨勢(shì)是智能傳感器的應(yīng)用，為了提升新一代人機(jī)協(xié)作機(jī)器人的生產(chǎn)效率，同時(shí)保障安全性能，智能傳感器的技術(shù)將為未來(lái)優(yōu)化人機(jī)協(xié)作鋪平道路; 第五個(gè)趨勢(shì)是機(jī)器人的感官認(rèn)知能力的增強(qiáng)，隨著工作環(huán)境的計(jì)劃變化或突發(fā)變化，機(jī)器人必須要運(yùn)用自身的感官認(rèn)知能力去及時(shí)應(yīng)對(duì)改變的環(huán)境; 第六種趨勢(shì)是簡(jiǎn)化機(jī)器人編程，可以有人來(lái)教機(jī)器人去學(xué)習(xí)各種各樣的技能和操作順序，然后機(jī)器人來(lái)選擇最優(yōu)路徑，并考慮與其他部件的干涉性來(lái)進(jìn)行重復(fù)性的工作，以減少編程的復(fù)雜性和難度。