新一代的機器人正在征服整個工業(yè)。他們不再躲在高高的防護網(wǎng)之內(nèi)，晃動著焊鉗，進行焊接工作，而是從一開始的規(guī)劃和設(shè)計中就被定義了新功能—與人類協(xié)同合作。新一代的機器人對比現(xiàn)在的工業(yè)機器人更具人身安全性，在此基礎(chǔ)上，他們的設(shè)計更為輕便，可以感觸到人類的活動并及時適應(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，避免受到由機器人所引起的傷害。人機協(xié)作是當今機器人領(lǐng)域發(fā)展中最為盛行的一個發(fā)展趨勢，因此也成為了2017年度機器人大會的主要課題。

　　從理論到實踐：人機協(xié)作是不是已經(jīng)運用到了實踐過程當中？既然安全和生產(chǎn)效率的話題在人機協(xié)作運用中起著決定性的作用， 如何判斷新一代的機器人到底是不是安全？是不是當一個機器人在接觸到人類的時候馬上停止就足夠安全了，還是安全度相對于每一個實際應(yīng)用有不同的定義？一個生產(chǎn)效率高的機器人，是不是可以同時兼?zhèn)錁O高的安全性能？抑或生產(chǎn)效率和安全永遠是魚和熊掌不可兼得？

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

工業(yè)機器人的現(xiàn)狀解析以及發(fā)展趨勢展望

　　從應(yīng)用領(lǐng)域來看，2016年的數(shù)據(jù)顯示，全球的工業(yè)機器人安裝案例，50%應(yīng)用于裝卸、移動和堆垛；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)用于機加工。數(shù)據(jù)體現(xiàn)出：當前的工業(yè)機器人主要應(yīng)用在技術(shù)智能化程度低，高重復(fù)度的簡單工序中，而在精密加工中的應(yīng)用還處在初級階段，開發(fā)潛能巨大。

　　從應(yīng)用程度來看：自2001年起至2015年，全球工業(yè)機器人的應(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)專家推測至2019年全球的工業(yè)機器人安裝案例將飆升至414000。

　　從各個國家的分布來看，從2011年開始中國成為全球最多安裝案例國家，在2019年中國將遠遠超過德國、日本、歐洲和北美，占據(jù)全球36%的安裝案例。但就機器人使用密度(每一個工業(yè)機器人在1萬員工的使用比率)而言，與日本、德國、北美和韓國等機器人集中應(yīng)用于高自動化汽車行業(yè)的密度相比，中國汽車行業(yè)的機器人使用密度卻還遠遠低于以上幾個國家。在“中國制造2025“的規(guī)劃中，從2016年到2020年將有65萬新的工業(yè)機器人被安裝使用。

　　工業(yè)機器人作為未來的重要生產(chǎn)工具，目前有六大技術(shù)發(fā)展趨勢。首當其沖是人機協(xié)作，這個我們之后會繼續(xù)詳細介紹；接下來是機器人與CAD/CAM數(shù)據(jù)互相連通，隨著大數(shù)據(jù)和云計算技術(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)機器人進行連接，減少生產(chǎn)準備時間，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和生產(chǎn)效率; 第三個趨勢是提高投資回報率，隨著機器人產(chǎn)能擴張，應(yīng)用數(shù)量大幅增加，所有機器人以及總體設(shè)備的成本降低，對應(yīng)于全球人工的成本增加，機器人應(yīng)用的投資回報率將明顯提升; 第四個趨勢是智能傳感器的應(yīng)用，為了提升新一代人機協(xié)作機器人的生產(chǎn)效率，同時保障安全性能，智能傳感器的技術(shù)將為未來優(yōu)化人機協(xié)作鋪平道路; 第五個趨勢是機器人的感官認知能力的增強，隨著工作環(huán)境的計劃變化或突發(fā)變化，機器人必須要運用自身的感官認知能力去及時應(yīng)對改變的環(huán)境; 第六種趨勢是簡化機器人編程，可以有人來教機器人去學(xué)習(xí)各種各樣的技能和操作順序，然后機器人來選擇最優(yōu)路徑，并考慮與其他部件的干涉性來進行重復(fù)性的工作，以減少編程的復(fù)雜性和難度。