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1、基于工业机器人人机协作技术的企业应用范例基于工业机器人人机协作技术的企业应用范例孙培原导语：“快速部署、易于调试几乎是每个工业机器人集成销售商都会遇到的最大挑战之一。在工业机器人大量介入的自动化消费中，难免因各种情况而需停机调整机器人点位，这一经过往往将进展数小时，这段停机时间造成的产能损失往往让客户难以承受。“快速部署、易于调试几乎是每个工业机器人集成销售商都会遇到的最大挑战之一。3C制造行业中，工业机器人正在越来越多地进入3C零部件加工，搬运，组装等工段中，因产能需求大，因此3C制造业区别于传统设备制造业的最显著特征就是各工段排布紧凑、工时短，如此短而快的节奏势必难以分开工人的配合甚至是由
2、人监视和主导劳作内容，而机器人辅助完成其中繁复的体力工作。以上阐述为广阔机器人集成商指明了将来机器人技术的开展趋势，即“以人为本的产业技术开展思想，要求工业机器人这种无感情无思想的冰冷金属工具必须变得“柔软、可以在一定程度上完成和人的亲密沟通，方能真正的适应将来智慧工厂、无人化工厂的开展要求。目前越来越多的机器人厂家已经注意到这一点，并致力于直接示教与人机协作技术的攻关。技术概述为实现深化人机协作技术，可以通俗的理解为通过各种技术手段使机器人从本来的刚性体变得“柔软，可以对工作中相对微小的额外外部力进展感悟辨识，并产生特定的反响。如在工作形式中发生预期以外的碰撞那么应该停顿、示教形式中可以轻松
3、拉动机器人工作面到达指定位置直接示教等。该技术的技术根底是零力控制技术。目前已知的零力控制技术有两种实现方式：基于位置控制的零力控制技术和基于直接转矩控制的零力控制技术。前者需要搭配各种力检测器、或使用估计法以获得确定的外力方向并施行相应补偿直至外力消失。后者以计算各关节对应的重力及摩擦力，伺服控制器工作在转矩控制形式下，通过控制各关节伺服驱动器输出对应大小的力矩，那么机器人在外力的作用下克制惯性力而即可运动。技术现状较早的ISO10218中，按照协作程度从低到高，提出了四种人机协作方式：1.Safety-ratedmonitoredstop平安级监控停顿2.Handguiding手动引导3.
4、Speedandseparationmonitoring速度和间隔监控4.Powerandforcelimiting功率和力限制通过对工业机器人及工业设备市场的分析我们可以看到：一、目前国外在这一方面处于遥遥领先的地位，具有代表性的KUKA与UR机器人均推出了人机协作专用机种；而我国目前尚处于理论与实验室阶段，少有成熟产品出现。二、纵观国内外直接控制手段，均不能分开力传感器的协助，即必须在末端或机器人本体中额外增加力传感单元，势必会大大增加机器人的制造本钱。综合以上两点所述，尽快开发出成熟的零力控制与碰撞检测技术，并使其应用到工业机器人控制中，降低机器人的制造、维护与部署本钱的技术攻关势在必行
5、。技术应用范例秉承着以人为本的理念，深圳市精匠机器人科技有限公司以下简称“精匠自成立起就一直致力于人机友好与人机协作技术的开发，将人机协作的概念不断应用在该公司研发消费制造的工业自动化装备中。为了最终达成人机协作、智能制造的理念，“精匠采用了三步走的技术开展策略：1.平安级监控停顿平安门、平安光栅的全面覆盖目前“精匠已经在其消费的所有工业设备中实现了平安级监控停顿的功能，即通过平安护栏进展彻底的人机分隔，借助平安门或者平安光栅，当操作员的肢体进入机械工作空间时将会立即触发感应装置，设备立即停顿。在操作员退出该空间且确认后，设备恢复工作。最大程度上杜绝消费平安事故。精匠消费的某产品防水检测设备精
6、匠消费的某3C产品的扫码设备精匠测试车间的平安护栏与平安门2.“速度和间隔监控“功能的试导入经过两年度的努力，“精匠在现阶段需要人机亲密配合的场合尝试导入了“速度和间隔监控“这一功能，详细实现方式为搭配平安光栅、工业相机和间隔传感器感悟工人间隔，并将工作区间做分级处理，工人到达机器人工作区间后机器人及整个相关设备降至低速并由正常工作形式切换至平安形式“，以便使用者在不停机的情况下进展简单的调整，假如不慎发生预期以外的碰撞，那么机器人会立即停顿；3.以直接示教、碰撞检测为最终目的的人机协作目前精匠正在加大人力投入进展对零力控制形式的研究，并在直接转矩控制技术中获得了一定的成果，不远的将来“精匠将
7、在其研发制造的的所有的小型六轴机器人中植入以“转矩形式控制的零力控制“模块，并尝试在中型规格的特定机型中参加单轴扭矩检测模块，以期在不远的将来可以确实地实现调试状态中的“直接示教“功能和工作状态中的人机协作“功能。人机协作概念图片;于网络结论与展望需意识到，我们在人机协作技术中间隔世界程度仍具有较大差距，功能不完备并且因为数量原因难以在短时间内积累海量的经历。同时我们公司在对文中技术的研发中也仍然面对着重重困难：在基于位置形式的零力控制中必须使用各种形式的力传感器，这势必造成了极大的本钱增加，而在直接转矩控制形式中会伴随着系统的不稳定，需要重新优化平安功能的设计。面对以上的问题，一方面我们需要投入更多的研发力量进展技术攻关，一方面我们期望可以和更多的研究院与企业进展学术沟通与合作，共同打破。同时，我们也祈望自动化工装设备中可以出现更多的先进零配件，如性价比更加优越的力传感器、电子皮肤等，真正使需要与人亲密交互的工业机器人等设备产生“触觉“，使更加平安可靠的人机友好型设备可以更多地投入到工业消费中。