按人機協(xié)作特性,工業(yè)機器人可分為傳統(tǒng)獨立作業(yè)機器人與協(xié)作機器人兩大類,兩類機器人在安全設(shè)計、交互方式及應(yīng)用場景上存在本質(zhì)區(qū)別,是工業(yè)自動化向柔性化發(fā)展的重要體現(xiàn)。傳統(tǒng)獨立作業(yè)機器人需與人類保持安全距離,通常安裝在防護欄內(nèi),通過預(yù)設(shè)程序完成單一、重復(fù)性作業(yè),不具備與人直接交互的能力。這類機器人結(jié)構(gòu)剛性強、運動速度快,適合大規(guī)模批量生產(chǎn),如汽車焊接生產(chǎn)線的機器人,在封閉防護空間內(nèi)連續(xù)作業(yè),無需考慮人機碰撞風(fēng)險,作業(yè)效率高(單臺機器人日均作業(yè)時間可達 20 小時以上)。但其靈活性差,更換作業(yè)任務(wù)時需重新編程與調(diào)整工裝,且防護設(shè)施增加了生產(chǎn)線占地面積,不適用于小批量、多品種的生產(chǎn)場景。
協(xié)作機器人則以 “人機協(xié)同作業(yè)” 為核心設(shè)計理念,具備安全感知、柔性交互能力,無需物理防護欄即可與人近距離配合。在安全設(shè)計上,協(xié)作機器人搭載力傳感器、碰撞檢測算法,當接觸人體時能快速停機(響應(yīng)時間<),且機身采用輕量化材料,避免碰撞傷害;在交互方式上,部分型號支持手動引導(dǎo)示教,工人可直接拖動機器人末端執(zhí)行器設(shè)定作業(yè)路徑,無需專業(yè)編程知識。協(xié)作機器人適合電子裝配、醫(yī)療器械制造等需要人機配合的場景,如手機組裝中,工人負責零件擺放,協(xié)作機器人完成精準貼裝,既能提升作業(yè)精度,又能靈活應(yīng)對產(chǎn)品型號切換。不過,協(xié)作機器人負載能力較弱(通常<15kg)、運動速度較慢(<1m/s),作業(yè)效率低于傳統(tǒng)機器人,更適合柔性化、小批量生產(chǎn)需求。
工業(yè)機器人的人機協(xié)作與獨立作業(yè)類型