解決人機(jī)協(xié)作安全難題
國內(nèi)首款大范圍移動(dòng)作業(yè)工業(yè)機(jī)器人在渝實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
工作人員正在安裝調(diào)試機(jī)器人。（受訪者供圖)
（記者 黃光紅）人機(jī)協(xié)作時(shí)代，如何確保工業(yè)機(jī)器人既能夠自主移動(dòng)作業(yè)，又不會(huì)對(duì)人造成傷害？近期，國內(nèi)首款可大范圍移動(dòng)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人在渝實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，有效解決了這道難題。10月27日，重慶日?qǐng)?bào)記者從重慶魯班機(jī)器人技術(shù)研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱魯班研究院）獲知了這一消息。
魯班研究院相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，這款產(chǎn)品是一種智能噴涂機(jī)器人，由中國船舶重工長(zhǎng)江科技有限公司、中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院、魯班研究院和重慶大學(xué)等5家單位聯(lián)合研發(fā)，近日已在鄭州應(yīng)用于橋梁工程大型構(gòu)件涂裝作業(yè)。
賦予機(jī)器人移動(dòng)性，讓其靈活自主地與人和機(jī)器并肩協(xié)同工作，被認(rèn)為是智慧工廠發(fā)展的一種趨勢(shì)。但在當(dāng)前，普通工業(yè)機(jī)器人只能在固定位置作業(yè)，且通過防護(hù)欄等與人隔離開；協(xié)作機(jī)器人雖然能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)協(xié)作，但普遍只能限制在很小范圍內(nèi)作業(yè)，移動(dòng)性仍然很差。
“究其原因，主要是沒有很好解決機(jī)器人的作業(yè)安全問題。為確保人的安全，機(jī)器人的移動(dòng)性就受到了很大限制。”重慶市機(jī)器人專家組牽頭人何國田說。
由于人類行為的復(fù)雜性，機(jī)器人維修，誰都無法確保人機(jī)協(xié)作時(shí)不會(huì)發(fā)生碰撞，只有當(dāng)人機(jī)碰撞時(shí)人體不受傷害，才算達(dá)到最安全的標(biāo)準(zhǔn)。從目前的情況看，協(xié)作機(jī)器人在人機(jī)達(dá)到碰撞警戒線時(shí)會(huì)自動(dòng)暫停，KUKA機(jī)器人維修，卻不能在人機(jī)碰撞時(shí)保護(hù)人體不受傷害。
基于此，前述5家單位從2016年啟動(dòng)該研發(fā)項(xiàng)目時(shí)起，就把如何確保人機(jī)碰撞后不會(huì)對(duì)人造成傷害作為突破方向。經(jīng)過近3年時(shí)間努力，研究人員在今年初取得成功，并掌握了機(jī)器人本體加工核心技術(shù)和可吸收碰撞能量的力覺傳感器核心技術(shù)。此后，通過不斷改進(jìn)、完善，機(jī)器人維修，智能噴涂機(jī)器人在近期實(shí)現(xiàn)了少批量生產(chǎn)。目前，有3臺(tái)正在鄭州進(jìn)行橋梁工程構(gòu)件噴涂作業(yè)，并成功實(shí)現(xiàn)了安全的人機(jī)協(xié)作。
與國內(nèi)外其他機(jī)器人相比，其最大特點(diǎn)是具有雙重安全保護(hù)機(jī)制——當(dāng)人機(jī)或機(jī)器人之間面臨碰撞危險(xiǎn)時(shí)，避障安全系統(tǒng)會(huì)讓機(jī)器人立即自動(dòng)暫停。如果因意外情況導(dǎo)致碰撞仍然無法避免，機(jī)器人搭載的力覺傳感器會(huì)在發(fā)生碰撞的同時(shí)吸收碰撞能量，形成緩沖區(qū)，從而避免對(duì)人或機(jī)器造成傷害。
此外，它還能自主規(guī)劃作業(yè)路徑、自主移動(dòng)，移動(dòng)范圍最大可達(dá)到500米；能夠靈活地完成彼此之間的協(xié)作及與人的協(xié)作，非常適合用于橋梁構(gòu)件等大型工程部件的噴涂作業(yè)。
何國田表示，根據(jù)文獻(xiàn)資料及公開報(bào)道來看，能夠大范圍移動(dòng)作業(yè)并且具有上述雙重保護(hù)機(jī)制的工業(yè)機(jī)器人，此前在國內(nèi)外尚無先例。未來，其相關(guān)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)機(jī)器人，市場(chǎng)前景非常廣泛。