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Pilz對話Matthias Umbreit博士

以下是對Matthias Umbreit博士的訪談；Matthias Umbreit博士供職于德國法定事故保險機構，擔任機械、系統和生產自動化部門主管，負責木材和金屬專業領域；訪談主題是人類與機器人之間的安全協作。

工業領域機器人用量增加背后的原因是什么？

為了在德國這樣一個高薪資國家保留制造業，自動化正穩步崛起。德國使用機器人的密度僅次于美國和日本。機器人在所有行業均有應用，特別是在汽車行業、車身制造及金屬和木材加工行業。這些行業越來越需要提高生產方式的經濟效益，換言之，必須在經濟上切實可行。在批量生產規模不斷縮減的時代，生產過程需要具備更大的靈活性：不論在什么情況下，制定生產過程中的各個生產步驟時，都要盡量高效、經濟；未來的目標是實現工人和機器人在生產過程中始終靈活協作。

機器人在其中扮演什么樣的角色？

新一代協同機器人正在開啟更多的應用領域。以往完全人工化的工作站現在可以實現半自動化。這種分工方式日益收獲經濟效益，在人機工程學和人口統計學方面也同樣如此：在歸類為“紅色”的工作站，由機器人負責涉及自身單方面工作負荷的工作過程，例如高空工作。此外，機器人還負責具有重復性及要求精確度的工作步驟，例如擰螺絲。機器人在特定任務中的參與度有可能差別很大。機器人可在工作階段發揮日益增強的作用，并且無需從一開始就執行整個工作過程。

安全有多么重要？

機器人與人類的接近意味著安全性成為首要考慮因素。研究項目中掌握的生物機械學限值指明了與人體接觸時允許施加多大的壓力或力。這些限制取決于所述的身體部位。您可在DGUV信息中查詢這些限值，此外這些限值也已整合到國際標準中。作為安全功能的組成部分，控制部件（例如力矩監控器或速度監控器）顯然亦須滿足標準要求。

采取的協作形式有哪些？

有四種不同類型的協作：第一種，安全受監控停止。在此情況下，如果工人進入共享工作空間，機器人便會停機，一旦工人離開共享工作空間，機器人便會重新啟動。第二種，人工控制。機器人的運動由工人進行控制。第三種，速度和距離監控。在這種類型中，機器人防止人機接觸，實現方式為，當機器人和工人互相靠近時，機器人降低速度，然后當雙方互相離開時，再次提高速度。第四種，壓強和力度限制，這種類型日益成為關注焦點，并且投入實踐。在這種類型中，通過技術手段將工人和機器人之間的接觸力限制在無害水平。因此壓強和力度限制日益成為人機協作安全實施的重要趨勢。但是采用上述前三種協作類型的傳統工業機器人還會繼續存在。

人類在未來人機協作中起到什么樣的作用？其中有哪些挑戰？

除了安全性，機器人工作站在經濟上取得成功的重要因素還有系統的人機工程學和機器人的適應性和用戶友好性。從真正意義上說，主動進行技術教育和技術接觸至關重要。根據我們的經驗，工人對協同機器人的反響非常積極，能夠準確理解機器人的意圖：作為一種具有多用途的有益工具，機器人可與工人進行協作，共同完成全新的工作過程，從而幫助我們執行繁重困難的任務。

您認為接下來幾年內人機協作的應用會怎樣發展？

下一代工業機器人將針對專門任務進行配備。輕型機器人帶有力度傳感器、專門圓角處理或柔性的抓爪系統等裝置，不再會對工人帶來危險。此外，它們還有可能配備觸覺防護裝置。因此，我們未來將會看到專門開發設計用于密切人機協作的新一代工業機器人。但是還必須從全面的角度，將應用視為一個系統，包括機器人工具和設備，特別是專門設計用于人機協作的工具。此外，還有必要開發各種測量系統，以使應用中的力度和壓力等參數可以測量。其目標是使系統集成商可以盡量簡單地對系統進行實際驗證。在這一方面我們已經步入正軌。

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