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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(xiǎn)機(jī)構(gòu)，擔(dān)任機(jī)械、系統(tǒng)和生產(chǎn)自動(dòng)化部門主管，負(fù)責(zé)木材和金屬專業(yè)領(lǐng)域；訪談主題是人類與機(jī)器人之間的安全協(xié)作。

工業(yè)領(lǐng)域機(jī)器人用量增加背后的原因是什么？

為了在德國這樣一個(gè)高薪資國家保留制造業(yè)，自動(dòng)化正穩(wěn)步崛起。德國使用機(jī)器人的密度僅次于美國和日本。機(jī)器人在所有行業(yè)均有應(yīng)用，特別是在汽車行業(yè)、車身制造及金屬和木材加工行業(yè)。這些行業(yè)越來越需要提高生產(chǎn)方式的經(jīng)濟(jì)效益，換言之，必須在經(jīng)濟(jì)上切實(shí)可行。在批量生產(chǎn)規(guī)模不斷縮減的時(shí)代，生產(chǎn)過程需要具備更大的靈活性：不論在什么情況下，制定生產(chǎn)過程中的各個(gè)生產(chǎn)步驟時(shí)，都要盡量高效、經(jīng)濟(jì)；未來的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)工人和機(jī)器人在生產(chǎn)過程中始終靈活協(xié)作。

機(jī)器人在其中扮演什么樣的角色？

新一代協(xié)同機(jī)器人正在開啟更多的應(yīng)用領(lǐng)域。以往完全人工化的工作站現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化。這種分工方式日益收獲經(jīng)濟(jì)效益，在人機(jī)工程學(xué)和人口統(tǒng)計(jì)學(xué)方面也同樣如此：在歸類為“紅色”的工作站，由機(jī)器人負(fù)責(zé)涉及自身單方面工作負(fù)荷的工作過程，例如高空工作。此外，機(jī)器人還負(fù)責(zé)具有重復(fù)性及要求精確度的工作步驟，例如擰螺絲。機(jī)器人在特定任務(wù)中的參與度有可能差別很大。機(jī)器人可在工作階段發(fā)揮日益增強(qiáng)的作用，并且無需從一開始就執(zhí)行整個(gè)工作過程。

安全有多么重要？

機(jī)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(xiàng)目中掌握的生物機(jī)械學(xué)限值指明了與人體接觸時(shí)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(biāo)準(zhǔn)中。作為安全功能的組成部分，控制部件（例如力矩監(jiān)控器或速度監(jiān)控器）顯然亦須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

采取的協(xié)作形式有哪些？

有四種不同類型的協(xié)作：第一種，安全受監(jiān)控停止。在此情況下，如果工人進(jìn)入共享工作空間，機(jī)器人便會(huì)停機(jī)，一旦工人離開共享工作空間，機(jī)器人便會(huì)重新啟動(dòng)。第二種，人工控制。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)由工人進(jìn)行控制。第三種，速度和距離監(jiān)控。在這種類型中，機(jī)器人防止人機(jī)接觸，實(shí)現(xiàn)方式為，當(dāng)機(jī)器人和工人互相靠近時(shí)，機(jī)器人降低速度，然后當(dāng)雙方互相離開時(shí)，再次提高速度。第四種，壓強(qiáng)和力度限制，這種類型日益成為關(guān)注焦點(diǎn)，并且投入實(shí)踐。在這種類型中，通過技術(shù)手段將工人和機(jī)器人之間的接觸力限制在無害水平。因此壓強(qiáng)和力度限制日益成為人機(jī)協(xié)作安全實(shí)施的重要趨勢。但是采用上述前三種協(xié)作類型的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人還會(huì)繼續(xù)存在。

人類在未來人機(jī)協(xié)作中起到什么樣的作用？其中有哪些挑戰(zhàn)？

除了安全性，機(jī)器人工作站在經(jīng)濟(jì)上取得成功的重要因素還有系統(tǒng)的人機(jī)工程學(xué)和機(jī)器人的適應(yīng)性和用戶友好性。從真正意義上說，主動(dòng)進(jìn)行技術(shù)教育和技術(shù)接觸至關(guān)重要。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，工人對協(xié)同機(jī)器人的反響非常積極，能夠準(zhǔn)確理解機(jī)器人的意圖：作為一種具有多用途的有益工具，機(jī)器人可與工人進(jìn)行協(xié)作，共同完成全新的工作過程，從而幫助我們執(zhí)行繁重困難的任務(wù)。

您認(rèn)為接下來幾年內(nèi)人機(jī)協(xié)作的應(yīng)用會(huì)怎樣發(fā)展？

下一代工業(yè)機(jī)器人將針對專門任務(wù)進(jìn)行配備。輕型機(jī)器人帶有力度傳感器、專門圓角處理或柔性的抓爪系統(tǒng)等裝置，不再會(huì)對工人帶來危險(xiǎn)。此外，它們還有可能配備觸覺防護(hù)裝置。因此，我們未來將會(huì)看到專門開發(fā)設(shè)計(jì)用于密切人機(jī)協(xié)作的新一代工業(yè)機(jī)器人。但是還必須從全面的角度，將應(yīng)用視為一個(gè)系統(tǒng)，包括機(jī)器人工具和設(shè)備，特別是專門設(shè)計(jì)用于人機(jī)協(xié)作的工具。此外，還有必要開發(fā)各種測量系統(tǒng)，以使應(yīng)用中的力度和壓力等參數(shù)可以測量。其目標(biāo)是使系統(tǒng)集成商可以盡量簡單地對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。在這一方面我們已經(jīng)步入正軌。

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