人类与机器人虽被视为天敌，但却可以相互协作，不断磨合并融为一体，人类与机器人在相应安全措施的保护下，能够在生产线上毫无危险地进行合作，或在制造过程中相互配合。

德国慕尼黑国际机器人及自动化技术贸易博览会（2014 Automatica）期间，一位参观者在4A展馆中丹麦参展商Universal Robots A/S的展台上对UR5轻型机器人触碰他时产生的冲击力进行了快速准确地描述：“我以为是一匹马撞到了我。”这是用自己的身体感受机器人碰撞人体力量的亲身尝试，如果人类与机器人需要进行协作，在没有保护栅栏的情况下可能会发生碰撞。“我们获得专利的安全系统设计方案是对之前的机械臂进行逻辑改进的结果，改善后的UR5型和UR10型机器人可以根据环境在不同的模式下工作，”丹麦Roboter-Pioniers公司的首席技术官Esben H.Ostergaard对这种可调节安全功能的作用方式进行了说明，“如果有员工进入机器人的工作区域，机器人就会采用减速工作模式，等工人离开后机器人会再次以正常的速度工作。”UR Safety 3.0指的是新一代机器人的安全方案，符合EN ISO13849:2008PL以及EN ISO 10218-1:2011标准。“该方案已通过了TüV Nord的认证。”Ostergaard强调。

如果除去工厂中的保护栅栏，未来的工厂将会是另一幅景象，工作流程的操作可以得到更加明确的优化，机器人会从笨拙的帮手转变为灵活的生产协作者。库卡（Kuka）采用带有新式控制系统的敏感轻型机器人LBR iiwa来完成此类任务，新式控制系统以通用的IT技术（Java）为基础。“对于新型机器人来说，LBR iiwa是基础产品。”Kuka股份公司的首席执行官Till Reuter博士解释说，“基于常用编程语言上的控制技术，我们能够充分利用IT领域快速发展的成果。”他断言：“机器人是工业4.0时代的关键组成部分。”

通过集成在LBR iiwa的安全扭矩传感器，人与机器人进行协作（MRK）时出现了一种全新的直观操作人员引领方法：操作人员可以根据情况通过简单的手势影响某一生产过程的运行，因此可以通过触碰或按压某个想要的方向，采用纯粹的手势控制和影响机器人的程序运行，操作人员可以要求机器人从多个工件仓库中取出不同的部件并进行组装，以此在人机协作（MRK）时更好地分配人与机器之间的任务，人类承担需要认知能力的任务，而机器人则可以将各种质量检测所需要的部分以最符合人体工程学的方式递给工厂中的工人。

图1 人与机器的合作关系越紧密，机器人的使用效率就越高，但这同时也对安全性提出了更高的要求，每个应用程序都需要自己的安全技术分析

机器人与人一同进行安装

ABB公司通过其双臂机器人方案展示了未来灵活、协作的加工方式，未来的机器人应能方便、安全地与操作人员肩并肩地在生产线上工作（图2）。“尤其是在电子行业，小部件的安装需要极度灵活和自行配置的自动化设备，能够方便、安全地与人类一起工作，我们在真实环境中用双臂机器人进行系列测试，并收集了能够推动产品朝这一方向发展的数据。”ABB集团机器人业务主管Per Vegard Nerseth举例说明了一种可行方案。由于电子加工领域的产品要求不断发生改变，工作环境也必须跟上这一步伐，在此需要一种能够迅速适配的模块式自动化设备，对于ABB而言这不再只是一个愿望，企业已经有了在真实加工环境中工作的相应机器人单元，而且是在ABB低电压区，在那里，机器人与人类紧密合作，已共同组装了数万个紧急开关。“我们同时与其他精心挑选的蓝筹企业密切合作，将经过测试和验证的成熟方案推向市场，确保从第一天开始就能顺利运行。”Per Vegard Nerseth总结道。

图2 双臂机器人需要能够方便、安全地与工厂中的操作人员一起并肩工作

人类与机器人的安全合作也会对生产工具产生影响，人员应该保证不受伤害，机械手系统也同样如此，因为它们毕竟属于机器人单元中最为敏感的关键元件，投资成本超过数万欧元。针对这些情况，史陶比尔集团（St?ubli）开发了安全工具和安全区等软件功能，借此不断监控机械臂末端的周边特定区域，如果传感器在安全区内识别出一个障碍，机器人就会自动停止运转，以此避免昂贵的操作系统或生产装备受损，此外还有一个附加的优点：由于不再使用物理保护装置，机器人单元的占地面积更小了。

密切合作提高了效率

安全的机器人不是指简单地放置不动，从本质上讲，机器人就是一台不完整的机器，只有通过机械臂或相应的工具才能成为符合机械标准的完整机器，因此对于机器人而言，一份贴切的说明书不可或缺。“人与机器的合作关系越紧密，机器人的使用效率就越高，但这同时也对安全性提出了更高的要求，每个应用程序都需要自己的安全技术分析（图1）。”Pilz公司的执行董事Thomas Pilz介绍道。机器人安全方面的服务内容包括：企业为用户提供符合机器人系统各生命阶段的组合服务，从过程分析到风险评估，直至所需的CE标志认证。