Pilz對話(huà)Matthias Umbreit博士

以下是對Matthias Umbreit博士的訪(fǎng)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(chǎn)自動(dòng)化部門(mén)主管，負責木材和金屬專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域；訪(fǎng)談主題是人類(lèi)與機器人之間的安全協(xié)作。

工業(yè)領(lǐng)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(gè)高薪資國家保留制造業(yè)，自動(dòng)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(yè)均有應用，特別是在汽車(chē)行業(yè)、車(chē)身制造及金屬和木材加工行業(yè)。這些行業(yè)越來(lái)越需要提高生產(chǎn)方式的經(jīng)濟效益，換言之，必須在經(jīng)濟上切實(shí)可行。在批量生產(chǎn)規模不斷縮減的時(shí)代，生產(chǎn)過(guò)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(guò)程中的各個(gè)生產(chǎn)步驟時(shí)，都要盡量高效、經(jīng)濟；未來(lái)的目標是實(shí)現工人和機器人在生產(chǎn)過(guò)程中始終靈活協(xié)作。

機器人在其中扮演什么樣的角色？

新一代協(xié)同機器人正在開(kāi)啟更多的應用領(lǐng)域。以往完全人工化的工作站現在可以實(shí)現半自動(dòng)化。這種分工方式日益收獲經(jīng)濟效益，在人機工程學(xué)和人口統計學(xué)方面也同樣如此：在歸類(lèi)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(guò)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(wù)中的參與度有可能差別很大。機器人可在工作階段發(fā)揮日益增強的作用，并且無(wú)需從一開(kāi)始就執行整個(gè)工作過(guò)程。

安全有多么重要？

機器人與人類(lèi)的接近意味著(zhù)安全性成為首要考慮因素。研究項目中掌握的生物機械學(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(xún)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(mǎn)足標準要求。

采取的協(xié)作形式有哪些？

有四種不同類(lèi)型的協(xié)作：第一種，安全受監控停止。在此情況下，如果工人進(jìn)入共享工作空間，機器人便會(huì )停機，一旦工人離開(kāi)共享工作空間，機器人便會(huì )重新啟動(dòng)。第二種，人工控制。機器人的運動(dòng)由工人進(jìn)行控制。第三種，速度和距離監控。在這種類(lèi)型中，機器人防止人機接觸，實(shí)現方式為，當機器人和工人互相靠近時(shí)，機器人降低速度，然后當雙方互相離開(kāi)時(shí)，再次提高速度。第四種，壓強和力度限制，這種類(lèi)型日益成為關(guān)注焦點(diǎn)，并且投入實(shí)踐。在這種類(lèi)型中，通過(guò)技術(shù)手段將工人和機器人之間的接觸力限制在無(wú)害水平。因此壓強和力度限制日益成為人機協(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(lèi)型的傳統工業(yè)機器人還會(huì )繼續存在。

人類(lèi)在未來(lái)人機協(xié)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(jīng)濟上取得成功的重要因素還有系統的人機工程學(xué)和機器人的適應性和用戶(hù)友好性。從真正意義上說(shuō)，主動(dòng)進(jìn)行技術(shù)教育和技術(shù)接觸至關(guān)重要。根據我們的經(jīng)驗，工人對協(xié)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(jìn)行協(xié)作，共同完成全新的工作過(guò)程，從而幫助我們執行繁重困難的任務(wù)。

您認為接下來(lái)幾年內人機協(xié)作的應用會(huì )怎樣發(fā)展？

下一代工業(yè)機器人將針對專(zhuān)門(mén)任務(wù)進(jìn)行配備。輕型機器人帶有力度傳感器、專(zhuān)門(mén)圓角處理或柔性的抓爪系統等裝置，不再會(huì )對工人帶來(lái)危險。此外，它們還有可能配備觸覺(jué)防護裝置。因此，我們未來(lái)將會(huì )看到專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)設計用于密切人機協(xié)作的新一代工業(yè)機器人。但是還必須從全面的角度，將應用視為一個(gè)系統，包括機器人工具和設備，特別是專(zhuān)門(mén)設計用于人機協(xié)作的工具。此外，還有必要開(kāi)發(fā)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(jiǎn)單地對系統進(jìn)行實(shí)際驗證。在這一方面我們已經(jīng)步入正軌。

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