按人机协作特性,工业机器人可分为传统独立作业机器人与协作机器人两大类,两类机器人在安全设计、交互方式及应用场景上存在本质区别,是工业自动化向柔性化发展的重要体现。传统独立作业机器人需与人类保持安全距离,通常安装在防护栏内,通过预设程序完成单一、重复性作业,不具备与人直接交互的能力。这类机器人结构刚性强、运动速度快,适合大规模批量生产,如汽车焊接生产线的机器人,在封闭防护空间内连续作业,无需考虑人机碰撞风险,作业效率高(单台机器人日均作业时间可达 20 小时以上)。但其灵活性差,更换作业任务时需重新编程与调整工装,且防护设施增加了生产线占地面积,不适用于小批量、多品种的生产场景。
协作机器人则以 “人机协同作业” 为核心设计理念,具备安全感知、柔性交互能力,无需物理防护栏即可与人近距离配合。在安全设计上,协作机器人搭载力传感器、碰撞检测算法,当接触人体时能快速停机(响应时间<),且机身采用轻量化材料,避免碰撞伤害;在交互方式上,部分型号支持手动引导示教,工人可直接拖动机器人末端执行器设定作业路径,无需专业编程知识。协作机器人适合电子装配、医疗器械制造等需要人机配合的场景,如手机组装中,工人负责零件摆放,协作机器人完成精准贴装,既能提升作业精度,又能灵活应对产品型号切换。不过,协作机器人负载能力较弱(通常<15kg)、运动速度较慢(<1m/s),作业效率低于传统机器人,更适合柔性化、小批量生产需求。
工业机器人的人机协作与独立作业类型