合作机器人抓手的设计、发展:你需要知道的四个趋势

协作机器人或者“合作机器人”的优势在于能够安全地与人类一起工作。当有人接近它们时，一些机器人利用传感器技术减慢和/或停止动作。其他机器人的特点是内置传感器，当它们检测到与物体或人的意外接触时，会立即停止合作机器人的运动。抓手及其在合作机器人安全中的作用正受到越来越多的关注。据Schunk自动化集团经理Markus Walderich称，这些抓手正在变得更安全，更值得信赖，更强大，更智能，更容易实施和使用。他指出了四种趋势正在塑造合作机器人抓手的设计和发展:

新的ISO合作机器人系统安全标准

Walderich先生说，虽然在市场上人类与机器人合作的风险仍然存在不确定性，但涵盖合作机器人和抓手的ISO技术报告和标准已经可以为集成商和终端用户提供指导。ISO发布了TS 15066技术规范2016年，该标准补充了此前对协作机器人系统的安全要求。本报告为对特定应用程序进行更复杂的风险评估提供了指导。它还为合作机器人抓手设定了基本的安全标准，包括消除尖锐角和潜在夹点。它将夹持力限制在140牛顿以下，这样即使夹持器夹到人，也不会造成伤害。Schunk开发了一套夹持器，名为Co-act系列，Walderich先生将其描述为基于这些标准的“内在安全”。它们有一个柔软的外壳，没有尖锐的角或夹点，它们的最大夹持力小于140牛顿。

Walderich先生补充说，Schunk参与了另一份ISO技术报告TR 20218-2的评审，该报告将为协作机器人的末端执行器提供额外的指导方针。他说:“市场上仍有很多不确定性，这份ISO技术报告专注于合作应用，特别是末端执行器，希望能消除市场上的一些不确定性，并在这些应用中建立更多的信任。”

第三方认证

Walderich说，第三方认证也让用户更容易相信，对于协作应用程序来说，夹持器是安全的。例如，Schunk的Co-act EGP-C夹持器被批准用于合作应用德国社会意外保险(DGUV)。这证明了夹持器是按照合作应用的安全标准建造的。Walderich先生表示，该认证有助于在评估终端执行器在协作应用中构成的风险时为客户提供指导。他认为，这将在某个时候成为一项要求，但就目前而言，这是一个差异化因素，让客户更放心地使用该公司的抓手。

即插即用的应用程序

传统上，当客户想用机器人实现自动化时，集成商会帮助他们选择和实施系统。这个过程既昂贵又耗时。然而，自动化设备制造商正在越来越多地开发即插即用的夹持器包，使客户更容易自己设置和使用协作机器人，而不需要集成商。这些解决方案已经为机器人提供了正确的机械和电气连接，而且它们的设计很容易编写脚本。Walderich先生说，即插即用包可以让客户在短短几小时内安装并运行一个易于使用的协作机器人系统。

Universal Robots的URCaps平台就是即插即用系统的一个例子。抓手制造商可以提供程序，使终端用户很容易集成和控制抓手，所以他们不需要一个集成商或程序员使用脚本来编程手指的速度，力和精度。

沃尔德里奇补充说，即插即用的套件开始包括气动夹具，而不是电动夹具。其中包括Schunk开发的低有效载荷(0.5 kg)气动协作抓手ABB的弓cobot。他说，协作应用需要电动抓手的敏感性的想法是一个误解，气动抓手可以比电动抓手有几个优势。首先，它们更轻，因为它们不需要马达。它们也更容易实现，因为它们不需要与协作机器人进行电气连接，这使它们成为即插即用包的一个很好的选择。

更高夹持力的新传感器技术

由于ISO技术标准限制了合作夹持器的夹持力为140牛顿，所以这些夹持器的最大有效载荷只有1.5公斤(3.3磅)，这限制了这些夹持器的应用。Walderich先生说，在这种握力水平下，夹具的常见任务包括简单的操作和装配。高有效载荷的应用需要传统的、非协作的抓手和机器人周围的安全区域，如区域扫描仪或笼子。

”未来用于合作应用的夹持器将具有更高的有效载荷能力和超过140牛顿的夹持力，因此必须更加智能，”Walderich先生说。为此，该公司开发了一种原型抓手，JL1，其中包括实现这一点的技术。JL1配备了电容传感器和触觉传感器系统，可以用来区分工件和人。该原型还包括该公司计划在未来融入合作抓手的其他技术，包括摄像头、可用于改变操作模式或教会抓手进行平行和角度抓手的触摸屏，安全的力限制，以确保夹持器不会无意中释放工件，以及为用户提供关于夹持器状态的光学反馈的灯。Walderich先生说:“我认为，总体而言，末端执行器将比我们以前看到的更加智能化，在抓手内部安装这些综合控制器和智能传感器将在合作应用的安全方面占据更大的份额。”