第1章 概述

國際標準化組織（International Standards Organization, ISO）標準ISO 10218-2：2011描述了對工業機器人和機器人系統集成的安全要求，其中包括對協作機器人系統的安全要求。協作機器人系統的操作特點與傳統機器人系統和其他機器設備的操作特點有很大不同。在協作機器人系統的操作中，操作人員可以靠近協作機器人操作，可以在協作機器人系統附近工作，也可以使用機器人的執行器。操作人員和機器人系統之間的物理接觸可以在協作工作空間內發生。

任何協作機器人系統的設計都要求在協作機器人操作過程中始終采取保護措施，以確保操作人員的安全；且有必要進行風險評估，以識別與協作機器人系統應用相關的危害和風險，從而選擇適當的措施來降低風險。

協作機器人系統和相關單元布局設計的一個關鍵過程是消除危險和減少風險。環境的設計應考慮以下因素：

1）協作工作空間的既定限制（三維）。

2）協作工作的空間、通道和間隙。

3）人機工程學和人與設備的接口。

4）使用限制。

5）轉場（時間限制）。

隨著協作機器人的快速發展，協作機器人已走出實驗室。自2008年以來，協作機器人行業從萌芽期進入快速發展期，截至2019年7月，全球協作機器人廠商數量已超過100家，其中進入中國市場的協作機器人廠商數量超過70家，“協作機器人”已經從概念到深入人心，并逐漸成為各機器人廠商爭相布局的戰略產品；得益于其擁有較高的柔性、安全性和易操作性，協作機器人相較于傳統工業機器人具有更廣的應用延展性，不僅可以在工業領域應用，還可以在商業服務領域應用，具備足夠高的天花板并有足夠大的需求前景，這正是協作機器人取得高速發展的原因所在。

根據高工產研機器人研究所的數據，自2015年以來，全球協作機器人銷量年均增速保持在30%以上；我國協作機器人市場進入發展快車道，銷售規模年均增速在50%以上。2018年下半年，雖然工業機器人市場整體“遇冷”，但我國協作機器人市場全年銷量依然取得近50%的增速，遠遠高于我國工業機器人市場的整體增速。2019年，協作機器人全球銷量約2萬臺，營收約4億美元，同樣遠高于傳統工業機器人行業的增速。國外協作機器人企業主要有丹麥UR、德國KUKA和瑞士ABB等，其中UR機器人2019年產銷約1.2萬臺，營收約2.48億美元；我國的協作機器人企業主要有新松、遨博、珞石、艾利特和節卡等。

目前，協作機器人的應用模式正逐步由執行層面向交互性服務轉變。協作機器人從部分企業切入，進行試點應用，然后逐漸推廣到中小企業及服務領域應用，最后普及到具體細分場景領域應用。

在工業生產和制造領域，基于高精度傳感、機器視覺和安全控制的應用，協作機器人能實現真正的柔性生產與人機交互，進而代替人工；在服務領域，隨著機器學習的不斷深入，協作機器人的智能化程度不斷提高，不僅可以代替體力勞動，也可以代替部分腦力勞動，真正實現了智能化，并應用于教育、醫療、物流、餐飲等服務業，輔助人類的生活。

協作機器人在應用于工業生產領域的基礎上，由于其準確性、靈活性及安全性能夠滿足一些細致工作的需求，其應用領域也不斷向醫療、物流、教育等其他領域擴展。