1.2.1 國外協(xié)作機器人的發(fā)展

1.Universal Robots

2005年，致力于通過機器人技術(shù)增強中小企業(yè)（Small to Medium Enterprise, SME）勞動水平的SME Project項目開展，協(xié)作機器人的發(fā)展迎來契機。同年，協(xié)作機器人企業(yè)Universal Robots在南丹麥大學(xué)創(chuàng)立。2008年，Universal Robots公司推出了全球首款協(xié)作機器人UR5（圖1-1），其本體擁有6個關(guān)節(jié)，自重為18kg，有效負(fù)載為5kg，臂展為800mm，重復(fù)定位精度為±0.1mm，具有安裝迅速、部署靈活、安全可靠、編程簡單等特點。

隨著UR系列機器人的異軍突起，協(xié)作機器人市場的大門被打開，以“四大家族”為首的傳統(tǒng)工業(yè)機器人企業(yè)紛紛將目光投向這一新的領(lǐng)域。同時，許多初創(chuàng)科技企業(yè)，如Rethink Robotics、Kinova Robotics等也先后推出自己的優(yōu)秀產(chǎn)品。

2.Rethink Robotics

Rethink Robotics公司（以下簡稱Rethink）推出了雙臂機器人Baxter及7軸（自由度）單臂協(xié)作機器人Sawyer，如圖1-2所示。Sawyer機器人臂展為1260mm，有效負(fù)載為4kg，可以在狹小的空間內(nèi)工作。其手臂上集成了視覺系統(tǒng)，使其能勝任高精度貼片和裝配任務(wù)。同時，Sawyer結(jié)合多種新型傳感器，保證了操作人員的安全。但是，2018年10月，Rethink宣布破產(chǎn)，其產(chǎn)品及技術(shù)由HAHN Group公司收購。

3.KUKA

2014年11月，KUKA公司在中國首次發(fā)布其第一款7軸輕型靈敏機器人LBR iiwa，如圖1-3所示。LBR iiwa機器人有兩個版本，負(fù)載可分別達(dá)到7kg和14kg，超薄的設(shè)計與輕鋁機身令其運轉(zhuǎn)迅速、靈活性強，不必設(shè)置安全屏障。LBR iiwa輕型機器人具有7個關(guān)節(jié)，每個軸都配有專用的關(guān)節(jié)力矩傳感器，使得它對周圍環(huán)境非常敏感。KUKA的LBR iiwa首次實現(xiàn)了機器人和人類之間直接近距離的合作，并開啟了KUKA“人機協(xié)作”的新篇章。

4.ABB

ABB公司在2015年德國漢諾威工業(yè)博覽會上將雙臂協(xié)作機器人YuMi正式推向市場，如圖1-4所示。YuMi機器人雙臂靈巧，且以柔性材料包覆，同時配備創(chuàng)新的力傳感技術(shù)，實現(xiàn)了與人類的近距離協(xié)作；單臂7軸冗余設(shè)計，雙臂14軸，由于機身小巧、重量輕、非常靈活，在協(xié)作機器人中的運動速度很快；YuMi機器人提供ContactL的接觸力控制函數(shù)，可實現(xiàn)以通過關(guān)節(jié)力矩估算的環(huán)境接觸力為觸發(fā)信號的動作。

5.FANUC

2016年，F(xiàn)ANUC公司推出了CR系列機器人CR-35iA、4iA、7iA和7iAL。CR系列機器人的肢體采用軟性材料，將力矩傳感器集成在機器人底座上，符合協(xié)作機器人的安全標(biāo)準(zhǔn)，并配有運動捕捉功能，機器人手腕部的最大負(fù)載達(dá)到35kg，可在沒有安全圍欄隔離的情況下與人一起工作。FANUC CR協(xié)作機器人改動了機器人的外觀顏色，采用環(huán)保型的綠色。

FANUC Robot CRX-10iA和10iA/L，是有著友好流線型外觀的輕型協(xié)同作業(yè)機器人；這兩種機型的區(qū)別在于可達(dá)半徑的不同，前者為1249mm，后者為1418mm，負(fù)載都是10kg；人的輕微碰觸就會使機器人安全地自動停止。FANUC協(xié)作機器人如圖1-5所示。

6.Kinova Robotics

加拿大Kinova Robotics公司所推出的Gen2 robots是第二代輕量級機械臂，如圖1-6所示。3個自由度的手指型夾指是Gen2 robots區(qū)別于其他機械臂的顯著特征；Gen2 robots既有6自由度產(chǎn)品也有7自由度產(chǎn)品。Gen2 robots協(xié)作機器人的結(jié)構(gòu)非常緊湊，內(nèi)置全關(guān)節(jié)力矩傳感器，使其擁有良好的安全性和人機交互性。

7.Franka Emika

2018年，F(xiàn)ranka Emika公司（以下簡稱Franka）帶來了柔順機器人Panda，如圖1-7所示。Panda機器人是柔性、靈敏、智能的輕量級7軸機器人，其力矩傳感器具有13位分辨率，可實現(xiàn)精準(zhǔn)的力控制，F(xiàn)ranka的力控技術(shù)繼承自DLR（Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt），并且在3kg的輕量級機械臂上發(fā)揚光大。創(chuàng)始人Sami對碰撞檢測有很深的研究。