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1机器人协作机械臂、协作机器人的起源
协作机器人真正得到大规模发展的原因是ABB、KUKA等几个企业为了寻找防止劳动力输出到低劳动成本国家，想通过机器人技术增强中小企业的劳动力水平，将工作机会留在国内。因此，协作机器人最初的设计是以满足中小企业的需求为导向。
当前协作机器人的市值仅占机器人行业的5%，据预测，到2025年，全球协作机器人的销售额将从2015年的1.16亿美金增长到114亿美金。
2、协作机器人与传统机器人相比的优势
（1）安全精确
由于历史和技术等原因，传统工业机器对于与人在一起作业的安全性考虑的不多，因此绝大多数工厂一般都用围栏把机器人和工作人员隔离开。但是随着越来越多的行业开始寻求机器人自动化解决方案，例如3C行业、医药行业等，他们对机器人操作的灵活度和柔性要求很高。因此，如果采用传统的安全技术例如防护栏、安全区域设计，生产变动调整就变得有些困难。
目前，知名的机器人制造商都在协作机器人系统中集成了全新的安全技术，例如各种力矩限制、3D空间扫描、非接触传感技术等。这些技术的使用降低了生产变化带来的转换成本，使得需要人机协作的工作能更好地结合人类的工作特征和机器人的精确性等特点。所以综上所述，安全技术在协作机器人系统中的集成，不只是因为安全方面的考虑，还关系到企业的生产效率以及转化成本等问题。
（2）使用方便
使用传统工业机器人前需要经过大量的培训，而协作机器人进行了软件的简化和操作的简化，大大降低了工业机器人操作的门槛，减少了尤其是中小企业的劳动力成本，节约了培训时间。
（3）成本低廉
传统机器人的成本主要集中在机器人的部署和使用上，传统机器人系统集成商的安装、设定和配置的额外花费甚至超过了机器人本身的价值，而且维护费用也比较高。另外，由于传统机器人体积较为庞大以及顾虑安全问题，往往需要使用安全围栏进行隔离，因此会占用大片的厂房面积和产生大量的安装成本。
协作机器人把传感器集成统一的指令放在机器人当中，通过统一的界面和简单的操作替代之前系统集成商才能完成的传统解决方案，因此，工厂使用协作机器人的大部分场合可以做到即插即用(Plug-and-Play)，也无需改变生产车间的布局。
但协作机器人也有缺点：
若想保证安全生产，事先必须进行安全评估，否则事后要安装安全栅栏的费用将非常高昂；若机器人检测到有人在工作区内，它的操作速度会受到影响；操作范围、负载、速度、精确度相对传统工业机器人是有限的，并且在高负荷下，传统工业机器人的工作更精确、更快速；传统工业机器人相对协作机器人编程功能强大；协作机器人依然无法完全脱离人类工作。
3、以下列举几种主流的协作机器人
（1）KUKA LBR iiwa
7轴结构的iiwa的传感器精确度高，非常适合进行精细的连接工艺。它有7个关节扭矩传感器，这让控制系统可检测出外部施加的力。同时它还可以通过学习来完善自己的功能。
iiwa符合新的人机协作标准ISO 12100和ISO 13849，它还能根据条件变化主动进行调整，例如：当一个工件没有安放恰当，iiwa会调整其运动序列，限制或监控工作空间和机器间或人机间的安全区域。iiwa的缺点是由于其结构件和电机的设计追求潮流，所以售价太高。
（2）Bosch Apas
APAS助手是Bosch推出的首个协作机器人解决方案，它主要由特殊的传感皮肤和软件控制实现安全性，操作训练可在示教器上完成，另外机器人还可安装3D相机系统。Apas是工业界第一个通过认证的协作机器人系统，可以进行人机协作且无需额外的防护。
（3）Kbee-Franka Emika
Franka Emika是七轴结构，并且在每个轴上都配备有转矩传感器。Franka的重复精度达到0.1毫米，且使用方便，企业仅需几分钟的装配工作就能投入使用。Franka Emika拥有一套非常完备的图形化编程系统，通过组合不同的基本元素，使用者无需具备专业知识就可以编写复杂的程序。
（4）Universal Robots UR3
该款紧凑型机器人自重仅为24.3磅，但是有效负载却高达6.6磅，所有腕关节均可360度旋转，而末端关节可作无限旋转。这使得UR3是现今市场上最灵活轻便的协作机器人。
（5）Rethink Robotics Sawyer
Sawyer 自重42磅，有效载荷达8.8磅，并具有7个自由度，伸展范围可达1260毫米，它甚至可以在对误差要求在0.1毫米内的半结构化环境中高效操作，而且Sawyer的每个关节都装有高分辨率的力度感应器。
（6）ABB Yumi
ABB是工业机器人四大家族中第一个推出协作机器人的，YuMi拥有双臂设计，它的每个手臂有7个轴，可以扩大工作范围，减少卡距，所以YuMi能够轻松应用于小件组装的环境中。另外，Yumi能自己触摸到小件后通过传感器感知并完成相应动作，完全不需要人为的控制，并且保证一流的操作精度(准确到0.02毫米)。它的骨架以及外壳能很好地吸收对外部的冲击。此外，YuMi的双臂设计、多功能智能双手、通用小件进料器以及一流的精密运动控制，能满足柔性生产和灵活制造的需求。
但是YuMi负载太小，只能用在轻量级的环境里；力控制相关的功能还有待完善；1到3轴关节灵敏度需要加强，当然这是所有用关节力矩检测接触力的协作机器人的通病；最后由于YuMi的许多硬件都经过了紧凑化开发，因此维护的难度大。
（7）FANUC Robot CR-35iA
CR-35iA负载达到35kg，是负载最大的协作机器人，运动半径可达1813mm，并不适合电子产品流水线。但是由于它完善的安全功能，可以在没有围栏隔离的情况下与人共同工作，毫无障碍地进行重零件的搬运和装配。当CR-35iA接触到人时，它就会立刻自动停止，同时其柔软外壳可以缓和冲击力，保证工作人员不受到伤害。良好的安全性能和较大的负载使得CR-35iA被广泛地应用于汽车制造、机床上下料等行业中。
（8）安川协作机器人MotoMINI
MotoMINI重量仅4.3kg，负载却可达500g，最大伸展距离为246mm。MotoMINI的另一个特点是高速，可用于高速动作的部件组装、搭配及插入等用途，此外，重复定位精度达到了±0.02mm。MotoMINI机器人的应用方向主要是轻小型产品制造业。
（9）DENSO小型协作机器人COBOTTA
COBOTTA是日本电装株式会社推出的六轴小型协作机器人，最大伸展距离310mm，比安川的MotoMINI略大。COBOTTA安全性高，包括本质安全和功能安全两方面。本质安全：为了防止手指等被机器人夹住，COBOTTA调整了缝隙等的设计，并且整体做成了圆滑的形状防止与工作人员的碰撞。功能安全：与人共存使用时机械臂的工作速度限制在250mm/s以下。另外，监视机械臂动作速度及机械臂位置的功能双重化，相互监视。不过，在安全围栏内远离工作人员工作时，能以1000mm/s的速度工作。
COBOTTA将传统工业机器人上独立的机器人控制器收纳在了底座，由此使占地面积减至227平方厘米，重量也减轻了不少，设置也很简单。
（10）川崎重工双臂协作SCARA机器人duAro
duAro是4轴水平多关节型双臂机器人，能够与工人一起协同工作。duAro的机身与控制器一体，设置及移设简单；示教容易。可用于生产周期短、尚未大幅自动化的电子行业的组装及检查工序，以及机器人导入缓慢的中小企业。
duAro可设置在相当于一名工人所占的空间内，代替工作人员用双臂进行的作业，也可与工人共同作业。当工人与机器人发生碰撞时，可通过碰撞检测功能停止机器人运转。
（11）柯马双臂拟人概念机器人Amico
Amico是柯马的一款双臂概念协作机器人，它的手臂设计基于备受好评的Racer3，手臂末端还装有一对Schunk SDH2三指夹持器，可以夹住各种物体，且两个手指可以改变取向以适应不同的物体。夹持器内置有传感器，可对所抓取的物体表面进行感应，从而施加不同的力度。除了精确性外，此款机器人还能判断拾取是否最优化，是否需要调整。
（12）川田双臂协作机器人Nextage
Nextage是川田工业和日本高新技术研究院合作开发的双臂协作机器人，它体型非常接近人类，不算底部可选的AGV平台，Nextage整机高1.73m，重130kg（包括控制箱），这让它可以在狭小环境里工作。
Nextage可设置在可移动架台或滑板上，并自动移动，负责多个工位。在安全性上，Nextage配备了高速立体视觉摄像头，通过使用低功率马达和肘部控制，两个手臂即使是工作时也不会随时伸张。两个手臂各有12个关节，可精确定位到30微米之内。
Nextage的头部配备立体摄像头，两手各配备一个手持摄像头，可识别贴于工作台等处的记号，以记号为基准做动作。Nextage可应用于工业产品制造、食品、医疗用品、化妆品及化学产品等领域。
（13）新松七自由度协作机器人
国内机器人企业在这一块的发展也不甘示弱，2015年新松展示了其新研发的七自由度柔性多关节机器人，最大工作负载为5kg，工作半径为800mm，重复定位精度可达±0.02mm，有置地式、倒挂式、悬臂式等多种安装方式。该产品具备快速配置、牵引示教、视觉引导、碰撞检测等功能，特别适用于布局紧凑、精准度高的柔性化生产线，满足精密装配、产品包装、打磨、检测、机床上下料等工业操作需要。
对于刚刚试水自动化的企业来说，协作机器人是不错的选择。除此之外，当协作机器人做一些重复、危险的工作时，员工可以进行价值更高的工作，从而帮助人类员工了解并熟悉机器人系统。
安全技术的改进缩小了协作机器人和传统工业机器人之间的差距，工业机器人目前也可以用于协作生产，在增加有效负载和速度的同时，还可减少成本。只要安全措施到位，几乎任何机器人都能与人协作。
但是在决定购买机器人或自动化技术之前，生产者需要先问自己以下几个问题：
想通过自动化达到的目的（减少员工数量，提高产量，提高产品质量等等）？
工厂的工作环境适合人类员工吗？它是否安全？
工厂的生产线是固定的还是经常变化的？
工厂是否需要全部部署成为自动化产线？
工厂能为自动化设备提供多大的空间？
对有效载荷、工作范围、精确度、生产周期有什么要求？
