这是生产车间中常见的情景，有时会让人联想到马戏团中驯养猛兽的场景：关在铁笼子里的焊接机器人。实际上机器人在保护区外也能承担更多的任务。比如托举运物穿越车间，然后准确放在目标位置上；或是协助生产员工置入薄膜和橡胶密封件，拼装组件，将轮轴准确固定在底盘上。为了让人与机器互相接近而不会产生危险，还需解决机器人在移动及安全性能方面的一些难题。“对于机器人来说，要求它们必须能够很好地理解人类的行为。”位于奥地利斯太尔的生产应用研究企业Profactor公司技术总经理Andreas Pichler强调。
那么怎样才能让这些“铁皮同事”变得更加聪明呢？在Pichler看来，首先要能够迅速感知周边的工作环境：“我们设计了一套计算程序，采用一台摄像机作为扫描设备。”Pichler说。但这台设备并不是进行拍照，而是实时对识别出来的物体进行建模。要想实现这一点，就必须将拍摄的图像和摄像机的移动路径组合起来。Profactor的研发工程师与宝马斯太尔工厂正在合作开展一个项目，在发动机装配工序中运用移动图形处理技术，一台辅助机器人协助装配线上的工人，将轴瓦安装在连杆大端轴承上。
目前，宝马斯太尔工厂正在全力开发符合工效学的视觉化技术。只要工人伸手到滑槽里去拿轴瓦，系统就会识别出这个轴瓦可以放在哪种连杆大端轴承上。摄像机会实时发现工人伸手拿取的动作，同时彩色光束投影仪会在瞬间迅速显示轴瓦可以放在哪些连杆上。目前，这种视觉辅助装配技术已经完成了初步测试，结果令人鼓舞，不过“这个项目还不够成熟。”Pichler说道。
首要任务是安全
对于协助工人工作的辅助机器人而言，安全与否十分重要。丹麦工业机器人制造商Universal Robots（ 优傲机器人）公司设计了两根机器人轻量化机械臂，它们可以在合作模式下始终以一定的力度进行操作。如果机械臂遇到阻力，控制系统会立刻停止移动。据厂家自己介绍， 在其全球售出的2000台Universal机器人中，大约80% 可以在没有防护围栏的情况下设置在操作人员身边进行工作。“ 我们从未遇到因为我们的机器人而发生事故或其他安全故障的情况。”Universal Robots公司CEO Enrico Krog Iversen信心满满地说道。根据厂家的数据，机器人的两根机械臂都能满足欧洲EN ISO 10218-1:2011标准的安全要求。对Iversen 来说， 由于产品日益个人化，再加上人口结构的变化以及由此带来的专业人员匮乏的问题，要求不断研发生产辅助用的轻量化机器人。不过，自动化程度的提高又会导致工艺流程更加复杂。要想让生产员工适应制造工艺的这种变化，就必须将他们从单一的标准任务和体力劳动中解放出来。“轻量化机器人操作起来安全、灵活、简便，而且成本较低，大多数生产型企业都可以对自己的生产线进行升级改造，使其适应未来发展的需要。”Universal Robots 公司CEO Iversen介绍说。
至于如何在批量生产中实现人机合作， 可以在大众公司的萨尔茨吉特（Salzgitter）工厂中窥见一斑。在汽缸盖的装配环节，UR机器人可以无需防护罩，在协作运行模式下将电热塞放入难以达到的汽缸盖中。项目负责人介绍，该项目的首要目的是帮助员工摆脱不符合工效学的工作流程。此外，宝马公司的美国Spartanburg工厂也在2013年底安装了四台UR机器人，直接和生产员工协同工作。员工们不再需要用手压辊将隔音防潮薄膜固定在车门内侧，这份费力的工作现在完全由机器人接管过来。
新技术的到来
车辆后轴驱动系统的装配特点是对精准度、敏锐的鉴别力和力度的要求极高。在这种要求极高的环境下，机器人能否可靠地协同工作，专家们对此意见不一。梅赛德斯希望详细地了解这方面的情况，因此五年前在埃斯林根（Esslingen）附近的麦廷根（Mettingen）装配工厂中安装了一台轻量化机器人，其机械臂是由德国航空航天中心（DLR）专为太空用途而研发的。梅赛德斯的装配专家与来自奥格斯堡的机器人与自动化专业企业库卡公司（Kuka）合作，将这位铁皮同事集成设置在麦廷根工厂生产车间内五条车轴装配线中的一条上。在设计机械及驱动技术装置时，他们考虑到要确保机器人能够灵活、敏锐地对装配任务做出反应，并相应调整自己的动作。
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