(本文作者是罗导演，最早出现在机器人演讲厅)

协作机器人作为一种新型智能。机器人，扫除人机协作障碍，让机器人彻底摆脱护栏或者笼子的束缚，让机器人人们可以在生产、制造和服务方面进行合作，并充分发挥其作用。机器人效率和人的智能，和人真的融合在一起了。协作。这样的机器人不仅性价比高，而且安全便捷，可以极大地促进制造业和服务业企业的发展。其突破性的产品性能和广泛的应用领域是机器人的发展开创了一个新时代，而且工业机器人相比而言，具有更大的应用场景和想象空间。

目前经过多年的市场培育，协作机器人已经逐渐进入工厂自动化、科研实验室、医疗手术、农业采摘等场景。自动化/智能化给企业带来成本。费用提升空间，有些工作无人化，人机化。协作的实施可以显著降低成本和提高效率，促使企业协作机器人需求正在攀升。

但是协作机器人这个细分市场的发展还是有明显阻力的。一个是协作机器人很多实际应用场景还存在适应性、可靠性、安全性三大问题，解决应用场景中的各种障碍才是未来。协作机器人的主要目标。各种应用领域的专家机器人专家们一起，还在积极探索，试图突破各种局限。

第二，因为国外。公司占优势的机器人和零件市场，产品成本和价格使得中小企业望而却步，应用受限。机器人速度。国内的机器人厂家盲目采购包括电机、减速器、光电编码器等进口核心部件。机器人市场结构将很难改变，协作机器人未来会重演。工业机器人老路。因此，在应用需求的指导下，将需要实现核心部件的自主研发和国产化。协作机器人长远发展之道。

随着江苏以集萃智造为例，集萃智造的核心R&D团队取得了突破。协作机器人一系列关键技术，电机等核心零部件的研发，不仅大大降低了材料成本，惠及中小企业，也加速了技术的自研和集成进程。协作机器人在实际生产线和生活中的应用。如集萃智造自主研发的DC永磁伺服电机，直接将电机成本从4万多元降至3000元，并突破了一系列软硬件关键核心技术进行提升。协作机器人核心竞争力，降低成本，惠及中小企业，不断提高产品质量。

好收藏协作机器人关键技术及其研发思路主要体现在以下几个方面:

▍1.永磁DC伺服电机

来解决这个问题机器人核心部件力矩电机更换困难，开发了IIMT-TQ-I系列无框架力矩电机。这是一种新型的直接驱动扭矩电机，专为要求体积小、重量轻、惯性低但功率高的电机应用而设计。

利用先进的有限元设计工具，实现了电磁和温度耦合仿真，计算了电机的电磁特性和温度分布，全面分析了电机的多物理场耦合特性。集中式智能电机采用分数槽集中绕组结构设计，使其具有转矩密度高、转矩波动小、齿槽转矩低、弱磁调速性能好等特点。在定子材料的选择上，电机选用高磁导率、低损耗的薄型高级软磁合金材料，磁钢选用标准为高级UH级以上，耐温180。电线和绝缘材料均为进口高档产品。所有来料都由专门的检测仪器进行严格检查。

▍2.碰撞电流检测算法

协作机器人最大的优点是可以进行碰撞检测，实现与人的交流。协作功能，以及协作机器人如果没有扭矩传感器，很难检测到碰撞力，但增加扭矩传感器会大大增加其成本。

目前，还没有扭矩传感器协作机器人碰撞检测主要采用两种方法:电流环法和双编码器法。电流回路模式直接基于电流回路(转矩)的反馈和机器人系统动力学方程，外部转矩的估计。这种方法最困难的部分是估算关节摩擦，它受以下因素的影响机器人由于受姿态、速度、温度、油脂状况等多种因素的影响，难以准确建模和识别，因此应用困难，检测灵敏度低。双编码器方法利用了谐波减速器的特性，谐波减速器的刚度较低。实际上，这里使用谐波减速器作为关节扭矩传感器，可以使用与柔性关节相同的算法来估计外力，但是谐波减速器的刚度仍然远远高于扭矩传感器， 并且外力检测精度较低，但原则上也可以避免摩擦力的影响。

经过三年的研发，积翠智造的R&D团队已经开发出一套电流检测方法。机器人基于的碰撞检测方法。收集机器人待检测关节的当前值；在每一时刻，该时刻的电流值与前一预设间隔的电流值不同，取绝对值得到该时刻的电流变化量；获取当前时刻之前多个连续时刻的当前变化的最大值；根据最大值确定比较阈值；判断当前时刻电流变化量是否大于比较阈值；如果当前时刻的电流变化量大于比较阈值，则判断待检测关节发生碰撞。

机器人基于碰撞检测的方法，通过集合机器人对待测关节的电流值进行处理，取当前时刻的电流值与预设间隔时刻的电流值的绝对值差，得到相应的电流变化量；基于连续时间段内电流变化的最大值来确定比较阈值；将当前时刻的电流变化量与比较阈值进行比较，根据比较结果判断待检测关节是否碰撞；因此，可以有效避免碰撞的误检测，不考虑动力学模型和摩擦情况，成本低，易于实现。

▍3.拖放教学和跟踪系统

存在工业在4.0的背景下，机械臂的应用和普及已经成为衡量一个国家自动化实力的重要方面。目前机械臂的主要应用是完成的任务没有经过专业人员的预编程，使其能够根据程序设置和外界信号完成相应的运动。机械手的编程有三种:定点编程、示教编程和离线编程。另外，部分机械臂具有拖动教学编程的功能，降低了这个行业的进入门槛。机器人关于工业为自动化的普及奠定基础。

目前机械手的编程方式有几种:定点程序一般适用于单一工况；示教编程一般采用直接示教的方法，即机械手通过关节空间和笛卡尔空间运动来进行机器人跑向目标规划点；离线编程就是预先写好逻辑，预先计算好点的信息，然后直接示教修正偏差值。上述方法的实现需要工程师花费较长的时间，并且很难获得理想的轨迹规划点。部分机械臂多采用扭矩传感器实现拖动示教，解决了上述问题，但成本较高，难以推广。

CIMC智能制造有限公司采用的无扭矩传感器六轴机械手零力控制方法，主要用于解决直接示教和离线编程带来的工作繁琐和规划点不理想的问题，减少机器人自动化工程的应用门槛。这种控制方法要求机器人手臂的所有关节都使用谐波减速器这种柔性元件，并具有基本的示教和编程功能，而且轻便协作机器人这个设计很合适。

柔性关节的等效力矩模型

图二。拖动示教操作的控制流程

在工艺、技术和材料的选择上，寻求质量、成本和性能的最优化是集中于核心部件和协作机器人产品设计的初衷也是企业寻求打破市场，坚持国产。协作机器人长远发展之道。