协作机器人，也被称为“cobot”，能够配合人类安全开展工作。设计人员在机器上增加了传感技术，旨在有人靠近机器时，机器能够降低速度或停在原地。也有其他设计师采用内置传感器，一旦检测到意外接触人或物体，cobot能够立即停止移动。现在，人们将更多的注意力放在了夹爪以及夹爪在cobot安全方面所发挥的作用上。Schunk自动化集团经理Markus Walderich先生告诉我们，这些夹爪更安全，更值得信赖，能力更强，也更智能，操作和使用都比较简单。同时他还指出了cobot夹爪设计开发的四大趋势。

图1  机器人协同应用不断增加，人们越来越重视夹爪以及夹爪对安全的影响。顺应这种趋势，Schunk发布了专门为cobots设计的Co-act系列夹爪

Markus Walderich先生表示，虽然市场上对人机协作的风险尚存疑虑，但是ISO关于协作机器人和夹爪的技术报告和标准向集成商和终端用户提供了指南。2016年，ISO发布了TS 15066技术规范，对之前针对协作机器人系统提出的安全要求进行了补充。报告对指定应用下如何更好地进行风险评估提供了指南。同时也设置了cobot夹爪的基本安全标准，包括消除锋利边角和潜在的夹点，将抓取力限制在140 N以下，确保夹爪在靠近某人时，不会造成任何伤害。Schunk也成功研发了一系列夹爪，称之为“协同工作线”。Markus Walderich先生认为，根据以上标准，这些夹爪满足本质安全要求。其外壳柔软，无任何锋利边角或夹点，且最大抓取力低于140 N。

此外，Markus Walderich先生还补充道，Schunk曾协助该委员会编写了另一份ISO技术报告，TR 20218-12，目前该报告正在最终审核。该报告将为协作机器人的终端操作人员提供更多指南。他说道：“市场上尚存许多疑虑，该ISO技术标准以协作应用为核心内容，终端操作人员特别希望能打消一些市场疑虑，提高人们对应用的信心。”

图2  根据ISO的规定，Schunk推出的Comact夹爪外壳柔软不存在任何尖锐的边角和夹点，使用时抓取力也能控制在一定范围内

Markus Walderich先生表示，通过第三方认证后，用户对夹爪用于协同应用时的安全性的信心将得到大大提高。例如，Schunk的协作EGP-C夹爪已通过德国社会意外保险(DGUV)批准，可用于协作应用。Markus Walderich先生说道，客户在评估终端操作者对协作应用构成的风险时，这些认证能够起到一定的指导作用。他认为，在某种程度上，第三方认证将成为行业要求，但就目前而言，是否通过第三方认证，将影响客户选择哪家公司生产的夹爪。

客户在选择机器人实现生产自动化时，一般会参考系统集成商的意见，这个过程花费高且耗时。但是，自动化设备制造商正在不断开发出即插即用夹爪服务包，简化协作机器人设置和使用过程，即使没有集成商的帮助，客户也能轻松应对。这些解决方案可确保机器人机械和电气连接正确，简化脚本设置过程。Markus Walderich先生认为，即插即用服务包能够帮助用户在几小时内即可完成协作机器人系统的安装和运动。

Universal Robots公司推出的URCaps平台即为即插即用系统。夹爪制造商可以为终端用户提供常规路径，确保其能够进行夹爪集成和控制。所以，用户不需要集成商或编程人员，即可通过脚本对手指速度、力度和精度进行编程。

图3  为了在保证安全的前提下提高抓取力，cobot夹爪上添加了各种传感器抓取力也能控制在一定范围内

Markus Walderich先生补充到，即插即用服务包开始适用于与电动夹爪相对的气动夹爪。其中包括Schunk公司专门为ABB公司的YuMi cobot研发的轻型(0.5 kg)气动协作夹爪。他表示，协同应用要求电动夹爪具有一定敏感性，其实是一种误解。相比电动夹爪，气动夹爪更具优势。比如，因为没有安装电机，所以质量更轻。不需要电气连接至协作机器人，所以操作更简单，也是即插即用服务包的最佳选择。

ISO技术标准要求协作机器人抓取力不得超过140 N，所以，夹爪的最大重量控制在1.5 kg左右(3.3 lb)，对其应用构成了限制。Markus Walderich先生认为，在这个抓取力水平上，夹爪可以执行的普通任务包括简单的搬运和组装。而在重量更大的应用中，则需要使用传统非协作夹爪，并在机器人附近设置安全区，比如区域扫描仪或牢笼。

“未来，用于协作应用的夹爪，其有效荷载将会得到进一步提高，抓取 力有望超过140 N，智能化程度也会更高。” Markus Walderich先生说道。至此，公司已经研发出了一款夹爪模型JL1。JL1采用新技术，配备了能力更强的传感器和触觉传感器系统，可区分工件和人类。此外，还使用了其他公司计划用于未来协作夹爪的技术，包括摄像机、触屏(切换操作模式或控制夹爪)、平行抓取和呈角度抓取能力以及安全作用力限制，确保夹爪不会突然松开工件，此外，还设置了指示灯，以光学形式反应夹爪的状态。Markus Walderich先生表示：“我认为这些机器在未来将会变得更加智能。夹爪内增加一体化控制器和智能传感器后，可进一步提高写作应用的安全性。”