工业机器人在制造领域得到了越来越广泛的应用,具有人机协作特点的人机共融制造成为近年来工业机器人和智能制造领域最热门的研究方向之一。在操作人员与工业机器人近距离协作完成任务的背景下,保证协作人员的安全是一个重要的目标。实际应用中的工业机器人大多不具备协作能力或仅仅只具有安全急停等被动应急响应,一旦发生安全急停,恢复生产需要耗费大量时间,无法满足人机协作制造对生产效率的要求。为了实现高效的人机协作制造,必须对工业共融机器人的实时风险性进行评估,让操作员对工业机器人工作空间安全性有直观的认识,并使机器人具有决策能力做出主动响应来保证人员安全。针对上述问题,本文重点研究了制造领域中工业共融机器人安全风险评估方法及响应策略,主要研究工作如下:(1)工业共融机器人运行动态风险评估方法研究。针对制造环境下影响工业共融机器人安全性的因素复杂多样的问题,根据国际安全标准和动态响应需求,对数据进行分类和归一化处理,建立评估指标体系。设计工作空间感知系统,完成对机器人空间坐标与操作员位置数据的融合。提出一种改进的动态风险评估方法,在关节空间内实现对机器人运动中各关节风险性进行量化评估。(2)工业共融机器人安全协作主动响应策略研究。针对协作生产任务中机器人如何安全与操作人员进行协同的问题,基于动态风险评估结果,提出工业共融机器人协作模型。将机器人工作空间根据动态风险评估量化结果进行实时区域划分,当人员位于不同区域时采取不同的响应策略。针对危险区域中人员安全性保障问题,提出一种基于危险指数的主动响应策略,对避碰路径进行关节空间规划分析以及平滑处理,并进行仿真验证和分析。(3)设计并实现一个基于动态风险评估的人机共融安全协作系统。系统针对某一特定制造任务的人机共融单元,完成多源数据感知、实时安全评估,对当前工作区空间的风险性进行可视化呈现并对可能出现的危险做出主动响应,保障人员的安全。该系统使机器人具有风险分析和确保安全的能力,基于增强现实的可视化技术将动态安全区域直观呈现,使协作任务的完成更为安全高效。