机器人的应用可分为哪几类(机器人百科：工业机器人的安装、结构、优势及应用场景介绍)

Posted 2023-05-29

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机器人的应用可分为哪几类(机器人百科：工业机器人的安装、结构、优势及应用场景介绍)

本文主要介绍工业机器人的安装包括哪些工作？工业机器人的五大机械结构详细介绍，工业机器人的应用场景有哪些？工业机器人应用场景盘点，工业机器人相比传统的工业设备有哪些优势？工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。一般来说，工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统相比于传统的工业设备，工业机器人有众多的优势，比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点，使得它们可以在高危环境下进行作业。在工业生产领域中，工业机器人的安装至为重要，若是安装出现问题，不仅会影响机器人设备的使用性能，同时还会导致工业机器人使用寿命降低，并会对工业生产安全造成影响，对企业的经济效益造成损伤，因此做好工业机器人的安装工作十分重要。

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图-工博士机器人

一、工业机器人的安装包括哪些工作？

在工业生产领域中，工业机器人的安装至为重要，若是安装出现问题，不仅会影响机器人设备的使用性能，同时还会导致工业机器人使用寿命降低，并会对工业生产安全造成影响，对企业的经济效益造成损伤，因此做好工业机器人的安装工作十分重要，结合以往的工作经验，在工业机器人安装过程中，必须要做好以下三个方面的工作。

1、了解程序

在实际安装前，相关人员要对工业机器人的工作程序有详细的了解，明确工业机器人设备零部件之间有哪些关系，哪些设备之间的尺寸位置要做到丝毫不差，而哪些可以适当放宽标准。此外还需对安装图纸进行细化分析，要掌握工业机器人的工作原理和功能结构，并在安装前寻找适当的工具和设备，这样才能更好地为安装效果提供保障。

2、制定方案

要结合现场的实际生产情况，对每台工业机器人安装制定详细的方案，同时还应该制定相关的应急方案，确保面面俱到，放矢有度。此外在实际安装前，还应该制定相关的作业指导书，要在作业指导书中明确具体的操作规程、操作要点、需要人员和自检要求等，从而为工业机器人设备安全提供统一依据。同时作业指导书一式多份，如生产公司、监理部门、安装调试部门、现场安装部门等，都应该各自保留一份，这样若是今后出现相关问题，才能有责可追，避免相互扯皮的问题发生。

3、认知执行

主要是指每安装完一条工业机器人设备，都需要进行详细的复查，如在安装完工业机器人的连接设备时，就需要对已经安装好的零部件进行关键尺寸的详细复查，这样可以避免因尺寸变化而造成整体返工的问题出现。

在所有的工业机器人设备全部安装结束后，还应该进行一次全面的自检，要尽量在后期调试之前，及时发现问题，并针对性地做出解决，从而达到安装验收一次性合格的高标准，从而为工业机器人设备安装进度提供保障，确保工业机器人设备安装可以在规定的工期内完成。

二、工业机器人的五大机械结构详细介绍

机器人分为工业机器人( Industrial Robots )及服务型机器人( Service Robots )。其中，目前工业机器人又占全球机器人 80% 的市占率，远高于服务型机器人。

若以机械结构来看，工业机器人可区分为单轴机器人、座标机器人、水平多关节机器人( SCARA )、垂直多关节机器人以及并联式机器人( DELTA )等，以下依序就这五种类型来说明。

1、单轴机器人

单轴机器人一般分为两种传动方式，一为滚珠螺杆传动，二为同步齿形带(简称：同步带)传动，两种皆是以直线导轨做为导向，并配合伺服电机或步进电机，来实现不同应用领域的定位、移载、搬运等等。透过不同的组合样式，还可以实现两轴、三轴、龙门式的组合。

单轴机器人的应用领域涵盖半导体、家电、医疗、汽车、包装、点胶机、焊接、切割、检测等自动化应用领域，而台湾的上银科技在单轴机器人的市场名列全球前三。

2、直角座标机器人

直角座标机器人是基于 X、Y、Z 直角座标，在各座标的长度范围内进行工作或运动，适用于搬运、取放等作业，可应用的领域包括射出成型机取出用手臂、移动并定位、堆迭、锁螺丝、切割、装夹、压入、插取、装配、自动药房等。

台湾机器人相关业者数量约有 80 家，现有 40 家以上的业者可从事座标机器人相关设备的设计开发，所使用的关键零组件国产化程度较高。在射出成型机取出用机械手臂中，天行自动化( Alfa )与台湾精锐( Apex )为该领域之领先业者，并在中国大陆具有一定的市场占有率。

3、水平多关节( SCARA )机器人

水平多关节机器人( Selective Compliance Assembly Robot Arm; 缩写 SCARA )，是一种圆柱座标型的特殊类型工业机器人。一般有 4 个自由度，包含沿 X、Y、Z 方向的平移和绕Z轴的旋转。

SCARA 机器人的特点是负载小、速度快，因此其主要应用在快速分拣、精密装配等 3C 行业或是食品行业等领域。例如 IC 产业的晶圆、面板搬运、电路板运送、电子元件的插入组装都可以看到 SCARA 机器人的踪迹。国外厂商包含 EPSON、IAI、DENSO 等日厂。国内厂商则有台达电、东佑达、上银。

4、垂直多关节机器人

垂直多关节机器人，有相当高的自由度，适用于任何轨迹或角度的工作。其具有三维运动的特性，可做到高阶非线性运动，是目前最广泛应用的自动化机械装置，常用于汽车制造商、汽车零组件与电子相关产业。

上银科技、和桩科技、鸿海集团均在国际机器人展览中推出自有品牌之六轴多关节机器人，然而关键零组件谐波减速机( Harmonic Drive )仍需外国进口，所以在价格上较不具竞争力。

5、并联式( DELTA )机器人

并联式机器人亦称为 DELTA 机器人，透过上平台之三组动力结构带动主动臂与被动臂至末端平台进行位移，并可在末端搭载第四轴或是自上平台连结第四轴作为旋转轴。

由于其构造简单，在移动上能达到最短路程，机构也容易小型化，可达到高速高精度的控制，因此主要应用于高速取放、筛选作业，主要应用于食品业、电子检料、制药、包装等用途。一般情况下，一个并联机器人可以替代 4 - 6 个人工，帮助用户有效提高生产效率，降低生产成本。

三、工业机器人的应用场景有哪些？工业机器人应用场景盘点

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

1.在码垛方面的应用

在各类工厂的码垛方面，自动化极高的机器人被广泛应用，人工码垛工作强度大，耗费人力，员工不仅需要承受巨大的压力，而且工作效率低。搬运机器人能够根据搬运物件的特点，以及搬运物件所归类的地方，在保持其形状的和物件的性质不变的基础上，进行高效的分类搬运，使得装箱设备每小时能够完成数百块的码垛任务。在生产线上下料、集装箱的搬运等方面发挥及其重要的作用。

2.在焊接方面的应用

焊接机器人主要承担焊接工作，不同的工业类型有着不同的工业需求，所以常见的焊接机器人有点焊机器人、弧焊机器人、激光机器人等。汽车制造行业是焊接机器人应用最广泛的行业，在焊接难度、焊接数量、焊接质量等方面就有着人工焊接无法比拟的优势。

3.在装配方面的应用

在工业生产中，零件的装配是一件工程量极大的工作，需要大量的劳动力，曾经的人力装配因为出错率高，效率低而逐渐被工业机器人代替。装配机器人的研发，结合了多种技术，包括通讯技术、自动控制、光学原理、微电子技术等。研发人员根据装配流程，编写合适的程序，应用于具体的装配工作。装配机器人的最大特点，就是安装精度高、灵活性大、耐用程度高。因为装配工作复杂精细，所以我们选用装配机器人来进行电子零件，汽车精细部件的安装。

4.在检测方面的应用

机器人具有多维度的附加功能。它能够代替工作人员在特殊岗位上的工作，比如在高危领域如核污染区域、有毒区域、核污染区域、高危未知区域进行探测。还有人类无法具体到达的地方，如病人患病部位的探测、工业瑕疵的探测、在地震救灾现场的生命探测等均有建树。

四、工业机器人相比传统的工业设备有哪些优势？

相比于传统的工业设备，工业机器人有众多的优势，比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点，使得它们可以在高危环境下进行作业。

1. 机器人的易用性

工业机器人广泛应用于制造业，不仅仅应用于汽车制造业，大到航天飞机的生产，军用装备，高铁的开发，小到圆珠笔的生产都有广泛的应用。并且已经从较为成熟的行业延伸到食品，医疗等领域。由于机器人技术发展迅速，与传统工业设备相比，不仅产品的价格差距越来越小，而且产品的个性化程度高，因此在一些工艺复杂的产品制造过程中，可以让工业机器人替代传统设备，这样就可以在很大程度上提高经济效率。

2.智能化水平高

随着计算机控制技术的不断进步，工业机器人将逐渐能够明白人类的语言，同时工业机器人可以完成产品的组件，这样就可以让工人免除复杂的操作。工业生产中焊接机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪，而且还能实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制，可以满足技术产品复杂的焊接工艺及其焊接质量、效率的迫切要求。另外随着人类探索空间的扩展，在极端环境如太空、深水以及核环境下，工业机器人也能利用其智能将任务顺利完成。

3.生产效率及安全性高

机械手，顾名思义，通过仿照人类的手型而生产出来的机械手，它生产一件产品耗时是固定的。同样的生存周期内，使用机械手的产量也是固定的，不会忽高忽低。并且每一模的产品生产时间是固定化，产品的成品率也高，使用机器人生产更符合老板利益。

工厂采用工业机器人生产，是可以解决很多安全生产方面的问题。对于由于个人原因，如不熟悉工作流程、工作疏忽、疲劳工作等导致安全生产隐患，统统都可以避免了。

4.易于管理，经济效益显著

企业可以很清晰的知道自己每天的生产量，根据自己所能够达到的产能去接收订单和生产商品。而不会去盲目预估产量或是生产过多产品产生浪费的现象。而工厂每天对工业机器人的管理，也会比管理员工简单得多。

工业机器人可以24小时循环工作，能够做到生产线的最大产量，并且无需给予加班的工时费用。对于企业来说，还能够避免员工长期高强度工作后产生的疲劳、生病带来的请假等误工的情况。生产线换用工业机器人生产后，企业生产只需要留下少数能够操作维护工业机器人的员工对工业机器人进行维护作业就可以了。经济效益非常的显著。

机器人的安装是在在现场进行的，而真正的生产作业环境会受空间利用率等方面影响，致使机器人的很多姿态受到一定的限制，而这就很容易导致工业机器人在实际工作中，出现震动、移位等现象，并最终导致工业机器人无法按照设计的速度运作，因此在工业机器人安装结束后，投入实际生产工作前，进行现场调试校准就显得至为重要。欢迎补充留言！