工业机器人是指专门用于制造的机器人。它们自动化且可编程，能够沿三个或更多轴移动。简而言之，它们拥有可以旋转的机械臂。这些工业机器人的典型工作包括焊接、其他机械喷漆、装配、包装和贴标等。
截至2020年，全球各行各业约有1.64万台机器人投入运行。工业机器人的历史可以追溯到1937年，当时已知的第一种机器人是一种类似起重机的装置，使用Meccano零件组装而成，并由电机驱动。
据估计， 到 2030 年，工业机器人将取代人类超过20万个工作岗位。 机器人制造企业 正在努力提出新的创新来实现这一梦想。
什么是工业机器人？
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工业机器人是一种配备机械臂的可编程机械装置，可以代替人类执行那些风险过高或重复性过高的任务，但精度更高。它们设计精巧，拥有多个活动部件，每个部件都具有独特的功能。
尽管制造工业机器人的成本很高，但与人类相比，使用它们的好处更大，因为它们省去了支付员工工资的麻烦。最重要的是，它们不会疲劳，这意味着它们偶尔可以在维护季节之间连续运行数天。
工业机器人的类型
如前所述，工业机器人是为特定角色而设计的。一个被编程来处理的机器人 焊接 不能处理 画 或包装。这些功能上的差异有助于将工业机器人划分为不同的类型。目前，工业机器人可以分为以下主要类型。
铰接式机器人
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关节式机器人是最常见的工业机器人类型。他们有个 工厂机器人手臂 设计成人臂的形式，通过扭转关节连接在关节处。手臂中的连杆通过旋转接头连接在一起，旋转接头的数量通常为两个到十个。
关节提供了运动自由度，使机器人手臂能够向任何方向转动而不会断裂。总而言之，关节型机器人手臂拥有六个关节，是所有工业机器人中最灵活的。因此，它们应用最为广泛。
优点
- 它具有高速度，非常适合需要速度同时保持高精度的工业工作。
- 它占用的占地面积有限。
- 与其他类型相比，对齐多个平面要容易得多。
- 它们非常灵活，因为它们有许多轴，使手臂可以自由地向任何方向移动。
- 铰接式机械臂可以处理超出其设计核心功能的多项任务。这使它们成为简化制造流程的最佳选择。
缺点
- 归根结底，它们并不那么简单。他们需要专用的机器人控制器。
- 他们的编程非常复杂，有时只能由操作经验丰富的人来运行。
- 这涉及到许多复杂的运动学。
- 工业机器人的成本太高，尤其是制造成本。
工业应用
- 食品包装
- 这是一个机器人焊接臂
- 材料处理
- 机器维护
- 钢材切割
- 锻造和铸造应用
- 汽车装配
- 钢桥制造。
笛卡尔机器人
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笛卡尔机器人，也称为直线/龙门机器人，是一种矩形配置的工业机器人。它们配备三个棱柱形关节，可在三个垂直轴上滑动时实现直线运动。有时，它们会配备手腕，以实现旋转运动。笛卡尔机器人因其简单灵活而受到工业自动化制造商的广泛应用，使其成为执行特殊任务的理想选择。
优点
- 它提供高定位精度。
- 它的简单性使其更容易操作。任何对其工作原理有基本了解的人都可以进行设置。
- 编程要容易得多。
- 它具有高度可定制性，使其成为您想要切换到其他任务时的理想机器。
- 它可以处理重负载。
- 生产一个要便宜得多。
缺点
- 由于其尺寸和运动范围，它需要较大的操作和安装区域。
- 尽管操作简单，但其组装却过于复杂。
- 它一次只能朝一个方向移动。
工业应用
- 重物的装载和卸载。
- 拾取和放置机器人操作。
- 组装和分装。
- 物料搬运。
- 粘合剂应用。
- 核材料的处理。
SCARA机器人
SCARA 是“选择性柔顺装配机器人手臂”（Selective Compliance Assembly Robot Arm）的缩写，它是一种工作范围呈甜甜圈状的工业机器人。SCARA 机器人手臂有两个平行关节，可在一处提供柔顺性。其旋转换挡装置垂直放置，末端执行器固定在水平移动的手臂上。
A SCARA机器人 专注于横向运动，因此它们主要用作装配机器人。与圆柱形机器人和笛卡尔机器人相比，SCARA机器人速度更快，集成也更方便。
优点
- 它们非常适合快速、重复的点对点运动，非常适合用作汽车装配线机器人。
- 它有一个很大的工作空间。
- 它们非常准确。
缺点
- SCARA机器人需要专用的工业机器人控制器。
- 由于其设计和形状，它仅限于平面。
- 离线编程具有挑战性。
工业应用
- 装配应用。
- 半导体晶片的处理。
- 生物医学应用。
- 包装和标签。
- 它是码垛机械臂。
- 机器装载。
台达机器人
Delta 机器人由通过公共底座连接的平行关节连杆组成。也称为并联机器人，它们更容易控制，因为每个关节都相对于末端执行器定位。这给出了 台达机器人 运动速度快，使其成为涉及大批量制造的工作的理想选择。
Delta 机器人采用圆顶形外壳，这种设计减轻了机械臂内部的重量，最终实现了高速运转。它们主要用于拾放自动化。为了充分利用速度，它们被设计成与其他机器完美同步运行；否则，如果像传送带这样给机器人输送物料的部件速度稍慢，就会造成灾难。
优点
- 它们是高速机器。由于其设计，典型的 Delta 机器人比 SCARA 机器人快 30%。
- 尽管速度很高，但它们的操作精度很高。
- 他们具有很高的生产率。他们每秒最多可以处理 3 个零件。
- 对于重复性和高速工作来说，它们是更安全的选择，这对人类来说可能是危险的。
缺点
- 它们有很多活动部件，太复杂了。
- 需要专用的机器人控制器。
工业应用
- 食品工业。
- 制药业。
- 电子行业。
- 汽车行业。
- 光纤对准。
极地机器人
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Polar 机器人由一个连接机械臂和底座的扭转关节、两个旋转关节和一个线性关节组成。由于其工作范围为球形，Polar 机器人也被称为球形机器人。这些机器人的另一个独特设计特点是其中心枢转轴和可伸缩的旋转机械臂。它还配备了 炮塔配置 运行时覆盖非常大的空间。
优点
- 它们具有广泛的触及范围，能够 360 度摆动。
- 他们还可以够到自己上方和下方的物体。
- 他们可以处理大量的工作。
- 它们只需要很少的占地面积。
缺点
- 虽然它可以够到上方的物体，但垂直范围有限，而且如果没有控制器，它无法自行完成。
- 它的准确性非常低，并且在重复性任务方面表现不佳。
- 它需要非常复杂的控制系统。
- 它正在慢慢被淘汰。
工业应用
- 玻璃的处理。
- 压铸。
- 堆垛和卸垛。
- 锻造。
- 焊接机器人。
- 物料搬运。
- 注塑成型。
圆柱机器人
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圆柱形机器人的底座上有一个旋转关节，并配有另一个连接油墨的棱柱形关节。它们拥有一个圆柱形的工作空间，并因此得名，该工作空间配有一个旋转轴和一个可伸缩的机械臂，机械臂通过垂直滑动移动。这种独特的运动方式使机器人能够进行垂直和水平运动。
该手臂的设计还可以让机器人到达狭窄的工作范围，而不会损失任何速度或可重复性。圆柱形机器人凭借先进的技术，非常适合从地面拾取或材料的任务 拾取和放置机械臂.
优点
- 它们易于操作和安装。
- 它们需要最少的组装才能开始运行。
- 他们可以毫无问题地到达各处。
- 它们只需要很少的占地面积。
- 它们可以处理大量负载。
缺点
- 它们的准确度较低。
- 它们已经过时得太快了。
工业应用
- 液晶面板的运输。
- 机器人装配系统。
- 涂层应用。
- 压铸。
- 铸造和锻造应用。
合作机器人
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今天使用的工业机器人有一个更新版本，值得一提。 协作机器人 工业机器人无需设置严格的安全屏障，即可与人类并肩作业。它们采用圆形设计，并配备特殊传感器，能够随时了解人类的位置，从而留出足够的空间协助工人。
优点
- 他们能够与人类工人并肩工作，提高效率
- 它们可以轻松地重新调整用途，这意味着它们可以快速转移到另一项工作。
- 与其他类型的机器人相比，它们的建造成本要低得多
缺点
- 它们非常慢，因为为了人类安全而牺牲了速度。
- 出于安全问题，它们的有效载荷能力较低。
工业应用
- 机器保养。
- 可移动部件的组装。
- 打包。
- 视觉系统。
机械臂如何工作？
机械臂的设计基于人类手臂，其工作原理也几乎相同。 机械臂 工作原理取决于它的设计目的。然而，总的来说，所有机械臂都有一种特定的运作方式。它们都依赖于关节进行运动，并配备了其他使这成为可能的功能，例如传感器。
为了更好地了解它们的工作原理，我们必须了解构成机械臂的工业机器人部件。它们包括以下内容：
控制器
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工业机器人控制器是机器人的大脑。它们是处理器，承载着决定机械臂动作的可执行程序。它们可以自动编程，也可以由合格的技术人员手动操作。在某些地方，它们以大型计算机系统的形式出现，有时则简化为一个简单的操纵杆。
手臂
这是执行实际工作的部分。它由三个主要部分组成：肩、肘、腕，就像人类一样。所有这三个部分通过以下方式相互联系 轴和关节 由中央处理器、控制器控制。每个部分都必须相对于另一个部分移动才能获得效率。
末端执行器
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这是执行手功能的部分。大多数时候，A 机器人末端执行器 由两个爪子组成，通过自动关闭和打开来夹持物体。有些可以在握住或移动物体时旋转并做出机动动作。
驱动器
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这些是关节之间的马达，控制机器人手臂的操控和运动。它们通常使用与汽车发动机皮带相同的皮带。
为什么需要机械臂？
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过去二十年，工业机器人公司蓬勃发展，随着时间的推移，机器人领域的技术也不断进步。很快，我们身边的所有工作都将由机器人完成。尽管机器人正在颠覆人类的劳动，但不可否认的是，它们确实让生活变得更加轻松。
以下是使用的一些优点 工业机械臂.
提高工人安全
施工职位 工业是劳动密集型的，涉及大量重型机械，可能对人类工人构成危险。接触有害化学物质也会对人们的健康造成不利影响。工业机械臂大大降低了这种风险，因为它们是无生命的机器，可以在任何条件下工作。它们可以处理重复性工作，一秒钟也不会失去注意力。
降低成本
尽管购买机器人的初始成本可能很高，但 长期利益 是巨大的。除了不再需要工资、休假和其他应计福利之外，机器人还不容易出错。工厂因人为疏忽而损坏机器和产品而遭受的损失已成为过去。
提高生产力
过去需要数天才能实现的目标现在可以在数小时内实现。人类劳动的事情，很容易倦怠，休息是必要的。保持生产 24 小时不间断运行的唯一方法是轮班。另一方面，机器人可以连续运行数天而不休息。一个 智能装配工作单元 可以投入相当于4个人同时工作的工作量。
更好的产品质量
当机器人参与生产过程时，其精准度和精度是人类无法复制的。制造业中使用的机器人采用激光制导技术，这意味着它们进行的每一次切割和测量都精准无误。 关节式机器人例如，是机器人世界中准确性的体现。更高的准确性意味着更高质量的产品。
可靠性
在制造中使用机器人的行业 产量呈指数级增长。只要定期维护，无论条件多么恶劣，它们都会持续工作。对于容易生病和疲劳的人类工人来说，情况就不同了，这最终会影响他们的产出。
哪些行业使用工业机器人？
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许多制造商已经转变或正在实现生产过程的完全自动化。造成这种情况的原因有很多，但最主要的一个是机器人可靠，降低了支付工资的成本，并节省了可以用于其他事情的资金。以下是一些使用的行业 机械臂应用 在他们的制造过程中。
汽车行业
就工业机器人而言，汽车制造业的机器人技术是最早被采用的领域之一。截至目前，你几乎找不到任何一家汽车制造商不在75%以上的生产中使用汽车制造机器人。 汽车行业 约占工业机械臂总安装量的30%。汽车制造商最常用的机器人是ABB IRB 6640，它适用于将汽车框架焊接到位。
航空航天业
与汽车行业一样，飞机制造也需要大量的机器人力量。全球范围内的航空旅行需求日益增长，为了满足这一需求，需要以比以往更快的速度生产更多飞机。工业机器人正是满足这一需求的答案，因为它们速度更快，并且可以通过编程来处理任何类型的任务。以下应用 电机零部件喷漆、密封、钻孔和焊接是由自动化机器处理的一些事情。
电子行业
电子产品是我们生活的一部分，我们离不开它们。它们的制造涉及许多零部件，而这些零部件的组装过程很容易被人类忽略。工业机器人如今在……领域被广泛应用。 电子产品制造 因为他们更擅长处理电器中微小而敏感的部件。例如，洁净室机器人的使用极大地提高了电子产品的质量，因为它们可以防止灰尘在组装过程中接触内部零件。
食品工业
食品包装现在完全由机器人处理。在一些地方，甚至要求在敏感工作中使用机器人服务，即 包装及仓储。 该 使用机器人的优点 在食品加工中，由于机器人精确且快速，因此污染的可能性较小。将食物放入正确的份量和大小也已成为 机器人食品加工.
医疗医药行业
药品的分类、装瓶、分配和检验如今已成为工业机器人的专属领域。如今，机器人已被编程为能够精确测量药品的剂量，精确到毫克。 医疗和制药行业的机器人 使以更好的方式处理药品变得更加容易，避免过度浪费和污染。
诸如手术工具之类的精密医疗设备现在可以根据需要使用精确尺寸制造 医疗机器人 正在改变世界。当医疗工具受到损害时，医生就更难正确治疗患者。
机械臂的成本是多少？
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过去，机器人的价格比现在高得多。大规模生产使得价格有所下降，但仍然处于预算的高端。目前市场上，工业机器人的平均价格约为 25,000 万美元，但根据型号和尺寸的不同，价格可能高达 400,000 万美元以上。
随着添加更多外围设备和额外功能，机械臂的价格也往往会上涨。一些特定应用的附加组件，例如碰撞传感器和安全笼，是必需的，可能会使整台机器的初始价格翻倍。
作为有意向的买家，您可以选择购买全新的机器人，也可以选择二手的工业机器人手臂。购买二手机器人的一个好处是可以节省成本，尽管过程中难免会遇到一些小问题。
2020 年最佳可编程机械臂
随着各行各业对机械臂的使用日益增多，各种制造商正在创建各种模型来处理特定应用的任务。以下是2020年最佳的可编程工业机械臂。
DOBOT魔术师教育编程机器人
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这是一款专为多任务处理而设计的机械臂。它可以处理3D打印、激光雕刻、 取放、绘图和书写机器。它配备了 20 多种编码语言，同时又足够简单，适合初学者使用。
LewanSoul LeArm 6DOF全金属机械臂
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这是一个由伺服驱动的手臂，可以灵活地进行运动。它有一个足够坚固的金属爪 处理重物 在任何方向。机器人的控制可以通过无线方式完成，同时可以通过智能手机进行控制。
QJRB800-1机械臂
这是一个 EVS打造的机械臂 最大有效载荷约为 1700 磅。整个机器人本身连同其他部件的总重量约为 5600 磅，这为大多数制造业中常见的任何重型起重任务提供了非常稳定的基础。
Owi 机械臂边缘
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这是一个配备五个关节的机械臂，由一个可远程操作的有线5开关控制器控制。D型电池可以为机器人供电，同时也可以使用交流电供电。它的底座可旋转270°，变速箱的使用寿命也更长。
如何选择工业机械臂
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在选择机器人手臂时，您必须首先考虑一些事项。
应用领域
机械臂并不一定意味着你可以用它来开啤酒，每个机械臂都是为特定应用而设计的。 专为绘画而设计的手臂 不能用作 抛光臂 或相反亦然。除非机械臂是多用途的，否则您只能使用一种功能的机械臂。
Payload
有效负载是指机械臂能够承受的最大负载量。如果您正在处理工业包装等较重的负载，那么您将需要选择 大机器人手臂 它可以通过简单的拾放自动化来处理更重的负载。
自由度
机械臂可以操纵的运动取决于 轴数。轴的数量越多，手臂的运动就越灵活。更大的机械臂需要更多的轴，因为它们转动起来需要更多的力气。
速度
如果您正在处理重复性任务，那么最好的选择是 高速机械臂 尽可能快，铰接式机器人是适合此类任务的快速机器人的一个例子。一些机械臂带有允许控制器调整速度的选项。
Cost
量力而行，适可而止。如果你从事的是制造业等高产量工作，就需要不止一个机械臂，这会花费不少钱。如果你只是想找一个家用的简单装置，那么一个简单、低成本的机械臂就是你的选择。
结语
随着时间的推移，工业机器人技术正变得不可或缺。如今，制造业几乎已经完全依靠人力。仅剩的人力则用于维护和在需要时控制这些机器人。未来，机器人将成为全球所有行业的标配。