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An 工业机械臂 有很多部分。每个部分都有特定的功能，与其他部分相辅相成。移动式轮胎的轮胎可以从一个地方移动到另一个地方。其他人则拥有滑翔机，可以让他们沿着头顶上的飞机移动。但工业机器人最重要的部分是机械臂。
所有重要而精细的工作都由机械臂处理：从焊接、提升和放置、分类等等。一旦机械臂损坏，机器人就完事了；在修复完成之前，几乎无能为力。
我们将看看如何 机械臂 在制造中使用的、它们的历史、存在的类型、为什么它们是首选、与使用它们相关的危险以及 机械臂制造商 正在世界各地积极大规模生产它们。
机械臂在制造业的历史
按照官方说法，第一个功能性机械臂归功于 George Devol，他与 Joseph Engelberger 于 1954 年合作设计了第一个可编程机械臂。两人后来创立了 Unimation，这是第一家 工业机器人公司 两年后在美国出现在世界各地。
随着人们开始对机器人技术产生兴趣，这是快速发展的开始。通用汽车公司是第一个采取行动的公司，1962 年，他们首次在其汽车装配线上使用了 Unimate 机械臂。到了 1969 年，完全由计算机控制的机械臂投入运行。
更多的公司和国家加入了这场竞争，到 1973 年，世界上已经有了各种版本的商业 6轴臂 日本和德国的机器人。
现代世界的制造业几乎完全由工业机器人运行，并且这一数字预计未来将进一步上升。
定义制造中机械臂的参数
制造中使用的机械臂由大约八个参数定义，其中包括以下内容。
轴数：轴是机械臂灵活运动的部件。大多数机械臂的轴数在2个及以上。轴数越多，功能越多。
工作范围：这是机器人占据的空间区域，并且可以完全伸展。
工作空间：工作空间是机械臂充分互动而不会碰到任何其他物体的空间。
有效载荷：有效载荷是指车辆能够承载的最大重量。 大机器人手臂 可以举起而不破裂。
可重复性：这是机械臂在不影响速度或准确性的情况下反复执行相同任务的能力。
运动控制：这些运动被设置为在工作空间内的特定区域内进行。运动控制可根据任务进行调整。
柔顺性：这是机器人关节在受到力的作用时所覆盖的总距离或角度的测量值。
驱动器：指电机提供的动力，用于驱动机械臂进行运动。驱动器通常采用复杂的设置，利用齿轮来创建一个协调的系统，使一个动作触发下一个动作。
机械臂的类型
广义上讲，在机器人制造行业中，广泛使用的机械臂大约有四种类型。它们包括：
龙门机械臂
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该机械臂的轴与笛卡尔坐标系重合，可用作拾放机器人、密封剂应用机器人、机器处理和 MIG 焊接机器人。龙门机械臂通常配备三个棱柱形关节。
圆柱形机械臂
在这种类型的机械臂中，轴形成圆柱坐标系。圆柱形机械臂主要用于 机器人装配 诸如操作机床、焊接和操作压铸机等任务。
关节式机械臂
铰接式机械臂至少有 3 个旋转关节。它主要用于装配厂的粘扣机。它也被用作 弧焊机器人，用于喷漆和压铸。
球形机械臂
不要与圆柱形机械臂混淆，球形机械臂是具有形成极坐标系的轴的类型。它用作点焊机器人， 物料搬运机器人、机器搬运机器人、压铸、熔接机和气焊。
机械臂在制造业中的主要用途
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机械臂在制造中具有多种功能，包括以下功能。
机器人视觉
机器人视觉是指工业机器人工作时所具有的意识。它必须能够挑选出需要挑选的东西，并避免撞到附近的其他物体。机器人视觉是一项通过使用非常复杂的传感器来实现这一切的技术，这些传感器能够判断移动物体的距离和速度，从而适当地重新校准机械臂的运动。
在没有机器人视觉的情况下，机械臂只不过是一个按预定路径移动的刚性机器。
自动化焊接工艺
点焊和弧焊是汽车和航空航天制造中最重要的工艺。这就是汽车和其他移动机器固定到位的方式。 机器人焊接系统 仅机器人手臂就占据了制造业中设计的所有角色的 50% 以上。这项工作涉及大量热量，这对人类工人来说可能不安全，因此机器人手臂更适合担任这一角色。
组装
航空航天、汽车和电子等装配行业涉及大量的组装工作。大多数时候，所涉及的零件通常太重，并且当依赖人力时，必然会发生错误。
流水线机器人 其设计旨在承受重量，同时将物体连接在一起，且误差极小。机器人装配系统对速度和精度要求极高，尤其是在涉及与人类福祉息息相关的物品时，例如汽车和医疗设备。
自动涂装机器人
在涉及绘画的情况下，人手无法产生机器人手臂可以实现的平滑且均匀的纹理。例如，汽车上的一层油漆不仅可以增加美感，还可以起到一定的作用。它还可以保护汽车免受阳光和其他可能导致机械部件生锈的因素的影响。因此，油漆工作必须完成，这就是 喷漆机器人 进场。
机器管理和零件转移
如果考虑到时间，人们需要先卸下原材料进行加工，然后再将其装载到装配线中，当最终产品从另一端出现时，已经浪费了大量时间。 A 机器看管机器人 将更快、更准确地处理整个过程。为了使生产过程无缝衔接，一切都必须在正确的时间出现在正确的地点。
物料搬运
拾取和放置自动化 是制造业的一部分。所涉及的材料可能很重，对人造成人身危险。该工作的重复性和完成任务所需的速度使得工业机器人非常适合这项工作。在工厂周围轻松移动重达一吨以上的负载的机械臂并不罕见。这是需要很多人才能完成的事情。
为什么机械臂在制造业中受到青睐
多年来，机械臂的使用一直在增加，这并非偶然。尽管这导致许多人失业，但制造商从工厂自动化中获得的好处超过了诉讼等方面可能带来的任何影响。
以下是机械臂在制造业中受到青睐的主要原因。
安全
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由于人类工人的减少以及具有机器人视觉的工业机器人的出现，制造领域发生的事故减少了。自工业革命成为现代世界的驱动力之日起，公司被起诉并被迫向受伤员工支付巨额现金的案例就不断发生。
随着未来更先进的机械臂发挥作用，装配厂的安全性预计将进一步提高。
速度
满足产品需求是很困难的。世界各地的消费率正在超过供应量，这迫使许多制造商考虑新的方法来加快生产速度而不影响质量。 A 高速机械臂 是这个问题的最佳解决方案。他们能够更快地处理其设计任务的能力使他们成为劳动力中如此有价值的补充。
这是人类无法竞争的众多品质之一。
持续一致
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质量控制是制造的重要组成部分。原材料可能每天都会有所不同，但优秀的生产商应该能够平衡波动，并生产出在质量等级上始终获得高分的产品。机械臂可以毫无问题地执行重复性工作，这就是它们能够始终如一地执行且最终产品质量没有任何明显变化的主要原因。
准确性
当机器人参与制造时，几乎没有犯错的余地。机械臂经过预先编程，可以使用相同的程序并遵循相同的步骤一遍又一遍地完成相同的任务。这种精确度和专注度是生产重量、包装和质量相同的产品的原因。消费者真正欣赏的东西。
提高生产力
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当您将安全性、速度、一致性和准确性结合起来时，您将获得更高的生产力。与需要休息和睡眠的人类工人不同，机械臂可以在无人监管的情况下连续几天工作而不会中断节奏。他们能够在数小时内为多人完成数天的工作。这使许多制造商有能力满足需求。
细腻的角色
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当涉及到电子产品或 医疗和制药行业制造商不能因为名誉而生产有缺陷的产品，而使用这些产品的人们的生命也岌岌可危。电子部件中的传感器或微型医疗仪器等精密部件无法由人手制作。只有高度专业化的机械臂才能完成这项工作。
灵活性
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工厂从机器人中获得的最大好处是其灵活性。尽管它们可能很专业，但没有什么可以阻止制造商对机器人进行重新编程和重新利用以发挥其他作用。这意味着不涉及冗余，机器人在其使用寿命结束之前可以用于工厂内的所有角色，而这可能需要数年时间。
他们是协作的
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在仍然需要人力的领域，已经找到了让人们与机器人一起工作的方法。属于这一类别的工业机器人被称为 协作机器人， 人们发现它们可以显着提高工人的工作效率。人们日益担心机器人会抢走他们的工作，协作机器人可以解决这一问题。人类在自动化世界中仍然可以发挥作用。
制造商别无选择
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就像一个半世纪前世界只能从马转向汽车一样，今天的制造商也别无选择，只能拥抱 机器人自动化系统。不实现制造自动化实际上是经济自杀，因为你将无法跟上竞争的步伐。
机械臂前五名制造商
争夺工业机器人领域主导地位的竞争正在升温。这不仅提高了他们的产量，而且这些机械臂的功能每天都在扩大。一些 机械臂制造商 这一增长的核心包括以下内容。
EVS
EVS 是一家中国工业机器人制造商，专注于制造全球各行各业使用的各种工业机器人。他们的工业机械臂可承载 3 公斤至 800 公斤的有效载荷，包括： 6轴机器人 例如 SCARA、Delta、防爆机器人以及许多其他类型。
他们典型的机械臂被用作 码垛机器人手臂用于焊接、冲孔、切割、码垛、拾取和放置、机器操作和搬运。
发那科公司
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发那科 (FANUC) 跻身世界机器人巨头之列。该公司自 1956 年以来一直在日本创建自动化解决方案，是最早成功设计 SERVO 机构的机器人制造商之一。他们的装配线的一部分包括 SCARA机器人、三角洲、绅士、协作机器人。 FANUC 机器人在制造业中受到高度评价，并以其黄色外观而闻名。
ABB
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截至撰写本文时，ABB 已在全球制造业完成了超过 400,000 万台机器人的安装。该公司拥有最全面的机器人产品目录之一，并设有专门的定制部门。ABB 作为一个品牌，已拥有一个多世纪的历史，正因如此，他们能够将生产范围缩小到涵盖一些您从未见过的最先进的工厂机器人手臂。
爱普生机器人
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爱普生通常与电子产品联系在一起，尤其以其打印机而闻名于世。然而，该品牌还涉足高度先进的工业机器人，并且已经这样做了很长一段时间。爱普生的机器人部门是由于精工的制表工厂需要机器人而创建的，精工没有将其外包，而是决定进行内部投资，爱普生机器人由此诞生。
爱普生的低成本SCARA机器人是业内佼佼者。他们也生产关节型机器人和笛卡尔机器人。
KUKA
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KUKA 总部位于奥格斯堡，是欧洲最大的制造商之一，销售额总计超过 3.2 亿欧元。该公司在全球各地设有多家分支机构，拥有超过 14,000 名员工。 KUKA 机器人是最常用的机器人之一 汽车制造中的机器人技术，德国最大的工业。
工业机器人危险：如何保证人员安全
尽管由于在制造中使用先进机器人而大大减少了事故，但危险仍然存在。机器人不是人类，距离被认为完全自主还有很长的路要走。
为了进一步改善良好的工作条件，可以采取以下方法最大限度地减少工业机器人的危害。
使用自学机器人
自学习机器人 是不断改进自身的类型，而不是坚持运行它们的预编程代码。他们能够观察环境并有机地适应新的工作和情况。这种对周围环境的监控使他们在其他机器人和人周围也更安全，因为他们把安全放在第一位。
目前此类机器人的开发成本很高，但随着时间的推移，它们将能够成为制造业的标准操作选项。
定期检查
定期检查机械臂和其他部件至关重要，因为这是尽早发现可能造成损坏和事故的唯一方法。工业机器人尚不具备自我诊断能力。因此它们依赖于人来维护；否则，他们会继续工作直到崩溃。有故障的机械臂不仅会影响工作，还会使在其附近工作的任何人面临人身伤害的危险。
更新软件
检查维修和更换损坏部件应与软件升级同步进行。当人们谈论机器人进步时，他们更多地谈论软件升级。当你改进运行机器人的程序时，你就改进了其他一切。运行平稳的程序会降低腐败或崩溃的风险，而腐败或崩溃可能会导致机器人失控并伤害其他人。
安全教育
人与机器人一起工作并不难，但安全教育很重要。人类工人必须接受适当的培训，以确保他们的自身安全在工作过程中不会受到损害。与机器人不同，人类确实会感到疲劳，这可能会影响他们的注意力。这就是为什么许多工厂在墙上张贴了非常严格的指导方针，不断提醒人们时刻保持警惕。
设计机器人工作站
确保安全的最有效方法是为机器人设计专门的工作站，与人类工人所在的位置分开。这不仅会切断两侧之间的任何接触，而且还会为机器人提供处理工作所需的空间，而不必不断避免碰撞。
防止未经授权的访问
工业机器人是复杂的机器，具有大量运动部件和昂贵的技术。因此，只能由合格的技术人员来处理它们。允许几乎任何人开始摆弄机器人可能会重新配置它们的操作方式，这对工作环境来说并不安全。任何不参与机器人直接安装和维护的人员都不得靠近机器人。
制造中使用机械臂的新问题
自动化制造有其自身的挑战，这些挑战一直在减缓机器人与工作场所的全面集成。其中一些挑战包括以下内容。
成本
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人们多次提到自动化有助于降低制造成本，但这需要长期评估。自动化制造的初始成本甚至可能在运营开始之前就让公司破产。工业机器人价格不菲，一台焊接机器人的售价约为40,000万美元，这还不包括维护成本。对于大多数公司来说，这个价格太高了。
技能差距
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该领域机器人专家的缺乏正在对自动化制造产生负面影响。尽管工厂使用机器人的历史很悠久，但技术人员和程序员的短缺问题从未得到充分解决，随着越来越多的工厂转向机器人，最终他们发现自己只剩下很少有足够资格来操作和维护机器的人。这可能导致一些工厂暂时停止生产。
设置它们需要时间
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让机器人就位工作是一回事，另一回事是另一回事。让他们达到最佳水平是另一座山。与其他机器不同，工业机器人必须根据其设计任务进行校准和调整。这可能需要数月的调整和改变，更不用说 工业机器人培训 工作人员需要能够与其进行交互。从长远来看，这可能会造成巨大损失。
破坏
心怀不满的工人中途拔掉机器人电源的情况很常见。随着机器人接管了大部分工作，人们感觉自己即将失去唯一的生计来源。这导致许多公司因故意破坏而造成的维修损失了大量资金。
结语
预计全球制造业中机械臂的使用将持续增长。一线希望是，随着机器人制造商加入该行业，这些机器人的成本将下降到足以让即使是规模最小的工厂也能负担得起。未来，在网上甚至公开市场上找到低成本的机械臂将变得更加容易。
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