工業(yè)機(jī)器人的三大部分、協(xié)作機(jī)器人及四大家族的比較

安川電機(jī)在日本國際東京機(jī)器人展臺

本文介紹了工業(yè)機(jī)器人的三大部分六大系統(tǒng)，以及協(xié)作機(jī)器人的定義和應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人由機(jī)械、電氣和軟件三大部分組成，包括驅(qū)動、控制、感知、操作、通信和人機(jī)交互六大系統(tǒng)。協(xié)作機(jī)器人作為新型工業(yè)機(jī)器人，具有友好性和感知能力，能與人協(xié)同工作。ABB、庫卡、發(fā)那科和安川電機(jī)是工業(yè)機(jī)器人四大家族，各有優(yōu)勢和特點，選擇時需根據(jù)需求與預(yù)算進(jìn)行綜合考慮。

一、工業(yè)機(jī)器人的三大部分六大系統(tǒng)是什么？

工業(yè)機(jī)器人的三大部分是機(jī)械部分、控制部分和傳感部分。其中，機(jī)械部分包括底座、手臂和末端執(zhí)行器；控制部分包括控制器、伺服電機(jī)和精密減速器；傳感部分包括感受(傳感)系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人通常由三大部分和六個子系統(tǒng)組成，它們分別是：

三大部分

1.機(jī)械部分：這是機(jī)器人的物理結(jié)構(gòu)，包括關(guān)節(jié)、臂、手爪等組成部分。它決定了機(jī)器人的運(yùn)動范圍、承載能力和工作空間。

2.傳感部分：這一部分由各種傳感器構(gòu)成，如位置傳感器、力矩傳感器、視覺傳感器等。它們收集關(guān)于機(jī)器人自身狀態(tài)以及外部環(huán)境的信息。

3.控制部分：控制部分是機(jī)器人的大腦，負(fù)責(zé)處理信息并決定機(jī)器人的行為。它包含硬件（例如控制器）和軟件（例如編程邏輯和算法）。

六個子系統(tǒng)

1.驅(qū)動系統(tǒng)：提供動力讓機(jī)器人執(zhí)行動作的部件，如電動機(jī)、液壓缸或氣動裝置。

2.機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：機(jī)器人本體的所有機(jī)械組件，包括骨架、關(guān)節(jié)和連接件。

3.人機(jī)交互系統(tǒng)：允許操作員與機(jī)器人進(jìn)行通信的方式，如觸摸屏、示教器或手勢識別技術(shù)。

4.控制系統(tǒng)：用于控制機(jī)器人運(yùn)動和行為的電子設(shè)備和軟件，包括伺服驅(qū)動器、可編程邏輯控制器（PLC）和高級語言程序。

5.感受（傳感）系統(tǒng)：用于感知機(jī)器人內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境的各類傳感器。

6.機(jī)器人與環(huán)境交互系統(tǒng)：機(jī)器人如何在物理世界中導(dǎo)航、定位和操作對象的系統(tǒng)，可能涉及抓取工具、末端效應(yīng)器和其他輔助設(shè)備。

通過這三大部分六大系統(tǒng)的協(xié)同作用，工業(yè)機(jī)器人能夠精確地執(zhí)行任務(wù)，并在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮重要作用。

二、什么是協(xié)作機(jī)器人？協(xié)作機(jī)器人是做什么用的？

協(xié)作機(jī)器人，也稱為Cobots，是一種能夠與人類進(jìn)行協(xié)同工作，以增強(qiáng)人類生產(chǎn)力和安全性為目標(biāo)的機(jī)器人。它們通常具有輕量化、高精度、易于編程和安全性高的特點。協(xié)作機(jī)器人可以與人類工人共同作業(yè)，提高工作效率，同時避免了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人對人類的傷害。

協(xié)作機(jī)器人的特點包括：

1.輕量化：重量輕的設(shè)計使得它們易于搬運(yùn)和重新部署到不同的工作任務(wù)上。

2.友好性：安全且具有人機(jī)友好的設(shè)計，確保表面光滑平整，沒有尖銳邊緣或可能夾傷操作員的縫隙。

3.感知能力：通過內(nèi)置傳感器，如力覺傳感器和視覺系統(tǒng)，來感知周圍環(huán)境并適應(yīng)變化。

4.人機(jī)協(xié)作：具備力反饋特性，在遇到預(yù)設(shè)的阻力時會立即停止運(yùn)動，以保護(hù)附近的人類同事免受傷害。這種特性通常允許在風(fēng)險評估后不安裝額外的安全防護(hù)欄，從而實現(xiàn)更緊密的人機(jī)協(xié)同工作。

協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用范圍廣泛，包括但不限于以下領(lǐng)域：

1.制造業(yè)：在生產(chǎn)線上與人類工人共同作業(yè)，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

2.醫(yī)療行業(yè)：協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)操作，提高手術(shù)精度和效率。

3.服務(wù)業(yè)：在餐飲、酒店等領(lǐng)域擔(dān)任服務(wù)員、導(dǎo)游等職務(wù)，提供更好的客戶服務(wù)。

4.農(nóng)業(yè)：協(xié)助農(nóng)民進(jìn)行種植、收割等農(nóng)活，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

5.教育行業(yè)：協(xié)助教師進(jìn)行教學(xué)工作，提高教育質(zhì)量。

協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用廣泛，可以用于各種行業(yè)，包括制造業(yè)、物流、醫(yī)療保健和服務(wù)業(yè)等。一些常見的用途包括裝配、包裝、質(zhì)量檢查、物料搬運(yùn)、實驗室自動化以及客戶服務(wù)等。由于其靈活性和易用性，協(xié)作機(jī)器人尤其適合小批量生產(chǎn)和快速產(chǎn)品切換的場合。在未來智能工廠中，人機(jī)協(xié)作機(jī)器人將發(fā)揮越來越大的作用，提高企業(yè)生產(chǎn)效率、加強(qiáng)質(zhì)量控制、增強(qiáng)生產(chǎn)的靈活性，并減少物流線的成本。

三、工業(yè)機(jī)器人四大家族哪個好？

工業(yè)機(jī)器人四大家族指的是日本的安川電機(jī)（YASKAWA）、發(fā)那科（FANUC），德國的庫卡（KUKA）和瑞士的ABB。它們各有優(yōu)勢，難以簡單地說哪個更好。都是全球知名的工業(yè)自動化設(shè)備供應(yīng)商，各自在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)積累和豐富的應(yīng)用經(jīng)驗。選擇哪個品牌更好，并沒有一個通用的答案，因為這取決于具體的應(yīng)用場景、需求以及預(yù)算等因素。以下是它們各自的特點：

1.安川電機(jī)：安川電機(jī)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域中擁有豐富的產(chǎn)品線，包括弧焊、點焊、裝配、搬運(yùn)、碼垛、上下料等應(yīng)用。其產(chǎn)品特點是精度高、速度快、穩(wěn)定可靠。此外，安川電機(jī)還提供全面的售后服務(wù)和維修保養(yǎng)服務(wù)。

2.發(fā)那科：發(fā)那科是數(shù)控系統(tǒng)的領(lǐng)先供應(yīng)商，其機(jī)器人產(chǎn)品線涵蓋了工業(yè)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。發(fā)那科機(jī)器人的特點是高精度、高速度和高可靠性。此外，發(fā)那科還提供智能化的解決方案，如視覺檢測、物聯(lián)網(wǎng)等。

3.庫卡：庫卡是全球領(lǐng)先的機(jī)器人制造商之一，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、電子、食品等行業(yè)。庫卡機(jī)器人的特點是靈活性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)，可以滿足各種復(fù)雜生產(chǎn)流程的需求。此外，庫卡還提供全面的售后服務(wù)和維修保養(yǎng)服務(wù)。

4.ABB：ABB是全球知名的電氣和自動化解決方案提供商，其工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品線涵蓋了搬運(yùn)、裝配、碼垛、噴涂等應(yīng)用。ABB機(jī)器人的特點是精度高、速度快、穩(wěn)定可靠，同時ABB還提供全面的售后服務(wù)和維修保養(yǎng)服務(wù)。

歐洲的庫卡產(chǎn)品被譽(yù)為工業(yè)機(jī)器人本體中的頂級產(chǎn)品。而日本的安川和發(fā)那科在進(jìn)入亞洲市場后，與歐美產(chǎn)品相比CP值較高，更符合本地客戶的需求。特別是發(fā)那科的小型機(jī)器人，其重復(fù)定位精度極高，有效載荷是7kg,重復(fù)定位精度是±0.01mm，是四大家中精度最高的。

另一方面，F(xiàn)anuc的產(chǎn)品被認(rèn)為將工業(yè)感和設(shè)計感結(jié)合得最好，讓人一眼就能看出是工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品，但又獨(dú)具精致感。這種精致感并不僅僅來自工業(yè)設(shè)計，更多的是源于設(shè)計、制造、調(diào)試的良好平衡。

對于客戶來說，選擇哪家公司的機(jī)器人可能要考慮以下幾個因素：

●特定行業(yè)的專業(yè)知識：某些機(jī)器人制造商可能在特定行業(yè)中擁有更專業(yè)的解決方案，如汽車或電子制造。

●本地支持和服務(wù)：考慮到維修和保養(yǎng)的需求，本地是否有強(qiáng)大的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)支持也很重要。

●成本效益：不同品牌的機(jī)器人價格差異較大，需要根據(jù)預(yù)算來權(quán)衡性能和投資回報率。

●兼容性和集成能力：如果現(xiàn)有生產(chǎn)線中已經(jīng)使用了某個品牌的自動化設(shè)備，那么選擇同一家的機(jī)器人可能有利于系統(tǒng)的整體集成。

綜上所述，工業(yè)機(jī)器人四大家族各有所長，難以簡單地說哪個更好。如果您需要高精度、快速度、穩(wěn)定性好的機(jī)器人，可以選擇ABB或發(fā)那科；如果您需要靈活性強(qiáng)、工作范圍大、負(fù)載能力強(qiáng)的機(jī)器人，可以選擇庫卡或安川電機(jī)。選擇哪個品牌需要根據(jù)你的具體需求和預(yù)算來考慮，可以根據(jù)自己的實際需求來選擇適合自己的品牌和型號。在實際應(yīng)用中，工業(yè)機(jī)器人四大家族的機(jī)器人均表現(xiàn)出了較高的可靠性和性能，可以滿足大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)的需求。