工業機器人的構成、協作機器人及四大家族比較

安川電機在日本國際東京機器人展臺

本文介紹了工業機器人的三大部分六大系統，以及協作機器人的定義和應用。工業機器人由機械、電氣和軟件三大部分組成，包括驅動、控制、感知、操作、通信和人機交互六大系統。協作機器人作為新型工業機器人，具有友好性和感知能力，能與人協同工作。ABB、庫卡、發那科和安川電機是工業機器人四大家族，各有優勢和特點，選擇時需根據需求與預算進行綜合考慮。

一、工業機器人的三大部分六大系統是什么？

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

三大部分

1.機械部分：這是機器人的物理結構，包括關節、臂、手爪等組成部分。它決定了機器人的運動范圍、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成，如位置傳感器、力矩傳感器、視覺傳感器等。它們收集關于機器人自身狀態以及外部環境的信息。

3.控制部分：控制部分是機器人的大腦，負責處理信息并決定機器人的行為。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

1.驅動系統：提供動力讓機器人執行動作的部件，如電動機、液壓缸或氣動裝置。

2.機械結構系統：機器人本體的所有機械組件，包括骨架、關節和連接件。

3.人機交互系統：允許操作員與機器人進行通信的方式，如觸摸屏、示教器或手勢識別技術。

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

5.感受（傳感）系統：用于感知機器人內部狀態和外部環境的各類傳感器。

6.機器人與環境交互系統：機器人如何在物理世界中導航、定位和操作對象的系統，可能涉及抓取工具、末端效應器和其他輔助設備。

通過這三大部分六大系統的協同作用，工業機器人能夠精確地執行任務，并在現代制造業中發揮重要作用。

二、什么是協作機器人？協作機器人是做什么用的？

協作機器人，也稱為Cobots，是一種能夠與人類進行協同工作，以增強人類生產力和安全性為目標的機器人。它們通常具有輕量化、高精度、易于編程和安全性高的特點。協作機器人可以與人類工人共同作業，提高工作效率，同時避免了傳統工業機器人對人類的傷害。

協作機器人的特點包括：

1.輕量化：重量輕的設計使得它們易于搬運和重新部署到不同的工作任務上。

2.友好性：安全且具有人機友好的設計，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：通過內置傳感器，如力覺傳感器和視覺系統，來感知周圍環境并適應變化。

4.人機協作：具備力反饋特性，在遇到預設的阻力時會立即停止運動，以保護附近的人類同事免受傷害。這種特性通常允許在風險評估后不安裝額外的安全防護欄，從而實現更緊密的人機協同工作。

協作機器人的應用范圍廣泛，包括但不限于以下領域：

1.制造業：在生產線上與人類工人共同作業，提高生產效率和質量。

2.醫療行業：協助醫生進行手術操作，提高手術精度和效率。

3.服務業：在餐飲、酒店等領域擔任服務員、導游等職務，提供更好的客戶服務。

4.農業：協助農民進行種植、收割等農活，提高生產效率和質量。

5.教育行業：協助教師進行教學工作，提高教育質量。

協作機器人的應用廣泛，可以用于各種行業，包括制造業、物流、醫療保健和服務業等。一些常見的用途包括裝配、包裝、質量檢查、物料搬運、實驗室自動化以及客戶服務等。由于其靈活性和易用性，協作機器人尤其適合小批量生產和快速產品切換的場合。在未來智能工廠中，人機協作機器人將發揮越來越大的作用，提高企業生產效率、加強質量控制、增強生產的靈活性，并減少物流線的成本。

三、工業機器人四大家族哪個好？

工業機器人四大家族指的是日本的安川電機（YASKAWA）、發那科（FANUC），德國的庫卡（KUKA）和瑞士的ABB。它們各有優勢，難以簡單地說哪個更好。都是全球知名的工業自動化設備供應商，各自在機器人技術領域有著深厚的技術積累和豐富的應用經驗。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用場景、需求以及預算等因素。以下是它們各自的特點：

1.安川電機：安川電機在工業機器人領域中擁有豐富的產品線，包括弧焊、點焊、裝配、搬運、碼垛、上下料等應用。其產品特點是精度高、速度快、穩定可靠。此外，安川電機還提供全面的售后服務和維修保養服務。

2.發那科：發那科是數控系統的領先供應商，其機器人產品線涵蓋了工業、醫療、農業等領域。發那科機器人的特點是高精度、高速度和高可靠性。此外，發那科還提供智能化的解決方案，如視覺檢測、物聯網等。

3.庫卡：庫卡是全球領先的機器人制造商之一，其產品廣泛應用于汽車、電子、食品等行業。庫卡機器人的特點是靈活性強、適應性強，可以滿足各種復雜生產流程的需求。此外，庫卡還提供全面的售后服務和維修保養服務。

4.ABB：ABB是全球知名的電氣和自動化解決方案提供商，其工業機器人產品線涵蓋了搬運、裝配、碼垛、噴涂等應用。ABB機器人的特點是精度高、速度快、穩定可靠，同時ABB還提供全面的售后服務和維修保養服務。

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

另一方面，Fanuc的產品被認為將工業感和設計感結合得最好，讓人一眼就能看出是工業領域的產品，但又獨具精致感。這種精致感并不僅僅來自工業設計，更多的是源于設計、制造、調試的良好平衡。

對于客戶來說，選擇哪家公司的機器人可能要考慮以下幾個因素：

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

●本地支持和服務：考慮到維修和保養的需求，本地是否有強大的服務網絡和技術支持也很重要。

●成本效益：不同品牌的機器人價格差異較大，需要根據預算來權衡性能和投資回報率。

●兼容性和集成能力：如果現有生產線中已經使用了某個品牌的自動化設備，那么選擇同一家的機器人可能有利于系統的整體集成。

綜上所述，工業機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、穩定性好的機器人，可以選擇ABB或發那科；如果您需要靈活性強、工作范圍大、負載能力強的機器人，可以選擇庫卡或安川電機。選擇哪個品牌需要根據你的具體需求和預算來考慮，可以根據自己的實際需求來選擇適合自己的品牌和型號。在實際應用中，工業機器人四大家族的機器人均表現出了較高的可靠性和性能，可以滿足大多數工業生產的需求。