制造機(jī)器人的類型介紹

日前，華為開發(fā)者大會（HDC2024）在東莞松山湖正式開幕。華為高管在會上向觀眾展示了樂聚夸父人形機(jī)器人在工業(yè)、家庭場景中的泛化潛力，引起廣泛關(guān)注。

自動化和人工智能的快速發(fā)展帶動了機(jī)器人行業(yè)的飛速進(jìn)步，原本只存在于科幻作品中的機(jī)器人日益頻繁地在新聞資訊中曝光，機(jī)器人的使用場景正從工業(yè)迅速向民用拓展，但工業(yè)機(jī)器人也沒有停下進(jìn)化和迭代的步伐，并更大規(guī)模地應(yīng)用到流水線和智能工廠中。

01高級自動化

自動化對現(xiàn)代大批量生產(chǎn)至關(guān)重要。通用汽車公司于1961年使用了第一臺工業(yè)機(jī)器人。如今，機(jī)器人技術(shù)、傳感器和其他儀器與人工智能和生產(chǎn)軟件以及現(xiàn)代云計算的強(qiáng)大功能結(jié)合起來，描繪了充滿想象力的使用場景。

高級自動化是被稱為第四次工業(yè)革命（工業(yè)4.0）的物理和數(shù)字系統(tǒng)融合的一部分?；诋?dāng)前技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，第四次工業(yè)革命被認(rèn)為是一個獨(dú)特的階段，人工智能和先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)正在改變工業(yè)，并創(chuàng)造智能制造系統(tǒng)。

02制造機(jī)器人

多年來，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)被用于自動化制造過程。通用汽車公司使用了第一個工業(yè)機(jī)器人Unimate，將壓鑄件運(yùn)輸并焊接到車身上，這項(xiàng)工作對人類工人來說很危險。如今，在全球的制造環(huán)境中有數(shù)百萬臺機(jī)器人在運(yùn)行從焊接和噴漆到組裝零部件的各種任務(wù)。機(jī)器人可以執(zhí)行簡單的任務(wù)，比如材料處理，通過編程也可以執(zhí)行復(fù)雜的自動化裝配操作。工業(yè)機(jī)器人也廣泛用于印刷電路板制造中的拾取和放置應(yīng)用。

03制造機(jī)器人的類型

常見的機(jī)器人類型是固定在表面上的自動化手臂。制造業(yè)中會根據(jù)不同場景使用不同機(jī)器人。

生產(chǎn)機(jī)器人

生產(chǎn)機(jī)器人包括幾種不同類型。說到生產(chǎn)機(jī)器人，我們通常會想到關(guān)節(jié)型機(jī)器人。關(guān)節(jié)機(jī)器人非常靈活，可跨越多達(dá)七個軸，即具有七個旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。這些類型的機(jī)器人用于焊接、包裝和機(jī)床操作等任務(wù)。它們通常具有吸盤來夾取零件。機(jī)器人也可能具有類似人一樣的手，或者配備各種工具，包括激光器、砂輪和鉆頭。由于關(guān)節(jié)機(jī)器人的復(fù)雜性，它們往往比其他一些生產(chǎn)機(jī)器人更昂貴。

生產(chǎn)中常見的其他類型的工業(yè)機(jī)器人包括：

選擇性剛度關(guān)節(jié)式機(jī)器人手臂（Selective Compliance Articulated Robot Arm, 簡稱SCARA）。高速SCARA機(jī)器人在X、Y和Z軸上具有四軸運(yùn)動，以及圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。它們非常適用于非復(fù)雜裝配、材料處理以及拾取和放置的應(yīng)用場景。

Delta“蜘蛛機(jī)器人”。這些輕型機(jī)器人由三只手臂組成，底座與關(guān)節(jié)連接。Delta機(jī)器人是在20世紀(jì)80年代早期為食品制造應(yīng)用開發(fā)的，其中需要以很高的速度放置非常小、輕的物品。這些機(jī)器人在包裝行業(yè)廣泛使用。

直角坐標(biāo)機(jī)器人。直角坐標(biāo)機(jī)器人在X、Y和Z（直角坐標(biāo)）軸上前后、上下和左右移動。它們非常精確且相對簡單易用。典型的應(yīng)用包括材料處理、鉆孔和包裝。

供應(yīng)鏈機(jī)器人

自動化機(jī)器人（包括自動引導(dǎo)車和無人機(jī)）正在供應(yīng)鏈中證明其價值，用于重復(fù)性或潛在危險的任務(wù)，如從難以到達(dá)的高處選擇物品。這些類型的機(jī)器人已經(jīng)在倉儲中普遍用于降低風(fēng)險和加快操作速度。通過利用機(jī)器人去執(zhí)行供應(yīng)鏈中的某些低價值操作，制造商可以減少手工庫存檢查，優(yōu)化零部件選擇或貨物分發(fā)，并減少成本和人為錯誤。

協(xié)作機(jī)器人

在制造過程中，機(jī)器人通常與人員隔離。協(xié)作機(jī)器人（合作機(jī)器人）正在改變這一點(diǎn)。與關(guān)節(jié)機(jī)器人不同，協(xié)作機(jī)器人被設(shè)計為與人一起工作。例如，它們可以用于幫助搬運(yùn)重物或幫助給機(jī)器供應(yīng)零部件。協(xié)作機(jī)器人是在1990年代中期開發(fā)的，目的是使人類工人足夠安全，可以直接與制造工廠的工程師和車間工人一起工作。其最初的應(yīng)用是用于物料搬運(yùn)和汽車裝配操作。如今，許多卓越的機(jī)器人公司正在開發(fā)協(xié)作機(jī)器人。

04機(jī)器人技術(shù)的未來

自動化和機(jī)器人的未來將更廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)、物流業(yè)以及能源和醫(yī)療保健等領(lǐng)域，自動化地去完成人們難以完成、危險或乏味的任務(wù)。

人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器人技術(shù)也有望使智能工廠機(jī)器人變得更加智能。深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（模仿人腦的網(wǎng)絡(luò)形式）和自然語言處理等技術(shù)正在加速人工智能的發(fā)展，業(yè)界巨頭也正大力投入發(fā)展各種類型和使用場景的產(chǎn)品。但一個擔(dān)憂是不可忽視的，即隨著技術(shù)的演進(jìn)，如何更好地規(guī)范機(jī)器人的職責(zé)從而不致于讓人類面臨危機(jī)。

在機(jī)器人和制造業(yè)的結(jié)合方面，可能性是無限的。我們目前也只是觸及了可能性的邊緣，未來大有可為。