使用机器人的热门行业

机器人是许多行业不可或缺的一部分。在本文中，您将了解哪些行业最常使用机器人，以及新兴用例。

工业机器人正在使工作场所更高效、更安全。在许多工作场所，它们也使工作更加愉快。机器人正在影响从汽车制造到农业，从仓储到制药的行业。一些行业长期以来一直在使用机器人技术，而另一些行业才刚刚开始。本文概述了工业机器人最重要的用户。我们讨论如何以及为什么使用机器人。我们来看看一些新兴的用例。

本文内容：

• 汽车
• 电气/电子
• 金属与机械
• 塑料和化工
• 建筑
• 农业
• 仓库和物流
• 食品包装/杂货
• 医药
• 如何为您的行业找到合适的机器人解决方案

汽车

在汽车工厂，机器人已经成为司空见惯的工具。汽车行业是 2020 年全球最大的机器人用户。这是根据国际机器人联合会 (IFR) 的数据。 IFR 表示，28% 的机器人安装发生在汽车行业。

标准应用

用于制造汽车的材料种类繁多。因此，有许多不同类型的机器人被采用。成千上万的零件进入汽车，每个零件都有自己的一套制造工艺。

铰接式机械臂

大而重的铰接式机械臂经常出现在汽车工厂中。这种手臂可以举起重物。它们的灵活性意味着它们可以朝任何方向移动。使用此类机械臂的一些操作包括：

• 焊接
• 挡风玻璃安装
• 其他大型零件组件 - 装在车门、保险杠等上。
• 材料去除 - 钻孔、攻丝、去毛刺、打磨
• 机器维护 - 将零件放入 CNC 机器并取出
• 表面处理——打磨、喷漆和抛光

Delta 机器人

当零件较小且不那么重时，可以使用高速 Delta 机器人。汽车制造商在以下应用中使用 Delta 机器人：

• 组装电子元件
• 将泵和电机等较小的组件组​​装在一起
• 拾取和放置 - 将部件传送到传送带或从传送带传送过来

SCARA 机器人

选择性顺从组装机械臂 (SCARA) 臂特别擅长组装电子产品。这种组装涉及将零件插入平面印刷电路板。垂直插入与 SCARA 机器人的几何形状非常匹配。精度是必要的，因为零件必须装入小孔中。汽车制造商使用 SCARA 机器人的其他一些应用包括：

• 用于汽车内饰的裁剪织物
• 机器上下料
• 码垛和卸垛

笛卡尔机器人

笛卡尔机器人在所有三个轴上都是刚性的：X、Y 和 Z。这些方向彼此成直角。它们的刚性结构意味着它们可以承受相对较高的负载。它们在所有三个方向上都是精确的。汽车制造商使用笛卡尔机器人来做以下一些事情：

• 拾取和放置
• 将零件堆叠到垃圾箱中
• 起动电机、雨刮器电机、燃油喷射系统和仪表盘的组装
• 粘合剂分配

新兴的汽车用例 - 协作机器人

汽车制造中一个相对较新的需求是协作机器人或协作机器人。越来越多的买家要求定制他们的汽车。这导致汽车制造商的批量变得更小。这使得快速重组制造流程的能力更加重要。因此，汽车公司越来越多地使用协作机器人。

不需要知道如何编写代码的人可以“教”协作机器人来执行任务。这种人机合作使操作更加灵活。同一个机器人今天可以完成与前一天不同的任务，因为它已经被一个人展示了如何去做。

工人们对这一趋势感到高兴。任务的无趣和累人的方面可以留给机器人。与此同时，人类非常擅长的东西——适应性和创新——仍然有很高的需求。人与机器人以这种方式协作是汽车工厂的趋势。

电气/电子

机器人在电气和电子行业的使用成倍增加。数量最多的机器人可能很快就会出现在电子领域而不是汽车领域。有几个原因。原因和汽车行业的一样。即，大批量输出与零件标准化相结合。因此，在电气和电子制造领域存在大量重复。

但是，电子和汽车工厂中的机器人之间存在重大差异。这就是举重能力。电子零件比用于制造汽车的重金属零件小得多。因此，用于电子产品的机器人往往更小。它们比金属加工机器人更轻巧、速度更快。当然，今天的汽车包含很多电子产品。然而，除了这种重叠之外，通常还是有区别的。

标准应用

组装和插入

电子和电气行业使用机器人进行各种操作。这些包括电子零件的组装、插入、检查和转移。其他用途包括螺丝拧紧和焊接。

SCARA 和 Delta 机器人

您会在电子行业中找到更多 SCARA 和 Delta 机器人。而且你会发现汽车工厂中如此普遍的重型机械臂更少了。让更小、更轻的机器人安全地与人一起工作更容易。电子制造中使用的许多机器人都是协作机器人。他们与人并肩作战，无需安全围栏。

电气和电子制造商可以通过使用机器人来提高生产力和质量。可以减少或消除无聊和重复的工作。这改善了工作场所条件并提高了员工保留率。

电气/电子行业的新兴用例——协作机器人

计算机视觉正在改进，协作机器人的价格正在下降。反过来，使用机器人的公司数量也在增加。这种趋势扩展到较小的公司。仍然使用手动组装方法的小公司可以使用协作机器人。他们不必进行巨额投资。他们可以从小处着手，购买一个协作机器人。在获得一些经验后，他们可以看到投资回报率并证明进一步购买的合理性。

协作机器人对大公司也很有意义。公司需要能够完成许多不同任务的机器人。尤其是当机器人可以由一个不会编码的人教它做什么时。

金属与机械

工业机器人的第三大用户是金属和机械行业。他们这样做有很多很好的理由。金属加工涉及使用高温。工件通常又大又重。许多金属加工工具高速旋转。磨床、去毛刺设备和钻头使用起来都很危险。许多金属加工操作会产生从工件上飞出的锉屑和金属颗粒。这些空气中的颗粒对人是危险的。

标准应用

机器管理

计算机数控 (CNC) 长期以来一直用于自动化加工过程。 CNC 机器提供了比手动操作的巨大改进。数字控制提供更高的速度和更高的精度。它还使工作场所更安全。尽管如此，CNC 机器仍需要人们仔细设置并在工作时照料它们。人们需要将空白工件装入机器。当一个过程完成时，需要卸载这些碎片。通常，它们必须放在传送带上或放入盒子中。

机械臂用于机器管理。他们可以将零件送入数控机床。在适当的时候，机器人可以移除成品。然后机器人将工件移动到加工过程的下一步。机器照料是一项乏味的工作。员工很快就会分心或感到无聊。这增加了不正确操作的风险。人为错误可能会损坏昂贵的设备或零件，并造成人身伤害。使用机器人进行机器照料可以降低此类风险。而且，当然，机器人不会疲倦，可以全天候工作。

取代数控机床的机器人

在某些情况下，机械臂可以取代 CNC 机床。机器人可以直接握住刀具并进行金属加工操作。示例包括钻孔、打磨、去毛刺和精加工。机械臂通常可以执行比传统 CNC 机器更复杂的运动。这允许加工过程中的步骤更少。更少的操作意味着更短的完成时间。结果是更高的生产力、更高的客户满意度和更高的盈利能力。可以在更短的时间内制造更复杂的零件。

金属和机械的新兴用例——协作机器人

协作机器人很有吸引力，因为它们可以以如此灵活的方式使用。工业工人只需移动它就可以训练协作机器人手臂做什么。协作机器人旨在与人类一起安全操作。它们配备了传感器，使它们更安全。他们的移动速度没有那么快，也没有使用那么多的力量。他们可以检测他们是否碰到了什么东西。协作机器人通常具有计算机视觉功能，可以让他们看到障碍物。计算机视觉还意味着协作机器人可用于质量控制。许多应用都需要高分辨率视觉。

塑料和化工

机器人在塑料和化学工业中被以多种方式使用。使用机器人的最佳原因之一是确保员工安全。在这方面，机器人可以改变世界。

标准应用

水箱清洁

在化工厂中，大罐经常需要清洗。这种清洁要求员工穿着个人防护装备 (PPE)。 PPE 保护人们免受腐蚀性化学品和有害烟雾的侵害。化工公司现在可以使用遥控机器人进入储罐。人们留在坦克外面并引导机器人。操作员可以使用安装在机器人上的摄像头进行观察。机器人配备了强大的喷涂设备，可以进行清洁。

包装和运输

包装和运输是化学工业中使用机器人完成的任务。这种装配线流程具有高度重复性，非常适合机器人技术。

移液

实验室技术人员经常需要将精确数量的液体分配到试管中。这是执行各种测量和分析所必需的。移液机器人用于此目的。这样的机器人让人们能够执行要求更高、回报更高的任务。机器人还可以提高移液操作的吞吐量。

注塑成型

塑料的注塑成型需要多次机器维护操作。其中包括装卸、堆垛和提升以及码垛。机器人可以到达注塑设备内部。它可以在不损坏机器的情况下从机器中取出成品。机器人可以准确而不知疲倦地做到这一点。生产率提高，周期时间缩短。机器人不需要休息或犯错。

塑料和化学品的新兴用例——空中无人机和协作机器人

在化工厂中，烟囱、锅炉和管道通常很高。此类设备需要定期检查。过去，此类检查需要关闭工厂。出于安全原因，设备需要冷却。

无人机可以执行这些检查。无人机配备高分辨率摄像头和空气质量传感器。他们可能也有热成像设备。它们可以根据需要飞得最高。人们在地面上保持安全。无人机可以在工厂继续运营的同时进行检查。

协作机器人在塑料和化学工业中的使用正在增加。协作机器人可以从注塑成型的塑料部件上修剪掉多余的材料。之后，它可以将工件放到传送带上。当零件发生变化时，工人可以教协作机器人执行新的动作。而且工人不需要知道如何编码。

施工

建筑机器人是一个相对较新的现象。然而，该行业的创新时机已经成熟。机器人提供了许多优势。建筑业仍然是一个非常劳动密集型的行业，但机器人来得很快。

建筑中的新兴用例

绑扎钢筋

在道路和桥梁建设中绑扎金属钢筋（“钢筋”）是一个高度手动的过程。它通常需要工人弯腰。他们必须戴上厚手套和防护装备。工人们通过将钢丝缠绕在钢筋上来将钢筋固定在一起。钢丝缠绕在钢筋相交的地方。在道路和桥梁建设中可以有数以万计的这种联系。根据道路的长度，可以有数百万个这样的关系。

机器人设备可以自动绑扎钢筋。该设备包括一个大栈桥，路基宽度。支架上有许多机器人绑钢筋臂。当栈桥沿路基滚动时，机械臂同时在多处进行绞线。这样的机器人可以将人们从这种繁重而乏味的劳动中解脱出来。加快了施工时间，提高了工作的一致性。

为泥瓦匠提升水泥块

泥瓦匠需要抬起沉重的水泥块。平均石匠每天提升 3000 多个这样的块。工作很累，重复性运动损伤很常见。许多泥瓦匠不久就需要进行肩部手术。在泥瓦匠的引导下，机械臂可以完成繁重的工作。机器人使人们免于不必要的努力和重复性运动伤害。工作完成得更快，男人不那么累，可以在更短的时间内完成更多的项目。

自动砌砖

有机械臂可以自动化砌砖过程。机器人精确分配灌浆量。他们以极好的精度放置砖块，并用恰到好处的力向下压。同样，自动化意味着更高的生产力和更低的成本。

绘画

绘画机器人可以在很短的时间内完成一个房间的绘画。而且喷漆机器人不会被毒气困扰。

创建布局

建筑行业使用自主移动机器人 (AMR) 来执行布局。 AMR 将在地板上打印线条，向工人展示墙壁和其他特征的位置。

自动驾驶汽车

一些建筑公司使用自动驾驶挖掘机器人。它们的使用仍处于起步阶段。一些制造商提供将手动挖掘机升级为机器人挖掘机的套件。

挖沟是目前的一种应用。其他正在添加。部分操作包括装载卡车、运输材料、打桩和分级。

空中无人机

空中无人机用于建筑工地，以了解项目进展情况。与其他方法相比，无人机可以更准确地进行测量。无人机可以通过使用它们提供的观察来提高施工现场的安全性。

农业

劳动力成本持续上升，世界范围内许多行业都出现劳动力短缺的情况。这是推动自动化的因素之一。劳动力成本上升是另一个原因。农业也不例外。

机器人在农业中的使用仍处于早期阶段。有许多令人兴奋的潜在用例。许多初创公司正在加入竞争。研究公司 MarketsandMarkets 估计 2020 年的市场规模约为 70 亿美元。预计未来四年将达到 128 亿美元。

新兴的农业用例

自动驾驶拖拉机和车辆

发达国家的粮农已经在使用高度机械化的农业。许多新型拖拉机和收割机都内置了 GPS 和各种地面传感器的使用。农用设备制造商正在为这些农用车辆增加自动驾驶功能。农业设备领域的一些知名企业已在这项技术上投入巨资。

除草机器人

除草机器人处于不同的发展阶段。越来越多的植物抵抗广谱农药。因此，寻找除草的替代方法至关重要。

先进的计算机视觉被用于识别杂草。机器人不仅可以确定某物是杂草，还可以确定具体的杂草种类。然后可以使用专门为该杂草选择的化学品。并且这种化学品只适用于那一株植物。化学物质的种类由拖拉机中的车载人工智能或拖拉机牵引的机器人仪器选择。另一种方法是使用激光来清除杂草。这完全避免了化学品的使用。使用刀片切割和热脉冲杀死杂草是替代技术。

拣货机器人

水果和蔬菜采摘是一个投资很大的领域。计算机视觉可以判断事物是否成熟。有生菜采摘机器人、苹果采摘机器人和草莓采摘机器人。它们处于不同的商业化阶段。

空中无人机

空中无人机在农业中的使用越来越多。无人机可以收集可以生成田野彩色地图的数据。地图可以显示杂草的位置。它们可以显示土壤的水分和作物的健康状况。然后农民可以使用这些信息来计划他的干预措施来解决问题。通常，这些是农民以前没有意识到的问题。

仓库和物流

据估计，到 2020 年，全球约有 80% 的仓库不使用机器人技术。这种情况正在迅速改变。预计该行业的自动化将高速增长。仓库机器人可提高运营效率并降低劳动力成本。它们减轻了人们重复、无趣的任务的负担。

研究表明，仓库里的许多人大部分时间都在旅行。他们可能正在推车或驾驶叉车或其他工业设备。自主移动机器人 (AMR) 可以自动执行这些活动。

标准应用

材料处理

有多种 AMR 可用于在仓库内运输货物。有些设计用于移动整个托盘和重物。其他的针对较小的重量进行了优化。有些AMR看起来像普通的叉车，人们确实可以驾驶它们。但他们也有自动驾驶模式。其他自动驾驶叉车是只能自动运行的低矮推车。

拣货

减少订单拣选流程的劳动内容变得越来越重要。这是因为电子商务。电子商务意味着更多的产品。每个订单的商品数量较少。这种组合使电子商务的订单拣选更加劳动密集。

大多数解决方案都涉及帮助运输货物的 AMR。搬运货物是拣选过程中的低价值部分。

在大多数订单拣选自动化中，人们仍然选择并从货架上移除产品。工人扫描产品的条形码并将其放入 AMR 上的垃圾箱中。条码扫描器通常内置于 AMR 中。 AMR 负责在仓库中穿行。这种类型的解决方案可以使生产力翻倍甚至更多。

可以进行拣选的机器人也可用于某些用例。这样的机器人需要先进的视觉系统和抓手。

码垛机器人

码垛机器人将箱子装载到托盘上的过程自动化。机器人会优化堆叠，以最大限度地增加适合的箱子数量。托盘可以收缩包装发货。

制盒、贴标签和分拣

仓库机器人创建定制尺寸的盒子。他们将标签贴在容器上，并根据邮政编码或其他标准对包裹进行分类。可以执行这些和不同功能的机器人都可以在市场上买到。

新兴的仓库用例：空中无人机和送货机器人

仓库开始使用无人机进行盘点。

手动完成时，盘点过程需要人们爬上梯子。他们必须查看箱子来计算物品的数量。它耗时、缓慢且乏味。

大多数仓库的目标是每年盘点两次库存，但许多仓库无法做到。

无人机可以飞过过道，读取条形码和计数物品。当它们的电池电量开始变低时，无人机会飞到筑巢区并充电。有了这样的空中机器人，可以每两周盘点一次，节省了大量的时间和金钱。

送货机器人正处于实施的早期阶段。有提供快餐和杂货的试点项目。亚马逊和其他电子商务公司希望使用无人机送货。可能有数百万种不同种类的物品可以通过这种方式交付。技术似乎已经准备就绪，但仍有监管障碍需要克服。

食品包装/杂货

机器人包装水果和蔬菜的能力正处于商业阶段。机器人解决方案可以拾取和放置产品。机器人还可以包装产品以进行装运。

需要一个机器人抓手，它可以足够坚固以夹住产品，同时又足够轻柔，不会损坏它。抓取技术与人工智能辅助计算机视觉相结合。大批量产品包装可在市场上买到，而且非常划算。

越来越多的人想在网上购买杂货。一些顾客喜欢从商店取货的选项。其他人更喜欢让他们交付。这给杂货店带来了巨大的负担。商店不得不专职人员来挑选客户订单。并且订单必须装在袋子或盒子里。然后人们把它们拿出来取走。或者有人开车到客户所在地送货。

Emerging Use Cases for Food Packaging and Groceries

Robotics vendors have created systems to help grocery stores with all these tasks. Automated Storage and Retrieval Systems (AS/RS) can be fit into the back of a grocery store. The AS/RS presents the products to a robotic picking station, which can load the products into bags or boxes.

For delivery to the customer, self-driving vehicles have been created.  They are in various stages of testing.  A few geographical areas are conducting pilot projects.

Pharmaceutical

Robots are well established in the pharmaceutical industry. Here are some of the ways robots are being used in this sector.

Standard Applications

Blister Packs

Delta or SCARA robots can place tablets into blister packs.  These robots are fast and accurate when handling lightweight items.  Labeling bottles of pills or liquid medications is often done robotically.

Pipetting

Pharmaceutical companies need to dispense precise amounts of liquid into testing vials.  The vials must be fed into test equipment such as a liquid chromatograph. This is a good application for robotics.  Pipetting robots are commonly used in the pharmaceutical industry.

Pick and Place

Human contact with pharmaceuticals can cause contamination. Drug companies naturally want to minimize the chance this will happen. Robots are useful for this reason alone. One example is packaging medical syringes. Syringes must be picked off a conveyor line and placed into a container. When a person does this, there is a risk of contamination and injury. Having robots perform this function proved challenging because the syringes are transparent. Transparency poses difficulties for the computer vision system. This challenge was overcome. The result is a robotic process that guarantees high quality and consistency.

Emerging Use Case for Pharmaceutical – Assisting Pharmacists

Assisting pharmacists is a relatively new use case for robots. They are ideal for menial tasks like counting pills.  Prescriptions are entered into the pharmacy computer system.  The software can determine the correct size of container needed. It can find the appropriate drug, and a robotic arm can dispense the pills into the container. The robot can also apply an appropriate label and place the labeled container on a conveyor belt.

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