制造中的机械臂及其优势
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工业机械臂 有很多部分。每一个都有特定的功能，可以补充其他部分。移动的轮胎从一个地方移动到另一个地方。其他人有滑翔机，可以让他们沿着头顶的飞机移动。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、起重和放置、分拣等等。一旦机械臂损坏，那就是机器人；在修复完成之前，几乎没有什么可以做的。
我们将看看如何机械臂 用于制造、它们的历史、存在的类型、为什么首选它们、与使用它们相关的危害以及机械臂制造商 正在全球范围内积极量产。
正式地说，第一个功能性机械臂归功于 George Devol，他与 Joseph Engelberger 合作，于 1954 年设计了第一个可编程机械臂。两人后来创立了 Unimation，第一家工业机器人公司 两年后在美国的世界。
随着人们开始对机器人技术产生兴趣，那是快速发展的开始。 1962 年，通用汽车率先采取行动，他们首次在汽车装配线上使用 Unimate 机械臂。到1969年，完全由计算机控制的机械臂投入使用。
更多的公司和国家加入了竞争，到 1973 年，世界已经有了各种版本的商用6 轴臂 机器人 在日本和德国。
现代世界的制造业几乎完全由工业机器人运行，预计未来这一数字还会进一步上升。
用于制造的机械臂由大约八个参数定义，包括以下内容。
轴数： 轴是负责机械臂灵活运动的部件。大多数机械臂的轴范围为 2 及以上。轴越多，功能越多。
工作信封： 这是机器人占据的空间区域，可以完全覆盖。
工作空间： 工作空间是机械臂可以充分交互而不会碰到任何其他物体的空间。
有效载荷： 有效载荷是指一个大机械臂所能承受的最大重量 可以提升而不崩溃。
重复性： 这是机械臂在不影响速度或准确性的情况下一遍又一遍地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的定义区域内运行。可以根据任务调整运动控制。
合规性： 这是机器人关节在受到力作用时将覆盖的总距离或角度的量度。
驱动： 这是指由电机提供的用于在机械臂中产生运动的功率。它通常以复杂的方式设置，使用齿轮来创建一个和谐的系统，一个动作触发下一个动作。
从广义上讲，在制造中使用机器人的行业中广泛使用的机械臂大约有四种 .它们包括以下内容。 来源：Pinterest
该机械臂的轴与笛卡尔坐标系重合，用作取放机器人 、密封剂应用机器人、机器搬运和MIG 焊接机器人 .龙门机械臂通常带有三个棱柱形关节。
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组装 任务 比如操作机床、焊接和操作压铸机。
一个铰接式机械臂至少有 3 个旋转关节。它主要用于贴片机的装配厂。它也用作弧焊机器人 , 用于喷漆和压铸。
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。用作点焊机器人、物料搬运机器人 、机械搬运机器人、压铸、装填机和气焊。 来源：Pinterest
机械臂在制造业中具有多种功能，包括以下内容。
机器人视觉是指工业机器人在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。机器人视觉是一种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，以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刚性的机器，按照预定的路径移动。
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的固定方式。 机器人焊接系统 仅机械臂就占制造行业所有角色的 50% 以上。这项工作涉及大量热量，这对人类工作者来说可能不安全，因此机械臂更适合该角色。
航空航天、汽车和电子等组装行业需要将很多东西放在一起。大多数时候，有问题的部件通常都太重了，当依靠人力时，必然会发生错误。
装配线机器人 旨在处理重量，同时以极小的误差范围连接事物。 机器人装配系统 要求速度和准确性，尤其是当涉及的物品与人们的福祉息息相关时，例如汽车和医疗设备。
在涉及绘画的地方，人手无法产生机械臂可以实现的光滑和均匀的纹理。例如，汽车上的一层油漆不仅增加了美感；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，必须完成涂装工作，这就是涂装机器人 发挥作用。
如果考虑到时间，人们需要先卸下原材料进行加工，然后才能将所有原材料装入流水线，等到最终产品从另一端出现时，已经浪费了大量时间。 机器照料机器人 将处理整个过程更快，更准确。为了让生产过程无缝衔接，一切都必须在正确的时间出现在正确的地点。
取放自动化 是制造业的一部分。所涉及的材料可能很重，对人身构成危险。工作的重复性和完成任务所需的速度使工业机器人非常适合这项工作。在工厂周围轻松移动重量超过一吨的负载的情况并不少见。这是需要很多人完成的事情。
多年来，机械臂的使用量一直在上升，这并非偶然。尽管这使许多人失业，但制造商从工厂自动化中获得的好处超过了他们在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。 来源：Pinterest
由于人工减少和具有机器人视觉的工业机器人的出现，制造领域涉及的事故更少。从工业革命成为现代世界的推动力之日起，公司被起诉并被迫向受伤员工支付巨额现金的案例时有发生。
随着更先进的机械臂在未来发挥作用，装配厂的安全性有望进一步提高。
满足对产品的需求是很难的。世界各地的消费率正在超过供应，这迫使许多制造商考虑在不影响质量的情况下加快速度的新方法。 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他们设计的任务，这使他们成为劳动力中如此有价值的补充。
这是人类无法匹敌的众多品质之一。 来源：Pinterest
质量控制是制造的重要组成部分。原材料可能每天都在变化，但一个好的生产商应该能够平衡波动并生产出在质量尺度上始终得分很高的东西。机械臂在做重复的事情时没有问题，这就是为什么它们能够始终如一地运行而最终产品的质量没有任何明显变化的主要原因。
在机器人参与制造的地方，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背后的原因。消费者真正欣赏的东西。 来源：Pinterest
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，机器人手臂可以在无人监督的情况下连续工作数天。他们能够在数小时内为许多人完成数天的工作。这使许多制造商能够跟上需求。 来源：Pinterest
在电子或医疗和制药行业，制造商不能以制造有缺陷的产品为名，使用这些产品的人的生命危在旦夕。电子零件中的传感器或微型医疗器械等精密零件无法由人手制作。只有高度专业化的机械臂才能完成这项工作。 来源：Pinterest
工厂利用机器人的最大好处是它们的灵活性。尽管他们可能是专业的，但没有什么能阻止制造商为另一个角色重新编程和重新利用机器人。这意味着不涉及冗余，机器人可以在其使用寿命结束之前用于工厂内的所有角色，而这可能需要数年时间。 来源：robots.txt com
在仍然需要人工的地区，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称为协作机器人， 并且已经发现它们可以显着提高工人的工作效率。协作机器人解决了人们越来越担心机器人会抢走他们的工作的恐惧。在自动化的世界中，人类仍然可以发挥作用。 来源：Pixabay
就像一个半世纪前世界只能从马转向汽车一样，今天的制造商别无选择，只能接受机器人自动化系统 .不自动化制造实际上是经济自杀，因为您将无法跟上竞争对手的步伐。
主导工业机器人领域的竞争正在升温。这不仅推动了他们的生产，而且这些机械臂可以做的事情每天都在扩大。一些机械臂制造商 这种增长的核心包括以下内容。
EVS是一家工业机器人制造商 在中国，该公司专门生产用于世界各地不同行业的各种工业机器人。他们的工业机械臂可以处理 3kg 到 800kg 的有效载荷，并且包括6 轴机器人 如SCARA、Delta、防爆机器人等众多类型。
他们典型的机械臂用作码垛机械臂 、 用于焊接、冲压、切割、码垛、取放、机器管理和搬运。 来源：fanuc。 co.jp
FANUC 是世界机器人巨头中的佼佼者。该公司自 1956 年以来一直在日本创建自动化解决方案，并且是首批成功设计 SERVO 机构的机器人制造商之一。他们的部分装配线包括SCARA 机器人 、三角洲、绅士和协作机器人。 FANUC机器人在制造业中评价很高，以黄色外观而闻名。 来源：全球。艾布
在撰写本文时，ABB 已在全球范围内完成了超过 400,000 个制造行业的机器人安装。该公司拥有最广泛的机器人目录之一，此外还有一个专门处理定制的部门。作为一个品牌，ABB 已经存在了一个多世纪，正因如此，他们才能够缩小生产范围，加入一些最先进的工厂机械臂 你会遇到的。 来源：爱普生。 com
EPSON 通常与电子产品有关，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，并且已经这样做了一段时间。 EPSON 的机器人分支是由于 Seiko 需要为其制表工厂使用机器人而创建的，Seiko 决定内部投资而不是外包，于是 EPSON 机器人诞生了。
低成本 SCARA 机器人 来自EPSON的行业名列前茅。他们还制造关节型和笛卡尔型机器人。 来源：库卡。 com
KUKA 总部位于奥格斯堡，是欧洲最大的制造商之一，销售额超过 32 亿欧元。该公司在其遍布全球不同地区的众多分支机构拥有超过 14,000 名员工。 KUKA 机器人是汽车制造中使用频繁的机器人 ，德国最大的产业。
尽管由于在制造业中使用了先进的机器人，事故已经大大减少，但危险仍然存在。机器人不是人类，要实现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，以下是将工业机器人危害降至最低的方法。
自学机器人 是不断改进自己的类型，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。由于他们将安全放在首位，因此对周围环境的监控使他们在与其他机器人和人在一起时更安全。
目前这种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。
Regular inspection of robotic arms and other parts is essential as that is the only way any damage that may cause damage and accidents can be caught early. Industrial robots do not possess self-diagnosability yet. Therefore they depend on people for maintenance; otherwise, they would continue working until they break down. A faulty robotic arm carries the risk of not only compromising the work, but it places anyone working near it in danger of getting physically hurt.
Checking for repairs and replacing damaged parts should be cued up with software upgrades. When people talk about robotic advancement, they are talking more about software upgrades. When you improve the program running the robot, then you improve everything else. A smooth-running program carries less risk of corruption or breaking down, which may make a robot go rogue and hurt other people.
Having people and robots work together is not hard, but safety education is important. Human workers have to be trained properly to ensure their own safety is not compromised in the course of their work. Unlike robots, humans do get tired, and this may affect their concentration. That is why many factories have very strict guidelines posted on walls as a constant reminder to people to be alert at all times.
The most effective way to ensure safety is through designing special workstations for the robots, separate away from where human workers are. This will not only cut off any contact between the two sides, but it will give the robot the space it needs to handle its work without having to keep avoiding collisions.
Industrial robots are sophisticated machines that have a lot of moving parts and expensive technology at play. For this reason, they should only be handled by qualified technicians. Allowing just about anybody to start tinkering around with robots may reconfigure the way they operate, and this is not safe for the working environment. Anyone not involved in the direct installation and maintenance of the robots should never be allowed near them.
Automating manufacturing has its own challenges that have been slowing down the full integration of robots into the workplace. Some of the challenges include the following. Source:epson.com
It has been mentioned several times that automating helps cut down the cost of manufacturing, but that is a long-term assessment. The initial cost of automating manufacturing can render a company bankrupt even before operations begin. Industrial robots do not come cheap, the cost of a single welding robot for sale is about $40,000, that is before you add the cost of maintaining them. This way too high for most companies. Source:Pixabay
The lack of robotic experts in the field is impacting automated manufacturing negatively. Despite the use of robots in factories being old, the shortage of technicians and programmers has never been addressed sufficiently, and as more plants are turning to robots, eventually, they find themselves stuck with very few people qualified enough to handle and maintain the machines. This can lead to some factories temporarily ceasing production. Source:Pixabay
Getting the robots into position for working is one thing; getting them running to optimum levels is another mountain. Unlike other machines, industrial robots have to be calibrated and adjusted to the task they have been designed for. This may take months of tweaking and changes, not to mention the industrial robotics training needed for the workers to be able to interact with it. This could end being a huge loss in the long run.
Cases of disgruntled workers unplugging robots midway are very common. With robots taking over most of the work, people feel like they are about to lose their only sources of livelihood. This had led to many companies losing a lot of money in repairs brought about by deliberate sabotage.
The use of robotic arms in manufacturing is expected to continue growing around the world. The silver lining on the horizon is that, as robot manufacturers join the industry, the cost of these robots will come down enough for even the smallest factories to afford them. Sometime in the future, it will be easier to come across a low-cost robot arm online or even in a public market.
If starting a robotic arm company is something you have always considered exploring, then you will be well served by talking to the industrial robot experts. Feel free to get in touch with us, and we will address all the questions you may have about industrial robots that we have.
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目录
机械臂在制造业的历史
制造中定义机械臂的参数
机械臂的类型
龙门机械臂
圆柱形机械臂
铰接式机械臂
球形机械臂
机械臂在制造业中的主要用途
机器人视觉
自动化焊接工艺
组装
自动绘画机器人
机器管理和零件转移
材料处理
为什么在制造业中首选机械臂
安全
速度
一致性
准确性
提高生产力
微妙角色
灵活性
他们是协作的
制造商别无选择
机械臂前 5 名制造商
EVS
发那科公司
ABB
爱普生机器人
库卡
工业机器人危害：如何保证人员安全
使用自学机器人
Regular Inspections
Updating Software
Safety Education
Designing Workstations for Robots
Prevent Unauthorized Access
Emerging Issues in the use of Robotic Arms in Manufacturing
The Cost
Skill Gaps
It Takes Time To Set them Up
Sabotage
结论
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