关节式机器人：最熟悉的工业机器人指南

铰接式机器人是当今最常用的工业机器人。了解原因、它们可以做什么以及何时应该使用它们。

关节式机器人具有旋转关节，最多可以有 10 个或更多轴。这给了他们更多的运动自由，从而带来了巨大的多功能性。它们的精确度和运动风格非常模仿人类手臂。铰接式机器人已成为制造业不可或缺的一部分。让我们通过以下部分更详细地了解这些专用机器人：

• 多关节机器人的标准应用
• 关节型机器人行业
• 什么时候应该使用铰接式机器人？
• 铰接式机器人的成本是多少？

多关节机器人的标准应用

与其他机器人相比，铰接式机器人具有广泛的功能。这使它们成为大多数应用程序的绝佳选择。多关节机器人在工业环境中的典型应用是：

• 材料处理
• 焊接
• 组装
• 机器管理

材料处理

物料搬运是关节式机器人的常见工业应用。它可以包括码垛、取放和拣选等任务。铰接式机器人非常适合这些应用，因为它们可以进行缩放以处理高有效载荷和覆盖范围。对于其他类型的机器人来说，这些应用很快就会变得太困难。例如，Delta 机器人可以快速执行拾放任务。但是，如果零件是重型钢坯怎么办？突然间，这个任务对三角洲来说太过分了。从这个角度来看，高端关节臂模型可以处理 1000 公斤以上的有效载荷。大型 delta 机器人可以处理 10-20 公斤范围内的东西。

焊接

焊接是工业机器人最早的应用之一。他们在这里表现出色的一个主要原因是他们的灵巧。焊接应用通常需要在特定角度进行精确运动。这些角度是 SCARA 和 Deltas 等其他机器人无法实现的。在焊接应用中放置错误的机器人会严重限制焊接零件的质量。

组装

铰接式机器人非常适合装配应用，原因有很多。他们的关节使他们能够以其他机器人无法做到的方式移动。它们的有效载荷能力还使它们能够移动其他机器人类型无法提升的有效载荷。即使是小型装配任务，它们也足够精确。出于这个原因，您会发现大多数自动化装配任务都是由多关节机器人执行的。

机器管理

机器照料是多关节机器人的另一项常见任务。自动化机器管理可以将原材料装载和卸载到机器中。同样，该机器人增强的触及范围和灵巧性使其在此方面表现出色。现代机器管理机器人可以做任何事情，从装载零件、打开和关闭门，甚至通过在 HMI 上选择指定程序来运行它。

关节机器人市场预计在 2021-2026 年间的复合年增长率将超过 12%，自动化、定制和劳动安全推动了它们在整个工业领域的采用。

关节机器人行业

多关节机器人涵盖了广泛的最常见的机器人应用。由于它们用途广泛，因此在大多数行业中使用它们是有意义的。一些常见的例子包括：

• 汽车
• 金属
• 电子产品
• 食品和饮料
• 药品

汽车

汽车行业是最早采用工业机器人的行业之一。这些在各种规模的汽车公司中继续流行。高有效载荷和长距离是汽车应用的常见要求，因为汽车部件通常又大又重。这些因素使铰接式机器人成为实现这些任务自动化的唯一选择。这种自动化可以实现更高的生产量和更安全的工作环境。

电子产品

精确和灵巧是该行业应用的共同特征。小部件需要精确的运动才能正确放置。自动焊接需要像焊接一样灵巧的动作。这要求设备以其他机器人类型无法实现的角度移动。一些应用需要微米级的精度。由于机械结构，大多数关节臂无法达到这种精度水平。

药品

制药行业在精度、清洁度和认证方面要求高标准。关节式机器人具有大多数制药应用所需的精度。它们可以配置密封接头和保护套。这些是洁净室机器的关键要求。常见的应用包括取放、分配和扫描。

什么时候应该使用铰接式机器人？

现在您了解什么是关节式机器人以及一些常见的应用。铰接式机器人与其他机器一样，也有其优点和局限性。您想了解这些，以便在您的业务中部署这些机器人时做出更明智的决定。在为您的应用程序考虑使用多关节机器人时，需要牢记业务案例和应用程序匹配度的几个因素。

商业案例

铰接式机器人可以对您的底线产生重大的积极影响。某些情况可能会导致您开始考虑自动化。一些示例包括：

• 更高的吞吐量要求
• 对操作人员的安全风险
• 降低成本

这些是制造商自动化的一些常见原因。人们的运动速度是有限的，并且只能在变得疲劳之前保持这种速度很长时间。自动化设备通常会超过人们所能达到的速度。只要机器人运行，他们就可以保持这个速度。铰接式机器人并不是市场上速度最快的机器人，但在许多应用中，它们仍然可以超越人类操作员。

人类操作员的安全可以促使制造商将他们从这项任务中移除。当操作员因提升、切割或照料机器而受伤时，通常会出现这种情况。自动化此流程既可以保护您的员工，又可以节省因工伤相关的罚款和停机成本。然而，重要的是要记住，机器人本质上是危险的。在没有降低风险的应用中安装关节机器人对操作员来说可能更危险。铰接式机器人必须安装适当的安全装置，以限制对操作人员造成伤害的风险。

在当今竞争激烈的制造环境中，降低成本是实现自动化的一些最常见原因。在规模上，自动化生产线通常比手动生产线更有效率。这最终会降低生产每个零件的成本。此外，由于更少的生产错误，可以更一致地生产零件。正如您将在本文后面了解到的，铰接式机器人非常昂贵。在考虑铰接式机器人项目的成本后，确保您的成本降低将成为净收益，对于这种机器人类型尤为重要。

您的业​​务挑战应该决定在您的设施中自动化的内容和程度。了解哪些项目将从关节式机器人自动化中受益最多，这一点至关重要。我们的潜在查找工具可帮助您确定最适合贵公司自动化的关键项目。

应用适配

在机器人自动化方面，您有很多选择。应用适合是机器人项目成功的最关键因素。了解您的应用程序的具体要求至关重要。铰接臂可以执行大多数应用。然而，它们并不总是最佳的解决方案。

在应用需要比该机器人更高的速度的情况下，有时 delta 机器人是更好的选择。这方面的一个例子可能是高速拾放应用。将高速机器人与此类应用配对将是理想的选择。假设您已确定六轴机器人和 delta 机器人都能够执行任务。六轴机器人通常具有每秒数百度的速度。标准的 delta 机器人每秒可以轻松超过 1000+ 度。当两者都可以完成工作时，选择六轴而不是增量可能会留下宝贵的生产力。

其他时候需要极高的精度。在这些情况下，关节臂优于笛卡尔机器人。笛卡尔机器人具有达到微米级精度的能力。大多数其他机器人类型的精度只能达到十分之一或百分之几毫米。为您的应用选择错误的机器人可能会限制您的潜在回报或完全失败。

铰接臂通常在需要高度灵活性的应用中表现出色。焊接就是一个很好的例子。铰接臂将是一个不错的选择，因为它能够以复杂的角度精确操纵以进行必要的焊接。在需要灵活运动的环境中，更刚性的机器人类型（如笛卡尔坐标系、SCARA 坐标系或三角坐标系）可能会遇到困难。

如有疑问，我们建议与专家联系，他们可以为您为您的特定项目和挑战选择机器人解决方案提供建议。

铰接式机器人的成本是多少？

铰接式机器人是机器人系列中昂贵的一端。机器人本身很昂贵，但还有其他几个因素导致一个常见的项目成本高达 100,000 美元。这些因素包括：

• 集成成本
• 培训
• 末端执行器
• 安全设备
• 维护

将这些成本包括在您的 ROI 计算中是至关重要的。了解您面临的不仅仅是机器人手臂的前期成本。其中许多成本是可变的，并且取决于应用程序。例如，高度复杂的项目，由于实施和编程的难度，将具有更高的集成成本。更危险的应用可能需要更多的安全硬件。

机器人项目带有沉重的价格标签。在计算关节机器人的投资回报 (ROI) 时，应考虑所有这些成本。然后，您必须考虑从流程自动化中获得什么。这包括以下内容：

• 提高吞吐量
• 更一致的生产质量
• 提高效率
• 降低成本

您甚至可以决定包括一些定性因素，如减轻伤害风险或其他生活质量改善。应权衡这些利弊，以提供 ROI 图片。这应该有助于您就自动化项目做出明智的决定。

尽管成本高昂，但几十年来，制造商使用多关节机器人对其利润产生了积极影响。您可以搜索我们的供应商名录，开始与您附近的供应商联系并开始您的自动化之旅。