前 12 名工业机器人应用和用途
工业机器人现在在全球众多工厂、仓库和部门中随处可见。探索当今使用它们的多种方式。
如今，机器人实际上有数百个用例。在本文中，您可以找到最常见的。
每个部分都有几个子类别。例如，在“加工和剪切”部分下，有机器管理和装载机器人、铣削机器人、钻孔机器人等子部分。
内容：
- 组装和分配
- 搬运和拣货
- 加工和切割
- 焊接和焊接
- 铸造和成型
- 整理和打磨
- 绘画和涂层
- 清洁与卫生
- 物流和仓储
- 包装和码垛
- 检验和质量控制
- 收获
- 如何找到合适的机器人解决方案
当然，适合机器人的完整任务列表要大得多。可以在此图表中找到其中大部分的概述：
组装和分配
将小零件组装成更大的单元是制造过程的关键部分。以前，人类的灵巧性、视觉和智力的结合是完成这种组装的唯一方法。最近的技术进步使机器人可以完成其中的许多任务。由于许多组装过程需要粘合剂，因此可以分配粘合剂的机器人是一项相关技术。
通常，装配机器人固定在地板或高架支架上，不能改变其位置。许多组装和点胶机器人都是 XYZ 或笛卡尔配置。更先进的系统将采用六轴机器人，比 XYZ 机器人可以更自由地移动。
组装机器人
汽车行业是最早采用工业机器人进行组装的行业之一。今天，装配机器人的应用远远超出了汽车领域。对小零件的高速机器人组装的需求不断增长。机器人组装的准确性和速度通常意味着比使用人工可以实现的更高的吞吐量和更高的精度。
点胶机器人
点胶机器人在各种应用中涂抹粘合剂和密封剂。这些可以包括将部件紧固在一起、将部件封装在密封剂中等等。胶水和环氧树脂分配等较小的工作需要紧凑的高速机器人。汽车行业中常见的大型应用使用更重的有效载荷机器人。
属于装配和分配类别的一些其他机器人包括钉钉和装订机器人、铆接机器人、拧螺丝机器人以及布线和布线机器人。
搬运和拣货
在仓库内运输货物或从手提箱中取出物品并将其放入运输容器的机器人是搬运和拣选机器人的示例。随着电子商务的兴起，对可以拣选和履行订单的机器人的需求越来越大。
物料搬运机器人
在仓库和工厂中，最常见的任务之一是运输货物。研究表明，许多工业操作人员一天中的大部分时间都在步行、推车或驾驶叉车等工业车辆。这些活动的附加值很低，因此很适合自动化。
自动驾驶叉车越来越受欢迎。不仅有利于减少运输货物所需的劳动力，而且还有一个安全问题。全世界每年有数百人因叉车死亡，数千人因这种物料搬运设备受伤。自动驾驶叉车采用各种传感器来防止事故发生。
自主移动机器人 (AMR) 不仅包括叉车等较大的自主车辆，还包括较小的手推车。将货物从拣货员运送到包装站是仓库中 AMR 的常见用途。长期以来，使用移动皮带或旋转滚筒的输送机系统一直用于在设施内运输货物。然而，输送机系统的灵活性有限，重新配置许多输送机系统变得非常昂贵和耗时。 AMR 非常灵活，因为一旦它们制作了设施地图，它们就可以从一个目的地行驶到另一个目的地，并自动避开沿途的障碍物。
液体搬运机器人
医学样品测试、液体化学成分分析和生物实验是需要每天重复移液的三种应用。移液是将少量液体吸入注射器并将精确数量的液体转移到第二个容器中的过程。
实验室和医疗技术人员每天可能要花费数小时进行移液。这是一个重复的手动过程，很容易出错。
制药公司需要将精确数量的液体分配到容器中，以生产滴眼液、鼻腔喷雾剂和各种液体药物。
液体处理机器人可以自动化这些流程，从而提高吞吐量、准确性和可追溯性。
拾放机器人
这可能是机器人在制造业中最常见的应用。这些机器人可以装载和卸载加工机器，从输送线上取出零件并将它们放入手提箱或运输容器中，并将零件从随机到有序格式进行分类。
这种机器人一般在变量数量较少时使用。例如，同一类零件从流水线上下来，需要放入托盘、堆叠或订购。
由于要处理的对象种类很少，因此臂端工具 (EoAT) 更加直接。在制造环境中，要拾取和放置的物体具有预定的尺寸、形状、质地和重量。因此，可以针对特定物品优化机器人需要使用的夹持器类型，并且可以更容易地确定机器人的夹持力。
订单拣选机器人
仓库和配送中心需要从货架或手提袋中挑选选定的物品，并将它们放入运输容器中以完成订单。直到最近，这还需要人们找到物品、捡起它们并进行放置。
作为迈向全自动化的中间步骤，自主移动机器人 (AMR) 可以在货物被人从货架上取走后将货物运送到包装站。或者，在称为“货到人”的方案中，整个货架单元从下方拾起并由 AMR 运送到静止的人处，然后该人从货架上挑选物品以完成订单。亚马逊在 YouTube 上有很多视频展示了这种机器人辅助的订单拣选过程。
机器人全自动拣选有时被称为订单拣选的“圣杯”。这种机器人非常复杂，最近才面世。这是因为机器人将遇到的商品种类繁多。
设计一种可用于拿起棒球帽、一袋薯片、一个杠铃和一个塑料袋的抓手已被证明是非常具有挑战性的。机器人必须能够处理几乎无限变化的物品，包括重量、形状、大小、方向和质地。它必须能够根据某物的脆弱性、重量和其他因素来改变其抓握的力度。它还必须改变它接近物品以捡起它的方向，具体取决于对象的定位方式。
人工智能 (AI) 和计算机视觉的进步，以及新型抓手，现在正在使完全自动化的订单拣选成为现实。
其他一些属于搬运和拣选类别的机器人包括堆垛机器人、卡车装卸机器人、集装箱清空机器人和卸垛机器人。
加工和切割
在制造或机床车间环境中，有许多重复的操作可以使用机器人实现自动化。
机器管理和装载机器人
机器管理机器人将工件插入机床并在操作完成后取出零件。一个典型的循环包括机械臂从托盘中抓取空白零件，将其插入机器，等待操作完成，然后取出成品并将其放置在同一个托盘上，或者可能是不同的托盘上。
考虑自动化机床有几个原因。机器管理和装载往往是高度重复和单调的。这意味着有时人们并没有像他们应该的那样密切关注他们正在做的事情，这会增加工人受伤的可能性。此外，机器照管通常会暴露在恶劣的工作条件下，包括灰尘、有害烟雾和空气中的小颗粒。使用机器人来操作机器可以降低或消除操作员受伤的风险。此外，操作的吞吐量通常可以显着增加，具有更高的可重复性和更高的质量。
铣削机器人
使用铣床将材料从“空白”件上切割下来并塑造成成品是最常见和必不可少的工业操作之一。随着 1960 年代 CNC（计算机数控）的出现，铣床变得越来越自动化。
铣削机器人将 CNC 自动化提升到一个新的水平，允许自动更换工具和无人值守操作。使用机器人进行铣削可以提高操作的精度和灵活性，减少缺陷零件的数量，并提高工人的安全性。改善工作条件有助于留住员工。
钻孔机器人
手动钻孔是一项繁重且通常危险的工作。与手动钻孔相比，机器人钻孔具有更高的精度和更高的可重复性。吞吐量增加，工人可以腾出时间专注于更有价值的工作。
铣削和钻孔的相似之处在于都涉及臂端工具 (EoAT)，旨在通过旋转和切割从工件上去除材料。因此，有时将这两种操作合并为一个机器人。机器人手臂可以自动换刀，在铣削和钻孔之间来回切换。
为了说明机器人钻孔机的灵活性，请考虑“攻丝”过程。加工金属时，通常需要在孔的内部添加螺旋螺纹，称为攻丝。钻孔机器人可以在工件上钻孔，更换刀具，然后进行攻丝操作。
激光切割机器人
对于许多应用，激光切割可以代表优于机械切割的解决方案。激光切割提供了更小的材料翘曲机会，并且可以提高精度，因为进行切割的激光束不会随着使用而变钝。
有些材料在不使用激光的情况下很难甚至不可能切割。事实上，生产中使用的第一台激光切割机是在金刚石模具上钻孔。
随着激光变得越来越强大，它们可以切割更厚的材料。但是，例如，在切割厚钢板时，等离子切割可能仍然是更具成本效益的解决方案。
等离子切割机器人
等离子切割从等离子焊接演变而来，始于 1960 年代。到了80年代，它成为切割钣金和钢板的有效方法。等离子切割比更传统的、磨蚀性的“金属对金属”方法更具优势。它不会产生金属碎屑，而且切割更精确，边缘更干净。然而，早期的等离子切割机通常仅限于切割板材，因为 CNC 只允许在两个方向上移动。
机器人等离子切割系统可以提供六个自由度的运动，非常灵活的操作和复杂切割的可能性。
水刀切割机器人
顾名思义，水刀切割机使用强大的高压水射流来切割各种材料。由于喷嘴可以小到 0.002 英寸（0.051 毫米），因此水刀切割机可以执行高精度切割，包括圆形和锐利的内角。
对于塑料、橡胶和木材等较软的材料，高压水射流就足够了。对于较硬的材料，例如金属、石头或玻璃，可以在水射流中添加研磨材料。水射流切割的优点之一是没有“热影响区”，这是某些材料在热影响下容易翘曲和变形的重要考虑因素。
使用水刀切割的机械臂可以创建错综复杂的物体。具有六个自由度的机器人可以从任何方向接近材料，为用户提供了极大的灵活性。
使用控制水射流切割机的机械臂可以提高质量、可重复性和生产率。
一些属于加工和切割类别的其他机器人包括切割机器人、切割机器人、切割机器人以及其他执行切割、轻咬、开槽、穿孔和修剪的机器人。
焊接与焊接
弧焊机器人
电弧焊通过使用电力将金属加热到其熔点来将金属片连接在一起。当熔化的金属冷却时，它们永久地连接在一起，并且连接处是气密的。弧焊是灵活的，允许将平板、管和棒连接在一起，并且焊缝可以位于工件表面的任何位置。此外，电弧焊可用于多种金属，包括铜、铝和铜合金。与 MIG 焊相比，电弧焊可以在户外进行。
由于该过程涉及高温，因此焊工必须佩戴护目镜、特殊手套和其他防护装备。
许多弧焊任务可以使用机器人实现自动化，机器人弧焊发展迅速。今天，大约 20% 的工业机器人焊接应用是电弧焊。执行弧焊的机器人手臂意味着更高的可重复性和准确性。使用机器人弧焊还可以降低操作员受伤的风险。
点焊机器人
点焊使用将金属夹在一起并使电流通过工件的电极将相对较薄的钢物体连接在一起。点焊速度快，可将两块钢材均匀高效地连接在一起。它经常用于流水线生产，因为它具有成本效益、节能和快速的特点。点焊不能用于较厚的金属，因为它不会穿透形成牢固的结合。
机器人点焊常用于汽车行业，与手工焊接相比，生产速度大大提高，重复性和质量也更高。工人的安全也得到了改善。
MIG 焊接机器人
MIG（金属惰性气体）焊接涉及三个要素：电产生的热量、填充连接区域的电极以及暂时保护焊缝免受空气影响的惰性气体。电极是从线轴送入的金属丝。操作员监控用于连接两种金属的电极数量。这根线或填充物将两部分粘合在一起。
MIG焊接一般不在室外进行，因为任何风都会干扰惰性气体的屏蔽效果。
MIG 焊接过程可以使用机器人实现自动化。机器人 MIG 焊接可提高生产率和降低成本，并提高工人的安全性。
激光焊接机器人
激光焊接使用激光束将工件连接在一起。与使用填充物将两块金属连接在一起的电弧焊不同，激光焊会产生金属与金属的直接结合。激光焊接的结合比传统的电弧焊要干净得多。电弧焊会留下焊渣，这是焊缝周围硬化的多余填料，必须通过研磨或锉削去除。因此，激光焊接之后需要较少的处理。
激光焊接不适合厚、重的工件，也不是所有种类的金属都可以使用激光焊接。然而，MIG焊接和激光焊接可以组合成一个可以克服这一限制的激光混合系统。
激光焊接非常适合自动化，因为激光束的宽度、穿透工件的深度以及光束的路径和速度都可以精确控制。
焊接机器人
焊接是通过将熔化的填充材料（焊料）放入接头中将物品连接在一起的过程。填充材料的熔化温度低于工件。与焊接不同，焊接不涉及熔化要连接的部件。
焊接提供了合理的永久结合，但可以通过重新熔化焊料来逆转。焊接使用的例子包括管道中的铜管，以及电子产品、珠宝和医疗器械。
机器人焊接站的范围从用于相对较低产量的小型台式工作站到处理非常高生产率的大型系统。机器人系统可提高生产率、精度和可重复性。
一些属于焊接和焊接类别的其他机器人包括钎焊机器人、电阻焊机器人和固态焊接机器人，以及使用扩散、摩擦、磁脉冲、电子束和电子束连接物品的机器人。红外线焊接技术。在此处了解有关机器人焊接的更多信息。
铸造和成型
铸造是通过将液态金属注入以要制造的物体的形式成形的模具或型腔中来形成金属物体的过程。成型与铸造类似，但使用的材料通常是塑料，但也可以使用其他类型的材料。成型通常比铸造快。
压铸机器人
压铸非常适合同时制造许多复杂且不同的工件设计。但是，它通常不涉及大型零件的创建。具有高熔点的材料，如钢，不适合压铸。典型的材料包括锌、铜、镁。
机械臂可以自动从模具中取出工件，将工件放入冷却槽中，去除多余的材料，然后将其放置在传送系统上。当零件从模具中出来时，它们非常热，通常通过将它们放入水中来冷却。带锯通常用于切割不需要的和多余的材料。这些过程使人类操作人员面临危险。使用机器人来执行这些操作对操作员来说更安全，也更少疲劳。提高了吞吐量并提高了生产力。
注塑机器人
即使在高产量的情况下，注塑成型也能提供准确的结果。注塑模具的制造成本可能很高。
注塑成型的机器人自动化包括从模具中取出零件，修剪多余的材料，丢弃多余的材料，并将完成的工件放入垃圾箱或传送带系统。与压铸一样，在注塑成型过程中使用机器人可提高生产率并提高安全性。
属于铸造和成型类别的其他一些机器人包括用于离心铸造、连续铸造、蒸发模式铸造、永久型铸造、砂型或石膏型铸造、壳型成型和真空成型的机器人。
整理和打磨
许多工业过程，如钻孔、铸造、压铸和焊接，都会留下不需要的材料或产生参差不齐或锋利的边缘。为了获得所需的成品，必须去除这种不需要的材料。这是整理和打磨的工作。
去毛刺机器人
去毛刺通常通过特殊成型的旋转钻头从工件上去除不需要的材料。通常，工件在去毛刺操作中是静止的，而去毛刺机在零件周围移动。手动去毛刺是重复的、单调的、累人的。去毛刺机器人不会疲劳，并且比手动去毛刺更快、更精确、可重复性更高。
研磨机器人
工业研磨操作从零件中去除多余或不需要的材料。在大多数磨削应用中，磨床是静止的，零件或工件被移动，以各种角度和适当的压力接触磨削表面，以达到预期的效果。
机械臂可重复、准确且不知疲倦地执行研磨操作。
抛光机器人
抛光操作会产生光滑或有光泽的表面。有时抛光过程使用软布或抛光盘，例如抛光光滑的金属或塑料片。在其他情况下，玻璃和石头等材料会使用研磨材料进行抛光，这些材料可能从粗粒开始，然后逐渐变细。
机器人抛光可以精确测量施加的力，并以高精度重复运动，提供一致和高质量的结果。
涂装
工业喷漆和涂层是将油漆或其他涂层涂在工件上的过程。在制造中，要涂漆或涂层的零件在形状和尺寸方面都有明确的定义，因此涂漆和涂层操作具有高度重复性。
因此，喷漆和涂层操作非常适合机器人自动化。结果一致，质量高，机器可以连续工作，没有中断，除了定期维护外，没有停机时间。通过使用机器人技术，工人不必暴露在有害烟雾或过喷中，安全性也得到了提高。
绘画机器人
涂装机器人领域的新条目包括可用于建筑或家庭装修项目的机器人。有些是电池供电的，设计用于在新建筑中粉刷墙壁，而另一些则依靠外部电源并通过软管提供油漆。机器人绘画比手动绘画快 30 倍之多，结果更一致。
建筑涂装机器人可用于通过消除脚手架的需要来降低更高建筑物的涂装成本。这些机器人使用吸力爬上结构的墙壁，可以喷洒或使用刷子或滚筒。
喷漆机器人
工业喷漆机器人已在汽车制造中使用了数十年。这些早期的机器人画家是液压的，这使得它们既笨重又昂贵。现代喷漆机器人更轻、成本更低，因此即使是相对较小的组织也可以使用。工业喷漆机器人可以在喷头和工件之间保持精确的距离，以及喷嘴的移动速度，这两者对于避免流淌和滴落都至关重要。准确调节压力和流量对于保持一致的结果很重要。所有这些都由工业喷漆机器人完成，给出了高质量的结果。
涂装机器人
工业过程中使用了各种各样的涂料，从保护性到装饰性。一些涂层赋予特殊的特性，例如电阻、防滑表面或相反的不粘表面。
通常，这些涂层过程可以通过机器人实现自动化，因为可以精确控制机器人运动。与手动流程相比，机器人具有一致性、准确性和速度优势。
属于精加工和砂光类别的其他一些机器人包括用于砂带、喷砂、磁场辅助精加工、喷砂、抛光、研磨、磨锐、振动精加工、电镀和主轴精加工的机器人。
清洁与卫生
保持清洁的工业设施对于产品质量以及在那里工作的人员的安全和卫生都很重要。清洁的过程往往是重复的，不是很有趣。因此，机器人越来越多地用于清洁应用。
清洁机器人
工业地板清洁机器人可以自主穿过设施并清洁地板。他们有一个他们需要旅行和清洁的空间的内部地图，以及使他们能够避开人、叉车、家具和其他障碍物的传感器。
一些清洁机器人专门从事湿式清洁过程，包括涂蜡，还有一些使用刷子收集碎屑。
消毒机器人
旨在对表面进行消毒的自主移动机器人可在市场上买到。它们可以安全地穿过走廊，并且足够聪明，可以避免与人或其他移动物体发生碰撞。一些机器人使用机械臂与表面进行物理接触，并随身携带清洁液。其他清洁机器人将表面暴露在紫外线 (UV) 辐射下，从而对其进行消毒。
工业机器人吸尘器
使用工业机器人吸尘器可以自动清除工业设施中的灰尘和碎屑。某些型号提供自动卸料区，机器人在该区将收集到的污垢清空到容器或斜槽中。降低劳动力成本，彻底、一致、可靠地完成清洁是使用工业机器人真空吸尘器的一些优势。
物流与仓储
仓库机器人
在仓库或配送中心运行的机器人可用于自动执行各种任务，包括订单拣选、包装、分拣、贴标签和运输。到 2021 年，估计超过 80% 的仓库不使用自动化或机器人技术。预计这种情况会很快改变。自动导引车 (AGV) 和自主移动机器人 (AMR) 是增长最快的用于在仓库或配送中心内运输货物的机器人类别。
送货机器人
交付机器人有多种形状和尺寸，并且具有不同的功能。一些送货机器人旨在在城市环境中运送食物，看起来像带轮子的手推车。其他送货机器人看起来像人类，因为它们用两条腿走路，有手臂，头部被一个装满传感器的圆顶代替。有无人驾驶飞行器 (UAV) 递送机器人，可以将包裹运送给客户并将其放下。还有看起来有点像狗的四足送货机器人。自动驾驶汽车在某些部署为交付机器人的领域使用有限。在所有情况下，送货机器人的优势都很多，包括送货速度快、劳动力成本低和可靠性好。
属于物流和存储类别的其他一些机器人包括用于订单拣选存储、托盘存储、手推车运输、托盘运输和单件运输的机器人。
包装和码垛
包装和码垛是制造、仓库和配送中心常见的两种操作。随着更小包装趋势的继续，包装和码垛操作的重复性增加。这会对工人的健康和安全产生负面影响。为这些任务实施机器人技术可以提高生产力，并有助于保护操作人员免受工伤。
包装机器人
包装食品订单是一个快速增长的领域，机器人越来越能够轻柔地处理农产品和易腐烂物品。
包装机器人可以根据需要自动创建多种尺寸的盒子。
作为一个应用的例子，包装机器人可以自动将大线轴放入盒子中，首先插入底部塑料运输盖，最后安装顶部盖，然后密封盒子，然后贴上标签以进行运输。
这些只是包装机器人众多可能性的几个例子。
码垛机器人
码垛机器人可以以优化的方式将箱子和容器堆叠到托盘上。如果盒子里有各种不同的物品，可以使用人工智能，将较重的容器放在底部。箱子的方向可以使托盘上的箱子数量最大化。
用塑料收缩包装整个托盘以稳定运输也可以通过码垛机器人实现自动化。
属于包装和码垛类别的其他一些机器人包括用于装箱、卸垛、贴标签、防腐包装和药品包装的机器人。
检验和质量控制
一些质量控制问题是生死攸关的，因为出现故障的部件或安装不正确的部件可能会导致危及生命的情况。人工检查通常只有 80% 的准确率。机器人检测可以100%准确。
视觉机器人
当在工厂环境中与六轴机械臂结合使用时，可以定位相机以从任何所需角度查看零件。裂纹的存在、尺寸的测量和涂层的均匀性只是可以使用视觉机器人检查的几个特性。
有可以沿着石油和天然气行业的管道行驶的检查机器人，还有用于检查石油钻井平台和打捞作业的水下机器人。有空中无人机用于检查屋顶和其他高处。
一些检查机器人不使用视觉。 These robots might use a special End of Arm Tooling (EoAT) to measure dimensions or electrical resistance, to name but a few of the many possibilities.
Harvesting
Timely harvesting of fruits and vegetables is critical to ensure a high-quality product reaches the customer and to reduce spoilage and waste. Harvesting of grains and other crops is also time-sensitive and labor-intensive.
Harvesting Robots
Harvesting robots are equipped with special soft grippers that enable them to handle fragile crops without damage. Special vision systems are used to determine if a particular piece is ripe or not. Harvesting robots can relieve people from back-breaking, often hot, and uncomfortable labor. The robots increase the efficiency of the process and reduce labor costs. Read more about agricultural robots.
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