機(jī)器人有各種形狀和大小。但是，一些最受歡迎的機(jī)器具有六軸運(yùn)動(dòng)。

多功能設(shè)備可以從任何角度接近工件，并可以處理各種生產(chǎn)任務(wù)。這使它們成為需要復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用的理想選擇，例如從箱中拾取隨機(jī)定向的部件。

六軸機(jī)器人可以安裝在地板，桌子，墻壁，天花板或線性致動(dòng)器上。它們具有較高的有效載荷能力，以及寬闊的水平和垂直范圍。

傳統(tǒng)上，六軸機(jī)器人不像笛卡爾或SCARA機(jī)器人那樣快速和精確。這就是為什么他們經(jīng)常被降級(jí)到汽車廠的黑暗角落，他們主要用于焊接和噴漆應(yīng)用。這些機(jī)器很大，很嚇人，停留在一個(gè)地方，并在安全窗簾或圍欄后面工作。

今天，由于采用了新技術(shù)，六軸機(jī)器人開始出現(xiàn)在各種行業(yè)中，如家電，航空航天和電子行業(yè)。而且，它們被用于各種裝配任務(wù)，例如螺絲擰緊和粘接。

現(xiàn)在，這些機(jī)器比以往更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且易于編程。因此，即使是小型制造商也在投資六軸技術(shù)。

在一些工廠中，機(jī)器人開始取代輸送機(jī)和叉車。他們被搭載在自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)上以擴(kuò)展其范圍。移動(dòng)平臺(tái)可以輕松地在工廠地板上移動(dòng)，并在任何需要的地方使用機(jī)器人。

去年是美國機(jī)器人行業(yè)的破紀(jì)錄。由于裝配應(yīng)用增加了61%，汽車行業(yè)以外的需求不斷增長，需求比2015年增長了10%。

“機(jī)器人技術(shù)在提高生產(chǎn)力和產(chǎn)品質(zhì)量方面成為保持競(jìng)爭力的關(guān)鍵因素，機(jī)器人的使用正在增加，”機(jī)器人行業(yè)協(xié)會(huì)主席杰夫伯恩斯坦說。“我們預(yù)計(jì)這些趨勢(shì)將持續(xù)到未來。”

新一代

今天的六軸機(jī)器人與10年或15年前的機(jī)器人完全不同。這些機(jī)器更便宜，更易于使用，并且有比以往更多的選擇。它們也更緊湊。

“在過去十年左右，價(jià)格大幅下跌，”安川美國公司Motoman Robotics部門銷售高級(jí)總經(jīng)理Dean Elkins說?！敖裉斓臋C(jī)器人比十年前便宜25%左右。與此同時(shí)，可編程性變得更加容易。例如，教導(dǎo)吊墜現(xiàn)在更加直觀?！?/span>

Motoman最新的六軸機(jī)器人之一是HC10，它具有速度和力限制設(shè)計(jì)，使機(jī)器可以安全地靠近人類。

“利用簡單的導(dǎo)學(xué)教學(xué)，可以快速部署或按需重新部署，”Elkins說?！癏C10可輕松適應(yīng)不斷變化的需求，并可與現(xiàn)有的自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)施集成?！?/span>

高度可配置的機(jī)器提供10千克的有效載荷和1,200毫米的范圍。它可以執(zhí)行各種材料處理，機(jī)器管理或輕型裝配任務(wù)。

“機(jī)器人現(xiàn)在更快，更準(zhǔn)確，更小，更便宜，具有更高的可靠性，”TM機(jī)器人公司的首席執(zhí)行官奈杰爾史密斯說道，該公司主要銷售東芝機(jī)器的產(chǎn)品系列。“與過去的產(chǎn)品相比，這些機(jī)器現(xiàn)在被視為商品而非奢侈品?！?/span>

實(shí)際上，史密斯表示，許多制造商不再受六軸機(jī)器人的威脅。

“今天，他們需要堅(jiān)固，高精度的機(jī)器人，適用于高速裝配和材料處理應(yīng)用，”他指出?！八麄円财诖S機(jī)器人提高靈活性。

“制造商正試圖將越來越多的功能集中到單個(gè)單元中，因此機(jī)器人越靈活，就越有可能幫助滿足這些需求，”史密斯說?！傲S機(jī)器人比傳統(tǒng)的龍門式機(jī)器具有更高的靈活性。

“隨著越來越多的客戶希望安裝自動(dòng)化系統(tǒng)，六軸機(jī)器人的靈活性和靈活性解決了許多問題，并在汽車和醫(yī)療等眾多行業(yè)中實(shí)現(xiàn)了更高的效率，”史密斯解釋道。

在本月早些時(shí)候在芝加哥舉行的Automate展會(huì)上，東芝推出了一系列名為TVM系列的新型六軸機(jī)器人。

“對(duì)于制造商來說，這是一種經(jīng)濟(jì)高效，節(jié)能，易于選擇的選擇，”史密斯說?！斑@個(gè)系列是為[制造商]制造的，它們正在尋找輕型到中型的機(jī)器人來執(zhí)行任務(wù)而不會(huì)過于昂貴或犧牲速度。”

更小的足跡

為了滿足性能和生產(chǎn)率目標(biāo)，越來越多的制造商正在尋找易于安裝的機(jī)器人，其周期時(shí)間短，可以在狹小的空間內(nèi)使用，但與附近的工人一起操作是安全的。憑借新材料和新技術(shù)，現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)密集的機(jī)器人單元以節(jié)省昂貴的地面空間。

“六軸機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展得很明顯，并且[現(xiàn)在]與過去相比有很大不同，”Comau Robotics銷售和營銷主管Tobias Daniel說。“他們能夠執(zhí)行比過去更多的任務(wù)。

“這需要[機(jī)器人供應(yīng)商]提高性能，改進(jìn)用于構(gòu)建機(jī)器人的材料并改變[機(jī)器]的尺寸。今天，除了占據(jù)工廠的大型機(jī)器人外，我們還發(fā)現(xiàn)了由輕質(zhì)材料制成的緊湊型小型六軸機(jī)器。

Comau的最新產(chǎn)品Racer5采用鋁制臂，可處理重達(dá)5公斤的有效載荷。這款小型機(jī)器人專為在有限空間內(nèi)進(jìn)行高速裝配和取放應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

“制造商繼續(xù)減少機(jī)器人手臂的質(zhì)量，以提高機(jī)器人的加速度和速度，同時(shí)保持有效負(fù)載能力，”川崎機(jī)器人美國公司產(chǎn)品和高級(jí)工程總監(jiān)Samir Patel解釋說?！巴ㄟ^優(yōu)化機(jī)械臂設(shè)計(jì)，機(jī)器人的足跡減少了多達(dá)40%?！?/span>

“今天，六軸機(jī)器人設(shè)計(jì)緊湊，速度更快，更精確，”愛普生機(jī)器人應(yīng)用工程經(jīng)理Phil Baratti補(bǔ)充道?！八麄冞€在使用新的驅(qū)動(dòng)技術(shù)來管理更高的有效載荷，同時(shí)保持剛性。

“我們?cè)谒挟a(chǎn)品中添加的功能包括細(xì)長設(shè)計(jì)和增加俯仰軸的旋轉(zhuǎn)功能，”Baratti指出?！拔覀円呀?jīng)削減了機(jī)器人上的材料，允許在關(guān)節(jié)2,3和5上增加旋轉(zhuǎn)范圍，同時(shí)保持手臂結(jié)構(gòu)的完整性。

“這使得客戶可以通過減少最靠近機(jī)器人底部的死空間來增加整體工作空間，并允許手臂在兩個(gè)和三個(gè)關(guān)節(jié)之間拉近，而關(guān)節(jié)五到關(guān)節(jié)四，”Baratti解釋說。 ?！懊恳粋€(gè)額外的運(yùn)動(dòng)程度都有助于狹小的空間應(yīng)用。”

愛普生的工程師在開發(fā)新的Flexion N2機(jī)器人時(shí)考慮到了這一點(diǎn)。緊湊的手臂具有獨(dú)特的折疊能力，可以自行折疊。這減少了中間點(diǎn)的數(shù)量并縮短了周期時(shí)間。因此，與標(biāo)準(zhǔn)六軸機(jī)器人相比，該機(jī)器所需的工作空間減少了40%。它擁有450毫米的有效載荷和3千克的有效載荷。

“這種獲得專利的折疊臂技術(shù)在自動(dòng)化行業(yè)從未有過見過，”Baratti說?！芭c市場(chǎng)上任何其他六軸機(jī)器人不同，F(xiàn)lexion N2具有獨(dú)特的緊湊空間運(yùn)動(dòng)能力，可以保持手臂四肢不受影響，最大限度地提高運(yùn)動(dòng)效率，縮短周期時(shí)間。

“由于空間限制，以前無法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，”Baratti指出。“在醫(yī)療和電子行業(yè)中，有幾種應(yīng)用需要極高的精度和靈活性，以便在非常緊湊的環(huán)境中處理小零件。”

六軸機(jī)器人的另一個(gè)趨勢(shì)是移動(dòng)性。一些供應(yīng)商正在將機(jī)器人技術(shù)與AGV合并。

“通過將機(jī)器人連接到AGV背面，機(jī)器變得不受束縛，”Yaskawa Motoman的Elkins說?！拔覀冋J(rèn)為它是一種無錨的輸送機(jī)。

“這使得工程師可以創(chuàng)建一個(gè)環(huán)境，讓機(jī)器人可以為多臺(tái)機(jī)器提供服務(wù)，從多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行選擇或在多個(gè)工作站執(zhí)行多個(gè)裝配操作，”Elkins補(bǔ)充說?！斑@有助于釋放通常可能被輸送機(jī)阻擋的地面空間?！?/span>

Yaskawa Motoman最近推出了YMR12。它是Motoman MH12F機(jī)器人和OTTO Motors的OTTO 1500自動(dòng)駕駛車的組合，該機(jī)器人具有12千克的有效載荷，其擁有1,500千克的有效載荷。

“這個(gè)完全自主的平臺(tái)可以在整個(gè)[工廠]執(zhí)行多項(xiàng)物料搬運(yùn)操作和物流任務(wù)，并可以通過無線直接連接到PLC與其他機(jī)器進(jìn)行通信，”Elkins說?！癥MR12配備了視覺系統(tǒng)和自適應(yīng)抓手。它為使用固定機(jī)器人站的傳統(tǒng)方法提供了一種可行的替代方案。“

人機(jī)協(xié)作

協(xié)同機(jī)器人是自動(dòng)化行業(yè)中最熱門的趨勢(shì)。事實(shí)上，該技術(shù)在芝加哥最近的Automate展會(huì)上主導(dǎo)了展廳和教育會(huì)議。

配備最先進(jìn)傳感器技術(shù)的新一代機(jī)器允許機(jī)器人與人類并排操作。與傳統(tǒng)的六軸機(jī)器人不同，協(xié)同機(jī)器重量輕，靈活，可以輕松移動(dòng)和重新編程以解決新任務(wù)。它們需要很少或沒有安全屏障，這會(huì)占用寶貴的工作臺(tái)和地板空間，妨礙設(shè)備進(jìn)入并降低生產(chǎn)率。

一家利用協(xié)作機(jī)器人的力量的制造商是惠而浦公司(Whirlpool Corp.)。它的幾家美國工廠已將這些機(jī)器添加到他們的裝配線上。它們用于重復(fù)性任務(wù)，以及需要精確的應(yīng)用程序，例如在精確位置應(yīng)用相同數(shù)量的膠水。

惠而浦正在使用Universal Robots提供的六軸機(jī)器人手臂。

“協(xié)作機(jī)器人讓我們變得更加靈活，”高級(jí)工程師兼自動(dòng)化領(lǐng)導(dǎo)Eric Howe說?！耙?yàn)樗鼈兎浅Ｐ∏奢p便，如果需要，它們可以輕松移動(dòng)。它們比傳統(tǒng)機(jī)器人更容易編程，從而節(jié)省時(shí)間。并且，與其他技術(shù)相比，它們相對(duì)便宜。

“添加機(jī)器人使我們的員工能夠?qū)Ｗ⒂谛枰哒J(rèn)知技能的任務(wù)，”Howe補(bǔ)充說。“我們正在內(nèi)部開發(fā)用戶界面，以便在我們繼續(xù)實(shí)施時(shí)，我們可以靈活且自給自足?！?/span>

另一家在其裝配線上成功部署協(xié)作機(jī)器人的制造商是寶馬。在德國萊比錫的汽車制造商工廠，輕型機(jī)器人與人工裝配商密切合作。它沿著擋風(fēng)玻璃的邊緣分配粘合劑。安全傳感器始終監(jiān)控功能，如果檢測(cè)到障礙物，則立即停止過程。

“[協(xié)作機(jī)器人]在安全圍欄背后的[機(jī)器人傳統(tǒng)工作領(lǐng)域]越來越普遍，”寶馬公司生產(chǎn)計(jì)劃，工具制造和工廠工程主管Christian Dunckern說?！八麄兊撵`活性，適度的空間要求和高水平的安全性使人們可以進(jìn)入以前不受限制的區(qū)域。

“由于廣泛的應(yīng)用范圍，輕型機(jī)器人在傳統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域開辟了新的潛力，并為[工程師]提供了更多的實(shí)施改進(jìn)的余地，”Dunckern補(bǔ)充道。

智能控制系統(tǒng)，加上計(jì)算能力和安全系統(tǒng)的進(jìn)步，使人機(jī)協(xié)作成為現(xiàn)實(shí)。

史陶比爾機(jī)器人公司的北美汽車部門經(jīng)理保羅·迪迪說：“過去，機(jī)器人只能被用于我們所謂的愚蠢，骯臟和危險(xiǎn)的任務(wù)中，使人類免于執(zhí)行這些類型操作的苦差事。” “今天，能夠利用先進(jìn)的傳感器來了解機(jī)器人周圍發(fā)生的事情并使機(jī)器人做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，并且絕對(duì)安全，這是對(duì)機(jī)器人控制技術(shù)發(fā)展水平的巨大進(jìn)步?！?/span>

在最近的Automate展會(huì)上，史陶比爾推出了其TX2系列六軸機(jī)器人及其CS9控制器。機(jī)器人有六種不同型號(hào)可供選擇，可處理2至15公斤的載荷，可達(dá)515至1,450毫米。

“隨著TX2系列和CS9安全控制系統(tǒng)的推出，史陶比爾開啟了人機(jī)協(xié)作的新篇章，”Deady說道?！皺C(jī)器人每個(gè)軸都有一個(gè)單獨(dú)的安全數(shù)字編碼器和一個(gè)集成的安全板。所有安全功能均符合最高安全等級(jí)SIL3 / PLe的嚴(yán)格要求?！?/span>

為確保最大安全性，機(jī)器人的每次移動(dòng)都由傳感器監(jiān)控。此外，機(jī)器人的所有坐標(biāo)，以及它的速度和加速度都是實(shí)時(shí)記錄的。

“一般來說，機(jī)器人要么專門為速度和精度而設(shè)計(jì)，要么必須遠(yuǎn)離人群，或者它們是為安全地在人們周圍工作而建造的，但它們會(huì)降低速度和精度，”Deady說?！笆褂梦覀兊男聶C(jī)器人，沒有必要做出這樣的選擇。

“我們提供的獨(dú)特之處在于，同一個(gè)機(jī)器人能夠以一種模式運(yùn)行，使人們可以安全地工作，或者在完全生產(chǎn)模式下工作，”Deady解釋道。“[制造商]能夠在適當(dāng)?shù)那闆r下動(dòng)態(tài)切換這兩種模式，使用傳感器來了解機(jī)器人周圍發(fā)生的事情。”

大小極端

六軸機(jī)器人也越來越大。在一個(gè)極端，有大型機(jī)器可以提升超重負(fù)載。另一方面，小型桌面單元可以執(zhí)行許多與其兄弟姐妹相同的功能。

大型物料搬運(yùn)機(jī)器人是移動(dòng)汽車，拖拉機(jī)和卡車車架，船體和重型航空航天結(jié)構(gòu)的理想選擇。它們消除了對(duì)架空龍門起重機(jī)和起重機(jī)的需求。

目前，ABB，F(xiàn)anuc和川崎正在進(jìn)行一場(chǎng)重量級(jí)的爭奪世界上最大和最強(qiáng)機(jī)器人的稱號(hào)。

ABB的IRB 8700可達(dá)3.5米，可處理高達(dá)800公斤的有效載荷。Fanuc的M-2000iA / 1700L可以舉起重達(dá)2,300公斤的物體，最大可達(dá)4.6米。同時(shí)，川崎的MG15HL可以容納高達(dá)1,500公斤的有效載荷。它擁有4米的水平和垂直范圍。

IRB 8700在最近的Automate展會(huì)上首次亮相北美。它通過攜帶四個(gè)70英寸視頻屏幕和一個(gè)帶有交互式顯示屏的50英寸投影儀讓與會(huì)者驚嘆不已。功能強(qiáng)大的機(jī)器配備了ABB的SafeMove2機(jī)器人監(jiān)控軟件。

“IRB 8700用于碼垛應(yīng)用以及在汽車廠周圍移動(dòng)車身，”ABB機(jī)器人公司裝配和測(cè)試業(yè)務(wù)部經(jīng)理Nicolas De Keijser說?！皺C(jī)器人自動(dòng)調(diào)整并調(diào)整其速度，以適應(yīng)重型和寬型部件。

“每個(gè)軸只有一個(gè)電機(jī)和一個(gè)齒輪，而這個(gè)尺寸級(jí)別的大多數(shù)其他機(jī)器人都使用雙電機(jī)和齒輪，”De Keijser補(bǔ)充道。“更少的部件和更短的循環(huán)時(shí)間使機(jī)器在其有效載荷范圍內(nèi)比任何類似的機(jī)器人快25%?！?/span>

本月早些時(shí)候芝加哥McCormick Place展出的最引人注目的機(jī)器之一并不是一個(gè)龐大的龐然大物。相反，它是來自一家名為Mecademic Inc.的加拿大創(chuàng)業(yè)公司的Meca 500，它聲稱它是世界上最小的六軸機(jī)器人。

臺(tái)式裝置重量不到5千克，有效載荷為0.5千克，重復(fù)性為0.005毫米。潛在的裝配應(yīng)用包括電子，醫(yī)療設(shè)備和制表。

“它不僅是其他任何小型工業(yè)機(jī)器人手臂的兩倍，而且沒有龐大的控制器柜，也沒有厚厚的纏繞電纜，”l'Ecole de控制與機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任Ilian Bonev博士說。蒙特利爾的Technologie Superieure(ETS)和Mecademic的聯(lián)合創(chuàng)始人。“它的控制器完全嵌入其手掌大小的底座中。

“與幾乎所有其他工業(yè)機(jī)器人不同，我們將[機(jī)器]設(shè)計(jì)為一個(gè)組件，而不是復(fù)雜的獨(dú)立系統(tǒng)，”Bonev指出?！拔覀冞€設(shè)計(jì)了一個(gè)非常簡單的通信協(xié)議，其中包含少于50個(gè)專有命令。

“我們正在滿足對(duì)狹窄空間內(nèi)小部件精確，精細(xì)操作的日益增長的需求，”Bonev聲稱?！爱a(chǎn)品越來越小，需要尊重嚴(yán)格的公差。工廠缺乏空間，需要更加節(jié)能。

“因此，我們實(shí)現(xiàn)了以前幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的全新應(yīng)用，產(chǎn)品和發(fā)現(xiàn)，”Bonev說?！坝捎诳臻g不足，我們的大多數(shù)客戶都無法完成任務(wù)?！?/span>

愛普生六軸機(jī)器人優(yōu)勢(shì)：

高性能

業(yè)界領(lǐng)先的循環(huán)時(shí)間

比競(jìng)爭對(duì)手SCARA機(jī)器人更快速

在保持最快循環(huán)時(shí)間的同時(shí)，負(fù)載高達(dá)3千克

較高的重復(fù)定位精度，符合客戶期許

纖細(xì)線性機(jī)體設(shè)計(jì)和超緊湊手腕提供最大的靈活性

一流的運(yùn)動(dòng)范圍，能達(dá)到其他小機(jī)器人無法夠到的區(qū)域