現(xiàn)在的制造企業(yè)多開始轉(zhuǎn)向智能制造，而其中引進(jìn)使用工業(yè)機(jī)器人就是多數(shù)人的選擇。工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用包括焊接、刷漆、組裝、采集和放置（例如包裝、碼垛和SMT）、產(chǎn)品檢測(cè)和測(cè)試等;所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和準(zhǔn)確性。多年來，從典型的拾取放置到高精度協(xié)作機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正在迅速發(fā)生變化，取得了驚人的進(jìn)步。

　　在工廠車間，您不會(huì)看到像波士頓動(dòng)力（Boston Dynamics）機(jī)器人那樣運(yùn)行或跳躍的機(jī)器人。但是您會(huì)看到它們以完美無誤地完成任務(wù)，讓工人從危險(xiǎn)，無聊和重復(fù)的任務(wù)中解放出來。

　　最近，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所指出，與制造產(chǎn)業(yè)最相關(guān)的四種機(jī)器人是鉸接式機(jī)器人、SCARA機(jī)器人、笛卡爾機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人。

　　一、鉸接式機(jī)器人

　　鉸接式機(jī)器人指有與我們的人手臂相似的關(guān)節(jié)式雙連桿布局的機(jī)器人。鉸接式機(jī)器人可以根據(jù)其具有多少個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)來分類，有些設(shè)備具有多達(dá)七個(gè)自由度。這些單元的機(jī)械復(fù)雜性使其相對(duì)昂貴，并且比其他類型的速度稍慢。

　　據(jù)InteractAnalysis報(bào)告，目前為止，鉸接式機(jī)器人依舊是占比最大的機(jī)器人類型。2019年，鉸接式機(jī)器人占全球出貨量的59.6％，預(yù)計(jì)到2023年將占總市場(chǎng)的57.5％。

　　鉸接式機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于它們可以繞過會(huì)阻塞其他類型機(jī)器人的障礙物。這些設(shè)備也許是當(dāng)今使用最普遍的類型，它們可用于：取放、點(diǎn)膠、打包、部件和焊接等。

　　二、SCARA機(jī)器人

　　SCARA機(jī)器人，即水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂機(jī)器人，它們可以沿x軸和y軸移動(dòng)，但手臂在Z軸方向具有剛性，沿z軸鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢?。因此，SCARA機(jī)器人具有選擇順應(yīng)性，此特性在一些組裝作業(yè)上有其優(yōu)勢(shì)：例如將一根圓銷插入圓孔中。

　　SCARA機(jī)器人，圖源：眾為興

　　SCARA機(jī)器人較少的自由度意味著具有較少電動(dòng)機(jī)，控制計(jì)算以及控制算法更加簡(jiǎn)單，所需的計(jì)算機(jī)功能更少。底座和要制造的零件之間的軸數(shù)較少，這也意味著累積的誤差會(huì)減少。

　　在工廠車間的機(jī)器人技術(shù)中，一個(gè)重要的考慮因素是，與基座本身占用的地面空間相比，機(jī)器人可以從基座工作多遠(yuǎn)，而SCARA機(jī)器人在這方面非常有優(yōu)勢(shì)，它通常在工廠車間占用的空間較小。

　　盡管SCARA機(jī)器功能相對(duì)有限，但總的來說，這是一個(gè)更快，更便宜，更準(zhǔn)確，更易于控制的機(jī)器人。

　　三、笛卡爾機(jī)器人

　　笛卡爾機(jī)器人，又稱直角坐標(biāo)機(jī)器人，它可直接沿叁個(gè)軸（長(zhǎng)度，寬度和高度）移動(dòng)。由于這種結(jié)構(gòu)固有的堅(jiān)固性，因此可以在最重的負(fù)載下使用。

　　直角坐標(biāo)機(jī)器人和SCARA機(jī)器人之間的區(qū)別在于在z軸上移動(dòng)的能力。兩者相比，SCARA的反應(yīng)會(huì)比較快，設(shè)備也會(huì)比較干凈，其單座的安裝座需要的占地面積較小，因此可以較簡(jiǎn)單、無阻礙的安裝方式。不過另一方面，SCARA會(huì)比傳統(tǒng)的笛卡爾坐標(biāo)機(jī)器手臂要貴，而且控制軟件需要針對(duì)運(yùn)動(dòng)的線性補(bǔ)間有逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的機(jī)制。而且，笛卡爾機(jī)器人可用于拾放，組裝甚至分配諸如膠粘劑的材料。

　　四、COBOT（協(xié)作機(jī)器人）

　　協(xié)作式機(jī)器人（collaborative robot，簡(jiǎn)稱cobot）是設(shè)計(jì)和人類在共同工作空間中有近距離互動(dòng)的機(jī)器人。到2010年為止，大部分的工業(yè)機(jī)器人是設(shè)計(jì)自動(dòng)作業(yè)或是在有限的導(dǎo)引下作業(yè)，因此不用考慮和人類近距離互動(dòng)，其動(dòng)作也不用考慮對(duì)于周圍人類的安全保護(hù)，而這些都是協(xié)作式機(jī)器人需要考慮的機(jī)能。

　　如國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）所述，協(xié)作型工業(yè)機(jī)器人（COBOTS）旨在與人類在工業(yè)領(lǐng)域協(xié)作執(zhí)行任務(wù)。根據(jù)IFR，這種合作在四個(gè)層面進(jìn)行：

　　單獨(dú)的單元：人和機(jī)器人在附近工作，但在單獨(dú)的物理工作區(qū)中。沒有人機(jī)交互或同步。

　　順序協(xié)作：人和機(jī)器人的工作空間之間有一些交叉點(diǎn)。但是，一個(gè)參與者的動(dòng)作僅在另一個(gè)參與者的動(dòng)作完成之后才開始。

　　合作：人與工人同時(shí)工作。

　　響應(yīng)式合作：機(jī)器人實(shí)時(shí)響應(yīng)人類的動(dòng)作。

　　這些級(jí)別如下所示。綠色區(qū)域代表機(jī)器人的工作空間，黃色區(qū)域代表工人的工作空間。

　　順序協(xié)作是當(dāng)今工廠普遍采用的最先進(jìn)的級(jí)別，需要通過機(jī)器視覺和人工智能來實(shí)施。另外，協(xié)作機(jī)器人的切向分支是在外科應(yīng)用中使用的機(jī)器人，例如2016年進(jìn)行的首次機(jī)器人眼科手術(shù)。其中最著名的也許是Intuitive Surgical的daVinci機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，盡管看起來很合適，但開發(fā)人員并未將其定義為cobotic。機(jī)器人的一舉一動(dòng)都由外科醫(yī)生控制，但是其精確度是任何人的手都無法接近的。

　　通過機(jī)器人控制，外科醫(yī)生可以通過較小的切口進(jìn)行手術(shù)，從而減少了侵入性手術(shù)并加快了患者的康復(fù)速度。

　　顯然，這種水平的精確度和精細(xì)的電動(dòng)機(jī)控制可以在工業(yè)環(huán)境中得到無數(shù)的應(yīng)用。但是，目前高精度的協(xié)作機(jī)器人成本太高，對(duì)于普通制造工廠而言暫時(shí)還負(fù)擔(dān)不起。