工业机器人的发展趋势和类型

机器人被用于许多行业，包括3D打印，游乐园，农业、装配、建筑、电子、娱乐及戏剧(演员、道具、布景和舞台动作控制)、物流仓储、制造、医疗、采矿、运输(自动驾驶汽车)、太空探索运动(机器人相机)和玩具等。

机器人设计创新和末端执行器的独创性应用于一个行业可以适用于其他行业。在许多行业中，许多机器人竞赛激发了任何年龄的工程师们对教育、娱乐、服务和技术进步的兴趣。一些备受瞩目的努力旨在使机器人适应消防、搜索和救援，监督检查，以及在危险地点预防灾难(例如，在危险到无法派人前往的地方导航并关闭阀门)。

在制造业中，安全和预防举重和重复性伤害是提高投资回报率(ROI)计算的因素之一。请参阅相关的在线链接(以及关于ROI的下一篇文章，其中有更多关于移动机器人的内容)。

机器人软件的十大趋势

机器人控制器正变得越来越小，专利越来越少;甚至是可编程逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)、工业PC机(IPC)、PC机、嵌入式控制器，或来自非机器人制造商的运动控制器可用于机器人控制。

网络的进步使其他机器人和其他系统之间的通信和协作更加顺畅，在更广泛的协作中工作，推进智能工厂、工业物联网(IIoT)和工业4.0框架的目标。机器人软件和机器人编程在以下10个方面变得更加简单和灵活:

• 人工智能(AI)允许过去的行为，或下载的历史数据库，帮助机器人更快地学习和适应新情况。
• 网络安全公约越来越多地被集成到机器人中，以确保不引入恶意代码或不允许未经授权的远程控制。
• 功能块，代表某些机器人运动(运动学)的编程片段(代码)，可以由软件供应商提供，并由最终用户、原始设备制造商、机器制造商或系统集成商进行扩展。
• 交互式感官输入和指令可以从末端执行器(工具或操纵器:机器人的业务端)、传感器和其他设备和系统传输。例如，机器视觉或射频识别芯片嵌入到工具中，用于额外的自动化操作，防错和更高的质量，具有感知和补偿工具磨损的能力。
• 开源编程允许软件在多个供应商的机器人之间使用。
• Move-to-teach功能允许一些机器人沿着一条路径被引导，在途中学习，也许会询问何时或是否可以接受a到C，而不是a到B到C;参见AI和巫师。
• 在软件中模拟复制机器人及其环境，允许对末端执行器，多个机器人或机器组合，安全元素和任务进行全面测试，在实施或购买之前验证设计和操作。
• 通用编程软件可以在一个统一的过程中导入和集成机器人运动学(引导机器人运动)，从设计到操作;参见仿真。
• 无线教学挂件比有线人机界面提供了更多的移动性，包括一些可以在商用平板电脑上使用的机器人软件。
• 向导指导机器人投标或车队经理通过简化的编程，而不是编码，一步一步的流程图路线图，下拉选择，填写框，和提示。

九种工业机器人

工业机器人的类型各不相同，可以包含多种类型的元素。例如，铰接机器人可以与龙门或移动机器人集成。

九种工业机器人类型和功能包括:

• 关节机器人有一个旋转的躯干、肩膀、二头肌、前臂和手腕。他们可以准确地放置小零件，可以包装和托盘。
• 直角型机器人至少有三个线性控制轴，可以配置为重型操作(运输汽车车身部件)或精确操作，如在表面上创建详细设计;参见龙门机器人。
• 协作机器人被设计为具有力限制传感器和/或安全速度和扭矩功能，因此，根据应用，它们可能能够在没有安全外壳的情况下与人类近距离工作。到目前为止，这些都是铰接式机器人的设计。传感器可以应用于传统的机器人，当人类靠近时，传感器可以限制机器人的速度和力量。技术进步比机器人安全测试和安全标准发展得更快，尽管在机器人安全文档、会议和文章中提供了一些实施指导和建议。一些拥有双臂结构的机器人可以从腰部以上呈现人形特征;使机器人适应现有的工艺而不是调整或重新设计工艺以适应传统的机器人形状因素可能更实用或更可取。
• Delta机器人是一种高速形式的平行四边形机器人，用于顶部装载和进给，用于包装，制药，装配和洁净室应用。
• 虽然目前无人机大多是远程控制的(所以不是真正的机器人)，但它们正被应用于工业应用，比如安全检查、监控或科学探索，在危险地点、崎岖地形、水下和太空中。更多人将获得自主能力，成为移动机器人，根据需要反馈或寻求指导。
• 龙门机器人之所以被称为龙门机器人，是因为它们安装在线性轨道上，提供(通常)架空水平移动访问更大的工作区域。这可以为另一种机器人类型提供另一个或两个运动轴和机动性，例如安装在龙门架上的铰接机器人。龙门机器人的用途包括拾取和放置，装配，机器维护等。同样的想法也可以应用于垂直、圆形(圆柱形)或极性(球形)配置。
• 由于传感器和导航技术与先进的算法(编程)相结合，提高了移动机器人的速度和灵活性，用于材料运输、仓储、履行和服务(包括机器看护)的移动机器人正在迅速扩大。这些可以结合其他运动功能，并做出自主导航决策，而不是更传统的自动导航车辆(agv)，这些车辆可能使用轨道，导轨或磁带进行导航;另见无人机。
• 平行四边形机器人使用三个平行四边形和由伺服电机或线性执行器操作的旋转杠杆。他们经常执行取放操作。
• 选择性柔性关节机械臂(SCARA)机器人，其手臂在z轴上是刚性的，在X-Y轴上是可移动的，通常执行装配操作。SCARA机器人可以比笛卡尔机器人更快，占地面积小，但通常更昂贵。

——Mark T. Hoske, CFE Media内容经理控制工程，mhoske@cfemedia.com．

关键概念

• 机器人外形因素、控制器、通信和软件方面的进步使机器人适用于更多的应用和行业。
• 更容易和更灵活的软件和编程约定允许更广泛的人设置和使用。
• 不同类型，形式和尺寸的机器人和末端执行器是可用的。

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