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

　　在工廠(chǎng)車(chē)間，您不會(huì )看到像波士頓動(dòng)力（Boston Dynamics）機器人那樣運行或跳躍的機器人。但是您會(huì )看到它們以完美無(wú)誤地完成任務(wù)，讓工人從危險，無(wú)聊和重復的任務(wù)中解放出來(lái)。

　　最近，美國國家標準技術(shù)研究所指出，與制造產(chǎn)業(yè)最相關(guān)的四種機器人是鉸接式機器人、SCARA機器人、笛卡爾機器人和協(xié)作機器人。

　　一、鉸接式機器人

　　鉸接式機器人指有與我們的人手臂相似的關(guān)節式雙連桿布局的機器人。鉸接式機器人可以根據其具有多少個(gè)旋轉點(diǎn)來(lái)分類(lèi)，有些設備具有多達七個(gè)自由度。這些單元的機械復雜性使其相對昂貴，并且比其他類(lèi)型的速度稍慢。

　　據InteractAnalysis報告，目前為止，鉸接式機器人依舊是占比最大的機器人類(lèi)型。2019年，鉸接式機器人占全球出貨量的59.6％，預計到2023年將占總市場(chǎng)的57.5％。

　　鉸接式機器人的優(yōu)勢在于它們可以繞過(guò)會(huì )阻塞其他類(lèi)型機器人的障礙物。這些設備也許是當今使用最普遍的類(lèi)型，它們可用于：取放、點(diǎn)膠、打包、部件和焊接等。

　　二、SCARA機器人

　　SCARA機器人，即水平多關(guān)節機械手臂機器人，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軸鎖定在適當的位置。因此，SCARA機器人具有選擇順應性，此特性在一些組裝作業(yè)上有其優(yōu)勢：例如將一根圓銷(xiāo)插入圓孔中。

　　SCARA機器人，圖源：眾為興

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

　　在工廠(chǎng)車(chē)間的機器人技術(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，機器人可以從基座工作多遠，而SCARA機器人在這方面非常有優(yōu)勢，它通常在工廠(chǎng)車(chē)間占用的空間較小。

　　盡管SCARA機器功能相對有限，但總的來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)更快，更便宜，更準確，更易于控制的機器人。

　　三、笛卡爾機器人

　　笛卡爾機器人，又稱(chēng)直角坐標機器人，它可直接沿叁個(gè)軸（長(cháng)度，寬度和高度）移動(dòng)。由于這種結構固有的堅固性，因此可以在最重的負載下使用。

　　直角坐標機器人和SCARA機器人之間的區別在于在z軸上移動(dòng)的能力。兩者相比，SCARA的反應會(huì )比較快，設備也會(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(wú)阻礙的安裝方式。不過(guò)另一方面，SCARA會(huì )比傳統的笛卡爾坐標機器手臂要貴，而且控制軟件需要針對運動(dòng)的線(xiàn)性補間有逆運動(dòng)學(xué)的機制。而且，笛卡爾機器人可用于拾放，組裝甚至分配諸如膠粘劑的材料。

　　四、COBOT（協(xié)作機器人）

　　協(xié)作式機器人（collaborative robot，簡(jiǎn)稱(chēng)cobot）是設計和人類(lèi)在共同工作空間中有近距離互動(dòng)的機器人。到2010年為止，大部分的工業(yè)機器人是設計自動(dòng)作業(yè)或是在有限的導引下作業(yè)，因此不用考慮和人類(lèi)近距離互動(dòng)，其動(dòng)作也不用考慮對于周?chē)祟?lèi)的安全保護，而這些都是協(xié)作式機器人需要考慮的機能。

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

　　單獨的單元：人和機器人在附近工作，但在單獨的物理工作區中。沒(méi)有人機交互或同步。

　　順序協(xié)作：人和機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(kāi)始。

　　合作：人與工人同時(shí)工作。

　　響應式合作：機器人實(shí)時(shí)響應人類(lèi)的動(dòng)作。

　　這些級別如下所示。綠色區域代表機器人的工作空間，黃色區域代表工人的工作空間。

　　順序協(xié)作是當今工廠(chǎng)普遍采用的最先進(jìn)的級別，需要通過(guò)機器視覺(jué)和人工智能來(lái)實(shí)施。另外，協(xié)作機器人的切向分支是在外科應用中使用的機器人，例如2016年進(jìn)行的首次機器人眼科手術(shù)。其中最著(zhù)名的也許是Intuitive Surgical的daVinci機器人手術(shù)系統，盡管看起來(lái)很合適，但開(kāi)發(fā)人員并未將其定義為cobotic。機器人的一舉一動(dòng)都由外科醫生控制，但是其精確度是任何人的手都無(wú)法接近的。

　　通過(guò)機器人控制，外科醫生可以通過(guò)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速度。

　　顯然，這種水平的精確度和精細的電動(dòng)機控制可以在工業(yè)環(huán)境中得到無(wú)數的應用。但是，目前高精度的協(xié)作機器人成本太高，對于普通制造工廠(chǎng)而言暫時(shí)還負擔不起。