将机器人灵巧性与机械定位相结合，以提升复杂装配效率

从左至右：发那科（FANUC）LR Mate 200 iD、库卡（KUKA）KR QUANTEC 以及 ABB 的 IRB 6700。| 来源：发那科、库卡、ABB 机器人

行业专家预计，在持续的颠覆性技术进步推动下，机器人行业将实现显著增长。尽管自动化仍是主要目标，但专家们越来越强调机械定位在决定机器移动性、工作范围和速度方面所起的关键作用。

对这些特性的更全面考量，可显著提升自动化装配流程的效率。

精密定位与组件如何提升机器人性能

精确定位是机器人成功的基础，既界定了其能力，也规定了其局限。无论内部组件的功率或灵活性如何，每台机器人都只能在固定的工作半径内运行。

每台机器都既受限于其机械系统（包括关节和执行器），同时也得益于这些系统。此外，先进的定位系统能使每个部件发挥最佳性能，因此这些技术在现代生产中不可或缺。

直线传输系统

线性传输系统扩展了机器人的有效运动范围。这些系统（包括线性传输单元和机器人传输单元）可实现沿指定轨道的平稳移动。 利用此类机构实现多样化运动，使得大型项目——特别是在航空航天和国防领域——能够在很大程度上依靠机器人辅助来执行。与固定式机器人不同，移动式机器人能够更轻松地在庞大的装配环境中穿行并执行多项任务。目前领先的机型已具备第七轴移动能力和快速部署能力。

旋转分度台

旋转分度台是提高重复性工艺中精度和速度的关键组件。将其集成到机器人中，可在组装过程中实现快速旋转运动。这些分度台通过允许机器人同时执行多项任务（如组装、包装和质量控制），从而增强了设备的性能。

先进工件定位器

多轴工件定位器使机器人能够以各种方向移动，而非固定在单个基板或底座上。如果设备能够超出其机械臂的活动范围进行旋转，或以特定角度接近装配件，便能处理更复杂的任务。

在航空航天和汽车等行业，零部件往往具有不规则的形状和几何结构，机器人能够更有效地在空间中移动，并承担原本需要人工完成的任务。

基于视觉的定位与补偿

包括软件以及传感器和摄像头等外围设备在内的多种因素，共同决定了机器人的运动轨迹。基于视觉的机制对于实现设备的实时响应至关重要。

如果传感器检测到障碍物，机器人可以相应地调整其位置。随着时间的推移，反复的调整可能会导致更广泛的偏差，但技术人员可以利用管理系统和软件控制来定期审查这些指标，并确保一致性。

机器人创新案例研究

这些机器人及其制造商充分体现了机械定位的重要性，以及它对灵巧度和机动性的影响。

发那科（FANUC）与LR Mate系列

发那科是工业自动化的先驱。该公司开发了LR Mate系列紧凑型机器人，用于辅助组装电子产品和医疗设备等复杂产品。 一家金属冲压公司 Pentaflex 利用 FANUC 的技术，对其现有设备进行了改造，从而提升了装配质量和效率。通过娴熟的实施和定位，该公司不仅减少了每班次的人工投入，还提高了生产车间的灵活性。

用于组装复杂产品的FANUC LR Mate 200iD机器人。| 来源：FANUC

KUKA与KR QUANTEC系列

德国机器人制造商KUKA专为重型应用开发了KR QUANTEC系列。该系列专注于线性传输，有助于组装大型汽车或建筑产品。

Meiller Aufzugtüren 是一家门板制造商，无论批量大小，都以承接大批量定制订单为荣。该公司引入了 KR QUANTEC 机器人，这些机器人通过焊接作业帮助保持了生产效率。两台基座式机器人拥有前所未有的工作半径，充分展示了智能定位的优势。

在这些生产区域中，机器人能够胜任点焊、成形、冲压等多种工序。通过为每笔订单施加恒定的能量，使每一笔定制订单都更加精准。

两台KUKA KR QUANTEC机器人协同完成焊接作业。| 来源：KUKA

ABB 与 IRB 6700

ABB 研发了 IRB 6700 多轴机器人，旨在使制造等任务更易于实现自动化。它是日本最新创新成果——一座 3D 打印火车站——背后的核心技术。 其垂直喷嘴的定位设计使得操控砂浆来设计构件变得轻而易举。IRB 6700还具备七轴运动能力，即使在条件不理想的表面上，也能构建更复杂的结构。

仅用一周时间，它就设计出了一座既实用又美观的建筑，且仅需六小时即可建成。此类机器的灵活性和灵巧性，在设计各类常见设施时可节省时间和成本。

ABB公司的IRB 6700机器人，配备七轴运动系统。| 来源：ABB

协作铸就的未来

每家制造商的未来都取决于其可扩展性以及对自动化解决方案的采纳程度。数字化转型正在使竞争对手之间拉开差距，而机器人技术的各个方面——例如机械定位——则影响着自动化装配操作的方方面面。

如果机械定位系统得到优化，并能与人工智能和机器学习等未来技术实现互操作，机器人就更有可能兑现创新者所承诺的效益。届时，协作机器人与人工团队之间的协同效应将在竞争力和生产力方面无与伦比。

关于作者

Lou Farrell 是《Revolutionized》杂志的高级编辑，多年来一直致力于撰写机器人技术、计算和技术领域的文章。他对所报道的主题以及写作本身都充满热情。

本文经授权发布。