近年來，制造業(yè)已顯著向自動化轉(zhuǎn)型。從精密加工到裝配線生產(chǎn)，機(jī)器人和自動化生產(chǎn)逐漸改變了制造業(yè)，并持續(xù)發(fā)揮著變革作用。

其中，CNC機(jī)器人技術(shù)和自動化生產(chǎn)的運用創(chuàng)新尤為明顯。這些技術(shù)正通過將精度、生產(chǎn)力和質(zhì)量提升至新高度，重新定義著制造業(yè)的可能性。

機(jī)器人加工概述

顧名思義，機(jī)器人加工是指利用機(jī)器人和自動化技術(shù)執(zhí)行各種加工操作的過程。例如銑削、鉆孔、車削、切割等。通常，這些機(jī)器配備有端銑刀、鉆頭或磨削等工具，并沿預(yù)定路徑移動以執(zhí)行加工操作。

與傳統(tǒng)加工方法相比，機(jī)器自動化加工具有諸多優(yōu)勢。首要優(yōu)勢之一是更高的精度和準(zhǔn)確性。機(jī)器人能以一致的精度和重復(fù)性執(zhí)行相同的加工操作，從而產(chǎn)出更高質(zhì)量的零件并減少廢料。

如今，CNC機(jī)器人在航空航天、汽車和醫(yī)療等多個行業(yè)已十分常見，這些行業(yè)對精度、效率和一致性要求極高。隨著機(jī)器人和自動化技術(shù)的不斷進(jìn)步，CNC機(jī)器人越來越受歡迎，將在未來工業(yè)自動化領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

為何選擇CNC機(jī)器人而非傳統(tǒng)制造方法？

轉(zhuǎn)向機(jī)器人技術(shù)需要大量投資，更新舊設(shè)備、重新編程現(xiàn)有機(jī)械、配備合適的熟練操作人員以及其他相關(guān)任務(wù)都需要時間和資源。這一切都值得嗎？CNC機(jī)器人究竟帶來了哪些優(yōu)勢？

以下是機(jī)器人加工相較于傳統(tǒng)方法的一些重要優(yōu)勢：

自動化

CNC機(jī)器人是一種全自動制造方法，意味著機(jī)器人可以24小時不間斷工作，無需休息。與傳統(tǒng)依賴人工勞動力的制造方法相比，這能提高生產(chǎn)力并縮短交貨期。

更高的精度與準(zhǔn)確性

CNC機(jī)器人在制造方面提供了高精度和準(zhǔn)確性。與傳統(tǒng)手工方法不同，CNC機(jī)械和機(jī)器人被編程以一致的精度和重復(fù)性執(zhí)行特定任務(wù)，這有助于產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品，減少缺陷。

以醫(yī)療零件、手術(shù)設(shè)備、醫(yī)療器械和其他需要精確的產(chǎn)品為例，只有自動化才能始終如一地實現(xiàn)這種精度。

更高的靈活性

加工機(jī)器人讓制造更具靈活性。機(jī)器人可以被重新編程以執(zhí)行不同任務(wù)，從而輕松切換產(chǎn)品、零件甚至材料。例如，加工鋁材在切割速度和深度方面與鈦材截然不同。而自動化機(jī)器人加工可以輕松應(yīng)對這兩種材料，這對于小批量或定制生產(chǎn)特別有用，因為這些生產(chǎn)的需求可能會頻繁變化。

成本效益

CNC機(jī)器人的初期投資可能比傳統(tǒng)制造技術(shù)更大。但隨著時間的推移，由于生產(chǎn)力提高、廢料減少和產(chǎn)品質(zhì)量提升等優(yōu)勢，可能會帶來更大效益和更低的運營成本。

更高的復(fù)雜性

CNC機(jī)器人能夠處理傳統(tǒng)機(jī)器或人力難以完成甚至無法完成的制造任務(wù)。例如，機(jī)器人可以處理危險材料、在狹小空間內(nèi)工作、進(jìn)行精細(xì)切割或焊接，并同時執(zhí)行多項操作，同時保持生產(chǎn)力。

安全性

CNC機(jī)器人通過處理可能帶來安全風(fēng)險的任務(wù)，消除了危及人類生命的風(fēng)險。這降低了事故發(fā)生的可能性，提高了制造過程的整體安全性。

數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人：有何不同？

數(shù)控機(jī)床與數(shù)控機(jī)器人聽起來頗為相似，也確實有其相似之處。它們本質(zhì)上如同同一枚硬幣的兩面，有許多共通之處，但也存在一些根本上的差異。

數(shù)控機(jī)床操作有限

數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人最大的區(qū)別在于其局限性。機(jī)器人靈活多變，能夠執(zhí)行從工件抓取到放置，再按照程序進(jìn)行加工（切削、焊接、切割）等一系列任務(wù)。
通常，數(shù)控機(jī)床無法做到這一點，它們的操作僅限于切削加工。大多數(shù)常見的數(shù)控機(jī)床只能執(zhí)行某些特定的功能。例如，一臺數(shù)控鉆床無法進(jìn)行銑削、車削等其他操作。若要執(zhí)行這些操作，則需要不同類型的數(shù)控機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床需要人工輸入

同樣，數(shù)控機(jī)床在整個過程中都需要人工輸入。而機(jī)器人則能夠與人類協(xié)同工作，因此成為協(xié)同制造環(huán)境的理想選擇。
機(jī)器人執(zhí)行多任務(wù)更高效

此外，機(jī)器人的多功能性可以被編程以高效執(zhí)行不同的任務(wù)。不過，機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床各有千秋。數(shù)控機(jī)床是專為精確切削操作而設(shè)計的專用設(shè)備，機(jī)器人則是功能多樣的機(jī)器，可以被編程以在制造環(huán)境中執(zhí)行各種任務(wù)。

不同行業(yè)中現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)器人類型

機(jī)器人通常被設(shè)計用于執(zhí)行特定任務(wù)。制造業(yè)通常使用以下類型的機(jī)器人進(jìn)行加工應(yīng)用。

直角坐標(biāo)機(jī)器人

也稱為龍門機(jī)器人，這些機(jī)器人在直角坐標(biāo)系（x、y、z）中運行，可以執(zhí)行抓取和放置任務(wù)，它們也非常適合需要直線移動的簡單切削加工操作。

關(guān)節(jié)機(jī)器人

這些機(jī)器人具有多個旋轉(zhuǎn)軸，使它們能夠在類似于人類手臂的運動范圍內(nèi)移動。大多數(shù)數(shù)控機(jī)械臂都是關(guān)節(jié)機(jī)器人，通常用于焊接、噴涂和其他需要復(fù)雜運動的任務(wù)。

SCARA機(jī)器人

SCARA是選擇性順應(yīng)裝配機(jī)器手臂的縮寫，這些機(jī)器人具有水平機(jī)械臂，通常用于需要高速和準(zhǔn)確性的裝配和材料搬運任務(wù)。

協(xié)作機(jī)器人

機(jī)器人擅長執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)并確保精度，但它們無法匹敵人類的創(chuàng)造力。協(xié)作機(jī)器人（也稱cobots）是為那些需要人類創(chuàng)造力和機(jī)器人精度的工作而設(shè)計的，它們專為小空間而設(shè)計，并具有各種內(nèi)置安全功能。

在選擇機(jī)器人時，制造商必須考慮其應(yīng)用的獨特要求。每種類型的切削加工機(jī)器人都有其自身的優(yōu)缺點，正確的決策取決于項目的復(fù)雜性和加工設(shè)施的需求。

機(jī)器人自動化技術(shù)的崛起：數(shù)控機(jī)器人的過去與未來

盡管它們看起來像是新生事物，但數(shù)控系統(tǒng)和制造機(jī)器人自20世紀(jì)50年代就已經(jīng)存在。當(dāng)時雖然已有這個概念，但由于缺乏編程能力和技術(shù)手段，它并不切實可行。

這一切之所以成為可能，全是因為編程和自動化領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)步。設(shè)置新的機(jī)器人技術(shù)、連接新型和舊型設(shè)備、持續(xù)改進(jìn)操作，以及將以前僅存在于概念中的許多事情變?yōu)楝F(xiàn)實，從而實現(xiàn)了這一范式轉(zhuǎn)變。

未來會如何？

簡而言之，機(jī)器人在制造業(yè)的未來非常令人興奮。自動化領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步發(fā)展，從而提高靈活性和性能。機(jī)器人總體上變得越來越實惠，這有助于制造商更加依賴它們。另一個潛力巨大的領(lǐng)域是將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和工業(yè)自動化整合到制造中，這種整合將通過簡化從設(shè)計到裝配的所有相關(guān)流程，將制造業(yè)提升到新的水平。

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機(jī)器人零件需要為特定用途進(jìn)行精確加工和生產(chǎn)。如果出錯，將會對質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，并浪費材料、時間和資源。避免這種情況的方法是讓專業(yè)的技術(shù)人員來完成這項工作。
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結(jié)論

機(jī)器人技術(shù)正在改變現(xiàn)代制造業(yè)，工業(yè)自動化方面的進(jìn)步提供了許多以前僅存在于理論上的優(yōu)勢。此外，自動化重復(fù)性任務(wù)和編程復(fù)雜運動的能力使制造商能夠享受到前所未有的生產(chǎn)效率、成本效益和競爭力。更重要的是，由于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的融入，數(shù)控機(jī)器人正變得越來越智能和直觀。

常見問題解答

什么是機(jī)械臂？

機(jī)械臂可以執(zhí)行多種任務(wù)，包括焊接、放置、打包、裝配等。

制造業(yè)中最常見的機(jī)器人類型是什么？

關(guān)節(jié)機(jī)器人可能是任何工業(yè)環(huán)境中最常見的機(jī)器人，因為它們具有多功能性和靈活性。它們在數(shù)控加工和3D打印應(yīng)用中都有應(yīng)用，還廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)的其他領(lǐng)域。