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鉸接式機器人用于醫療，食品和飲料，煉鋼和倉儲等各個領域，在需要重復工作的環境中或人機工程學挑戰的任務中，可以更快、更可靠和、或更具成本效益地完成任務。

最初，這場機器人革命為像汽車制造商這樣的制造商提供了更大的規模經濟，但對大多數中小型企業而言卻一無所獲。笛卡爾機器人技術（線性），SCARA和增量機器人以及協作機器人的最新發展，使幾乎任何規模的企業都可以使用自動化。

每種類型的機器人都有其優點和局限性。對于采用機器人技術的新手，重要的是要了解這些可能性和陷阱。

機器人配有1-7個軸，每個軸都提供一定程度的自由度。兩軸笛卡爾龍門通常繪制在XY或YZ軸上。三軸機器人具有三個自由度，并通過XYZ軸執行其功能。盡管這些小型機器人可以安裝可旋轉或旋轉或適應小型有效載荷形狀的工具，但它們的形式卻很堅固，不能自身傾斜或旋轉。四軸和五軸機器人具有更大的旋轉和傾斜靈活性。六軸鉸接式機器人具有六個自由度，即可以任意方向移動對象或以任何方向旋轉對象的靈活性。當應用程序需要對象的復雜操作時，通常選擇后一種類型。第七軸允許在一個軸上延伸范圍；換句話說，它允許六軸多關節機器人移動。

鉸接式機器人

六軸和七軸鉸接式機器人的普及反映了六個自由度所允許的巨大靈活性。它們易于編程，具有自己的控制器和運動順序，并且可以通過用戶友好的示教器對I / O激活進行編程。在硬件方面，工業鉸接式機器人可以相對較小或較大。對于某些型號，它們可以達到三米以上的可及范圍。

鉸接式機器人還存在一些問題，這些問題可能會限制其效用或提高成本。小型鉸接式機器人易于安裝；它的基座只需要用螺栓固定在框架或地板上。但是它只能舉起太多或到達很遠。

如果工作需要更大的機器人，則可能需要土木工程以確保結構能夠處理因負載偏移而引起的重量和扭矩。范圍越長，可以管理的有效負載就越大，所需的空間和工程就越多，成本也就越高。

鉸接式機器人還具有奇點，即它無法接近的周圍空間中的位置和方向。這些空間限制要求采取更復雜的安全預防措施，因為該機器人通常會在有工人的區域使用，甚至只是偶爾使用。通常需要昂貴的設備，例如區域掃描儀或安全墊，然后需要更高級的功能，例如安全限速（SLS）或安全速度監控器（SSM）。從硬件的角度來看，它需要自己的控制器來處理逆向運動學，這一事實也代表著雙重傾向，因為在某些情況下，機器人控制器將需要與生產線上的更高級別的PLC進行通信。

直角坐標機器人

或線性機器人由線性執行器組成，有時還包括位于臂末端的旋轉執行器。笛卡爾機器人完全適應；每個軸的行程和尺寸可以根據應用進行定制。它的作用范圍和有效載荷是相互獨立的，而不是相互交織的。線性軸有多種設計，可以使其進一步適應其功能。例如，齒形皮帶致動器允許高速旋轉，而滾珠絲杠致動器則允許高精度和高進給力，典型的拾取速度高達100 / min。

這些搬運系統的適應性使其價格得到優化，適用于不需要關節式機器人靈巧性的各種直接應用。這可能涉及從極輕到非常重的零件放置，分類或盒裝，設備檢查等等。笛卡爾機器人的另一個主要優點和與眾不同之處在于其出色的空間經濟性。它允許完全訪問其占用的空間。沒有死角或奇異點。安全要求不那么嚴格，因此成本更低，因為機器人的作用范圍僅限于其較小的工作區域。

由于執行器沿工作空間坐標系軸移動，因此不需要強制插入電動機位置來確定機器人在空間中的手臂末端位置。換句話說，不需要逆運動學的計算。系統PLC通常可用于直接控制每個軸，而無需添加第二個控制器。

笛卡爾機器人的主要局限性是比較僵化。它很容易適應三個軸和第四個旋轉軸的線性運動。但是，必須添加運動控制器來執行更復雜的同步任務，例如CNC。直角坐標機器人很少用于沖洗環境，因為它們不能提供足夠的防滲水保護。

最后，笛卡爾機器人如果不使用單獨的運動控制器，則與其他類型的機器人相比，可能需要更多的編程時間。示教器不太常見，因此必須在PLC中完成序列編程，每個軸都需要單獨尋址和調試。

SCARA（選擇性合規多關節機器人手臂）機器人已經針對輕型應用進行了設計和優化。它們是鉸接式機器人的簡化版本。它們非常擅長在將零件插入公差很小的空間中的同時保持其在這種運動中的剛性的功能，這使其成為在取放應用以及小零件處理中的經濟高效的選擇。使用制造商提供的示教器，編程和調試相對容易，快捷。

SCARA機器人需要專用的機器人控制器，并且通常僅限于三個軸。它可能是可以使用其全部功能（三個或四個自由度）的最佳解決方案。如果作業僅需要兩個（例如，水平和垂直移動），則SCARA機器人不能簡化為兩軸系統，從成本和性能的角度來看，它都比笛卡爾龍門式機器人吸引力小。像鉸接式機器人一樣，SCARA機器人的足跡也延伸到工作區域之外，從而導致單元內部和周圍空間的損失。

Delta機器人主要以其速度著稱，拾取速度高達300 / min。它的安裝類型使其位于工作區域之上，從而減少了占地面積的損失。它通常與視覺系統配合使用，以拾取隨機放置在更復雜的分類和包裝應用程序中的碎片。就像鉸接的SCARA機器人一樣，它通常會配備示教器，以方便編程。

三角機器人的有效負載能力通常比替代技術要低得多，并且其反向三腳架設計使其不如其他機器人堅固。

Delta機器人的工作范圍有限，因為其設計不允許長時間接觸。像直角坐標機器人和SCARA機器人一樣，增量機器人通常限于四個軸，不能提供多關節機器人的靈活性。

通過允許工人和機器人之間的直接協作，協作機器人（cobot）為我們對如何將自動化集成到行業中的理解增加了維度。

合作機器人可以是鉸接型，直角坐標系，SCARA或增量型機器人，盡管大多數機器人都被歸類為鉸接型。它們的負載能力為4-35公斤。協作機器人與其他機器人之間的區別在于其內置的安全功能，可以與人直接互動，而無需防護罩，安全簾或其他安全功能。

由于它們不需要固定的外部安全屏障，因此可以將某些協作機器人安裝在移動平臺上，以隨時隨地使用。重要的是要注意，必須對應用程序進行安全評估，盡管協作機器人本身可能是安全的，但如果手臂末端使用的工具鋒利，則可能需要外部安全屏障。

合作機器人的最大價值在于，他們可以讓熟練的員工從工作中的瑣事中解放出來，而專心于高價值方面。例如，在需要靈巧的人為觸覺的復雜設備組裝中，協作機器人可以執行簡單的操作或制造任務來支持工人，然后工人可以專注于充分利用其技能或知識的工作部分。

各種機器人技術的普及使各種規模的企業都可以利用工業4.0和數字自動化帶來的好處。機器人的最佳選擇不僅是在應用程序的技術要求方面，還要從生產率，工廠安全性，空間利用率，成本等相關問題的角度考慮。