机器人应用的十大误区

都知道机器人对比人工的优势是非常大的，不管是效率还是质量等；但是，成本上来看，机器人投资通常从几万到百万美元，所以需要在第一时间作出正确的选择并且避免常见的错误是非常重要的，因为错误将导致不必要的开支或者任务的延期。为了帮助工程师和设计人员避免最严重的错误，文中列出了机器人应用避免的十大误区。

工业机器人应用十大误区及其解决方案大起底当机器人技术在不断改进和发展时，越来越多的企业开始采购和使用机器人。如何才能知道要选择哪个种类的机器人呢？如何避免我们可能并不了解的那些误区，甚至是那些已经在应用上取得成功而并不适合自己的？

机器人投资通常从几万到百万美元，在第一时间作出正确的选择并且避免常见的错误是非常重要的，因为错误将导致不必要的开支或者任务的延期。为了帮助工程师和设计人员避免最严重的错误，文中列出了机器人应用避免的十大误区。

误区一：低估了有效负荷和惯性

机器人用户在应用中的误区排在第一位的是低估了有效负荷和惯性需求。通常大多是因为在计算负荷时没有包括机械臂末端所装工具的重量造成的。其次造成这个错误的原因是低估或者完全忽略了偏心负荷产生的惯性力。惯性力有可能造成机器人轴的超负荷。在scara机器人中，旋转轴的超负荷是很常见的。不将这个问题纠正也会对机器人造成伤害.减少负荷或者减小速度参数可以对这种情况进行弥补。但是，减小速度将会增加不必要的周期时间--作为投资回报减少一部分的周期在购买机器人方面是排在首位的。这也是为什么负荷相关因素从一开始就非常重要的原因。

有效负荷非常重要，一般机器人技术参数给出的一些信息，都有详细的说明，额定负载是在额定速度的情况才是有效的，达到最大负载的其中一个重要条件就是要除低机器人运行速度，另外过大负载也有可能破坏机器人的精度。

误区二：试图让机器人做过多事情

有时，机器人能力和灵活性使得设计者要它承担过多的工作以至于机器人单元太过于复杂。这种结果一旦产生就很难确定正确的周期时间，或者给解决方案带来额外的困难，甚至由于处理器速度限制将产生大量的困难。而且一旦生产出现故障，这种错误常常被放大。在生产中，非计划的停产将会导致巨大的损失。

另外一种情况就是机器人和工作单元的使用超出了原始设计的能力要求。当增加的工作是在仿真之后才增加的，这时很容易出现令人失望的情况。尤其是在推进计划之前没有做新的仿真，那么规定的循环周期就有可能达不到。因此要保证机器人的一个循环周期在规定的时间以内，那么超出机器人能力范围的事情就得非常小心。

在使用机器人之前，一定要经过模拟仿真，按照设计要求，确定机器人的应用的行程负载，还有周期时间，如果增加机器人新的应用，先进行一定的验证后再进入。

误区三：低估了电缆的管理问题

正如看起来那么简单，也可能因为看起来过于简单，所以电缆管理经常超负荷。但是，优化到机械臂末端所装工具的电缆或外围设备的路径对于机器人设备的运动来说是非常重要的。缺少对潜在问题的估计将导致机器人为避免电缆纠缠和受压而产生不必要的动作。并且，如果不运用动态电缆或者减少电缆的压力可能会导致电线的损坏和停机。

目前使用的机器人末端执行器(end-effector)，一般是气体驱动或电器驱动的，无可避免的会有相应的气管或电缆连接。大部分的工业机器人的气路和电器回路是走外面的，所以机器人运动控制的时候要相当的小心；也有一部的工业机器人的气路和电气回路是内置的，这时就非常的方便，只要考虑手臂与末端执行器的相对运动时线缆的管理就可以的。

误区四：在选择机器人系统之前应考虑的问题

通过对每个应用的考虑，当系统安装以后，你就可以确定各个方面的应用是你需要的以及避免由于可能出现的错误而造成的严重超支。需要考虑的因素有：

Load（负载）--考虑有效负荷，方向和力矩；

Orientation（方向）--考虑移动的平面，在移动的平面中可能的障碍和润滑以及维护中的各种影响

Speed（速度）--考虑速度、加速、减速以及它们产生的惯量；

Travel（移动）--考虑移动的距离、校正、加润滑油间隔期和万向球螺钉的突然移动；

Environment（环境）--考虑环境温度、清洁度和腐蚀剂的存在；

DutyCycle（负载循环）--考虑是否运转的时间比例和零件的热效应。

除这些之外，还有就是机器人的工作行程也是要考虑的问题之一。行程确定时，不能只按照机器人技术参数的行程来确定是否可以达到应用的要求，应该要实际考虑到末端执行器安装后，机器人的运动轨迹是否可能达到行程所需。这也是要进行模拟仿真的关键原因之一。对于环境来说，不同的环境，会有专门定制的工业机器人，比如喷涂行业需要的是有防爆能力的工业机器人，这与标准的机器人就有所不同，还有洁净室的使用等等。还有机器人的可靠性与其故障率，消耗的电力等等都是在选用是必须要考虑的问题。

误区五：对精确性和可重复性的误解

一台精确的机器是可以重复的，但一个可重复性的机器不一定具有精确性。可重复性是指机器人依照规定的工作路径，在既定的位置之间精确往返来体现的。精确性是依照工作路径精确地移动到一个经过计算的点来体现的。搬运动作中机器人通过计算移动到一些既定点的位置，运用的是机器人的精确性能。精确性与机械耐受度以及机器人手臂的精确度有直接的关系。

精确性与机械手臂的机械精度有着极大的关系，精度越高，才能保证有精确的高速度，机器人减速器是保证机器人精度的一个重要的关键结构。一般的工业机器人都是选用ＲＶ类型的标准减速器，如果需要应用于一些精度制造方面的应用，可以考虑选用机器人始祖staubliunimation的工业机器人。

误区六：挑选机器人系统只依赖于控制系统的优劣

大多数机器人制造商考虑更多的可能是机器人的控制器而不是机械性能。但是如果一旦配置了机器人，正常运行时间就主要依赖于机械的耐用性。产品丧失生产能力很可能不是由于控制器和电子设备差造成的，而是由于机械性能不好造成的。通常选择一个机器人系统是基于使用者对控制器和软件的精通。如果在这方面机器人同时又有很出色的机械性能，那么这将是一个非常具有竞争力的优势。相反，如果机器人在安装以后需要不断地进行维修，那么精通控制所带来省时优势将很快被消耗掉。

机械部分是首先保证工业机器人性能的关键，精度，速度和耐用度，都于机械部分有着及大的关系。机器人的机构组成比较简单，一般就是马达与减速器，如果选用的机器人经常需要维修减速器部分，或其他机械结构，那是非常麻烦的。

误区七：没有正确的机器人知识

机器人的制造商和系统集成商设计一个机器人单元通常都只是为一种应用，但是如果用户没有正确的机器人方面的知识，就有可能会面临失败。任何生产设备的使用时间是和用户如何使用、维护设备紧密关联的。一些第一次用机器人的用户拒绝培训并不少见。机器人保持正常工作至关重要的条件是充分了解机器人的能力并在工作范围内最佳使用。

工业机器人是很特殊的设备，其操作复杂程度丝毫不亚于一台数控机床。同样的，使用机器人的必须要熟悉基本的工业机器人的安全操作知识，否则对设备对人都是非常不安全的。使用机器人的操作员，一定要由系统制造商进行系统的安全操作培训后，才允许实际操作。

误区八：忽视了机器人应用的相关设备

示教器、通讯电缆以及一些特殊的软件通常都是必须的，但是在最初的订购中很容易被遗忘。这些将导致整个计划的耽搁甚至费用超过预算。要正确地挑选机器人产品时，首先要考虑自己综合需求以及满足设备选择的各个方面。有种很常见的情况就是，顾客有时为了省钱而没有将一些关键设备和机器人整合在一起。

在进行项目的开始阶段，必须要明白项目所需要配置的相关设备，软件等一系列内容。采购过程中，要时刻按照项目的应用来考虑订购的相关产品。

误区九：过高或过低估量机器人控制系统能力

过低地估计机器人控制系统能力将会产生系统重复投资和不必要的浪费。在安全电路上采用双重备份非常的普遍。而过高的估计控制系统能力将会产生额外设备成本、返工以及误工费用等尝试控制太多的I/O端口和增加伺服系统是一个常见的误区。

安全控制是一个非常重要的问题，在考虑安全的同时，也要尽量的优化应用的安全逻辑信号，程序中的重复是不必要的。

误区十：根本就没有考虑到运用机器人技术

受到投资规模的限制，缺乏对机器人技术的了解的人和过去在采用机器人方面有失败的尝试是很多人远离机器人技术的理由。但是为了提高生产率和在市场的最终竞争中获胜，非常重要的是摆脱这方面的误机器人技术虽然不能单独提高生产率，但是在很多情况下它能帮助提高整体生产效率.市场反应时间、增加的生产效率、简单的操作、灵活性、可重复使用、可靠性、精密度、控制能力以及能够长期使用，这些都是采用机器人技术强有力的原因。

机器人的瞬间成本是非常高额的，应用机器人是一个长远的投资，方便管理，同时也可以保证产品的良品率，提高生产率，并且完全自动化应用的工厂，自然也给客户一个稳定的支柱。