機(jī)器人問世已有幾十年，機(jī)器人的定義仍然仁者見仁，智者見智，沒有一個(gè)統(tǒng)一的意見。原因之一是機(jī)器人還在發(fā)展，新的機(jī)型，新的功能不斷涌現(xiàn)。也許正是由于機(jī)器人定義的模糊，才給了人們充分的想象和創(chuàng)造空間。

　　在各種科普書籍中可以看到，機(jī)器人被分成了以下類型。家務(wù)型機(jī)器人：能幫助人們打理生活，做簡(jiǎn)單的家務(wù)活。操作型機(jī)器人：能自動(dòng)控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。程控型機(jī)器人：按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。示教再現(xiàn)型機(jī)器人：通過引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。數(shù)控型機(jī)器人：通過數(shù)值、語(yǔ)言等對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。感覺控制型機(jī)器人：利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。適應(yīng)控制型機(jī)器人：能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動(dòng)。學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人：能“體會(huì)” 工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。智能機(jī)器人：以人工智能決定其行動(dòng)的機(jī)器人。

　　我國(guó)的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人分為兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括：服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨(dú)立成體系的趨勢(shì)，如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。目前，國(guó)際上的機(jī)器人學(xué)者，從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類：制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人，這和我國(guó)的分類是一致的。

　　二、工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)

　　目前世界工業(yè)界裝機(jī)最多（大約占全球26%）的工業(yè)機(jī)器人是SCARA型（Selective Compliance Assembly Robot Arm選擇柔順性裝配機(jī)器人手臂）四軸機(jī)器人。裝機(jī)量第二位（作者估計(jì)接近25%）的是串聯(lián)關(guān)節(jié)型（Series connection articular arm）垂直6軸機(jī)器人手臂。因此，超過全球工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量一半的這兩種工業(yè)機(jī)器人是我們關(guān)注的重點(diǎn)。

　　1、 機(jī)器人坐標(biāo)系

　　（1）SCARA機(jī)器人坐標(biāo)系

　　XY方向坐標(biāo)（前后左右）

　　Z方向坐標(biāo)（上下） U方向坐標(biāo)（旋轉(zhuǎn)）

　　（2）垂直6軸機(jī)器人坐標(biāo)系

　　2、 機(jī)器人手臂姿態(tài)

　　（1） SCARA機(jī)器人手臂姿態(tài)

　　在使用SCARA機(jī)器人作業(yè)時(shí)，有必要使其用示教時(shí)的手臂姿勢(shì)在指定的點(diǎn)上動(dòng)作。如果不這樣做，根據(jù)手臂姿勢(shì)的不同，會(huì)產(chǎn)生微小的位置偏移，或朝著意想不到的路徑動(dòng)作的結(jié)果，有干涉周邊設(shè)備的危險(xiǎn)。為了避免這種情況，在點(diǎn)數(shù)據(jù)中必須事先指定使其在此點(diǎn)上動(dòng)作時(shí)的手臂姿勢(shì)（如上圖）。此信息也也可以從程序中變更。

　　（2）垂直6軸機(jī)器人手臂姿態(tài)

　　垂直6軸機(jī)器人在其動(dòng)作范圍內(nèi)的點(diǎn)上，可以不同的手臂姿勢(shì)使其動(dòng)作，如上圖示。此信息也也可以從程序中變更。

　　3、 機(jī)器人的硬件與編程界面

　　以日本某著名公司的機(jī)器人為例，硬件系統(tǒng)構(gòu)成如下圖。

　　用戶編程界面如下圖所示，編程語(yǔ)言為可供用戶二次開發(fā)的類BASIC高級(jí)語(yǔ)言。它支持多任務(wù)，動(dòng)作控制和I/O控制。

　　三、 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用行業(yè)與案例

　　1、光伏電池片搬運(yùn)領(lǐng)域

　　電池片的制造要經(jīng)過十個(gè)左右流程，每個(gè)工位都涉及電池片的搬運(yùn)；由于電池片越來(lái)越薄，高價(jià)值和精細(xì)材料的結(jié)合使降低搬運(yùn)中的碎片率成為首要需求。因此，機(jī)器人出色的重復(fù)定位精度和高可靠性成為完成這一任務(wù)的首選。下圖為微松公司開發(fā)的電池片搬運(yùn)三軸機(jī)器人。

　　2、 PCBA測(cè)試行業(yè)的應(yīng)用

　　PCBA（Printed Circuit Board + Assembly），印刷線路板的測(cè)試關(guān)系到線路板產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的生命。在當(dāng)下用工難和產(chǎn)品降價(jià)的雙重壓力下，用機(jī)器人減少或代替人工是企業(yè)的必然選擇。下圖為機(jī)器人手持線路板動(dòng)態(tài)檢測(cè)過程示意圖。

　　3、 低壓電器產(chǎn)品的組裝

　　低壓電器一般包含有：斷路器、漏電開關(guān)、接觸器、繼電器等。這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是產(chǎn)量大、需求穩(wěn)定、裝配復(fù)雜等。裝配機(jī)器人生產(chǎn)線恰好可以提供穩(wěn)定、高效、重復(fù)性高的作業(yè)。

　　下圖為給機(jī)器人安裝斷路器上蓋的作業(yè)工位照片。

　　4、 機(jī)器人與小型焊接、切割設(shè)備的協(xié)調(diào)作業(yè)

　　隨著機(jī)器人和激光設(shè)備的小型化和價(jià)格走低，像汽車行業(yè)的大型機(jī)器人焊接方式被廣泛應(yīng)用到非汽車領(lǐng)域的小型機(jī)器人焊接行業(yè)。如金屬片的圖案切割、鋰電池的焊接、塑料制品的切割和焊接等。由于軌跡的復(fù)雜多樣，以6軸機(jī)器人應(yīng)用為主。下圖為非標(biāo)小型零部件的精細(xì)切割作業(yè)照片。

　　5、 顆粒產(chǎn)品生產(chǎn)線

　　電子類的IC、貼片元器件；醫(yī)藥類的膠囊、片劑、膠丸；食品類的巧克力、糖果等都屬于顆粒類產(chǎn)品。機(jī)器人在這類場(chǎng)合的應(yīng)用主要是取放料，對(duì)精度要求一般，但速度要求很高，連續(xù)24小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行。下圖為糖果包裝生產(chǎn)線。

　　6、 軟包裝產(chǎn)品的定量裝箱生產(chǎn)線

　　為了方便運(yùn)輸、存儲(chǔ)，產(chǎn)品的定量裝箱幾乎遍布各個(gè)行業(yè)；比如，飲食業(yè)的飲料、啤酒、牛奶；制藥業(yè)的針劑、沖劑；五金業(yè)的小型零部件等。定量裝箱是按照箱子的容量將產(chǎn)品用真空吸或手爪從傳送帶上轉(zhuǎn)移到箱子里，可以一次一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)移。下圖為使用專用治具進(jìn)行軟包裝產(chǎn)品裝箱生產(chǎn)線示意圖。

　　四、 微松公司在機(jī)器人工程領(lǐng)域的工作

　　微松公司主要在半導(dǎo)體、光伏領(lǐng)域進(jìn)行了如下工作：

　　晶圓、光伏電池片傳送機(jī)器人；微松公司結(jié)合客戶需求，訂制開發(fā)了3軸/4軸晶圓預(yù)定位機(jī)器人；4軸單/雙手晶圓傳送機(jī)器人；3軸離線/4軸在線電池片精密插槽機(jī)器人；大行程晶圓料盒吊裝移動(dòng)機(jī)器人，以上產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)取代進(jìn)口產(chǎn)品，在用戶端裝機(jī)使用。 接下來(lái)，微松將在SCARA和6軸串聯(lián)機(jī)器人方面開展創(chuàng)造性工作，回報(bào)客戶和社會(huì)。