工业机器人制造空间结构

工业机器人的制造空间结构涉及机械构型、工作空间布局及产线集成等多个维度，其设计直接影响生产效率与柔性化水平。以下是关键分类与特点的详细：

一、机械结构类型

1. 直角坐标结构

通过三个垂直直线轴实现空间运动，定位精度高（可达±0.1mm），但需较大占地面积。适用于装配、搬运等场景，常见悬臂式、龙门式等变体。

2. 圆柱坐标结构

由一个回转轴和两个直线轴组成，工作空间呈圆柱形，结构简单且动力输出强，适合型腔内部作业，但近立柱区域存在盲区。

3. 关节型结构

以旋转关节模拟人体手臂动作，6轴垂直串联为典型，灵活性高且工作空间大，广泛用于焊接、装配等复杂作业。7轴设计通过增加下臂回转轴（LR）进一步避障。

二、工位布局模式

1. 装配场景

2. 搬运场景

3. 码垛场景

直线型、L型及环形布局分别对应不同场地限制与柔性需求，需集成视觉定位与托盘升降系统。

三、系统集成与优化

1. 路径规划

通过数学建模（如MATLAB/Python）优化轨迹，平衡避障、能耗与实时性，例如7自由度冗余机构可避开奇异位形。

2. 虚拟仿真

使用RobotStudio等工具预演机器人动作，配置工具坐标系与环境模型，降低现场调试风险。

3. 产线架构

分层设计智能决策层（MES/ERP）、传感层（SCADA）及设备层（机器人/AGV），实现模具等复杂产品的智能化生产。

四、发展趋势

- 核心零部件国产化：减速器、伺服电机等占成本72%，四大家族（ABB、发那科等）仍主导技术。