協作機器人完全無需傳統工業機器人的護欄或圍籠，可與人類在協作區域內直接交互工作；從平臺靈活性維度可分為固定位置式和自由移動式，從結構形態可分為單臂式和雙臂式。協作機器人本質上依舊是工業機器人，并不是某種全新結構的產品。簡單而言，傳統的工業機器人更注重精度和速度，而協作機器人則注重人機安全共存和簡便的操作性，兩者的主要差異如表1所示。協作機器人與傳統工業機器人只是兩類基于不同市場定位的工業產品，傳統工業機器人是生產線的重要組成部分，而協作機器人用于輔助或替代人類在生產線中的部分作用。智能機器人工廠自動化抗扭力臂。湖州智能制造工廠自動化機器人
對于未來的協作機器人應用，美國相關研究機構試圖通過更沉浸的人機交互手段，實現深層次、高水平的人機協同。2018年，麻省理工學院在波音等公司支持下，開發了基于腦-機接口的人機協作系統。通過檢測大腦和肌肉活動，操作人員利用手勢向協作機器人下達指令，實現更加復雜和精細的操作；另一方面，通過反復學習操作人員腦電和肌電信號，機器人可以自行完成拾取、分類、抬舉鉆孔等任務。美國還將協作機器人視為未來智能工廠的重要基礎設施，圍繞協作機器人開展業務流程重構。智能機器人工廠自動化上料機淮北智能機器人工廠自動化。
近年來，因其老齡化加速的客觀現實，日本更加重視利用協作機器人實現工人勞動經驗和行為模式的學習積累。日本安川電機于2015和2020年分別推出了協作機器人HC10和HC20XP。操作人員可以直接移動HC10/20的手臂，通過移動中的指導將任務操作教給機器人。2017年，日本川崎重工推出名為“繼承者”的新型協作機器人。通過人工智能算法反復學習工人操作，“繼承者”可以精確再現那些需要微調的精細動作，進而精細完成先前難以實現自動化的人工操作工藝，將工人的經驗積累傳承下去。目前，“繼承者”已被應用于川崎重工的西神戶工廠，未來還將部署到全球工廠中并實現在線監控與遠程協作。
桁架式機械手，又稱龍門式機械手或桁架機器人，是一種基于空間XYZ直角坐標系的自動化設備。它由多個直線運動模組組成，能夠在三維空間內進行精確的定位和移動。桁架式機械手是指對加工件進行自動上下料、自動裝夾、自動吹屑、并將完工件自動送回料倉等連續性動作的自動化裝備，全盤代替了人工操作，較大程度節省人力資源，是“機器換人”的成熟產品。三個運動組件為桁架機械手的**組件，其定義規則遵循笛卡爾坐標系。各軸組件通常由結構件、導向件、傳動件、傳感器檢測元件以及機械限位組件等五部分組成。智能制造工廠自動化3D視覺擰緊定位。
是什么原因使一種產品優于另一種呢？在大多數金屬切削加工中，合格零件與廢品之間的區別常常在于關鍵尺寸上極微小的差異。同樣，一個高精度工具夾頭的不同之處也取決于所采用的制造公差。切削刀具的回轉軸線必須與機床主軸的回轉軸線精確一致。實現近于完美的同心度的方法雖然很明確，但也很復雜。首先，將工具夾頭的錐柄裝入對應的主軸錐孔時，每一次都必須非常精確。為此，配合表面的錐角公差必須很小。這些公差由國家或國際標準委員會制定和頒布，一般可供任何人查閱。制造完成的工具夾頭要用量規檢測其圓度和錐角，而這些量規則由實物基準規來標定。生產現場采用的測量方法各不相同，從實物接觸機械式測量、實物接觸/電子模擬量測量到非接觸模擬量測量（如氣動量規）。所有這些行之有效的方法都有一個共同特點：都要用實物基準規來標定。智能機器人工廠自動化生產線。廈門工廠自動化上料機
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不同工具夾頭制造商的基準規之間存在明顯的差異。這一肯定的判斷是基于多年來對不同制造商的工具夾頭產品進行成百上千次測量的結果。簡言之，它們的確不同。即使假定市場銷售的所有工具夾頭均與它們各自對應制造商的基準規相符，但不同的制造商采用的基準規卻并不相同。隨之產生了一個問題：不同制造商的工具夾頭與機床主軸的適配性也不盡相同。其原因很簡單：沒有標定標準錐度的“母基準規”。雖然位于馬里蘭州的美國國家標準和技術研究所（NIST）和一些高水平計量實驗室（如位于俄亥俄州的Timken公司實驗室）具備了在確定環境條件下采用具有適配精度的回轉工作臺測量錐度的能力，但沒有單一基準實物量規能夠方便地檢定其它具有相同尺寸和錐度的實物量規。可以理解，在沒有單一基準源或可供所有量規溯源的基準規的情況下，市場上不同廠家的產品與標準規定尺寸的符合程度就存在差異，而這些差異將影響與主軸的配合質量。下面作進一步分析。湖州智能制造工廠自動化機器人
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