從問世到今天，短短50余年，機器人技術(shù)的發(fā)展日新月異。在眾多制造業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)機器人應(yīng)用最廣泛的是汽車及汽車零部件制造業(yè)，同時也在不斷向諸如機械加工、電子電氣、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域拓展。

縱觀發(fā)達國家工業(yè)化進程，自動化設(shè)備作為提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵手段，其與工業(yè)制造技術(shù)相結(jié)合，在傳統(tǒng)裝備制造業(yè)生產(chǎn)方式的革命性變革進程中起到至關(guān)重要的作用。工業(yè)機器人的出現(xiàn)更是顛覆性推動了這個進程，作為工業(yè)4.0的核心裝備，通過提高生產(chǎn)效率、制造精度，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)流程，改進產(chǎn)品良率，從而幫助企業(yè)降低運營成本、提升利潤。

中國的“機器換人”不是一句口號

無人工廠、工業(yè)機器人正在快速普及，中國的“機器換人”不是一句口號，很多企業(yè)都在踐行著智能化的改造，一步步讓工廠變得更先進、更高效。中國的工廠自動化場景不斷沖擊我們的眼球，更在刷新我們的認知。智能制造裝備發(fā)展的趨勢是自動化、標準化、集成化和信息化，依托工業(yè)機器人等核心裝備而形成的完整智能工廠將包括：智能倉儲系統(tǒng)、智能物流系統(tǒng)、智能機械設(shè)備、智能感知網(wǎng)絡(luò)和信息整合平臺等。

我們先來一起看看令人震撼的高度自動化的中國工廠。

智能工廠一：特斯拉上海超級工廠

特斯拉上海超級工廠，可以說是中國最先進的自動化工廠，無論從裝備還是建設(shè)速度，堪稱中國制造的典范。即使從全球來看，這樣水平的工廠也是屈指可數(shù)。在每一臺機器人的“手”中，繁重的搬運、裝配、焊接、噴涂工作如同舞蹈，充滿了力量和機械的美感。

智能工廠二：富士康深圳“熄燈工廠”

富士康熄燈工廠里，通過富士康工業(yè)云平臺(FiiCloud)，為設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與人、人與人搭建了溝通連接的橋梁。FiiCloud將海量設(shè)備連接至邊緣計算及云端，全面應(yīng)用到表面貼裝、數(shù)控加工、機器人、組裝測試、環(huán)境數(shù)據(jù)采集等場景，覆蓋全行業(yè)數(shù)據(jù)采集。同時使用機器人傳感器的模式，開發(fā)出機器人AI的自感知、自診斷、自修復(fù)、自優(yōu)化、自適應(yīng)功能，從而提高產(chǎn)品良率，降低成本。

以深圳“熄燈工廠”為例，通過改造，該生產(chǎn)線從318個工作人員降低到38個工作人員，生產(chǎn)效率提升30%，庫存周期降低15%。

智能工廠三：中國才有的無人水餃工廠

中國秦皇島有這樣一家生產(chǎn)水餃的工廠，幾千平方的廠房里，干凈整潔，機器24小時不休息的工作，可是竟然看不到一個員工。取而代之的是不停往返的機械手以及地表穿插有序的軌道。

工業(yè)機器人是提高生產(chǎn)效率、可靠性和能效的良方

機器人和機械臂是幫助提高生產(chǎn)率并減輕人類繁重、重復(fù)或危險任務(wù)的關(guān)鍵。從本地化到工廠內(nèi)部管理，再到全球連接，機器人和機械臂是第四次工業(yè)革命或工業(yè)4.0的核心。

工業(yè)多軸機械臂是一個復(fù)雜的機械、電氣和電子系統(tǒng)，有多達18種不同的電動機以及大量的傳感器和機器對機器（M2M）通信裝置。

工業(yè)機器人由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。

主體即機座和執(zhí)行機構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度。

驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機構(gòu)，用以使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動作。

控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令信號，并進行控制。

設(shè)計工業(yè)機器人的主要挑戰(zhàn)有三：安全至上（對于與機械臂交互的人類），可靠性和超長的使用壽命。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，開發(fā)者會在軟硬件方面大量使用冗余機制，并實施預(yù)測性維護策略以確保生產(chǎn)效率、提升成本效益。

我們提供多種電機控制解決方案，包括STM32 32位微控制器、各種MEMS慣性單元、環(huán)境傳感器、分立功率MOSFET、IGBT和智能功率模塊（IPM），電源和轉(zhuǎn)換IC等，還有有線和無線連接解決方案可助力開發(fā)設(shè)計高效并可靠的機械臂和機器人設(shè)備。

工業(yè)機器人提高了工廠自動化系統(tǒng)的靈活性，兩軸和三軸系統(tǒng)可用于提高生產(chǎn)率。

準確性和可重復(fù)性是工業(yè)機器人的關(guān)鍵指標?？芍貜?fù)性通常是最重要的因素，以確保每次作為生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分交付相同的操作。

工業(yè)機器人技術(shù)采用不同級別的運動控制。簡單的拾取和放置組裝需要在有限的預(yù)示位置重復(fù)進行，而諸如焊接和精加工之類的應(yīng)用則需要以精確的方向和速度進行連續(xù)控制。

工業(yè)機器人可以與機器視覺系統(tǒng)和機器學(xué)習(xí)緊密配合，無需培訓(xùn)即可識別機器人手臂的正確位置。機器學(xué)習(xí)算法可以幫助提高過程的準確性和可重復(fù)性，從而提升效率。

直驅(qū)機器人和執(zhí)行器
有一些工業(yè)機器人使用直接驅(qū)動系統(tǒng)，即直接連接到電動機而不是使用齒輪系統(tǒng)。具有最新功率控制系統(tǒng)的直驅(qū)電機可通過降低能耗并在2或3個維度上提供更精確的控制來提高系統(tǒng)效率。
帶有精密電機的機械臂可以實現(xiàn)多種靈活操作，可替代多臺設(shè)備。這將提高生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性和效率，并可連接到工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

ST與工業(yè)機器人領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者有著長期的合作。因此，我們可以為機器人應(yīng)用提供整個物料清單（BOM）的產(chǎn)品和解決方案，其中包括：

• STM32 微控制器

• iNEMO 模塊, 慣性測量單元 (IMU)

• STSPIN 馬達驅(qū)動器

• 收發(fā)器和網(wǎng)絡(luò)處理器IC

• Teseo GNSS 定位芯片

ST還能提供許多其他設(shè)備和IC，例如精密放大器，功率晶體管和電池管理系統(tǒng)。

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