市场上有这么多不同类型的机器人 - 您怎么知道要使用哪种类型？与许多设计和工程问题一样，“形式追随功能”。也就是说，需要哪种类型的机器人取决于其预期功能。机器人会固定在地

板或其他表面上，还是需要移动？ 机器人每小时必须能够处理多少个单位？机器人必须举起的最大重量是多少？如果机器人固定在一个地方，工作范围是多少？工作范围是矩形还是圆形？回

答这些问题将迅速缩小您的选择范围，并让您根据自己的目的选择理想的工业机器人类型。  随着化石燃料价格处于历史高位，全球制造商都在考虑降低生产中能源部分的成本。有几种策略

可以应对这一挑战。一种行之有效的方法是部署机器人技术。

''相对于电力使用而言，带有伺服电机的机器人已经非常高效。今天的交流伺服控制机器人比多年前的直流伺服控制机器人使用的功率要少得多，”

熄灯，没人在家

因为机器人可以在无人监督的情况下运行，所以它们可以在没有人在场的情况下生产物品。在黑暗或未加热环境中运行的能力可以为制造商节省大量能源。

“如果工厂使用机器人，他们可以拥有熄灯设施，”机器人可以通过

减少工厂供暖和制冷的需要来帮助节省能源成本。“机器人设计用于在各种温度范围内工作，并且不像人类操作员那样脆弱。不再需要冷却或加热生产设备，”约翰逊说。

机器人需要更少的实用工具来执行其功能。''机器人可以在黑暗环境中运行，因此在全

自动工作单元中不需要顶部照明。如果手动完成相同的操作，则需要顶部照明和其他设施。”

机器人可以通过提供更小的工作单元来帮助降低建筑成本。“制造商可以在同一空间内安装更多的

紧凑型电池以增加产量，而无需增加建筑物的加热、照明或冷却成本，”库克说。

“占地面积是衡量能源使用情况的指标，因

为占地面积必须进行加热、冷却和照明。在狭小的空间内生产的东西越多，建筑的成本就越低。可以通过使用紧凑型机器人来降低能源成本，”

机器人控制器可以通过在不需要时关闭外围设备来帮助降低能源底线。''控制器可以关闭电机、机床冷却液泵和主轴。随着时间的推移，这将显着

减少能源使用。一个人可能记得也可能不记得在午餐或休息时间关闭机器，但如果机器人被编程为这样做，它总是会的。”

机器人控制器管理工作单元各个方面的能力为更有效地利用能源开辟了道路。ABB 公司产品管理副总裁 Michael Calardo 谈到了机器人控制器在降低能源成本方面的作用。ABB 是一家位于密

歇根州奥本山的机器人制造商和系统集成商。

“机器人改进了对运动的控制，因此可以节省大量能源，因为加速和减速是以更可控的方式完成的，”Calardo 说。Calardo 补充说，这种改进来自控制技术中更复杂的算法。

Calardo 继续说，从标准的 60 周波交流电改为直流电控制焊枪是机器人工作单元节能的一个来源。''直流电焊枪以 1,000 赫兹而不是 60 赫兹运行。这减少了变压器的尺寸和所用电缆的尺

寸，从而减轻了机器人手臂必须携带的重量，”Calardo 说。重量更轻的机器人手臂转化为更少的能源消耗和更高的有效载荷能力。

另一项帮助机器人系统使用更少能源的创新源于 110 伏继电器对现场总线 I/O 系统的改变。“现场总线 I/O 系统使用 24 伏而不是 110 伏，这使得设备更加节能，因为它们不会为大量继

电器线圈供电，”Calardo 说。继电器线圈以热损失的形式浪费能量。

效率

根据集成的应用，机器人可以降低生产的能源成本。

''机器人非常节能。运行机器人的能源成本每天可能不到一美元，具体取决于应用，”与手动喷涂甚

至固定喷涂自动化系统相比，机器人喷涂需要的能源消耗更少。

''机器人喷房的排气和补充空气需求减少了。典型的

手动喷房需要 100 英尺/分钟的气流速度，而机器人设备需要不到 60 英尺/分钟。为机器人喷漆房提供气流的设备需要输送不到 60% 的空气，因此执行任务所需的能量更少。

机器人喷漆有助于降低流体流量要求，因此与手动涂漆相比，机器人喷漆更节能。“与手动喷涂设备相比，机器人喷涂设备通常可实现更高的传输效率，并减少油漆用量。

更高的油漆使用量需要更多的能量来控制温度以实现适当的油漆循环，”

物料搬运机器人

物料搬运是机器人可以帮助实现能源成本节约的另一个应用。大有效载荷物料搬运可节省最多的能源。安装了一个机器

人系统，取代了液压控制的固定自动化。电动机器人在不动时会自行关闭，因此使用的能量非常少，”原来的设备有一个标准的液压泵，可以对流体加压来执

行工作。

焊接机器人

当系统不工作时，流体会通过泄压阀倾倒，导致流体变热。有一个冷却器可以冷却液压油。人们可以争辩说，该系统在不工作时比工作时消耗更多的能量，”约翰逊说。

点焊是另一种能源密集型应用，机器人技术可以帮助控制能源成本。这主要是由于越来越多地使用伺服控制焊枪，而不是相对低效的气动焊枪。

''我看到点焊的最大效率提升不仅是因为更高效的机器人，还有更高效的焊接控制器。ABB 使用伺服点焊枪而不是气动点焊枪，”ABB 的 Michael Calardo 说。

末端执行器是工作单元中的重要元素，它们消耗的能量并非微不足道。要降低能源成本，一个很好的方法是通过末端执行器。

Andy Lovell 是位于马萨诸塞州欣厄姆的 PIAB Vacuum Products 的应用工程师，这是一家机械臂末端工具供应商，致力于解决节能末端执行器的问题。“如果设计人员可以制造一个末端执

行器来完成所需的工作，并且可以使其重量更轻且尽可能简单，那么机器人就会变得更轻，更容易操作，”Lovell 说。

系统集成商必须考虑正在生产的产品的质量以及处理产品的末端执行器的质量。''拥有一个小而轻的末端执行器会影响机器人的尺寸和复杂性。更小更轻的机器人通过缩小尺寸来节省能源，

”Lovell 补充道。使用合适尺寸的设备可以减轻重量，从而随着时间的推移节省大量能源。

FANUC Robotics 的 Dick Johnson 将液压末端执行器与伺服控制的末端执行器进行了比较。''液压末端执行器不再使用太多了。伺服末端执行器的使用有所增加，因为它们效率最

高，”Johnson 说。''伺服控制的末端执行器在转动时使用能量。当伺服停止转动时，末端执行器可以夹住产品但不会消耗任何能量。”

机器人技术和能源成本降低约翰逊继续回忆起一个使用真空作为末端执行器动力源的工作单元。“一种方法是驱动放置在机器人底座附近的真空电机。在一个工作单元中，FANUC Robotics 有

一个码垛机器人，它使用真空室来拾取和码垛产品袋。它的能源效率相对较低。”

约翰逊解释了更节能的替代系统。''我们用一个由气缸驱动的叉式夹持器取代了压力通风系统。这更加节能，”约翰逊说。''吞吐量从每分钟 12 袋增加到 28 袋。从能源和吞吐量的角度来

看，这是一个双赢的安排。”

Johnson 补充说，真空动力增压系统可以固定袋子，但不够牢固，无法高速传送。用叉子，袋子被牢牢地抓住了。

减少浪费，提高生产力

机器人是同时减少材料浪费和能源使用的完美解决方案。Stäubli 的 James Cook 将机器人技术的使用与减少材料浪费和能源消耗联系起来。

“与手动生产或硬自动化相比，机器人浪费的材料要少得多。机器人喷漆系统为每个部件使用相同数量的油漆，大大减少了过度喷涂，并消除了补漆的需要，”库克说。“用于装配或物料搬

运的机器人总是准确地重复这个过程，减少或消除有缺陷的零件，”库克补充道。焊接和点胶应用也是如此。

硬件自动化设备闲置或不得不返工零件既浪费材料又浪费能源。所有应用程序都可以从机器人技术的使用中受益。节约能源和减少浪费可提高产量、效率和利润。

能源期货

在可预见的未来，化石燃料的价格很可能维持在目前的历史高位，甚至进一步攀升。现在是制造商考虑在生产产品的同时仍能盈利的战略的时候了。聪明的公司将研究灵活的机器人技术作为

该战略的一部分。机器人行业将通过制造更好、更轻、更快的产品来满足这一需求。 。

更轻的重量更小，并且在增加有效载荷的同时修剪机械臂。我们的目标是提高这一比例，手臂的重量与其有效载荷之间的比率可以改善得越多，机器人的能源效率

就越高。密度较低但刚度更高的机械臂的改善比率与控制算法的进步相结合，将导致更大的通过机器人提高能源效率。