市场走向智能制造

机器人学和机器视觉在专业研究领域上有所不同。机器人技术通常属于机械工程和自动控制工程领域；而机器视觉属于信息工程和电气工程。通过这两大领域专家的合作，可以赋予机器人视觉感知的能力。可见，机器人视觉是一项高度集成的工程技术，通过机器视觉检测环境中的人和物体，计算出他们在相机坐标系上的位置，转换到机械臂坐标系上，然后驱动电机驱动轴联合操作目标是一个看似简单的过程，但实际上却蕴含着复杂的计算机运算。

手眼关系有其自身的优点和缺点。相对位置决定了手臂与相机的协作模式。传统的机械臂编程采用多个手臂运动点的示教，允许手臂在同一点重复相同的动作。由于点是固定的，需要大量的夹具来固定工件或外围加工机械，应用灵活性较差。并且一旦地震或外力改变了手臂与工作区域物体的相对关系，所有的点都必须重新示教。如果手臂与机器视觉结合，可以通过视觉识别和补偿的能力灵活校正手臂的位置，并可以有效减少夹具的使用，

机器人手臂与相机（视觉）如何配合取决于手臂与相机之间的空间关系，也称为手眼关系，可分为“Eye-in-Hand”、“Eye-to-Hand”手”和“向上看”。

眼对手是指将相机挂在手臂的末端轴上。摄像头拍摄并完成视觉识别后，驱动手臂夹紧工件；眼对手是指摄像头和手臂分别固定在两个位置，摄像头在捕捉图像的时候手臂可以同时移动，所以有更好的循环时间，但是必须用来确保臂架和相机保持固定的相对关系，如果两者关系发生变化，则需要重新校准；对于眼视手结构，也称为二次定位，当手臂抓取工件时，移动到相机视野中，比较当前姿势与标准姿势的差异，然后进行进一步的姿势补偿。

机械臂集成视觉

需要依靠专业的系统集成，先导入自动化，精度和生产周期

就目前的产业发展来看，机械臂与机器视觉的融合并不是一件容易的事。如果最终客户不具备一定的工程能力，他仍然需要具有专业知识的系统集成商的协助。对于手臂来说，系统集成商在选择合适的手臂时首先要考虑手臂的长度和负载。臂长可以保证有效的工作范围。关于负载，需要计算末端执行器和夹爪等工件。是否能满足手臂工作的额定负载范围。

另一方面，视觉解决方案的集成有多种选择。对于多相机要求和高计算负担的情况，通常使用视觉控制器。硬件本质上是一台工业计算机，通常支持两到四个工业相机，并内置图像识别软件，允许用户对自己想要解决的视觉识别问题进行编程。另一种产品是智能相机，它本身就是一个带有CCD/CMOS传感器的嵌入式计算平台。用户可以根据自己的工作视野选择合适的镜头。该平台还包含视觉处理软件，但计算性能不如视觉控制器，通常用于读码和定位。此外，一些系统集成商，

除了考虑合适的手臂模型和视觉解决方案外，评估自动化案例可行性时最重要的指标是精度和周期时间。足够的精度可以保证每道工序的正确性，并且可以通过预期的生产周期来评估生产能力是否随着自动化的引入而增加，并计算投资回报率（ROI）。对于前述精度部分，如果通过视觉对物体进行定位，影响整体精度的因素包括相机分辨率、定位算法、手眼关系校正误差、相机镜头校正误差、手臂重复精度和绝对精度等，这需要依赖只有经验丰富的机器视觉技术人员才能有效评估。

手臂内置视觉大大降低了集成成本

近年来，协作机器人因其安全性高、能够与工人在同一环境下工作、编程方便、用户学习门槛低等优点，比传统机器人更具优势。带来了新的浪潮。此外，一些机械臂制造商甚至将视觉模块直接集成到机械臂中，成为标准产品出售。用户只需使用单一内置软件即可完成手臂运动流程示教和视觉流程编辑，大大降低了用户整合手臂与视觉的原始成本，并有效减少了系统调整的时间。

展望未来，随着视觉传感技术的完善和人工智能的快速发展，摄像头获取的图像信息可以从2D升级到3D，甚至RGB-D，包含更丰富的色彩和几何信息，并且利用人工智能识别的改进，机器人将能够更有效地解决姿态、物体距离、物体形状的变化。未来的机器人必然具有更强的感知环境和理解用户的能力。他们可以关注未来机械臂所添加的技术改进。即将到来的流程创新。

智能工具构建智能制造生态系统

企业需要构建满足自身需求的自动化解决方案，但不可能针对不同的制造工艺和应用重新设计生产设备。因此，企业必须选择最好的机器人零部件，才能最大程度地为企业带来自动化生产的效益。在使用机器人时，使用合适的配件可以使公司从采购、安装、操作到再开发的流程更加顺畅，最终成功缩短制造生命周期。

臂端工具（EOAT）通常安装在机械臂的末端以执行各种任务。例如，机器人抓手可以灵活地搬运各种材料；或强大的传感器，会发出警报并及时纠正机器人的位置；机器人刀具快换装置可以加快所用刀具的更换速度。当机器人配备了这些先进工具后，就可以转变为具有感知、动作和行为能力的智能设备，可以轻松应用于智能制造。

新一代智能机器人的配件可以满足智能制造对创新、专业、精准的要求。这些配件也改变了工业、制造业、电商、农业的经济格局。这些行业逐渐引入了机械臂终端工具、内置技术和智能功能，从而大大降低了制造成本和时间。

企业若能以更低的成本推动智能制造，将能够引领制造业走向新的航向，加快工业4.0的步伐。智能机器人终端工具的应用，是为了推动企业自动化既实惠又高度可行。

随着自动化机器人的应用在全球范围内越来越普及，机械臂终端工具的前景也非常被看好；2020年全球机械臂终端工具市场规模将达到92亿美元，复合年增长率（CAGR）接近9%。国际机器人联合会表示，到2021年，每年供应给全球工厂的机器人数量将达到63万台，年复合增长率高达14%。

加速智能自动化普及

在实施定制解决方案时，使用配备机械臂终端工具的机器人可以提高工作效率并允许企业创建新的应用，因为机械臂终端工具可以有效提高机器人的效率和灵活性。事实上，自动化流程的效率以及安装在机器人上的夹具与其他智能工具密切相关。

现代夹具和功率传感器展示了智能机器人配件的无限潜力。在协作应用中，企业不仅希望机器能够执行高效的自动化任务——还希望能够远程操作机器人并在线诊断问题。配备智能硬件和软件的智能机械臂终端工具可以帮助收集和分析数据并提供及时反馈，以增强机器人的功能。

通过机械臂终端工具，可以让机器变得更轻、更智能、更自主，并能高效地执行各种人机协作应用，让企业的自动化作业变得更简单、更经济。

选择合适的机器人配件是必要的——使用机器人的好处取决于机器人上安装的工具和配件。机械臂终端工具允许工具和机器人之间进行双向通信，以提高操作效率和生产率。例如，高精度抓取器可以利用内置技术来模仿人类指尖的动作，例如拾取和放置易碎物品，这样就不会对所拾取的物品造成损坏。

机械臂终端工具将人机交互的可能性推向了更高的水平——因为现代的夹持器非常精确，甚至可以夹持用于制造计算机处理器的晶圆，而扭矩传感器可以更精确地定位并检测物体所在的位置。这些带有内置传感器的夹具可用于精确的制造过程并有效地完成工作。

现代工业环境需要面向应用的解决方案

对于特殊的生产作业，一些企业采用传统方法，根据不同的业务模式创建定制工具。但这种方式不仅增加了公司成本，而且流程不灵活。另一方面，夹具、传感器或其他应用更适用。可以针对不同的形状、尺寸和材料定制定向解决方案。相比之下，采用传统制造方式的企业在商机方面则相当不利。

这些终端工具不仅灵活而且用途广泛，适用于各种制造环境。它们的适应性、内置的先进技术和流畅的信息同化能力可以帮助缩短制造周期并减少停机时间。终端设备的优势为其他硬件解决方案提供了更多选择，降低了引入机器人解决方案的成本，同时降低了自动化采用的门槛。总而言之，使用机械臂终端工具可以为企业节省资金。

全自动解决方案

科技的快速发展驱动着各行各业的变革。为了降低成本并提高运营灵活性，企业必须考虑自动化制造。为了实现上述目标，在协作应用中发挥重要作用的机器人配件需要变得更加智能。通过引入智能技术和工具，企业可以满足工业机械化日益增长的需求。