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协作机械臂，也称为协作机器人，是现代化生产和自动化技术的重要组成部分，特别是在疫情之后，工业制造行业对自动化生产的需求变得更加迫切。协作机械臂能模拟人类手臂、手腕和手的功能，通过机械和电子控制装置执行一系列精确的生产操作，如物体的移动和工具的操控等，从而满足生产过程中对空间位置和姿态的具体要求。
与传统工业机械手臂相比，协作机械臂的独特之处在其设计初衷是用于与人类工作人员共同作业，而不是取代人类劳动。这种人机协作模式允许机器手臂在执行高重复性、高强度或危险任务时发挥机器高效工作的特点，同时结合人类的灵活性和判断力，提高生产线的灵活性和效率。因此，协作机械臂成为智能制造和智慧工厂中不可或缺的力量，广泛应用于汽车制造、电子装配、包装码垛等多个领域。
协作机械臂的主要应用包括：
- 汽车制造：在装配线上执行精密装配、焊接、喷漆等任务。
- 电子装配：进行电路板的装配、测试和打包工作。
- 包装码垛：自动化完成产品的包装、分类和堆叠工作。
- 质量检验：利用视觉系统完成产品质量检查和筛选。
协作机械臂的核心技术
以下几个关键技术确保机器手臂的高效、安全和智能化运作：
姿态控制：使协作机械臂能够精确地控制其关节和末端执行器的位置、速度和方向，完成各种复杂动作和精细操作。通过高级算法，姿态控制让机械臂可以模拟人手的自然动作，满足各种精密作业的需求。
轨迹规划：用来计算机器手臂的运动路径，选择从起点到终点的优化路径。这里不仅包括空间的移动，还包括时间上的规划，以确保运动的高效性和平滑性，同时避免潜在的碰撞。
传感技术：传感技术是协作机械臂感知周围环境和执行精确任务的基础。通过集成多种传感器，如触觉、力感、视觉和距离传感器等，机械臂能够实时收集周围环境的信息，进行自主决策和适应性调整，以适应复杂多变的工作条件。
人机交互技术：为实现人机协作，采用了先进的人机交互技术，包括语音识别、手势控制和触摸屏操作等。借助这些技术，操作员能直观、方便地与机器手臂交互，指导其执行任务，同时确保操作的安全性。
UR的机械臂采用了哪些先进技术？
自2005年起，优傲机器人就开始不断研发先进技术，为UR协作机械臂赋能，开发出了许多便于用户操作、且灵活性高的自动化解决方案。这些设计提升了生产效率，可以更好地应对重复性高的任务。应用了这些先进技术的协作机械臂具有简单易用、安全稳定的特点，在中高端市场中很受欢迎：
「轻量化和数字化」敏捷拧紧模组
德派(DEPRAG)与优傲合作开发的拧紧模组，融合德派的数字拧紧系统和UR5e系列协作机器人，为自动化装配提供高效的解决方案。该模组支持多种自动送料设备，配备多达15种拧紧程序，并通过CFC夹紧力策略确保拧紧精度，同时自动记录每一步骤，实现了过程可追溯。UR Cap软件简化了操作流程，提供直观的用户界面，使得编程和过程控制变得简单易行。
该模组特别适合需要高精度和高效率装配的工业环境，如汽车制造和电子装配等。它不仅提高了生产线的灵活性和输出质量，还通过智能策略和高级监控功能降低了生产风险。轻量化的设计，以及广泛的系统兼容性，这些都使得该模组能快速适应不同生产需求，为建设高效协作的智慧工厂提供强有力的技术支持。
3D TOF 传感器
该传感器专为机器人夹具设计，为自动抓取物体操作提供了更高效的方式。此款传感器可以精确测量物体的位置、方向和尺寸，尤其在物体静止且环境无干扰时，测量精度更高。该传感器不仅可用于识别矩形、圆形和不规则形状的物体，还能计算并传输物体的重心、尺寸和位置等信息至控制器。3D TOF传感器的适用范围广泛，适用于工业机器人和轻型协作机器人，以及各类夹具系统，如液压、气动和电动夹具等。
在实际应用中，3D TOF传感器在物体移动中也能准确捕捉其位置信息，支持系统检测物体的形状，并将关键信息传递给机器人控制器，从而实现精确控制。3D TOF传感器能处理各种物体，如盒子、硬纸板、水桶等，通过自动化提高了生产制造的速度，从而提升了生产效率。另外，使用协作机械臂还可以减轻员工的体力负担，降低劳损，使员工能够专注于更高价值的工作，优化生产线的人力资源配置。
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