未來工業測量解決方案：工業機器人測量

第四次工業革命正在進行中。隨著製造業自動化生產操作的發展，為了提高生產工藝的靈活性和效率，工業機器人的使用數量發生了爆發性增長。

據估計，工業機器人的數量將從2016年底的180萬增加到2020年的300萬，年均增長率為14%。2016年以來，最大的工業機器人安裝基地在中國。到2020年，中國工業機器人數量將達到近100萬個，預計在亞洲所有地區的機器人數量將達到190萬個，幾乎相當於2016年全球工業機器人的數量。

美國機器人協會對美國機器人的數量進行了密切監測。據報道，2017年前9個月，北美地區的機器人數量為25936台，價值約為1.496億美元，為有史以來最高水平，比2016年增長了18%。

隨著製造工業的興起，機器人自動化部分檢驗和質量控制如何?

在自動化的柔性製造世界中，無論是在製造過程中，還是在裝配過程中，零件質量都必須成為製造過程中更重要的組成部分。

6軸工業機器人是為提供可重複的過程操作而開發的，它們的性能非常好。然而，如果要為上游或下游的可操作數據提供完全可追溯的結果，機器人測量解決方案需要精確和可重複性。

大約20年前，第一批工業機器人在汽車裝配線上冒險使用單激光掃描器安裝感測器，這些感測器能夠測量一些具有關鍵特性的部件。這些早期的技術實現採用了比較測量技術來提供過程式控制制監控。

如今，感測器技術已經從最初的單激光掃描器轉向了許多進入市場的新技術，能夠在短時間內對完整的部件進行數字化掃描，提供完整的幾何知識。大多數新一代智能感測器解決方案都太過笨重，無法由傳統的CMM攜帶，而且需要更多的靈活性，因為這是光學測量感測器的一個更大的問題。

數字工廠的製造測量應該能夠確定所有製造的錯誤，並立即與流程進行溝通，以提供實時修正，以替代傳統的「尾門測量」過程(通常使用CMM)，這將增加額外的成本，並有可能在識別出錯誤之前銷毀整批零件。最終檢驗仍將是某些行業的一項監管要求，但由於在生產過程中應用的測量和控制，部分一致性應該是高的。

如果機器人坐標測量機(RCMM)能夠進入生產過程，並且提供CMM數據(絕對精度)，機器人的測量精度必須大大提高。6軸機器人從來沒有為測量應用設計過，隨著目前市場的發展，機器人應用在測量工作仍然是一個小眾應用領域，機器人行業沒有多大興趣開發一個真正的測量機器人。ABB在2017年初收購了西班牙測量公司NUB3D，這是測量機器人發展的的的第一個跡象。

傳統的CMM提供了出色的重複性和準確性，而今天的機器人為一些測量應用提供了足夠的重複性和非常有限的準確性。與機械臂不同的是，CMM框架被故意設計的僵硬，這增加了機器人的測量問題。此外，在過去的幾年中，對正交CMM的熱行為進行了深入的研究，並通過各種熱補償解決方案來適應在生產層上的CMM安裝。機械臂的熱膨脹對機器人的測量應用來說變得越來越重要了。

用測量方法提高機器人的準確性

目前，6軸工業機器人採用了各種校準方法，來改進或消除機器人在自動化測量解決方案中產生的誤差。6軸移動臂CMM (PCMM)在提供精確的生產測量方面已經取得了巨大的進展，並且已經被證明是激光掃描感測器的載體，雖然其不如傳統的CMM精確。

鑒於目前正應用於測量應用的機器人數量，機器人在自動化測量過程中扮演著越來越重要的角色，自動化測量技術正在快速發展，在未來的幾年裡，我們將見證新一代機器人測量解決方案的出現。

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