一、工業(yè)機器人之五大機械結(jié)構(gòu)

　　1. 單軸機器人

　　單軸機器人一般分為兩種傳動方式，一為滾珠螺桿傳動，二為同步齒形帶（簡稱：同步帶）傳動，兩種皆是以直線導軌做為導向，并配合伺服電機或步進電機，來實現(xiàn)不同應用領域的定位、移載、搬運等等。透過不同的組合樣式，還可以實現(xiàn)兩軸、三軸、龍門式的組合。

　　單軸機器人的應用領域涵蓋半導體、家電、醫(yī)療、汽車、包裝、點膠機、焊接、切割、檢測等自動化應用領域，而臺灣的上銀科技在單軸機器人的市場名列全球前三。

　　2. 直角座標機器人

　　直角座標機器人是基于X、Y、Z直角座標，在各座標的長度范圍內(nèi)進行工作或運動，適用于搬運、取放等作業(yè)，可應用的領域包括射出成型機取出用手臂、移動并定位、堆迭、鎖螺絲、切割、裝夾、壓入、插取、裝配、自動藥房等。

　　臺灣機器人相關業(yè)者數(shù)量約有80家，現(xiàn)有40家以上的業(yè)者可從事座標機器人相關設備的設計開發(fā)，所使用的關鍵零組件國產(chǎn)化程度較高。在射出成型機取出用機械手臂中，天行自動化（Alfa）與臺灣精銳（Apex）為該領域之領先業(yè)者，并在中國大陸具有一定的市場佔有率。

　　3. 水平多關節(jié)（SCARA）機器人

　　水平多關節(jié)機器人（Selective Compliance Assembly Robot Arm；縮寫SCARA ），是一種圓柱座標型的特殊類型工業(yè)機器人。一般有4個自由度，包含沿X、Y、Z方向的平移和繞Z軸的旋轉(zhuǎn)。

　　SCARA機器人的特點是負載小、速度快，因此其主要應用在快速分揀、精密裝配等3C行業(yè)或是食品行業(yè)等領域。例如IC產(chǎn)業(yè)的晶圓、面板搬運、電路板運送、電子元件的插入組裝都可以看到SCARA機器人的蹤跡。國外廠商包含EPSON、IAI、DENSO等日廠。國內(nèi)廠商則有臺達電、東佑達、上銀。

　　4. 垂直多關節(jié)機器人

　　垂直多關節(jié)機器人，有相當高的自由度，適用于任何軌跡或角度的工作。其具有三維運動的特性，可做到高階非線性運動，是目前最廣泛應用的自動化機械裝置，常用于汽車製造商、汽車零組件與電子相關產(chǎn)業(yè)。

　　5. 并聯(lián)式（DELTA）機器人

　　并聯(lián)式機器人亦稱為DELTA機器人，透過上平臺之三組動力結(jié)構(gòu)帶動主動臂與被動臂至末端平臺進行位移，并可在末端搭載第四軸或是自上平臺連結(jié)第四軸作為旋轉(zhuǎn)軸。

　　由于其構(gòu)造簡單，在移動上能達到最短路程，機構(gòu)也容易小型化，可達到高速高精度的控制，因此主要應用于高速取放、篩選作業(yè)，主要應用于食品業(yè)、電子檢料、製藥、包裝等用途。一般情況下，一個并聯(lián)機器人可以替代4-6個人工，幫助用戶有效提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

　　二、工業(yè)機器人之三大零組件

　　了解完工業(yè)機器人的五種機械結(jié)構(gòu)后，接下來我們來談談工業(yè)機器人剩下的三大關鍵零組件：減速機、伺服馬達、控制器。這些零組件約佔機器人整機成本的60-70％，是邁入工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)相當重要的門檻。

　　以全球四大工業(yè)機器人大廠（瑞士ABB、日本發(fā)那科FANUC、德國庫卡KUKA、日本安川YASKAWA）來看，控制器是唯一皆自行製造的關鍵零組件，伺服馬達及減速器則部分外購，以下將依序就這三項零組件來說明：

　　1.  減速器

　　減速器是連接動力源與執(zhí)行機構(gòu)之間的傳動機構(gòu)，能將馬達的轉(zhuǎn)速降低，并讓轉(zhuǎn)矩提升。其將電動機、內(nèi)燃機等高速運轉(zhuǎn)的動力，透過輸入軸上的小齒輪嚙合后，再輸出至軸上的大齒輪以達到減速的目的，并藉此傳遞更大的力矩。

　　減速器特別講究高可靠度、高精度、高剛性，是個重資產(chǎn)、高投入、慢回報的產(chǎn)業(yè)。從全球工業(yè)機器人大廠來看，多未自行研發(fā)減速器，而是主要仰賴日本納博特斯克（Nabtesco）及哈默納科（Harmonic Drive）等兩大巨頭，光這兩大廠就佔了減速器70％以上的市場份額。

　　依據(jù)IFR估計，2019工業(yè)機器人銷量將達41.4萬臺，若以一臺多關節(jié)工業(yè)機器人需要4-6個減速器來看，市場將有兩百多萬組減速器的需求，可見其成長速度會比工業(yè)機器人來得快。

　　2. 伺服馬達

　　伺服馬達是工業(yè)機器人的動力系統(tǒng)，一般安裝于機器人的「關節(jié)」處，是機器人運動的心臟，通常又可細分為兩個部分，一為馬達本體，二為運動控制系統(tǒng)。

　　主流供應商包括日本松下、摩川、安川、三菱、三洋、富士以及歐美廠商如德國倫茨（Lenze）、博世力士樂（Bosch Rexroth）。目前光是日系品牌即佔全球機器人市場40％市佔率。在臺灣，伺服馬達品牌如東元、臺達電亦有不錯表現(xiàn)。

　　3. 控制器

　　控制器為機器人之「大腦」，包含硬體及軟體兩部分。硬體是工業(yè)控制板卡，軟體則是控制演算法。一般較成熟的機器人廠商多半自行開發(fā)控制器，以保證品質(zhì)的穩(wěn)定性及產(chǎn)品的維修體系，因此也是各機器人製造商的核心技術所在。

　　除了全球四大機器人大廠自行研發(fā)控制器外，EPSON、DENSO、TOSHIBA亦深耕控制器領域，生產(chǎn)自有品牌的機器人。而在臺灣，諸如工研院、研華寶元、新漢等廠商，近幾年在全球控制器市場也有不錯的成績。