工业机器人的采购依据技术参数表，而其最终被接受或拒绝则取决于实际工艺过程。两个额定负载相同的机械臂在同一单元中可能产生截然相反的结果，因为工作范围、重复定位精度、轴数和质量会改变布局的容纳空间以及工艺所能容忍的条件。
本指南解释了标准中对“工业机器人”的定义、存在的类型、如何解读技术参数表中的每一项数据，以及在请求报价前必须回答哪些问题。示例采用 QJAR 产品线，由 BR Robotics 在巴西集成。
什么是工业机器人
全球通用的定义源自 ISO 8373（机器人词汇标准），国际机器人联合会（IFR）在其行业统计中也采用了相同的定义：工业机器人是一种多功能、可重新编程且自动控制的操纵器，可在三个或更多轴上进行编程，固定安装或安装在移动平台上，用于工业环境中的自动化应用。
该定义中的三个术语具有实际影响：
- 可重新编程：运动通过程序改变，无需机械改动。这是机器人与专用设备的区别所在。
- 多功能：同一机械臂可通过更换工具和程序进行焊接、码垛或搬运。
- 轴数：每个轴代表一个独立运动。轴数决定了手腕配合工具能完成何种动作。
定义中未体现的一点是：根据 ISO 10218-1，单独的机器人被视为不完整机器：执行工作的是应用系统，即包含工具、工件、夹具和防护装置的机器人整体。因此，型号的选择永远不能与单元设计分离，而单元设计正是 机器人集成商 的工作。
市场证实了采用的节奏。根据 IFR 的数据，2025年全球运行中的机器人存量达到 500万台，当年新增安装量超过 60万台。2025年巴西新增近 4,300台机器人，增长 38%，主要由汽车工业推动。
工业机器人类型
按机械结构分类是指导选型的关键。
| 类型 | 结构 | 最佳应用场景 |
|---|---|---|
| 6轴关节型 | 三个或更多旋转关节，带三轴腕部 | 焊接、喷涂、搬运、机床上下料、装配 |
| 4轴关节型 | 法兰保持平行于地面的手臂 | 码垛和末端作业 |
| SCARA | 两个平行的旋转关节，垂直方向刚性强 | 平面内轻型零件的装配和拾放 |
| Delta（并联） | 连杆构成闭环连接至平台 | 轻型零件的高节拍拾放 |
| 直角坐标型 | 三个相互垂直的线性轴 | 龙门架和直线长行程应用 |
协作机器人并非一种机械类型。它是一种具有自身安全规则的应用形式，详见协作机器人与工业机器人的对比。
如何解读技术规格表：五个关键数据
腕部负载
这是指机器人在末端执行器处移动的质量，且性能有保证。计算时需包含法兰之后的所有部件：工具、工件、电缆和软管。一个9 kg的夹爪加上14 kg的工件总重为23 kg，这已经排除了一台额定负载为20 kg的机器人，即使仅看工件本身重量似乎符合要求。
质量并非唯一的限制因素。重心距离法兰越远，对腕部各轴的力矩就越大。因此，每个型号都有负载图，最终决定选型的是负载图，而非目录封面上的标称数值。
工作半径
这是手腕从基座出发所能达到的最大距离。有效工作体积小于该球体：靠近基座的区域是机械臂无法触及的盲区，而在极限位置，机器人虽然能到达目标点，但缺乏调整工具姿态的自由度。焊枪不仅需要接触到工件，还必须以正确的角度抵达焊缝。
过大的工作半径也会带来成本。更大的机械臂占用更多空间，重量增加，且需要更远距离的安全防护装置。
轴数
6轴机器人能够自由定位并调整工具姿态，这是焊接、喷涂以及涉及旋转操作的搬运任务所必需的。4轴机器人的法兰盘始终保持与地面平行，负载仅能绕垂直轴旋转，这恰恰符合码放纸箱和袋装物料的需求。此类应用的具体评判标准请参阅码垛机器人指南。
重复定位精度
这是指机器人多次返回同一编程点位时的偏差分布，依据ISO 9283标准进行测量。请勿将其与准确度混淆，准确度是指坐标指令点与实际到达点之间的差异。
当在单元内示教点位时，关键指标是重复定位精度。当程序在单元外通过仿真生成，并需要与现实世界精确匹配时，准确度才变得至关重要。
所需的精度范围取决于工艺要求。薄板上的机器人焊接焊缝通常要求达到十分之一毫米或更高的精度。而托盘上的纸箱则允许有半毫米左右的容差。
机器人本体质量
决定底座、固定方式以及地面载荷。负载为 6 kg 的型号，其本体重量为 170 kg。负载为 800 kg 的码垛机器人本体重量为 2,550 kg，需要能够承受动态受力的基础，而不仅仅是静态重量。
QJAR 产品线数据一览
下表展示了这五个关键参数在完整产品线中的组合情况。数值均为制造商公布的数据，可在 EVST Brasil 官网查询。
| 型号 | 主要应用 | 负载 (kg) | 臂展 (mm) | 轴数 | 重复定位精度 (mm) | 本体质量 (kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| QJRH4-1A | 弧焊 | 4 | 1,410.5 | 6 | ±0.03 | 150 |
| QJR6-1400H | 弧焊 | 6 | 1,456 | 6 | ±0.08 | 150 |
| QJR6-2000H | 弧焊 | 6 | 2,014 | 6 | ±0.08 | 230 |
| QJR6-1 | 通用 | 6 | 1,441 | 6 | ±0.03 | 170 |
| QJR10-2000 | 通用 | 10 | 2,001 | 6 | ±0.05 | 275 |
| QJRB20-1600 | 通用 | 20 | 1,668 | 6 | ±0.05 | 270 |
| QJR50-1 | 通用 | 50 | 2,012.4 | 6 | ±0.07 | 580 |
| QJRB210-1 | 重载 | 210 | 2,688 | 6 | ±0.2 | 1,257 |
| QJRB15-1 | 码垛 | 15 | 1,510 | 4 | ±0.05 | 160 |
| QJRB30-1 | 码垛 | 30 | 1,820 | 4 | ±0.05 | 205 |
| QJRB180-1 | 码垛 | 180 | 3,153.7 | 4 | ±0.5 | 1,400 |
| QJRB800-1 | 码垛 | 800 | 3,159 | 4 | ±0.5 | 2,550 |
| QJRP10-1 | 喷涂 | 10 | 2,035 | 6 | ±0.5 | 370 |
| QJR6-2700P | 喷涂 | 6 | 2,701 | 6 | ±0.5 | 400 |
通过该表可得出三点解读：
- 重复精度与工艺过程相匹配。 用于焊接和精细搬运的4至6 kg负载型号，其重复精度在±0.03至±0.08 mm之间。180 kg和800 kg负载的码垛机器人重复精度为±0.5 mm，这完全满足堆垛作业的要求。
- 大型机器人的自重与负载比显著降低。 QJR6-1的重量约为其移动负载的28倍。QJRB800-1的重量仅略高于其负载的3倍。重载机器人是专为强度优化的结构，因此底座必须据此进行设计。
- 工作范围和负载并非同步增长。 QJR6-2700P可将6 kg负载送至2,701 mm处，因为喷涂作业需要大范围的工作空间配合轻量级工具。QJR50-1可将50 kg负载送至2,012.4 mm处。
如何选择：获取方案前的六个问题
- 工艺是什么？允许的公差是多少？ 焊接、码垛、喷涂和机床上下料需要不同系列的机器人。
- 末端执行器组合的重量是多少？重心位置在哪里？ 从第一天起就必须将工具纳入计算。
- 需要到达哪些点？姿态要求如何？ 答案应来自工件和夹具的3D模型，而非卷尺测量数据。
- 目标节拍时间是多少？ 节拍决定了单台机器人是否足够，以及哪类负载等级能保持所需的加速度。
- 工作环境如何？ 焊接飞溅、粉尘、漆雾和温度会影响防护等级、线缆布置及认证要求。
- 谁负责集成？谁负责安全文档？谁提供支持？ 单元必须符合NR-12标准，且必须有技术责任人对此负责。
这些答案无法直接从目录中获取。它们基于对实际工件的研究得出，这正是BR Robotics在推荐型号和单元布局时所做的工作。
选型常见错误
- 仅根据额定负载进行选择，而忽略了末端执行器和力臂的影响。
- 购买超出需求的作业半径，从而在占地面积、底座和防护设施上付出额外成本。
- 在码垛应用中要求焊接级别的重复定位精度，或者反之亦然。
- 在规划离线编程时，将重复定位精度和绝对精度混为一谈。
- 仅通过机械臂来比较报价方案，而实际上机器人只是整体投资中的一项。关于工业机器人成本构成的文章展示了其他部分。
常见问题
什么是工业机器人？
根据ISO 8373标准，它是多功能、可重新编程且自动控制的操纵器，可在三个或更多轴上进行编程，固定安装或置于移动平台上，用于工业自动化。在实际应用中，它是一个通过程序改变运动而无需机械调整的机械臂，并通过更换工具来切换任务。
4轴机器人与6轴机器人有何区别？
6轴机器人可以在任意角度对工具进行定位和定向，这是焊接、喷涂和复杂搬运所必需的。4轴机器人保持法兰始终平行于地面，并绕垂直轴旋转负载：这是码垛的典型配置，以较少的轴数完成相同任务。
±0.03 mm的重复定位精度意味着什么？
这意味着当机器人多次返回同一编程点时，其落点在平均位置周围0.03 mm的范围内。当点位是在单元内直接示教时，这个数值至关重要。测量标准由ISO 9283定义。
如何确定所需的机器人负载？
将工具、工件以及固定在腕部的电缆的质量相加，并检查重心相对于法兰的距离。额定负载适用于特定的力臂条件。因此，选型需依据该型号的负载图进行，而不能仅凭目录中的数值。
工业机器人有哪些类型？
按机械结构划分，主要类型包括6轴关节型机器人、用于码垛的4轴关节型机器人、SCARA机器人、Delta机器人和直角坐标机器人。其中，6轴关节型机器人最为通用，涵盖焊接、喷涂和搬运作业。其他类型则在特定任务中表现更佳，例如堆叠货物或高速拾取放置（pick and place）。
联系 BR Robotics
BR Robotics 在巴西集成来自 EVST 的 QJAR 机器人，总部位于圣保罗州卡萨帕瓦（Caçapava, SP）。请发送您的工艺流程、零件信息及期望的生产节拍：我们将回复推荐的机器人型号及单元布局方案。联系 BR Robotics，查看机器人产品线或查阅制造商技术规格书。
