邁入本世紀第二個二十五年，「機器人」的定義究竟是什麼？以下就來看看定義現代工業機器人的關鍵特性，協助您在比較自動化專案的各種選項時做出判斷。
過去 70 年來，機器人已經有了相當大的演變。自第一批工業機器人進入汽車產業以來，這項技術便持續穩定成長。隨著 AI 的發展，機器人的定義也不斷在改變。
不過，工業機器人的核心特性從一開始至今大致維持穩定。
以下是您在比較各款機器人型號時，需要了解的 10 項關鍵特性：
1. 自由度（Degrees of Freedom, DoF）
自由度（DoF）可說是所有機器人特性中最基本的一項，指的是機器人機構能夠獨立移動的軸數。
一般標準的 6 軸機器人手臂，可獨立在 6 個維度中移動終端工具的位置：
- 3 個平移方向（X、Y、Z）
- 3 個旋轉方向，分別繞 X、Y、Z 三軸旋轉
雖然 6 軸機器人手臂相當常見，但部分機器人（例如 SCARA 機器人）的自由度較少；也有部分機器人（稱為「冗餘機器人」）具備額外自由度，有助於閃避障礙物或機器人奇異點（singularity）。
2. 負載能力（Payload Capacity）
機器人的負載，是指其可承載的最大重量，包含所有工具與末端夾具在內。
在規劃新的機器人應用時，負載能力是比較不同機型的良好起點。製造商通常都會標示機器人的負載規格，因此這是快速篩選出合適候選機型的簡單方法。
您可以使用我們的機器人比較工具，找出所有具備相同負載能力的機器人型號。
3. 重複精度與準確度（Repeatability and Accuracy）
在比較機器人型號時，重複精度與準確度應該是您最優先考量的項目。
這兩個詞彙的意義分別是：
- 重複精度（Repeatability）：機器人機構重複回到同一位置的精準程度。機器人製造商通常都會列出重複精度數值。
- 準確度（Accuracy）：機器人到達正確位置的精準程度。由於準確度會因校正或程式設計方式而異，製造商通常不會列出此數值。
您可以透過在程式設計過程中妥善校正機器人，來提升機器人的準確度。
4. 工作半徑與工作空間（Reach and Workspace）
工作半徑（Reach）是指機器人能從其基座延伸多遠的距離，這是機器人規格表上常見的特性，能讓您粗略了解可用的作業空間範圍。
另一項相關特性是工作空間（Workspace），代表機器人能涵蓋的完整空間範圍。舉例來說，6 軸協作型機器人的工作空間可能呈球形，而 SCARA 機器人的工作空間則可能呈圓柱形。
可達性分析與工作空間視覺化，是檢視機器人完整工作空間的實用技巧。
5. 速度與週期時間（Speed and Cycle Time）
評估機器人速度的方式有很多種。
兩項常見的特性為：
- 關節速度（Joint speed）——決定各關節移動的快慢。
- 末端執行器速度（End effector speed）——決定末端執行器沿機器人某一自由度在空間中移動的快慢。
不過，速度不只關乎機器人能移動多快，通常更值得思考的是機器人完成特定任務所需的時間。
週期時間（Cycle time）是衡量機器人完成單一任務週期所需時間的實用指標。您可以在機器人模擬軟體中，針對您的任務測量週期時間。
6. 末端執行器相容性（End Effector Compatibility）
機器人的實用性取決於其工具，也就是所謂的末端執行器（end effector），種類多達數百種，包括夾爪、焊接工具、噴漆槍、感測器等等。
務必確認您的機器人與您想使用的末端執行器相容。
透過 RoboDK，您可以在模擬軟體中快速模擬各種不同工具，甚至自動校正工具中心點，以獲得更精確的操作。歡迎參閱我們的《RoboDK 工具建立完全指南》。
7. 安裝方式（Mounting Options）
工業機器人並不一定要安裝在地面或工作台上。將機器人安裝於天花板或牆面，往往能更有效運用空間。
部分機型需要選用特定變體才能相容於吊頂安裝，這點應向製造商確認。
將機器人安裝在額外軸（additional axis）上，也是擴大機器人系統工作空間的有效方式。
8. 機器人控制與軟體（Robot Control and Software）
如何對機器人進行程式設計與控制，與機器人硬體本身同樣重要。
透過 RoboDK 這套不受限於特定廠牌的程式設計軟體，您能快速輕鬆地為眾多廠牌的各種機器人型號編寫程式。
無論您選用哪個機器人品牌，離線程式設計（Offline Programming）與模擬都能大幅降低過去機器人程式設計常見的門檻。
9. 安全性與協作（Safety and Collaboration）
隨著協作型機器人（cobot）在過去 20 年間興起，安全性已成為許多企業重視的關鍵特性。
協作型機器人的設計宗旨，是能安全地在人員周邊運作。透過力量感測、人因工程硬體設計與嚴格的速度限制，協作型機器人得以實現人機協作任務。
機器人安全性受 ISO 10218-1 與 ISO/TS 15066 等國際標準規範。透過 RoboDK 等工具，您可以模擬安全區域並在虛擬環境中測試程式，在機器人真正與人員一同投入生產前，先行降低風險。
10. 成本與投資報酬率（Cost and ROI）
過去數十年間，機器人的價格已大幅下降，讓更多企業與人員得以接觸這項技術。
即便如此，妥善評估機器人系統的投資報酬率（ROI）仍相當重要，須將總持有成本、安裝、整合、程式設計成本、停機時間與教育訓練等因素一併納入考量。
這也是模擬與規劃之所以重要的原因。若您能在安裝前，先透過 RoboDK 等模擬軟體設計產線佈局、測試程式並最佳化運動軌跡，便能降低財務風險，更快獲得投資報酬。
為什麼機器人特性如此重要：這是一套全新的語言
如果您從未接觸過機器人，這些術語聽起來可能就像在學習一種全新的語言。
機器人特性不僅僅是規格表上的數字，它們決定了您的機器人能做什麼，以及能做得多好。
當您理解 DoF、重複精度、負載與工作空間等關鍵特性後，就能確保為自己的需求選對合適的機器人。
透過 RoboDK，您可以探索真實的機器人型號、模擬真實世界的任務，並在正式導入產線前做出明智的決策。
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