在智慧製造快速普及的今天,多關節機械手臂已成為工廠「標準配備」。但標準六軸機械手臂的作業範圍受限於自身臂展——要涵蓋多個工作站,或對車身、機翼、風電葉片等長尺寸工件連續加工,單台手臂就搆不著了。
解決辦法,是給機械手臂裝上一條可精準移動的「腿」。這套安裝在手臂本體之外的線性行走機構,被稱為機械手臂第七軸,也稱行走軸、行走軌道、地軌、天軌或外部軸。六軸是手臂,第七軸讓手臂能「走起來」,把單點圓形工作範圍拉伸成一條可跨工作站的長條形區間。
那麼,這條「軌道」主要應用在哪些行業?本文做一個系統梳理。
第七軸主要應用的五大行業
綜合多家廠商與行業網站的歸納,機械手臂行走軌道已滲透到大量工業場景,其中最具代表性的有五類:
1. 塗裝行業
貨櫃、汽車、飛機、高鐵車廂等大型工件的塗裝或清洗,是第七軸的典型戰場。這類工件尺寸大、表面連續,固定機器人難以完整涵蓋,借助全封閉式天軌,塗裝機器人可沿工件長距離移動,實現 360° 無死角塗裝。相比人工,機器人塗裝能提高漆料利用率、保證塗層均勻,並可 24 小時不間斷作業。汽車、儀表、3C、電器、陶瓷、家具加工等領域同樣廣泛採用。
2. 焊接行業
點焊、弧焊、雷射焊等各類焊接任務,都可由搭載第七軸的焊接機器人完成。無論是車身長焊縫、車架連續焊接,還是大型構件多點焊接,天軌與地軌均能適配。配合焊接追蹤、感測、變位與除塵系統,單台機器人也能涵蓋長行程焊縫,顯著減少設備投入。近年來,新能源電池 PACK 焊接、底盤焊接、型材打磨等場景需求成長迅速。
3. 打磨行業
汽車白車身打磨、3C 產品打磨、玻璃切割打磨等製程,對表面品質和一致性要求高。單個固定機器人的打磨面積往往只有 2–3 公尺,加裝第七軸後可擴展到數十公尺,既降低設備成本,又避免人工打磨的疲勞誤差。借助力矩補償、視覺定位、浮動打磨等技術,系統能彈性應對多品種工件。
4. 包裝、堆疊與搬運行業
搬運機器人末端可換裝不同執行器,完成各種形狀、尺寸、狀態工件的搬運,大幅減輕工人體力勞動。全球已有數十萬台搬運機器人應用於機床上下料、沖壓自動化產線、裝配流水線、堆疊搬運、裝箱等環節。第七軸能讓一台機器人跨多個工作站循環作業,把「單點取放」升級為「整線流轉」。
5. 立體庫與智慧倉儲
在智慧倉儲與多工作站立體庫場景中,地軌 + 桁架的組合尤其常見。機器人沿軌道在多排貨架與工作站間移動,完成存取、分揀、轉運等任務,是打通倉儲與產線物流的關鍵一環。
延伸到四大典型工作站
按「工作站」視角拆解,第七軸的應用又集中在以下四大場景:
- 搬運工作站:末端執行器可靈活更換,涵蓋機床上下料、沖壓線、裝配線、堆疊裝箱等,是應用最廣泛的場景之一。
- 焊接工作站:包含機械手臂、焊接電源、感測、變位、除塵等系統,適配點焊、弧焊、雷射焊,實現高品質自動化焊接。
- 塗裝工作站:由六軸機械手臂、行走軌道、輸調漆系統、電控與軟體組成,核心優勢是取代人工、節省漆料、提升塗裝一致性。
- 打磨工作站:整合打磨工具與視覺/浮動技術,處理機加工件、鑄件拋光、非金屬去毛邊等,擴大單台機器人打磨涵蓋面積。
此外,機床行業(多台 CNC 連續上下料)、新能源(電池與底盤焊接、大型構件轉運)、金屬加工(長型材切割、大型構件焊接)、汽車製造(白車身焊接、底盤裝配、零部件搬運)、大型 3D 列印(大尺寸構件積層製造與修復)等,也都是第七軸落地極快的方向。