制造業邁向智能化的一個重要標志，就是機器人的應用。根據國際機器人聯合會（IFR）發布的《2024年世界機器人報告》，全球工廠中運行的工業機器人數量已經超過428萬臺，同比增長10%，機器人的安裝量已連續三年突破50萬臺大關。

報告中另一個數據顯示，全球工業機器人平均密度也在快速攀升，2023年達到了每萬名員工162臺，而7年前這個數據僅為74臺。考慮到全球制造業產值的持續增長，這也意味著機器人對制造業的貢獻占比在不斷增加，這既是追求更高效率和效益的需要，也是應對全球老齡化、勞動力短缺挑戰的有效途徑。

不斷進化的工業機器人

隨著工業機器人密度的提升，其應用場景也在不斷拓展，產品也在不斷進化，形成了幾種主要的類別：

重型工業機器人

這也是工業機器人的傳統形態，它們是具有多個旋轉關節或轉軸的機械臂，可在一定的工作范圍內、多個自由度上動作，大都體積龐大，負責完成焊接、噴漆、裝配等人力難以企及的“重體力”勞動，從市場規模來看仍然是工業機器人中占比最大的主角。

協作機器人

“協作”二字準確描繪出了此類機器人的特點——與被“關”在籠子中、擁有自己獨立安全工作區域的重型工業機器人不同，協作機器人身材較小、結構也相對簡單，會被安排與人類員工在同一個區域內協同工作，這樣一來既能夠發揮出機器人在制造效率、精確度、耐久力等方面的優勢，又能夠結合人工在判斷力、靈活性等方面的優勢，可以說是開創了智能制造的一種新模式。因此，協作機器人在過去十年間發展勢頭也更為強勁。

AGV和AMR

有別于上述兩種機械臂樣子的“關節”機器人，它們是具有自動引導或自主移動能力的“小車”， 可沿著指定的路線行駛并具有智能的避障功能，主要的工作是在生產線和倉庫中運送物料，是提升制造和供應鏈管理效率不可或缺的利器。

此外，針對特殊的應用場景，在上述幾類工業機器人基礎上，還發展出了兼具不同類別機器人特點的混合型機器人。不過，不論工業機器人如何進化，其都是一個具有感知、處理、執行能力的自動化設備，需要不斷整合各種前沿的賦能技術，以適應快速迭代的智能制造發展的要求。

工業機器人發展趨勢與挑戰

面向工業4.0，或者是人們正在摹畫的工業5.0藍圖，工業機器人的發展呈現出三個主要的趨勢。

首先是“更智能”。“數據驅動”是工業機器人智能化的一個本質特征，因此如何綜合利用先進的數據傳感、傳輸、處理技術，更大限度釋放出數據的潛力，是工業機器人設計中的核心課題。

其次是“更可靠”。除了效率，“耐力”也是工業機器人強于人工的一大優勢。而想讓機器人穩定、長效地工作，滿足工業環境要求的高可靠性的組件，以及穩定的能源管理，都是非常重要的環節。

再有就是“更安全”。工業機器人數量的增加和應用場景的擴展，使得其工作環境日趨復雜，與人類操作/維護人員的工作空間交集也會越來越多。如何確保機器人自身及人類員工的安全性始終是一條“紅線”。

適應上述三大趨勢的要求，從宏觀上看需要技術創新的賦能，而從微觀上講則需要通過具體而微的產品優化，讓設計需求落到實處。

在工業機器人領域，TE Connectivity(以下簡稱TE) 就是一位總能跟隨技術升級的腳步，不斷推出具有差異化優勢的產品和解決方案的“高手”。今天我們就從三款TE獨具特色的產品入手，來看看其是如何為打造更智能、更可靠、更安全的工業機器人賦能的。

支持SPE技術，實現智能化

如上文所述，數據是智能制造的靈魂，因此在作為邊緣設備的機器人和云端之間構建暢通無阻的數據通信就顯得十分重要。

為了實現這一目標，基于IEEE 802.3傳輸標準的單對以太網（SPE）技術被寄予厚望。與傳統以太網技術需要8根導線進行數據傳輸不同，SPE只需使用2根導線就能實現高達1Gbps 的實時高速數據傳輸，以及遠及1000米、10Mbps的數據通信；而且SPE還支持數據線供電 (PoDL)，“一線兩用”，有效節省設備供電的布線成本。

這意味著SPE有望取代傳統的工業總線，未來可以在自動化系統中，構建一個兼具高速、多功能和小型化優勢，基于以太網協議的統一、開放、可擴展的網絡，極大地降低工業網絡的復雜性和成本。

緊隨SPE技術發展的腳步，TE也推出了相應的連接器產品——單對以太網M8 IP67混合線組，該方案僅通過一根電纜傳輸數據和電力，有利于減少系統所需連接器的數量，在更小型的封裝中實現更高速率的數據傳輸，以及高至400W的功率傳輸。

該SPE互連解決方案還提供電源和數據電氣隔離，可允許電源線路上有更多噪聲，而無需特殊的電路。IP67級別的防護等級也使其能夠滿足復雜工業環境應用的要求，適用于機器人以及相關工業自動化、傳感器網絡等設備。

浮動充電連接器，讓供電更可靠

在盡可能減少人工干預和維護成本的前提下，讓機器人能夠自主、穩健、長期地工作，這需要在機器人設計時有全面的可靠性優化考量。其中，可靠的電力供應就是關鍵的一環。

以AGV和AMR為例，這些內置蓄電池供電的移動機器人，需要在電量較低時自主返回充電站充電，以便及時“滿血復活”投入工作。針對充電這一高頻操作，需要專門優化的電源連接器為其提供保障：一方面要支持更大電流、更高功率的快充操作；另一方面要提供更高的可靠性和更長的使用壽命。

TE的HDC重載連接器產品系列中，提供了一款專門用于AGV和AMR充電的連接器，該連接器采用緊湊型的混合連接系統，包括兩個80A / 250V的電源引腳和4個10A / 60V的信號引腳，其優異的電氣連接特性帶來低溫升優勢，因此可以提供更高的配電能力。

這一AGV和AMR充電連接器支持超過30,000次的插拔次數，可靠耐用。特別值得一提的是，其采用了浮動觸點設計，插配過程中允許0.5mm的公差，有利于提升AGV和AMR在自動充電配接時的可靠性，避免連接器的意外損壞。

總之，TE的這款HDC浮動充電連接器，可以為AGV和AMR提供一個更高效率、更可靠和更小尺寸的供電解決方案。

TE安全光幕，確保機器安全

投身工業機器人領域，有一個非常重要的概念必須知曉，這就是“機器安全”，它是指利用自動化的手段，為工人提供安全的環境，確保其與機器交互過程中的健康和安全，且能夠更大程度地確保整個生產的效率。

為了實現機器安全，安全光幕是常見且有效的手段。安全光幕的工作原理并不復雜：將一組（或多組）平行光束的發射器和接收器組合在一起，構成一個“安全圍欄”，將工業機器人和人類員工活動區域隔開，當任何或所有光束被人的手指、手或身體遮擋時，光幕系統就會判斷存在安全風險，進而報警或者觸發機器停機指令。根據工業現場安全要求的差異，安全光幕可通過配置光束之間的間距實現不同的傳感檢測分辨率。

在機器人及工業自動化領域，安全光幕的優勢顯而易見：首先，可以有效防范操作人員疲勞或分心等情況下的安全風險；其次，從檢測到反饋實現自動化，更準確和高效；再有，無需格柵、門等物理硬隔斷，安裝部署簡單快速，且易于調整，具有極大的靈活性；此外，安全光幕還有助于消除非法侵入機器人工作區域、篡改機器的風險。

TE為工業機器人安全提供一系列安全光幕產品，它們具有非常鮮明的特點和優勢：

兼顧安全和效率：可對手指、手和身體進行保護，通過EN IEC 61496-1/-2和ANSI / UL 1998認證，涵蓋廣泛的應用場景；集成安全功能，包括靜態輸出的自我監控、外部接觸器 （EDM） 的控制和可選的自動/手動重啟，有助于提高生產率并減少停機時間。

可靠而緊湊：提供IP67和IP65的防護等級，能夠針對工業現場的污垢、灰塵、沙子、水、投射物和其他液體提供高度防護；采用粉末涂層鋁外殼，堅固耐用；尺寸緊湊，橫截面小至28mm x 30mm；可適用于工作溫度范圍-30°C至+55°C的冷藏設施。

靈活而智能：連接器側的第一波束位置更接近光幕區域的末端，無盲區；無需編程，通過即插即用連接即可實現快速、簡單的安裝；可隨著應用需求的變化，重新調整用途，方便靈活；提供明顯的LED檢測信號指示，方便用戶使用。

可以說，TE的安全光幕解決方案以一種更智能、更可靠、更靈活的方式，在機器人和人類員工之間劃定了一條安全“邊界”，有助于打造一個“機器+人”深度融合的全新制造業運營模式。

本文小結

隨著智能制造的發展，越來越多形態各異的工業機器人走進了車間，來到我們的身邊，并向著更智能、更可靠、更安全的大趨勢加速演進。

我們該如何為工業機器人的發展技術賦能？TE豐富的互連及傳感器產品和解決方案，提供了一個豐富的技術資源庫，本文介紹的幾款代表性的產品，僅是管中窺豹，如果你想了解更多詳情，就來貿澤電子相關技術專題深入探究吧。