当今制造业，多关节工业机器人的应用已经非常普遍了。
但一般来说，作为标准产品的工业机器人，在固定安装的情况下，其单台工作范围肯定是会受到自身臂展长度的限制的。

 

而如果要让机器人能够覆盖比较大的工作区域，比如：在跨度较大的多个工位进行操作，或以较长的行程对车身、机翼、风电桨叶…等各类大型部件实施连续不间断的加工作业（如：焊接、喷涂、检验...等），那么就需要将机器人安装在一个运动平台上，通过增添 “移动的脚步”，来延伸和扩展其操作范围了。因为一般的工业机器人都是6轴的，所以这个可移动的运动平台，通常被称为“机器人第七轴”，简称“七轴”。

 

目前大家在市面上见到的“七轴”，大都是直接铺设在地面上的，俗称“地轨”。这其中典型的例子，就是汽车工厂中白车身车间内的机器人应用了，如：车体和零部件的搬运、焊接...等。

 

“地轨”的安装方式相对简单，用户只需按照设计要求，使用特定的螺栓将其固定在符合相应技术规范的地基上，并进行模块化拼装即可。

 

但它也有一个小小的缺点，就是会占用比较大的地面空间，从而可能影响厂内设备的布局，对地面上的工作人员与移动设备的活动、以及生产物料的传输造成一定程度的限制和阻碍。

 

遇到这种情况，如果希望以较小的地面空间占用来延伸和扩展机器人的水平移动范围，并降低“七轴”对地面工作人员与移动设备的活动及物料传输的影响，就有必要考虑将机器人和它的“七轴”架在空中来使用了。这种“七轴”在业内常常被称为“天轨”。

 

比如上图中某车厂就在其白车身车间使用了“天轨”这种形式的“七轴”，来实现机器人的移动工作。而在除了汽车以外的其他一些行业，如：飞机制造、机加工...等领域，也经常需要借助“天轨”让机器人在空中进行移动作业。

 

因为要把机器人驾到空中，所以“天轨”在系统结构上自然是要比“地轨”复杂一些的。除了前面提到的地基和螺栓，用户还需要根据应用需求，确定机器人的安装方式（水平腾空、侧挂或是倒吊）、以及横梁与立柱的规格。

 

前面所说的“地轨”和“天轨”，都只是在水平方向延伸了机器人的工作范围。但有的时候，我们可能会希望机器人具备在垂直维度变换高度的活动能力。
 

在这种情况下，就需要将机器人安装在一个可升降的移动平台上运行了。这个可升降的移动平台，我们可以称其为“立轨”。

 

比如在对一些大型物体（如：汽车、机翼、机身…）的外形轮廓进行检测时，往往会将末端装有相机的机器人置于可灵活升降的“立轨”上工作，其目的就是要通过扩展机器人在高度上的活动范围，从而使其末端的相机在拍摄时能够全方位的扫描并覆盖到被检物体的各个表面。

 

而在上面这两个案例中，我们还可以看到，装有机器人的“立轨”是安装在水平移动的“地轨”上的，这其实相当于对机器人的活动范围在水平和垂直两个维度上都进行了扩展和延伸。

 

值得一提的是，在机器人应用中选用“地轨”、“天轨”或是“立轨”，其实仅仅是为其增添移动脚步的开始而已。延伸和扩展机器人的工作区域和运行范围，并使之真正有效的融入工业现场，才是使用“七轴“的目标。

 

在这个过程中， 机器人的“七轴”还必须能够满足和适应很多与具体行业应用相关的性能与工艺需求，如：机器人的兼容性、负载配重、空间活动范围、整体移动行程、运动速度/加速度、动态特性、传动刚性、定位精度、运行的可靠性与稳定性、系统的安全性、设计/安装/调试/维护...等方面的易用性、设备使用寿命…等等。而这就需要依托较为完整的产品架构体系来实现了。

 

来源：知乎