工業(yè)機(jī)器人是一種靠自身動力和控制能力來執(zhí)行工作任務(wù)的自動化機(jī)械裝備，具有可自動控制、再編程及柔性等特點。在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線已經(jīng)成為自動化裝備的主流和未來的發(fā)展方向。國外很多汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械、建筑、煤業(yè)化工等行業(yè)已經(jīng)大量裝備工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線，來保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。今天我們就來看看這些機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

由于工業(yè)機(jī)器人的可編程性和通用性較好，能滿足工業(yè)產(chǎn)品多樣化、小批量的生產(chǎn)要求，因此，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了極大的擴(kuò)展。在工業(yè)生產(chǎn)中，弧焊機(jī)器人、點焊機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴涂機(jī)器人以及搬運機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已經(jīng)被大量采用。下面給大家詳細(xì)介紹一下工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代化工廠中的具體應(yīng)用。

大類：焊接工業(yè)機(jī)器人

眾所周知，焊接加工一方面要求焊工具有熟練的操作技能、豐富的實踐經(jīng)驗和穩(wěn)定的焊接水平；另一方面，焊接又是一種勞動條件差、煙塵多、熱輻射大、危險性高的工作。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)使人們自然而然地想到用它替代人的手工焊接，這樣不僅可以減輕焊工的勞動強(qiáng)度，同時也可以保證焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，這也是若干年以來人們千方百計追求的目標(biāo)。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界在役的工業(yè)機(jī)器人大約有近一半用于各種形式的焊接加工領(lǐng)域。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，焊接產(chǎn)品制造的自動化、柔性化與智能化已成為必然趨勢。而在焊接生產(chǎn)中，采用機(jī)器人焊接則是焊接自動化技術(shù)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志。

使用機(jī)器人完成一項焊接任務(wù)只需要操作者對它進(jìn)行一次示教，隨后機(jī)器人即可地再現(xiàn)示教的每一步操作。如讓機(jī)器人去做另一項工作，無須改變?nèi)魏斡布灰獙λ僮鲆淮问窘碳纯?。激焊接工業(yè)機(jī)器人有著明顯的優(yōu)勢：平穩(wěn)提高焊接質(zhì)量，保證其均勻性；提高勞動生產(chǎn)率，可 24 小時連續(xù)生產(chǎn)； 改善工人勞動條件，代替工人在有害環(huán)境下工作；降低對工人操作技術(shù)的要求；縮短產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資等許多優(yōu)點。

（1）點焊機(jī)器人

點焊機(jī)器人是用于點焊自動作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，其末端持握的作業(yè)工具是焊鉗。 實際上，工業(yè)機(jī)器人在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用早是從汽車裝配生產(chǎn)線上的電阻點焊開始的。初，點焊機(jī)器人只用于增強(qiáng)焊作業(yè)，即往已拼接好的工件上增加焊點。后來，為保證拼接精度，又讓機(jī)器人完成定位焊作業(yè)。點焊機(jī)器人逐漸被要求有更全的作業(yè)性能，點焊用機(jī)器人不僅要有足夠的負(fù)載能力，而且在點與點之間移位時速度要快捷，動作要平穩(wěn)，定位要準(zhǔn)確，以減少移位的時間，提高工作效率。具體來說如下：安裝面積小，工作空間大；快速完成小節(jié)距的多點定位（如每0.3~0.4s 移動 30~50mm 節(jié)距后定位）； 定位精度高（± 0.25 mm ），以確保焊接質(zhì)量； 持重大（50~150 kg ），以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗； 內(nèi)存容量大，示教簡單，節(jié)省工時； 點焊速度與生產(chǎn)線速度相匹配，同時可靠性好。

（2）弧焊機(jī)器人

弧焊機(jī)器人是用于弧焊（主要有熔化極氣體保護(hù)焊和非熔化極氣體保護(hù)焊）自動作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，其末端持握的工具是焊槍。弧焊過程比點焊過程要復(fù)雜得多，被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻產(chǎn)生變形，焊縫軌跡會發(fā)生變化。因此，焊接機(jī)器人的應(yīng)用并不是一開始就用于電弧焊作業(yè)。而是伴隨焊接傳感器的開發(fā)及其在焊接機(jī)器人中的應(yīng)用，使機(jī)器人弧焊作業(yè)的焊縫與控制問題得到有效解決.由于弧焊工藝早已在諸多行業(yè)中得到普及，使得弧焊機(jī)器人在通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中得到廣泛運用。

（3）激光焊接機(jī)器人

激光焊接機(jī)器人是用于激光焊自動作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，通過高精度工業(yè)機(jī)器人實現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)，其末端持握的工具是激光加工頭。 具有小的熱輸入量，產(chǎn)生極小的熱影響區(qū)，在顯著提高焊接產(chǎn)品品質(zhì)的同時，降低了后續(xù)工作量的時間 。激光焊接成為一種成熟的無接觸的焊接方式已經(jīng)多年，的能量密度使得高速加工和低熱輸入量成為可能。與機(jī)器人電弧焊相比，機(jī)器人激光焊的焊縫精度要求更高。其要求如下：高精度軌跡（≤ 0.1mm）；持重大（ 30~50 kg ），以便攜帶激光加工頭；可與激光器進(jìn)行高速通信；機(jī)械臂剛性好，工作范圍大；具備良好的振動抑制和控制修正功能。

第二大類：搬運工業(yè)機(jī)器人

搬運機(jī)器人具有通用性強(qiáng)、工作穩(wěn)定的優(yōu)點，且操作簡便、功能豐富，逐漸向第三代智能機(jī)器人發(fā)展，其主要特點有：動作穩(wěn)定和提高搬運準(zhǔn)確性 。改善工人勞作條件，擺脫有毒、有害環(huán)境。定位準(zhǔn)確，保證批量一致性。

提高生產(chǎn)效率，解放繁重體力勞動，實現(xiàn)“人”或 “少人”生產(chǎn) 。 柔性高、適應(yīng)性強(qiáng)，可實現(xiàn)多形狀、不規(guī)則物料搬運 。降低制造成本，提高生產(chǎn)效益。從結(jié)構(gòu)形式上看，搬運機(jī)器人可分為五種類型：

（1）龍門式搬運機(jī)器人

其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。其多采用模塊化結(jié)構(gòu)，可依據(jù)負(fù)重噸位搬運，采用直角坐標(biāo)系，編程方便快捷， 廣泛運用于生產(chǎn)線轉(zhuǎn)運及機(jī)床上下料等大批量生產(chǎn)過程。

（2）懸臂式搬運機(jī)器人

其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。其也可隨不同的應(yīng)用采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式 。廣泛運用于臥式機(jī)床、立式機(jī)床及特定機(jī)床內(nèi)部和沖壓機(jī)熱處理機(jī)床自動上下料。

（3）側(cè)壁式搬運機(jī)器人

其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。其也可隨不同的應(yīng)用采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式。主要運用于立體庫類，如檔案自動存取、全自動銀行保管箱存取系統(tǒng)等。

（4）擺臂式搬運機(jī)器人

其坐標(biāo)系主要由 X 軸、 Y 軸和 Z 軸組成。 Z 軸主要是升降，也稱為主軸。 Y軸的移動主要通過外加滑軌， X 軸末端連接控制器，其繞 X 軸的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn) 4軸聯(lián)動。 廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外生產(chǎn)廠家，是關(guān)節(jié)式機(jī)器人的理想替代品，但其負(fù)載程度相對于關(guān)節(jié)式機(jī)器人小。

（5）關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人

關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人是當(dāng)今工業(yè)產(chǎn)業(yè)中常見的機(jī)型之一，其擁有 5~6 個軸，行為動作類似于人的手臂，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、相對工作空間大、自由度高等特點，適合于幾乎任何軌跡或角度的工作。

由以上可知，搬運機(jī)器人是一個完整系統(tǒng)。以關(guān)節(jié)式搬運機(jī)器人為例，其工作站主要有：操作機(jī)、控制系統(tǒng)、搬運系統(tǒng)（氣體發(fā)生裝置、真空發(fā)生裝置和手爪等）和保護(hù)裝置組成。

第三大類：碼垛工業(yè)機(jī)器人

碼垛機(jī)器人在啤酒、飲料產(chǎn)業(yè)，可以實現(xiàn)碼垛自動化 因此得到了廣泛的應(yīng)用。碼垛機(jī)器人具有作業(yè)、碼垛穩(wěn)定等優(yōu)點，解放工人繁重體力勞動，已在各個行業(yè)的包裝物流線中發(fā)揮強(qiáng)大作用。其主要優(yōu)點有很多方面，

比如提高生產(chǎn)效率，解放繁重體力勞 ；柔性高、適應(yīng)性強(qiáng)現(xiàn)不同物料碼垛 ；改善工人勞動條件，擺脫有毒和有害環(huán)境 ；定位準(zhǔn)確，穩(wěn)定性高 等很多優(yōu)點 。

碼垛機(jī)器人與搬運機(jī)器人在本體結(jié)構(gòu)上沒有過多區(qū)別，通?？烧J(rèn)為碼垛機(jī)器人本體較搬運機(jī)器人大，在實際生產(chǎn)當(dāng)中碼垛機(jī)器人多為四軸且多數(shù)帶有輔助連桿，連桿主要起到增加力矩和平衡的作用，碼垛機(jī)器人多不能進(jìn)行橫向或縱向移動，安裝在物流線末端，常見的碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)多為 關(guān)節(jié)式碼垛機(jī)器人、擺臂式碼垛機(jī)器人和龍門式碼垛機(jī)器人 。對關(guān)節(jié)式碼垛機(jī)器人來說常見本體多為 4 軸，亦有 5 、 6 軸碼垛機(jī)器人，但在實際包裝碼垛物流線中 5 、 6 軸碼垛機(jī)器人相對較少 。碼垛主要在物流線末端進(jìn)行工作，4 軸碼垛機(jī)器人足以滿足日常碼垛。

第四大類：工業(yè)涂裝機(jī)器人

涂裝機(jī)器人作為一種典型的涂裝自動化裝備，涂裝機(jī)器人與傳統(tǒng)的機(jī)械涂裝相比，具有這些優(yōu)點：是能夠限度提高涂料的利用率、降低涂裝過程中的 VOC （有害揮發(fā)性有機(jī)物）排放量；第二是能顯著提高噴槍的運動速度，縮短生產(chǎn)節(jié)拍，效率顯著高于傳統(tǒng)的機(jī)械涂裝；第三是柔性強(qiáng)，能夠適應(yīng)于多品種、小批量的涂裝任務(wù)能夠保證涂裝工藝的一致性，獲得較高質(zhì)量的涂裝產(chǎn)品 。涂裝機(jī)器人大多數(shù)從構(gòu)型上仍采取與通用工業(yè)機(jī)器人相似的 5 或6自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)式機(jī)器人，在其末端加裝自動噴槍，按照手腕構(gòu)型劃分，涂裝機(jī)器人主要有：球型手腕涂裝機(jī)器人和非球型手腕涂裝機(jī)器人。

第五大類：裝配工業(yè)機(jī)器人

裝配機(jī)器人是工業(yè)生產(chǎn)中用于裝配生產(chǎn)線上對零件或部件進(jìn)行裝配的一類工業(yè)機(jī)器人。作為柔性自動化裝配的核心設(shè)備具有精度高、工作穩(wěn)定、柔 順性好、動作迅速等優(yōu)點。裝配機(jī)器人在不同裝配生產(chǎn)線上發(fā)揮著強(qiáng)大的裝配作用，裝配機(jī)器人大多由 4-6 軸組成，就目前市場上常見的裝配機(jī)器人，以臂部運動形式分：直角式裝配機(jī)器人和關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人， 關(guān)節(jié)式裝配機(jī)器人亦分水平串聯(lián)關(guān)節(jié)式、垂直串聯(lián)關(guān)節(jié)式和并聯(lián)關(guān)節(jié)式。

水平串聯(lián)式裝配機(jī)器人亦稱為平面關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人或SCARA機(jī)器人，是目前裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)量多的一類裝配機(jī)器人。它屬于精密型裝配機(jī)器人，具有速度快、精度高、柔性好等特點，驅(qū)動多為交流伺服電機(jī)，保證其較高的重復(fù)定位精度，廣泛運用于電子、機(jī)械和輕工業(yè)等有關(guān)產(chǎn)品的裝配，適合工廠柔性化生產(chǎn)需求。

以上即為工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，社會的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人會應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。

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