目前，工業(yè)機器人大部分集中于傳統(tǒng)的焊接、噴涂等領(lǐng)域，我國工業(yè)機器人的核心部件和整機市場仍被國外壟斷，工業(yè)機器人要面向整個智能制造市場，還需要具備應(yīng)對整個智能制造過程中大多數(shù)工藝的能力，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則是實現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

“國產(chǎn)工業(yè)機器人產(chǎn)量達到14.77萬臺，”近期國家統(tǒng)計局公布的2018年數(shù)據(jù)，相較于2017年的13.1萬臺，同比增長12.7%。實際上，近幾年，我國工業(yè)機器人的生產(chǎn)制造一直保持高速增長，同時我國也已成為全球第一大工業(yè)機器人應(yīng)用市場。

在發(fā)達國家，工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線已經(jīng)成為自動化設(shè)備的主流和未來發(fā)展方向。汽車工業(yè)、電子電氣工業(yè)、工程機械、建筑、煤炭工業(yè)、化工等許多國外行業(yè)都配備了大量工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)量。

由于工業(yè)機器人具有良好的可編程性和通用性，能夠滿足多樣化工業(yè)產(chǎn)品和小批量生產(chǎn)的要求，工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了極大的拓展。在工業(yè)生產(chǎn)中，諸如弧焊機器人、點焊機器人、裝配機器人、噴涂機器人和搬運機器人的工業(yè)機器人已經(jīng)被廣泛使用。以下是工業(yè)機器人在現(xiàn)代工廠中的具體應(yīng)用的詳細介紹。

激光焊接工業(yè)機器人

第一種應(yīng)用就是工業(yè)焊接機器人，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。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界在役的工業(yè)機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，采用機器人焊接則是焊接自動化技術(shù)現(xiàn)代化的主要標志。

使用機器人完成一項焊接任務(wù)只需要操作者對它進行一次示教，隨后機器人即可精確地再現(xiàn)示教的每一步操作。如讓機器人去做另一項工作，無須改變?nèi)魏斡布?#xff0c;只要對它再做一次示教即可。其主要優(yōu)點有以下幾個方面：

穩(wěn)能提高焊接質(zhì)量，保證其均勻性；提高勞動生產(chǎn)率，一天可 24 小時連續(xù)生產(chǎn)； 改善工人勞動條件，可在有害環(huán)境下工作；降低對工人操作技術(shù)的要求；縮短產(chǎn)品改型換代的準備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資 等許多優(yōu)點。

激光焊接產(chǎn)品

第一種是點焊機器人

點焊機器人是用于點焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握的作業(yè)工具是焊鉗。 實際上，工業(yè)機器人在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用最早是從汽車裝配生產(chǎn)線上的電阻點焊開始的。最初，點焊機器人只用于增強焊作業(yè)，即往已拼接好的工件上增加焊點。后來，為保證拼接精度，又讓機器人完成定位焊作業(yè)。點焊機器人逐漸被要求有更全的作業(yè)性能，點焊用機器人不僅要有足夠的負載能力，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，同時安全可靠性好。

汽車工業(yè)中使用的點焊機器人

第二種是弧焊機器人

弧焊機器人是用于弧焊(主要有熔化極氣體保護焊和非熔化極氣體保護焊)自動作業(yè)的工業(yè)機器人，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)及其在焊接機器人中的應(yīng)用，使機器人弧焊作業(yè)的焊縫跟蹤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，使得弧焊機器人在通用機械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中得到廣泛運用。

弧焊機器人在工作

第三種是激光焊接機器人

激光焊接機器人是用于激光焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人，通過高精度工業(yè)機器人實現(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。 具有最小的熱輸入量，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，極高的能量密度使得高速加工和低熱輸入量成為可能。與機器人電弧焊相比，機器人激光焊的焊縫跟蹤精度要求更高。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；可與激光器進行高速通信；機械臂剛性好，工作范圍大；具備良好的振動抑制和控制修正功能。

激光焊接機器人

第二大類為搬運機器人

搬運機器人具有通用性強、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器人發(fā)展，其主要特點有：動作穩(wěn)定和提高搬運準確性 。改善工人勞作條件，擺脫有毒、有害環(huán)境。定位準確，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，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，搬運機器人可分為 龍門式搬運機器人、懸臂式搬運機器人、側(cè)壁式搬運機器人、擺臂式搬運機器人和關(guān)節(jié)式搬運機器人 。

搬運工業(yè)機器人

(1)、龍門式搬運機器人

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

(2)、懸臂式搬運機器人

其坐標系主要由 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 。廣泛運用于臥式機床、立式機床及特定機床內(nèi)部和沖壓機熱處理機床自動上下料。

(3)、側(cè)壁式搬運機器人

其坐標系主要由 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)、擺臂式搬運機器人

其坐標系主要由 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)式機器人的理想替代品，但其負載程度相對于關(guān)節(jié)式機器人小。

懸臂式搬運機器人

(5)、 關(guān)節(jié)式搬運機器人

關(guān)節(jié)式搬運機器人是當(dāng)今工業(yè)產(chǎn)業(yè)中常見的機型之一，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，搬運機器人是一個完整系統(tǒng)。以關(guān)節(jié)式搬運機器人為例，其工作站主要有 操作機、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)和安全保護裝置組成。結(jié)構(gòu)如下圖所示。

搬運機器人系統(tǒng)組成

第三大類為碼垛機器人

碼垛機器人在啤酒、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。碼垛機器人具有作業(yè)高效、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 ；定位準確，穩(wěn)定性高 等很多優(yōu)點 。

第四大類是工業(yè)涂裝機器人

涂裝機器人作為一種典型的涂裝自動化裝備，涂裝機器人與傳統(tǒng)的機械涂裝相比，其下優(yōu)點有以下幾個方面第一是能夠最大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)的機械涂裝； 第三是柔性強，能夠適應(yīng)于多品種、小批量的涂裝任務(wù)能夠精確保證涂裝工藝的一致性，獲得較高質(zhì)量的涂裝產(chǎn)品 。涂裝機器人大多數(shù)從構(gòu)型上仍采取與通用工業(yè)機器人相似的 5 或6自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)式機器人，在其末端加裝自動噴槍，按照手腕構(gòu)型劃分，涂裝機器人主要有：球型手腕涂裝機器人和非球型手腕涂裝機器人。

非球型手腕涂裝機器人

第五大類是裝配機器人

裝配機器人是工業(yè)生產(chǎn)中用于裝配生產(chǎn)線上對零件或部件進行裝配的一類工業(yè)機器人。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。裝配機器人在不同裝配生產(chǎn)線上發(fā)揮著強大的裝配作用，裝配機器人大多由 4-6 軸組成，就目前市場上常見的裝配機器人，以臂部運動形式分 直角式裝配機器人和關(guān)節(jié)式裝配機器人， 關(guān)節(jié)式裝配機器人亦分水平串聯(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。

并聯(lián)裝配機器人

水平串聯(lián)式裝配機器人 亦稱為平面關(guān)節(jié)型裝配機器人或SCARA機器人，是目前裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)量最多的一類裝配機器人。它屬于精密型裝配機器人，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，保證其較高的重復(fù)定位精度，廣泛運用于電子、機械和輕工業(yè)等有關(guān)產(chǎn)品的裝配，適合工廠柔性化生產(chǎn)需求。

來源：互聯(lián)網(wǎng)

總結(jié)

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