浅谈工业机器人在现代生产中的应用

摘 要：进入21世纪后，我国工业机器人已经进入了快速发展的时期中，工业机器人在现代生产中被广泛的应用。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是面向工业领域的多关节机械手、多自由度的机器人，是能够靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。并且，根据人工智能技术制定的原则纲领，现代工业机器人按照预先编排的程序，在人的指挥下，可以进行运行。本文通过分析工业机器人发展趋势，主要探讨了工业机器人在现代生产中的应用。

关键词：工业机器人；现代生产；应用

中图分类号：TP242 文献标识码：A

2013年，在国际上，我国工业机器人高端产品市场占有率要提高到45%以上，成为世界增长最快的市场，已经达到了28200台。工业机器人行业和企业的技术创新能力要有明显的提高，能够基本满足国防建设、国民经济和社会发展的需要。4月，我国在北京成立了中国机器人产业联盟，由中国机械工业联合会牵头，规范了我国机器人产业的发展，加快了服务國民经济转型升级，加快了机器人产业化发展的进程。

一、工业机器人在现代生产中的应用的重要性

首先，在一些现代生产中，工作环境恶劣，危险性大，如：军事领域、核工业领域等，一些作业有害于人体的健康，甚至会危及生命安全，因此，使用机器人去作业会比较合适。如：核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机、核工厂设备的检验和维修机器人等。其次，在生产上，自动化生产领域中，早期工业机器人主要用于机床上、下料、喷漆和点焊等作业上。期中制造工业用的最多，如：电机制造、塑料成形、汽车制造、金属加工等工业。另外，对于人类来说，一些特殊作业场合和迹象作业中，人力是不能触及的，如：深海探秘、空间探索等，只有机器人才能进行作业。如：海底采矿、航天飞机上用来回收卫星的操作臂等等。目前，在自动化生产领域中，随着柔性自动化的出现，机器人扮演了更重要的角色。

二、工业机器人在现代生产中的应用

1 机器人在焊接作业中的应用

点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件中，应用于汽车的点焊作业中。点焊机器人具有安装面积小、共建空间大，定位精度高，快速晚产小节距的多点定位等主要性能要求，从而能够确保焊接质量，同时，示教简单，能够节省工时。并且便携带内装变压器的焊钳，持重大。一般情况下，装焊一台汽车车体需要完成3000～4000个焊点，其中由电焊机器人完成的达到了60%。并且有些大批量汽车生产线上，点焊机器人服役的达到了150多台。

2 机器人在弧焊作业中的应用

在弧焊作业中，为了不断填充金属形成焊道，要求焊枪跟踪工件的焊道运动。因此，在运动过程中，两项重要的指标就是速度的轨迹和稳定性。一般情况下，轨迹精度大约为±0.2mm～0.5mm，焊接速度要在5mm/s～50mm/s；同时，为了减少对焊缝质量的影响，在跟踪焊道的时候，焊枪的姿态的可调范围要尽量大。另外，还具备设定焊接的条件、破口填充功能、抖动功能以及焊接传感器和焊接异常检测功能等等性能要求。弧焊机器人大多数可以完成自动送丝、熔化电极、气体保护下的焊接工作，主要应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺。弧焊机器人包括各种焊接附属装置在内的焊接系统，除了汽车行业外，不只是一台以绘画的速度和姿态携带焊枪移动的单机，还在金属结构和机械等很多行业中都广泛的应用，应用范围很广。适合机器人应用的弧焊方法不但包括惰性握体保护焊，还包括等离子弧焊接、混合所体保护焊以及埋弧焊等等。弧焊机器人是由机器人控制柜、气瓶、焊接电源、齐鲁、焊丝轮、焊枪、弧焊机器人、柔性导管、工件电缆等等组成。

3 工业机器人在搬运作业中的应用

在现代制造业中，随着计算机制造技术、物流技术以及自动仓储技术的发展，搬运机器人的应用越来越广泛。不但可以应用于加工过程中，还可用于将零件从一个输送装置送到另一个输送装置中，如：工辅量具、物料的装卸和储运等，或者将加工完的零件从一台机床上取下安装到另一台机床上。

4 工业机器人在喷漆作业中的应用

在喷漆作业中，使用机器人在环境和动作要求上，具有以下几个特点。首先，沿轨迹高速运动，途经各点都为作业点，其次，工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气。另外，在传送带上，搭载多数被喷漆部件，边移动边喷漆。喷漆机器人广泛应用于汽车主体和家电产品上，同时也广泛应用于各种塑料制品的喷漆作业中。其主要由大臂、转台和基座组成。

5 工业机器人在装配作业中的应用

为了实现自动化装配作业，机器人的使用是非常重要的。根据相关资料显示，在现代工业生产中，装配占有十分重要的地位，装配劳动量占产品生产劳动量的50%～60%，甚至会更高。如：装配劳动量在电子器件厂的芯片装配和电路板的生产中，产品生产劳动量的70%～80%都需要机器人来完成。

6 工业机器人在柔性装配系统中的应用

1980年前后，是机器人“普及元年”，在早期，引入装配作业的机器人主要用于代替装配线上手工工业的工序，在机器人进入装配作业领域中以后，很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人建立的柔性自动装配系统不但能够自动装配中小型、中等复杂程度的产品，还极大地推动了装配生产自动化的进展，如：电机、水泵齿轮箱等等，尤其是可实现自动装卸、检测、传送、装配等机能，适应于中小批量生产的装配，同时还可以实现监控、判断和决策等机能。一般情况下，机器人柔性装配系统常备可换手等，具有诸多周边设备，是以机器人为中心，如：零件供给装置、夹具、工件输送装置、涂抹器等与之配合。但是假如零件的种类繁多，那么会造成整个系统过于庞大，同时也降低了作业的效率。因此，在柔性装配系统中，零件供给装置等周边设备要根据零件和作业的种类来定，而机器人的数量可以根据产量来确定。因此，机器人柔性装配系统和装配线相比，产量越大，投资越小。

参考文献

[1]金林.基于EtherCAT总线的焊接机器人控制系统研究[D].华南理工大学，2013.

[2]姚翀.工业机器人在汽车生产行业的应用[J].硅谷，2014（11）.

[3]蔡军，王欣.浅析工业机器人的发展与现状[J].科技风，2013（21）.

作者简介：王莹（1983-），女，江苏沛县人，现居浙江嘉兴。浙江瑞宏机器人有限公司助理工程师，研究方向：机械设计（工业生产流水线自动化方案设计）。

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