淺析工業(yè)機器人的特性和應用場景

從1920年，"Robot"這個詞被捷克劇作家創(chuàng)造出來，到現(xiàn)在機器人已經發(fā)展了近百年，從最初的單純用于搬運的工業(yè)機器人，到第二代具有視覺傳感器以及信息處理技術的工業(yè)機器人，再到目前正在研究的"智能機器人"，工業(yè)機器人的發(fā)展及應用日新月異。

工業(yè)機器人的性能特征

1、自由度自由度是衡量機器人技術水平的主要指標。所謂自由度是指運動件相對于固定坐標系所具有的獨立運動。每個自由度需要一個伺服軸進行驅動，因而自由度數(shù)越高，機器人可以完成的動作越復雜，通用性越強，應用范圍也越廣，但相應地帶來的技術難度也越大。一般情況下，通用工業(yè)機器人有3—6個自由度。

2、工作空間是指機器人應用手爪進行工作的空間范圍。描述工作空間的手腕參考點可以選在手部中心、手腕中心或手指指尖，參考點不同，工作空間的大小、形狀也不同。機器人的工作空間取決于機器人的結構形式和每個關節(jié)的運動范圍。工作空間是工業(yè)機器人的一個重要性能指標，是設計工業(yè)機器人機構的重要指標。

3、承載能力承載能力是指機器人在工作范圍內的任何位姿上所承受的最大重量，承載能力的大小取決于負載的質量、運行的速度和加速度的大小和方向，根據(jù)承載能力不同工業(yè)機器人大致分為：①微型機器人—承載能力為10N以下；②小型機器人—承載能力為10-50N；③中型機器人—承載能力為50-300N；④大型機器人承載能力為300—500N；⑤重型機器人—承載能力為500N以上。

　　4、運動速度運動速度影響機器人的工作效率和運動周期，它與機器人所提取的重力和位置精度均有密切的關系。運動速度高，機器人所承受的動載荷增大，必將承受著加減速時較大的慣性力，影響機器人的工作平穩(wěn)性和位置精度。就目前的技術水平而言，通用機器人的最大直線運動速度大多在1000mm／s以下，最大回轉速度一般不超過120°/s。

5、位置精度它是衡量機器人工作質量的又一項技術指標。工業(yè)機器人的位置精度包括定位精度和重復定位精度，定位精度取決于位置控制方式以及機器人運動部件本身的精度和剛度，此外還與提取重力和運動速度等因素有密切的關系。重復定位精度是機器人重復定位某一位置的準確性，典型的工業(yè)機器人定位精度一般在土O.02mm～±5mm范圍。

工業(yè)機器人的應用場景

在短短50多年的時間中，機器人技術得到了迅速的發(fā)展，在眾多制造業(yè)領域中，工業(yè)機器人應用最廣泛的領域是汽車及汽車零部件制造業(yè)，并且正在不斷地向其他領域拓展，如機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領域中。在工業(yè)生產中，焊接機器人、磨拋加工機器人、焊接機器人、激光加工機器人、噴涂機器人、搬運機器人、真空機器人等工業(yè)機器人都已被大量采用。

1.磨拋加工機器人

磨拋加工機器人主要應用于航空、航海、核電葉片磨拋，采用機器人持砂帶在葉片表面磨拋，采用柔性接觸、視覺定位的方式減小磨拋缺陷。

與人工磨拋相比，具有加工時間短，型面精度高，表面粗糙度小，加工一致性好的特點。能適應大負載，惡劣的工作環(huán)境。精度要求高。

2.焊接機器人

弧焊機器人主要應用于各類汽車零部件的焊接生產，主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類型。

在該領域，國際大型工業(yè)機器人生產企業(yè)主要以向成套裝備供應商提供單元產品為主。應用特點：要求快速平穩(wěn)移動，定位精度要求較高。

3.激光加工機器人

激光加工機器人是將機器人技術應用于激光加工中，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)。

4.真空機器人

真空機器人是一種在真空環(huán)境下工作的機器人，主要應用于半導體工業(yè)中，實現(xiàn)晶圓在真空腔室內的傳輸。

真空機械手難進口、受限制、用量大、通用性強，其成為制約了半導體裝備整機的研發(fā)進度和整機產品競爭力的關鍵部件。精度要求較高。

5.噴涂機器人

噴漆機器人一般采用液壓驅動，具有動作速度快、防爆性能好等特點，可通過手把手示教或點位示數(shù)來實現(xiàn)示教。

噴漆機器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產部門。噴涂機器人所處工作環(huán)境惡劣，其精度要求較低。

6.搬運機器人

搬運機器人由計算機控制，具有移動、自動導航、多傳感器控制、網(wǎng)絡交互等功能，它可廣泛應用于各行業(yè)的柔性搬運、傳輸?shù)裙δ埽灿糜谧詣踊Ⅲw倉庫、柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)；