工業(yè)機(jī)器人在加工制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

徐世光

摘 要：工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，并在提升工作效率，降低工作難度方面發(fā)揮重要作用。結(jié)合當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用情況，就其在加工制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析研究，并探索其更好的發(fā)展趨勢(shì)，才能夠讓工業(yè)機(jī)器人在加工制造行業(yè)中發(fā)揮作用，讓其在全面提升加工制造效能方面展現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；加工制造；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

一、工業(yè)機(jī)器人在加工制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.焊接機(jī)器人

電焊機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人最先在汽車的電焊作業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，在焊接車體薄板中，對(duì)電焊機(jī)器人進(jìn)行了大量應(yīng)用。比如，在對(duì)一臺(tái)汽車車體開展裝焊工作的過程中，需要對(duì)3000至4000個(gè)焊點(diǎn)完成焊接，在這些作業(yè)中，機(jī)器人能夠?qū)ζ渲械?0%焊接工作機(jī)器完成。針對(duì)部分大批量汽車生產(chǎn)線而言，其所應(yīng)用的電焊機(jī)器人數(shù)量甚至超出150多臺(tái)。

關(guān)于點(diǎn)焊機(jī)器人有關(guān)性能要求方面，其主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）其安裝面積比較小，并且整個(gè)工件的空間比較廣；

（2）能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)，針對(duì)小節(jié)距的多點(diǎn)定位工作順利完成；

（3）具有非常高的定位精度，其精度大約為0.25mm，能夠使焊接工作的質(zhì)量得到充分保障；

（4）具有比較大的持重，持重范圍位于490至980N，能夠?yàn)閮?nèi)裝變壓器焊鉗攜帶工作創(chuàng)造條件；

（5）示范教學(xué)工作開展起來，比較容易，能夠節(jié)省大量工作時(shí)間。

2.弧焊機(jī)器人

在焊接金屬連續(xù)結(jié)合的焊縫工藝中，會(huì)對(duì)弧焊機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)用。通過弧焊機(jī)器人，能夠確保自動(dòng)送絲、熔化電極與氣體保護(hù)工作實(shí)現(xiàn)的前提下，開展相關(guān)焊接工作?；『笝C(jī)器人具有非常廣泛的應(yīng)用范圍，能夠普遍應(yīng)用于汽車行業(yè)、通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)之中。針對(duì)弧焊機(jī)器人而言，其不僅僅是攜帶焊槍移動(dòng)的單機(jī)，應(yīng)當(dāng)將所有焊接附屬裝置在內(nèi)的焊接系統(tǒng)包括進(jìn)來。關(guān)于其系統(tǒng)組成方面，主要包括機(jī)器人控制柜、焊接電源、氣瓶、氣體流量計(jì)、氣路、焊絲輪、柔性導(dǎo)管、弧焊機(jī)器人、送絲機(jī)器人、焊槍、工件電纜、焊接電纜以及控制電纜。惰性握體保護(hù)焊、混合所體保護(hù)焊、埋弧焊以及等離子弧焊接系其主要弧焊方法。

關(guān)于其性能要求方面，主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）在開展相關(guān)弧焊作業(yè)的過程中，針對(duì)工件的焊道運(yùn)動(dòng)，焊槍應(yīng)當(dāng)開展跟蹤工作，并持續(xù)對(duì)金屬進(jìn)行填充，以此來促進(jìn)焊道的生成。所以，在運(yùn)動(dòng)的過程中，最為重要的兩個(gè)指標(biāo)就是速度的平穩(wěn)性以及軌跡；

（2）焊縫的質(zhì)量，也會(huì)受到焊槍姿態(tài)的影響，所以，在對(duì)焊道開展跟蹤工作的過程中，也應(yīng)當(dāng)確保焊槍姿態(tài)，處于最大可調(diào)范圍之中；

（3）還將部分其他性能要求包括進(jìn)來，例如，設(shè)定焊接條件、抖動(dòng)功能、坡口填充功能、焊接異常檢測(cè)功能以及焊接傳感器的接口功能。

3.噴漆機(jī)器人

無論是在汽車車體與家電產(chǎn)品的噴漆作業(yè)中，還是在各種塑料制品的噴漆作業(yè)中，都對(duì)噴漆機(jī)器人進(jìn)行了大量應(yīng)用。關(guān)于關(guān)節(jié)式噴漆機(jī)器人的組成部分方面，主要包括六個(gè)關(guān)節(jié)、大臂、小臂、轉(zhuǎn)臺(tái)以及基座。

關(guān)于環(huán)境與動(dòng)作要求方面，其主要具備以下特征：

（1）在其所處工作環(huán)境的空氣中，應(yīng)當(dāng)將易爆的噴漆劑蒸汽包括進(jìn)來；

（2）應(yīng)當(dāng)沿著一定的軌跡，開展高速運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所經(jīng)過的各個(gè)點(diǎn)，都屬于其作業(yè)點(diǎn)范疇；

（3）應(yīng)當(dāng)在傳送帶中，對(duì)大部分被噴漆部件開展搭載工作，在移動(dòng)的過程中，進(jìn)行噴漆作業(yè)。

4.搬運(yùn)機(jī)器人

伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展與進(jìn)步，計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)、物流技術(shù)以及自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，也處于飛速發(fā)展?fàn)顟B(tài)之中，在現(xiàn)代制造業(yè)中，搬運(yùn)機(jī)器人得到了大力應(yīng)用，其應(yīng)用范圍變得更加廣泛。在開展相關(guān)零件加工工作的過程中，可以對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行應(yīng)用，通過搬運(yùn)機(jī)器人，能夠裝卸、儲(chǔ)存并運(yùn)輸物料與工輔量具，能夠從一個(gè)輸送裝置，將有關(guān)零件運(yùn)輸至另一個(gè)輸送裝置之中，亦或是從一臺(tái)機(jī)床中取下加工完的零件，再將其安裝至另一臺(tái)機(jī)床之中。

5.裝配機(jī)器人

在當(dāng)前的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)工作中，裝配機(jī)器人發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)說明，在整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)勞動(dòng)量中，裝配勞動(dòng)量所占據(jù)的比重高達(dá)50%至60%，在部分場(chǎng)合中，其所占據(jù)的比例會(huì)更高。比如，針對(duì)電子器件廠而言，無論是在開展芯片裝配工作的過程中，還是在進(jìn)行電路板生產(chǎn)工作的過程中，在整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)的勞動(dòng)量中，裝配勞動(dòng)量所占據(jù)的比重高達(dá)70%至80%。所以，在自動(dòng)化裝配作業(yè)的完成方面，裝配機(jī)器人發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

二、工業(yè)機(jī)器人的未來發(fā)展趨勢(shì)

第一，當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域就是傳統(tǒng)制造業(yè)，例如，化學(xué)、石油、船舶、采礦、冶金等領(lǐng)域，在未來，其將會(huì)擴(kuò)大至部分高科技領(lǐng)域之中，例如，航空、航天、生化、醫(yī)藥、核能等。與此同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人也會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧彝C(jī)器人，能夠走進(jìn)越來越多的家庭，其還會(huì)走進(jìn)部分高危行業(yè)之中，取代人來完成危險(xiǎn)作業(yè)任務(wù)，例如，排雷、修理高壓線、下水道清理、消防等。人類的日常工作與生活對(duì)工業(yè)機(jī)器人的依賴性越來越大，通過工業(yè)機(jī)器人的大量運(yùn)用，能夠使我們的文化生活變得更加豐富多彩。

第二，在未來工業(yè)機(jī)器人很有可能朝著小型化的方向進(jìn)行發(fā)展。當(dāng)前，ABB公司推出了一款名為“IRBI20”的小型機(jī)器人，其自身重量?jī)H僅為25千克，然而，其具備非常突出的工作能力，在整個(gè)業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位之中，關(guān)于其工作范圍方面，能夠?qū)崿F(xiàn)580毫米，針對(duì)每公斤物料，開展相關(guān)拾取工作的過程中，其節(jié)拍僅僅需要0.58秒，其具備非常突出的定位精度，能夠達(dá)到0.01mm，一經(jīng)投入市場(chǎng)，就收獲了廣泛的好評(píng)與青睞。所以，未來工業(yè)機(jī)器人很有可能朝著小型化的方向進(jìn)行發(fā)展。針對(duì)小型工業(yè)機(jī)器人而言，其自身具備突出的優(yōu)勢(shì)，在傳統(tǒng)的思路中，機(jī)器人應(yīng)當(dāng)大于其所加工的部件。但是，伴隨著航空、航天、局核電等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，工件的尺寸在不斷加大，倘若繼續(xù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的尺寸進(jìn)行加大，會(huì)明顯增加相關(guān)成本費(fèi)用。所以，可以對(duì)傳統(tǒng)思路進(jìn)行轉(zhuǎn)變，不斷縮小工業(yè)機(jī)器人，使其能夠在工件上，開展相關(guān)加工工作。

第三，此外，工業(yè)機(jī)器人將會(huì)與一些新發(fā)展的技術(shù)聯(lián)系起來，例如，高能激光切割、變速箱裝配、板金屬變形以及攪拌摩擦焊等，并不斷與其融合成為一個(gè)整體。部分傳統(tǒng)的加工過程，比如，激光焊接、測(cè)量、激光切割、去毛刺、粘結(jié)等，也會(huì)通過工業(yè)機(jī)器人來開展相關(guān)加工工作。與此同時(shí)，也會(huì)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)成本進(jìn)行減少，并實(shí)現(xiàn)高端工業(yè)機(jī)器人質(zhì)量的提升。

結(jié)語：

工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)越來越為人們所關(guān)注和重視，其在加工制造領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀也越來越為人們所深度思考，結(jié)合其應(yīng)用現(xiàn)狀探索工業(yè)機(jī)器人的未來發(fā)展趨勢(shì)，也成為諸多人員所關(guān)注的重要內(nèi)容。相信通過對(duì)工業(yè)機(jī)器人的不斷深入研究，其在加工制造領(lǐng)域中的作用將會(huì)更加顯著，其在推動(dòng)行業(yè)發(fā)展方面的影響將會(huì)更加深遠(yuǎn)。

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