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[摘 要]机器人可以代替人类完成一些较为危险和困难的工作,还能提高质量、提高产量、提高效率、改善工作人员的健康和保障工作人员的人身安全,进一步加强研究非常有必要。未来的机器人研制方向将会越来越全面,各行各业都能利用机器人得到更好地发展,科技改变世界的梦想将逐步实现。基于此本文分析了工业机器人技术及其典型应用。
[关键词]工业机器人技术;应用;发展
中图分类号:TP23 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)45-0134-01
1工业机器人发展概述
工业机器人是多种先进技术共同结合所获得综合技术产物,所涉及的技术包括机械、电子、计算机、传感器、信息通信等等。工业机器人源于20世纪60年代,VictorScheinman在1969年发明了斯坦福机械。这个全电动6轴铰接式机器人,能够在可达空间内完成任意运动路径。至20世纪70年代初,ABB与KUKA公司将工业机器人全面推向市场,其中ABB公司所推出的IRB6是世界上第一款由微处理器控制的商业化工业机器人。现阶段,瑞典ABB公司、德国KUKA公司、日本FANUC公司及日本安川电机公司是工业机器人领域的标杆,在全球市场范围内占据了极大的市场份额,是行业中的佼佼者。在相关技术不断成熟的情况下,工业机器人的应用领域也在不断拓展,包括汽车、金属加工、金属锻造、塑料制造、石化、电子等行业均有工业机器人涉足。工业机器人基本上能够替代人工完成装配、焊接、喷涂等多项工作,进一步提升了工业生产效率及质量。与欧美、日本等国家相比,我国工业机器人起步较晚,整体技术水平存在着一定差距。随着工业4.0概念的提出,我国初步制定了《机器人产业“十三五”发展规划》,这标志着未来一段时间内我国工业机器人技术将迎来巨大的发展,工业机器人产业也将成为新的蓝海。
2工业机器人的应用
2.1焊接机器人
焊接机器人是在通用工业机器人上将某种焊接的工具装上,还有专门为某一种焊接的方式而设计的,来代替焊接工人在生产领域所从事的焊接任务,但是,只占少数。与人工相比,机器人运动比较稳定,焊接机器人焊接的质量也相对比较稳定。新型的焊接机器人能够在0.3秒内将50毫米位移最低的功能要求完成,快速地在短时间内进行移位,对于点焊非常适用,很大程度地提升了生产的效率和焊接的速度。点焊机器人主要在汽车整车的焊接工作上进行应用,由各大汽车的主机厂来负责生产的完成。另外,焊接机器人在金属结构和工程机械以及军工等相关行业也比较实用。世界制造业发展比较快,不但焊接智能化的技术水平在逐渐提升,应用也更加广泛。核心技术在电源和数控方面都有了一定的发展,最为突出的就是激光焊接技术,针对于国内外焊接技术而言,应用焊接机器人的普及化和实现焊接产品的智能化已经是发展的必然趋势,同时,也是焊接生产发展的新动向和新需求。
2.2喷涂机器人
喷涂机器人无论在家具和汽车,还是搪瓷和电器等相关行业,应用都比较广泛。工业社会在不断地发展,产品生产的车间对于喷涂的工艺,要求高效率和高强度地完成,因为喷涂工艺对于人体健康有一定的伤害,所以,喷涂机器人脱颖而出。关节型的工业机器人自身具有速度快和自由度大以及工作空间运行比较灵活,密封设计以后,对于运行轨迹复杂的操作更加适合。
2.3激光加工机器人
激光加工机器人是在激光加工中进行应用的一种機器人技术,将柔性度更强的激光加工作业利用工业机器人进行有效地实现。该系统利用离线方式编程,还可以利用示教盒在线进行操作。该系统利用自动检测加工工件,来将加工工件模型得以产生,再将加工的曲线生成,运用CAD的数据直接加工也可以。无论对于激光处理工件表面和打孔,还是模具修复和焊接等,都比较适用。
2.4装配机器人
装配机器人对于柔性自动化的装配系统而言,是核心的设备,既具有柔顺性好和精度高的特点,又具有能够与其他的系统配套进行使用和工作范围小等的特点,在各种手机和电器的制造等相关行业应用都很广泛。
2.5搬运机器人
为了提高自动化程度和生产效率,制造企业通常需要快速高效的物流线来贯穿整个产品的生产及包装的过程,搬运机器人在物流线中发挥着举足轻重的作用.其一方面具有人难以达到的精度和效率,另一方面可以承担大重量和高频率的搬运作业,因此被广泛应用在搬运、码垛、装箱、包装和分拣作业中。
2.6打磨抛光机器人
机械零件形状不断向复杂化、多样化发展,实现打磨抛光工艺的机器人少有统一的方案.在打磨抛光加工中,机器人的工作方式有两种,一是机器人夹持被加工工件贴近加工工具,如砂轮、砂带等,进行打磨抛光加工;另一种方法是机器人夹持打磨抛光加工工具贴近工件进行加工。
2.7移动式工业机器人
对于大尺寸工件的制造,如航空航天产品,传统的工业机器人无法胜任.首先,大尺寸工件由于重量和尺寸巨大,不易移动;其次,工业机器人相对工件而言尺寸不足,如果单纯地按比例放大,机器人制造和控制成本将十分高昂,因此,移动式工业机器人是一个很好的解决方案。
2.8码垛机器人
最早将工业机器人技术用于物体的码放和搬运的国家是日本和瑞典.20世纪70年代末日本第一次将机器人技术用于码垛作业[5].1974年,瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于工件的取放和物料的搬运。此外,德国、意大利、韩国等国家工业机器人的研发水平也相当高,如德国的KUKA,瑞典的ABB,日本的FANUC等。
3机器人的发展趋势
3.1机器人趋于一体化
现阶段的机器人逐渐趋于一体化,通过大量的检测以及优化的工作,使得机器人技术得到了全面发展,从而能够有效增加工业产品的产量,并能降低环境污染。同时还能起到节约资源的作用。由此能够看出,一体化是工业机器人技术中的最高水平。
3.2精细加工的特点
机器人技术是动力机械以及电能技术之后,代表着未来科技的新型技术,也是未来最具代表性的生产工具。不仅能够完成精细加工,而且具有柔性生产的特点。在实际生产的过程中,可有效实现数字化以及自动化操作。
3.3装备成套生产
工业机器人主要能够完成生产装备的制造,然后将其应用于工业制造、工程安装、材料检测以及实际物流等方面,同时还能将其应用于汽车内部的零件制造以及轨道交通等方面。而且随着科技的发展,现在医药、冶金以及电力等方面也对于机器人技术有了一定的需求。由此能够看出,该技术目前有着非常高的应用价值。
3.4成套技术
工业机器人技术中包含多项技术内容,也涉及了多项不同的技术领域。一般而言,不仅包括机器人本身的控制技术、内部有限元的分析以及激光的加工技术等。由此能够看出,其技术具有非常强的综合性。
总之,工业机器人是面向工业领域的,集多学科先进技术于一体的机电一体化自动化装备。工业机器人的技术附加值高,应用范围广泛。工业机器人的设计与制造是一个非常复杂的过程,进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献
[1]骆敏舟,方健,赵江海.工业机器人的技术发展及其应用[J].机械制造与自动化,2015,44(01):1-4.
[2]计时鸣,黄希欢.工业机器人技术的发展与应用综述[J].机电工程,2015,32(01):1-13.
[3]王田苗,陶永.我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J].机械工程学报,2014,50(09):1-13.
[关键词]工业机器人技术;应用;发展
中图分类号:TP23 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)45-0134-01
1工业机器人发展概述
工业机器人是多种先进技术共同结合所获得综合技术产物,所涉及的技术包括机械、电子、计算机、传感器、信息通信等等。工业机器人源于20世纪60年代,VictorScheinman在1969年发明了斯坦福机械。这个全电动6轴铰接式机器人,能够在可达空间内完成任意运动路径。至20世纪70年代初,ABB与KUKA公司将工业机器人全面推向市场,其中ABB公司所推出的IRB6是世界上第一款由微处理器控制的商业化工业机器人。现阶段,瑞典ABB公司、德国KUKA公司、日本FANUC公司及日本安川电机公司是工业机器人领域的标杆,在全球市场范围内占据了极大的市场份额,是行业中的佼佼者。在相关技术不断成熟的情况下,工业机器人的应用领域也在不断拓展,包括汽车、金属加工、金属锻造、塑料制造、石化、电子等行业均有工业机器人涉足。工业机器人基本上能够替代人工完成装配、焊接、喷涂等多项工作,进一步提升了工业生产效率及质量。与欧美、日本等国家相比,我国工业机器人起步较晚,整体技术水平存在着一定差距。随着工业4.0概念的提出,我国初步制定了《机器人产业“十三五”发展规划》,这标志着未来一段时间内我国工业机器人技术将迎来巨大的发展,工业机器人产业也将成为新的蓝海。
2工业机器人的应用
2.1焊接机器人
焊接机器人是在通用工业机器人上将某种焊接的工具装上,还有专门为某一种焊接的方式而设计的,来代替焊接工人在生产领域所从事的焊接任务,但是,只占少数。与人工相比,机器人运动比较稳定,焊接机器人焊接的质量也相对比较稳定。新型的焊接机器人能够在0.3秒内将50毫米位移最低的功能要求完成,快速地在短时间内进行移位,对于点焊非常适用,很大程度地提升了生产的效率和焊接的速度。点焊机器人主要在汽车整车的焊接工作上进行应用,由各大汽车的主机厂来负责生产的完成。另外,焊接机器人在金属结构和工程机械以及军工等相关行业也比较实用。世界制造业发展比较快,不但焊接智能化的技术水平在逐渐提升,应用也更加广泛。核心技术在电源和数控方面都有了一定的发展,最为突出的就是激光焊接技术,针对于国内外焊接技术而言,应用焊接机器人的普及化和实现焊接产品的智能化已经是发展的必然趋势,同时,也是焊接生产发展的新动向和新需求。
2.2喷涂机器人
喷涂机器人无论在家具和汽车,还是搪瓷和电器等相关行业,应用都比较广泛。工业社会在不断地发展,产品生产的车间对于喷涂的工艺,要求高效率和高强度地完成,因为喷涂工艺对于人体健康有一定的伤害,所以,喷涂机器人脱颖而出。关节型的工业机器人自身具有速度快和自由度大以及工作空间运行比较灵活,密封设计以后,对于运行轨迹复杂的操作更加适合。
2.3激光加工机器人
激光加工机器人是在激光加工中进行应用的一种機器人技术,将柔性度更强的激光加工作业利用工业机器人进行有效地实现。该系统利用离线方式编程,还可以利用示教盒在线进行操作。该系统利用自动检测加工工件,来将加工工件模型得以产生,再将加工的曲线生成,运用CAD的数据直接加工也可以。无论对于激光处理工件表面和打孔,还是模具修复和焊接等,都比较适用。
2.4装配机器人
装配机器人对于柔性自动化的装配系统而言,是核心的设备,既具有柔顺性好和精度高的特点,又具有能够与其他的系统配套进行使用和工作范围小等的特点,在各种手机和电器的制造等相关行业应用都很广泛。
2.5搬运机器人
为了提高自动化程度和生产效率,制造企业通常需要快速高效的物流线来贯穿整个产品的生产及包装的过程,搬运机器人在物流线中发挥着举足轻重的作用.其一方面具有人难以达到的精度和效率,另一方面可以承担大重量和高频率的搬运作业,因此被广泛应用在搬运、码垛、装箱、包装和分拣作业中。
2.6打磨抛光机器人
机械零件形状不断向复杂化、多样化发展,实现打磨抛光工艺的机器人少有统一的方案.在打磨抛光加工中,机器人的工作方式有两种,一是机器人夹持被加工工件贴近加工工具,如砂轮、砂带等,进行打磨抛光加工;另一种方法是机器人夹持打磨抛光加工工具贴近工件进行加工。
2.7移动式工业机器人
对于大尺寸工件的制造,如航空航天产品,传统的工业机器人无法胜任.首先,大尺寸工件由于重量和尺寸巨大,不易移动;其次,工业机器人相对工件而言尺寸不足,如果单纯地按比例放大,机器人制造和控制成本将十分高昂,因此,移动式工业机器人是一个很好的解决方案。
2.8码垛机器人
最早将工业机器人技术用于物体的码放和搬运的国家是日本和瑞典.20世纪70年代末日本第一次将机器人技术用于码垛作业[5].1974年,瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于工件的取放和物料的搬运。此外,德国、意大利、韩国等国家工业机器人的研发水平也相当高,如德国的KUKA,瑞典的ABB,日本的FANUC等。
3机器人的发展趋势
3.1机器人趋于一体化
现阶段的机器人逐渐趋于一体化,通过大量的检测以及优化的工作,使得机器人技术得到了全面发展,从而能够有效增加工业产品的产量,并能降低环境污染。同时还能起到节约资源的作用。由此能够看出,一体化是工业机器人技术中的最高水平。
3.2精细加工的特点
机器人技术是动力机械以及电能技术之后,代表着未来科技的新型技术,也是未来最具代表性的生产工具。不仅能够完成精细加工,而且具有柔性生产的特点。在实际生产的过程中,可有效实现数字化以及自动化操作。
3.3装备成套生产
工业机器人主要能够完成生产装备的制造,然后将其应用于工业制造、工程安装、材料检测以及实际物流等方面,同时还能将其应用于汽车内部的零件制造以及轨道交通等方面。而且随着科技的发展,现在医药、冶金以及电力等方面也对于机器人技术有了一定的需求。由此能够看出,该技术目前有着非常高的应用价值。
3.4成套技术
工业机器人技术中包含多项技术内容,也涉及了多项不同的技术领域。一般而言,不仅包括机器人本身的控制技术、内部有限元的分析以及激光的加工技术等。由此能够看出,其技术具有非常强的综合性。
总之,工业机器人是面向工业领域的,集多学科先进技术于一体的机电一体化自动化装备。工业机器人的技术附加值高,应用范围广泛。工业机器人的设计与制造是一个非常复杂的过程,进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献
[1]骆敏舟,方健,赵江海.工业机器人的技术发展及其应用[J].机械制造与自动化,2015,44(01):1-4.
[2]计时鸣,黄希欢.工业机器人技术的发展与应用综述[J].机电工程,2015,32(01):1-13.
[3]王田苗,陶永.我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J].机械工程学报,2014,50(09):1-13.