工業(yè)機器人分類及應用

弧焊機器人工作站

5.1.1工業(yè)機器人分類及應用

新聞：工業(yè)生產方式由“制造”向“智造”轉變1.海爾CEO張瑞敏宣布：在2013年裁員1.6萬人的基礎上，2014年將繼續(xù)裁員1萬人。2.

2014年富士康制造30萬臺機器人?！癋oxbots”機器人→蘋果iPhone6。3.浙江計劃在未來5年，每年實施5000個機器換人項目，實現5000億元機器換人投資。機器換人背景：（1）人口紅利↘、用工荒↗、人力成本↗；（2）中國經濟：轉型升級、結構調整時代聲音:工業(yè)機器人是制造大國爭先搶占的第三次工業(yè)革命的制高點2017年中國工業(yè)機器人數量將居全球首位，達42.8萬臺。美國先進制造德國工業(yè)4.0中國中國制造2025將工業(yè)機器人列為產業(yè)轉型升級和智能制造的重點方向思考：工業(yè)機器人能代替人做哪些工作？未來是否會有更多普工被機器人代替?一、

認識工業(yè)機器人工業(yè)機器人是一種自動化的機器。適于在高溫、有毒、高粉塵及存在放射性物質等惡劣的作業(yè)環(huán)境下或在一些人所不能到達的范圍內使用，也用于完成如裝飾、搬運等重復性的枯燥、繁重的任務。其中應用最多的行業(yè)是汽車制造業(yè)。1.工業(yè)機器人定義工業(yè)機器人是指在工業(yè)環(huán)境中應用的機器人，是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機，用來完成各種作業(yè)。工業(yè)機器人也被稱為“鐵領工人”。目前，工業(yè)機器人是技術上最成熟、應用最廣泛的機器人。2.工業(yè)機器人的發(fā)展情況（1）1959年，美國造出了世界上第一臺工業(yè)機器人Unimate，可實現回轉、伸縮、俯仰等動作。SMART5PALMOTOMAN-DA20Unimate（2）2005年，YASKAWA推出可代替人完成組裝或搬運機器人MOTOMAN-DA20和MOTOMAN-IA20。（3）2010年意大利柯馬（COMAU）推出SMART5PAL機器人，可實現裝載、卸載、多產品拾取、堆垛等。2.工業(yè)機器人的發(fā)展情況（4）KUKA公司推出KR5arcHW（HollowWrist），其機械臂和機械手上有一個50mm寬的通孔，可以保護機械臂上的整套保護氣體軟管的敷設。RobotM-3iAKR5arcHW（5）FANUC推出的RobotM-3iA裝配機器人采用四軸或六軸模式，具有獨特的平行連接結構，具備輕巧便攜的特點，承重范圍可達6kg。2.工業(yè)機器人的發(fā)展情況目前日本機器人發(fā)展處于首位；美國發(fā)展迅速，目前在新安裝的臺數方面已經超過了日本;中國正在全力追趕。工業(yè)機器人技術基本沿著兩個方向在發(fā)展:（1）模仿人的手臂運動，典型應用為點焊、弧焊機器人；（2）模仿人的下肢運動，如搬運機器人。2010-2014年中國工業(yè)機器人銷量及增長狀況2014年中國工業(yè)機器人銷量占比狀況2014年中國工業(yè)機器人應用行業(yè)需求占比狀況2.工業(yè)機器人的發(fā)展情況ABB公司給出十大投資機器人的理由：①降低運營成本；②提升產品質量與一致性；③改善員工的工作環(huán)境；④擴大產能；⑤增強生產的柔性；⑥減少原料浪費，提高成品率；⑦滿足安全法規(guī)，改善生產安全條件；⑧減少人員流動，緩解招聘技術工人的壓力；⑨降低投資成本，提高生產效率；⑩節(jié)約寶貴的生產空間。二、工業(yè)機器人分類

用來完成不同生產作業(yè)的工業(yè)機器人的種類愈來愈多，例如拋光機器人、打毛刺機器人、激光切割機器人等。關于工業(yè)機器人分類，國際上沒有制定統(tǒng)一的標準。（1）拋光機器人（2）打毛刺機器人（3）激光切割機器人1.按結構坐標系特點方式分類（1）直角坐標型（2）圓柱坐標型（3）球面坐標型（4）多關節(jié)坐標型1.按結構坐標系特點方式分類直角坐標機器人具有空間上相互垂直的多個直線移動軸，通過直角坐標方向的3個獨立自由度確定其手部的空間位置，其動作空間為長方體。（1）直角坐標型（2）圓柱坐標型（3）球面坐標型（4）多關節(jié)坐標yzx1.按結構坐標系特點方式分類圓柱坐標機器人主要由旋轉基座、垂直移動和水平移動軸構成，具有一個回轉和兩個平移自由度，其動作空間呈圓柱形。θrx（1）直角坐標型（2）圓柱坐標型（3）球面坐標型（4）多關節(jié)坐標1.按結構坐標系特點方式分類球面坐標機器人空間位置分別由旋轉、擺動和平移3個自由度確定。

βrθ（1）直角坐標型

（2）圓柱坐標型（3）球面坐標型（4）多關節(jié)坐標1.按結構坐標系特點方式分類垂直多關節(jié)機器人模擬人手臂功能，由垂直于地面的腰部旋轉軸、帶動小臂旋轉的肘部旋轉軸以及小臂前端的手腕等組成，其動作空間近似一個球體。

。αφθ（1）直角坐標型（2）圓柱坐標型（3）球面坐標型（4）多關節(jié)坐標2.按本體機械結構分類按其本體機械結構分為平面關節(jié)型、平行桿型和多關節(jié)型等。平面關節(jié)型平行桿型多關節(jié)型3.按機器人的技術等級分類（1）示教再現機器人第一代工業(yè)機器人能夠按照人類預先示教的軌跡、行為、順序和速度重復作業(yè)，示教可由操作員手把手進行或通過示教器完成。

手把手示教示教器示教3.按機器人的技術等級分類（2）感知機器人

第二代工業(yè)機器人具有環(huán)境感知裝置，能在一定度上適應環(huán)境的變化，目前已經進入應用階段。

配備視覺系統(tǒng)的工業(yè)機器人3.按機器人的技術等級分類

（3）智能機器人第三代工業(yè)機器人具有發(fā)現問題，并且能自主地解決問題的能力，尚處于實驗研究階段。智能機器人4.按作業(yè)任務分類按作業(yè)任務分類，工業(yè)機器人可分為搬運、碼垛、焊接、涂裝、裝配機器人。（1）機器人搬運被廣泛應用于機床上下料、沖壓機自動化生產線、自動裝配流水線、碼垛搬運、集裝箱等的自動搬運。

機器人搬運4.按作業(yè)任務分類（2）機器人碼垛被廣泛應用于化工、飲料、食品、塑料、啤酒等生產企業(yè)，對紙箱、袋裝、罐裝、啤酒箱等多種形式的包裝成品都適用。

機器人碼垛4.按作業(yè)任務分類（3）機器人焊接開拓柔性自動化生產方式，在一條焊裝機器人生產線上同時焊接多件。

機器人焊接4.按作業(yè)任務分類（4）機器人涂裝被廣泛應用于汽車、汽車零部件、鐵路、家電、建材、機械等行業(yè)。

機器人涂裝4.按作業(yè)任務分類